D0I:10.13374/i.issm1001-053x.2006.02.024 第28卷第2期 北。京科技大学学报 Vol.28 No.2 2006年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.2006 基于未确知测度理论的矿井通风安全评价 李树刚马超王国旗 西安科技大学能源学院，西安710054 摘要运用未确知测度理论建立矿井通风系统安全评价指标体系，构造了未确知测度棋型，计 算了各评价指标的未确知测度值.根据置信度识别准则进行等级判定，得出了评价结果.该评价 方法能解决矿井通风评价中诸多因素不确定性问题，还能对其进行定量分析.实例表明，用未确知 测度评价模型对矿井通风安全进行评价，其计算结果与实际运行情况很吻合 关健词未确知测度；置信度识别；矿井通风；安全评价 分类号TD72 20世纪90年代以来，煤矿安全生产重特大 1 未确知测度的计算 事故呈上升势头，如1993年上半年，国有重点煤 矿死亡率和百万吨死亡率分别上升33%和 某评价对象有m个评价因素，若某个评价因 11.1%[1].21世纪初，煤矿安全事故稍有下降， 素有n个评价指标，用x1,x2,…,xn表示，则 但百万吨死亡率仍居高不下，特别是2002年以后 指标空间X={x1,x2,…,xn,x,表示评价因素 几起死亡100人以上的特别重大事故，如2002年 的第i个测量值.对x:有p个评价等级c1,c2, 6月20日鸡西城子河瓦斯爆炸事故、2004年2月 …,cp,评价空间记为U,U={c1,c2,…,cp{.设 14日辽宁阜新海州立井瓦斯爆炸事故、2004年 定第k级比第k+1级“强”，记为c>c+1,若c1 10月20日河南大平煤矿瓦斯爆炸事故和2004 >c2>c3>…>cp·则称{c1,c2,",cp}是评价 年11月28日陕西陈家山煤矿瓦斯爆炸事故等， 空间U的一个有序分割类 因而煤矿安全生产事故必须遏制.通过无数次的 1.1单指标未确知测度 煤矿安全事故调查与分析得知，大多数煤矿安全 若μ=(x:∈c)表示测量值x:属于第 事故都是因为安全管理不到位或安全管理疏忽造 个评价等级c的程度，H满足： 成的.为了减少安全事故率，必须加强煤矿安全 0≤u(x:∈c)≤1 (1) 管理.安全评价是煤矿安全管理中的关键技术和 a(x:∈U)=1 (2) 环节，因此，加强煤矿安全评价技术和方法的研 hegal- )a(x,∈c) (3) 究，既是历史发展的必然趋势，又是解决目前煤矿 1-1 安全问题的迫切要求. 其中，i=1,2,…,n;k=1,2,…,力.称满足式(1) 煤矿安全评价方法很多，如安全检查表法 ~(3)的4为未确知测度2-3).式(2)称为4对评 (SCL)、事故树分析法(FTA)、危险度分析法 价空间U满足归一性；式(3)称为4对评价空间 (DDA)、评价因子法(EGA),这些方法都是定性 U满足可加性.如果4不满足归一性和可加性， 或半定量评价方法.将未确知数学理论运用到安 则认为的值在理论上是不可信的 全评价之中，能很好地解决矿井通风系统安全评 1.2多指标综合测度评价向量 价中诸多因素不确定性问题，还能对其进行定量 若=μ(M∈c)评价因素M属于第k等 级的程度，则 分析，是一种较为理想和实用的评价方法 w4(k=1,2,…,p) (4) 式中，w:表示评价指标x:相对其他评价指标的 收稿日期：2004-12-15修回日期：20050406 重要程度，即权重，w:满足： 基金项目：陕西省自然科学研究项目(No.2002EZ19):陕西省教 育厅专项科研计划项目(No.02JK082) 0S1=1 (5) 作者简介：李树刚(1963一)，男，教授，博士第 2 8 卷 第 2 期 2 0 0 6 年 2 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o ur n a l o f U n i v e 路it y o f S e i e n e e a n d T e c h no 10 gy Be Uin g V o l 。 2 8 N O 。 2 F e b 。 2 0 0 6 基于未确知测度理论 的矿井通风安全评价 李树 刚 马 超 王 国旗 西安科技大学能源学院 , 西安 7 1 0 0 54 摘 要 运用未确知测度理论建立矿井通 风系统安全评价 指标体 系 , 构造了未 确知测度模 型 . 计 算了各评价指标的未确知测度值 . 根据置信度识别 准则进行等级 判定 , 得 出了评 价结果 . 该 评价 方法能解决矿井通风评价中诸 多因素不确定性间题 , 还能对其进行定量分析 . 实例表 明 , 用未确知 测度评价模 型对矿井通风安全进行评价 , 其计算结果与实际运行情况很吻合 . 关键词 未确知测度 ; 置信度识别 ; 矿井通风 ; 安全评价 分类号 T D 72 2 0 世纪 90 年代以 来 , 煤矿 安全 生产 重 特大 事故 呈上 升势头 , 如 1 9 9 3 年上 半年 , 国有重 点 煤 矿 死 亡 率 和 百 万 吨 死 亡 率 分 别 上 升 3 % 和 1 . 1% 〔`〕 . 21 世 纪 初 , 煤矿 安 全 事故稍 有 下 降 , 但 百万 吨死 亡率仍 居高不 下 , 特别是 2 0 0 2 年以后 几起死亡 1 0 人以上的 特别重大 事故 , 如 2 0 02 年 6 月 2 0 日鸡西 城子 河瓦斯爆炸事故 、 2 0 04 年 2 月 14 日辽 宁阜新 海 州立 井 瓦 斯爆炸 事故 、 2 0 0 4 年 1 0 月 2 0 日河 南 大平煤矿 瓦 斯爆炸事故和 2 0 0 4 年 n 月 28 日陕西 陈家 山煤矿 瓦斯爆炸事故等 , 因而 煤矿安 全生产 事故必 须遏 制 . 通过 无数次的 煤矿安全事故调 查 与分析 得 知 , 大多 数煤矿 安 全 事故 都是因为安 全管理 不到位 或安全管理疏 忽造 成的 . 为 了减少 安 全 事故率 , 必 须 加强 煤矿 安 全 管理 . 安全 评价是煤矿安 全管理 中的关键技 术和 环节 , 因 此 , 加 强 煤矿安 全评 价技术和方 法 的研 究 , 既是 历史发展 的必然 趋势 , 又是 解决 目前煤矿 安全 问题的迫切 要求 . 煤 矿 安 全 评价方 法 很 多 , 如安 全 检查 表 法 ( S C L ) 、 事 故树 分 析 法 ( F T A ) 、 危 险度 分 析 法 ( D D A ) 、 评价因子 法 ( E G A ) , 这 些方法 都是 定性 或半定量评价方法 . 将未确 知数学 理论运用到安 全评 价之 中 , 能很 好地 解决矿 井通 风系 统安 全 评 价 中诸多因素不确 定 性问题 , 还 能 对其进 行定量 分析 , 是一 种较为理 想和 实用的评价方法 . 收稿 B 期 : 2 0 0 4 一 12 一 1 5 修回 日期 : 2 0 0 5习4一 6 荃金项 目: 陕西省 自然科学研究项目 ( N o . 20 02 E z 1 9 ) ; 陕西省教 育厅专项科研计划项 目 ( N o . OZJ K 0 82) 作者简介 : 李树刚( 1 96 3一 ) , 男 , 教授 , 博士 1 未确知测度的计算 某评价对 象有 m 个评价因素 , 若 某个评价因 素有 n 个 评价指 标 , 用 x 、 , x : , … , x , 表示 , 则 指标空 间 x = { x , , x Z , … , x , } , x 、 表示评价因素 的第 i 个测 量 值 . 对 x ` 有 P 个评 价等级 。 1 , 。 2 , … , c , , 评价空间记为 U , U = { 。 1 , c Z , … , c , } . 设 定第 掩 级 比第龙+ l 级 “ 强 ” , 记 为 c * > c ; + , , 若 c l > 。 2 > 。 3 > … > c , . 则 称 } 。 1 , 。 2 , … , c , }是 评价 空间 U 的一个有序分割类 . 1 . 1 单指标未确知测度 若 片; = 群 ( x ` 任 c * )表 示测 量 值 x 、 属 于 第 k 个评 价等级 。 * 的程度 , 产 满足 : o 镇 产 ( x 、 任 c 无 )蕊 1 ( 1 ) 户 ( x 、 任 U ) = 1 ( 2 ) · 卜“ 叠 一 卜客 , ( 二 、 。 · ; ) ( 3 ) 其中 , 艺= 1 , 2 , 一 , 川 k = 1 , 2 , … , P . 称 满 足式 ( 1) 一 ( 3 )的 产 为未确知测度〔2 一 , 〕 . 式 ( 2 )称为 产 对 评 价空间 u 满 足归一 性 ; 式 ( 3) 称为 尸 对评价空 间 u 满足 可加性 . 如果 “ 不 满足 归一性和 可 加性 , 则认为 产 的值在理论 上是不 可信的 . 1 . 2 多指标综合测度评价向量 若 似 = 产 ( M 任 c * )评价因素 M 属 于第 k 等 级的程度 , 则 , * 一 乙 二 , ; (* = i , 2 , … , p ) ( 4 ) 泛= 1 式 中 , w * 表示评价指 标 x ` 相 对其他评价指标的 重要程 度 , 即权重 , w * 满足 : 0镇 w ` 簇 1 , 习 w ` 二 1 ( 5 ) DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2006. 02. 024