一种基于FISM露天矿生产管理安全影响因素分析方法

一种基于fism露天矿生产管理安全影响因素分析方法
技术领域
1.本发明涉及安全管理技术领域，特别涉及一种基于解释结构模型(fuzzy interpretative structural modeling，fism)的露天矿生产管理安全影响因素分析方法。


背景技术：

2.在露天矿日常生产管理过程中，时常伴随着安全风险隐患，不及时对风险隐患进行排查，可能会导致安全事故的发生。安全事故的发生对于矿山企业而言不仅会造成矿产资源的浪费，更会对作业人员造成不可逆转的伤害。因此需要对露天矿生产管理安全影响因素进行分析，找寻导致矿山企业发生安全事故的根本原因、间接原因以及表层原因，针对薄弱之处进行优化，提升露天矿企业安全管理能力。


技术实现要素：

3.为了克服背景技术中的不足，本发明提供一种基于fism露天矿生产管理安全影响因素分析方法，用可视化的多级递阶层次结构图直观明了的梳理了影响露天矿生产管理安全元素之间复杂交织的网络层次结构关系，揭示安全风险形成的本质；结合了模糊数学方法，使得出的层次结构图与实际情况更符合，更为科学合理。
4.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
5.一种基于fism露天矿生产管理安全影响因素分析方法，包括如下步骤：
6.步骤一、组织实施fism专家群，确定影响露天矿生产管理安全的元素集，建立安全影响因素评价指标；
7.步骤二、对所述元素集中各层元素进行两两分析，判断元素间二元关系程度，构造模糊邻接布尔矩阵m1；
8.步骤三、模糊邻接布尔矩阵通过模糊算子进行幂乘，得到模糊可达矩阵m2；
9.步骤四、对模糊可达矩阵进行截距的水平划分，得到不同截距下的模糊可达矩阵；
10.步骤五、对不同截距下模糊可达矩阵进行层级划分，删除有重复路线的跨层级关系，得到骨架矩阵以及层次结构图；
11.步骤六、对不同截距下的层次结构图与相关领域专家讨论分析，并进行意见汇总，确定与实际最为符合的截距和层次结构图作为合理结果；
12.步骤七、依据可达矩阵定义，对选定截距下的模糊可达矩阵依照驱动力和依赖性进行划分，找出关键影响因素。
13.进一步地，所述步骤二中，根据步骤一中所建立的评价指标，通过邻接矩阵表示露天矿生产管理安全影响因素之间的二元关系程度，得到邻接布尔矩阵m1，设m1的元素a
ij
定义为m＝(a
ij
)n
×
n，则根据元素之间的关联性有：
14.15.进一步地，所述步骤三中，使用matlab软件对模糊邻接布尔矩阵通过扎德算子进行幂乘计算，得到可达矩阵m2：
16.(m1 i)
k-1
≠(m1 i)k＝(m1 i)
k 1
＝m217.m1为步骤二得到的邻接布尔矩阵，k为幂乘次数。
18.进一步地，所述步骤四中，使用matlab软件对模糊可达矩阵进行截距的水平划分，得到不同截距下的模糊可达矩阵；若模糊矩阵则记r
λ
＝(r
ij
(λ))，其中
[0019][0020]
式中r
ij
代表安全影响因素评价指标中第i个一级指标的第j个二级指标；
[0021]
则称r
λ
为的λ截矩阵，λ为的水平划分截距，根据模糊可达矩阵中λ的值域集合λi(i∈(0,1))，运用扎德算子计算λi截矩阵，得到i个布尔矩阵。
[0022]
进一步地，所述步骤五中，通过matlab软件对不同截距下模糊可达矩阵进行层级划分，删除有重复路线的跨层级关系，得到骨架矩阵以及层次结构图。
[0023]
进一步地，所述步骤七中，依据可达矩阵定义，对选定截距下的模糊可达矩阵依照驱动力和依赖性进行划分，划分为四个象限分别为第一象限自制型风险、第二象限独立型风险、第三象限链接型风险、第四象限依赖型风险，找出关键影响因素。
[0024]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0025]
本发明的一种基于fism露天矿生产管理安全影响因素分析方法，用可视化的多级递阶层次结构图直观明了的梳理了影响露天矿生产管理安全元素之间复杂交织的网络层次结构关系，揭示安全风险形成的本质；结合了模糊数学方法，使得出的层次结构图与实际情况更符合，更为科学合理。
附图说明
[0026]
图1是本发明的一种基于fism露天矿生产管理安全影响因素分析方法流程图；
[0027]
图2是本发明实施例的λ＝0.5解释结构图；
[0028]
图3是本发明实施例的λ＝0.6解释结构图；
[0029]
图4是本发明实施例的λ＝0.7解释结构图；
[0030]
图5是本发明实施例的λ＝0.8解释结构图；
[0031]
图6是本发明实施例的λ＝0.9解释结构图；
[0032]
图7是本发明实施例的影响因素驱动力和依赖性分布图。
具体实施方式
[0033]
以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。
[0034]
如图1所示，一种基于fism露天矿生产管理安全影响因素分析方法，包括如下步骤：
[0035]
步骤一、组织实施fism专家群，确定影响露天矿生产管理安全的元素集，建立安全影响因素评价指标；
[0036]
步骤二、对所述元素集中各层元素进行两两分析，判断元素间二元关系程度，构造
模糊邻接布尔矩阵m1；
[0037]
步骤三、模糊邻接布尔矩阵通过模糊算子进行幂乘，得到模糊可达矩阵m2；
[0038]
步骤四、对模糊可达矩阵进行截距的水平划分，得到不同截距下的模糊可达矩阵；
[0039]
步骤五、对不同截距下模糊可达矩阵进行层级划分，删除有重复路线的跨层级关系，得到骨架矩阵以及层次结构图；
[0040]
步骤六、对不同截距下的层次结构图与相关领域专家讨论分析，并进行意见汇总，确定与实际最为符合的截距和层次结构图作为合理结果；
[0041]
步骤七、依据可达矩阵定义，对选定截距下的模糊可达矩阵依照驱动力和依赖性进行划分，找出关键影响因素。
[0042]
1)所述步骤一中，通过调研所得资料，确定露天矿生产管理安全影响因素。
[0043]
2)所述步骤二中，根据步骤一中所建立的评价指标，通过邻接矩阵表示露天矿生产管理安全影响因素之间的二元关系程度，得到邻接布尔矩阵m1，设m1的元素a
ij
定义为m＝(a
ij
)n
×
n，则根据元素之间的关联性有：
[0044][0045]
3)所述步骤三中，使用matlab软件对模糊邻接布尔矩阵通过扎德算子进行幂乘计算，得到可达矩阵m2：
[0046]
(m1 i)
k-1
≠(m1 i)k＝(m1 i)
k 1
＝m2[0047]
m1为步骤二得到的邻接布尔矩阵，k为幂乘次数。
[0048]
4)所述步骤四中，使用matlab软件对模糊可达矩阵进行截距的水平划分，得到不同截距下的模糊可达矩阵；若模糊矩阵则记r
λ
＝(r
ij
(λ))，其中
[0049][0050]
式中r
ij
代表安全影响因素评价指标中第i个一级指标的第j个二级指标；
[0051]
则称r
λ
为的λ截矩阵，λ为的水平划分截距，根据模糊可达矩阵中λ的值域集合λi(i∈(0,1))，运用扎德算子计算λi截矩阵，得到i个布尔矩阵。
[0052]
5)所述步骤五中，通过matlab软件对不同截距下模糊可达矩阵进行层级划分，删除有重复路线的跨层级关系，得到骨架矩阵以及层次结构图。
[0053]
6)所述步骤六中，对不同截距下的层次结构图与相关领域专家讨论分析，并进行意见汇总，确定与实际最为符合的截距和层次结构图作为合理结果。
[0054]
7)所述步骤七中，依据可达矩阵定义，对选定截距下的模糊可达矩阵依照驱动力和依赖性进行划分，划分为四个象限分别为第一象限自制型风险(autonomous risks)、第二象限独立型风险(independent risks)、第三象限链接型风险(linkage risks)、第四象限依赖型风险(dependent risks)，找出关键影响因素。
[0055]
具体实施例
[0056]
以辽宁某露天矿为例，从“人机环管”四个角度出发确定影响露天矿生产管理安全
[0065][0066][0067]
(2)计算模糊可达矩阵m2[0068]
使用matlab对模糊邻接布尔矩阵进行计算，得出模糊可达矩阵m2，可达矩阵m2表示每个风险指标之间所有直接和间接关系。
[0069]
表3可达矩阵
[0070]
[0071][0072]
(3)建立层次结构图
[0073]
对可达矩阵层级分析，删除重复的跨层级关系，即可得到骨架矩阵；由m1可知最小截距为0.3，则计算截距为分别为0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9时的可达截矩阵、骨架矩阵，由于当截距为0.3、0.4时层级划分后只有四层不具有参考价值，因此只列出截距为0.5、0.6、0.7、0.8、0.9的可达截矩阵、骨架矩阵，最终依据骨架矩阵画出不同截距下的层次结构图。见图2-图6：
[0074]
图2是λ＝0.5解释结构图。
[0075]
图3是λ＝0.6解释结构图。
[0076]
图4是λ＝0.7解释结构图。
[0077]
图5是λ＝0.8解释结构图。
[0078]
图6是λ＝0.9解释结构图。
[0079]
(4)将结果与相关专家分析讨论，并进行意见整理汇总；最终认为当截距为0.7时多级递阶结构模型与实际情况最为符合，据此，文中选用截距为0.7时的可达矩阵和结构图m
0.7
作为相对合理结果，进行后续分析。
[0080][0081]
(5)依据可达矩阵的定义可知，可达矩阵每行元素和即为该行对应因素的驱动力，每列元素和即为对应因素的依赖性。
[0082]
见图7的影响因素驱动力和依赖性分布图，分布图的四个象限分别为：第一象限自制型风险共有9个，该类风险因素的驱动力和依赖性都比较低，表示他们不易收到其他风险因素的影响，也不易导致其他风险因素的发生或变化；第二象限独立型风险共有6个，该象限的风险因素，具有相对较强的驱动力但是依赖性相对较弱，是风险系统中风险因素产生影响作用的基本条件和关键所在；第四象限依赖型风险共有7个，该象限的因素具有较强的依赖性，但是驱动力很弱，这些影响因素的发生很大程度上因其他风险因素的发生或变化积累所致；矿山企业应格外关注第二象限的风险，其具有较强的驱动性，应及时对其进行优化管理。
[0083]
以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。