煤矿生产物流系统安全资源配置研究.pdf

第 4 3卷 第 5 期 2 0 1 7年 5月 工矿 自 动化 I ndu s t r y a nd M i n e Aut o m a t i o n V0 L 4 3 No ． 5 M a y 2 0 1 7 ’ i分析研究 ． 1 ． ◆ ．⋯ ．{ I’ 文章编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 7 0 5 0 0 1 3 0 6 D OI 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 1 x ． 2 0 1 7 ． 0 5 ． 0 0 4 冯立杰 ， 百文晓 ， 翟雪琪， 等． 煤矿生产物流系统安全资源配置研究[ J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 7 ， 4 3 5 1 3 1 8 ． 煤矿生产物流系统安全 资源配置研究 冯立 杰 ， 百 文晓 ， 翟 雪琪 ， 王金 凤 1 ． 郑州大学 管理工程学院，河南 郑州4 5 0 0 0 1 ；2 ． 上海海事大学 经济管理学院 ， 上海 2 0 1 3 0 6 摘 要 针 对煤 矿 生产 物流 系统安 全 资源 配置 问题 ， 在 构建基 于安全风 险及 安 全成 本 的安全 资 源指标 体 系 基础 上 ， 运 用 回归分析 法 拟合 了安 全风 险与 安全 成本 目标 函数 ， 并构建 了煤 矿 生产 物流 系统 安全 资 源配置 多 目标 优 化模 型 ， 采 用 自适应 进化 粒 子群 算法 对该模 型进 行 优化 求 解 。实例 结果表 明 ， 采 用 自适 应进 化粒 子群 算法能够得 出满足煤矿生产物流系统安全资源配置多 目标优化要求的不同可行解。 关键 词 煤矿 生产 物 流 系统 ；安全 资 源配置 ；多 目标 优 化 ；自适应进 化 粒子群 算法 中图分类号 T D 6 7 文献标志码 A 网络出版时间 2 0 1 7 0 4 2 5 1 7 3 8 网络 出版 地址 h t t p ／ ／ k n s ． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． TP ． 2 0 1 7 0 4 2 5 ． 1 7 3 8 ． 0 0 4 ． h t ml Re s e a r c h o n s a f e t y r e s o ur c e a l l oc a t i o n o f c o a l mi n e pr o du c t i o n l o g i s t i c s s y s t e m F ENG Li j i e ， BAI We n x i a o ， ZHAI Xu e q i ， WANG J i n f e n g ’ 。 1． Sc ho o l o f M a n a ge m e nt Eng i ne e r i ng，Zhe n gz h ou U n i v e r s i t y，Zhe ng z ho u 45 0 0 01，Ch i na； 2． Sc ho ol o f Ec o no mi c s a n d M a n a g e m e nt ，Sha n gha i M a r i t i me Un i ve r s i t y，Sh a ng ha i 2 01 3 0 6，Chi n a Abs t r a c t Fo r s a f e t y r e s ou r c e a l l o c a t i o n o f c oa l m i n e pr o duc t i o n l o g i s t i c s s y s t e m ，r e g r e s s i o n a n a l y s i s me t h o d wa s u s e d t o f i t a n o b j e c t i v e f u n c t i o n o f s a f e t y r i s k a n d c o s t o n t h e b a s i s o f c o n s t r u c t i n g s a f e t y r e s o u r c e i n d e x s y s t e m o f s a f e t y r i s k a n d c o s t ．A mu l t i o b j e c t i v e o p t i mi z a t i o n mo d e l o f s a f e t y r e s o u r c e a l l oc a t i o n o f c o a l m i n e pr od uc t i o n l o gi s t i c s s y s t e m wa s c on s t r uc t e d a nd a d a pt i v e e vo l ut i o na r y p a r t i c l e s wa r m a l go r i t hm was us e d t o s ol v e t he op t i mi z a t i o n mod e 1 ．The e x a m p l e a na l y s i s r e s u l t s h ows t ha t t he a d a p t i v e e v o l u t i o n a r y p a r t i c l e s wa r m o p t i mi z a t i o n a l g o r i t h m c a n o b t a i n d i f f e r e n t f e a s i b l e s o l u t i o n s wh i c h s a t i s f y mu l t i o b j e c t i v e o p t i mi z a t i o n r e q u i r e me n t s o f s a f e t y r e s o u r c e a l l o c a t i o n o f c o a l mi n e p r o d u c t i o n l og i s t i c s s ys t e m ． Ke y wo r d s c o a l mi n e p r o d u c t i o n l o g i s t i c s s y s t e m ； s a f e t y r e s o u r c e a l l o c a t i o n； mu l t i o b j e c t i v e op t i mi z a t i o n；a da pt i v e e v o l u t i o n a r y pa r t i c l e s wa r m op t i mi z a t i o n 0 引 言 煤矿生产物流系统安全资源配置在资源配置中 占 比最 高 ， 影 响 着 煤 矿 生 产 的稳 定 性 与 安 全 性 Ⅲ 。 目前 ， 国内外学者的相关研究大多集中于风险评估、 效率优化等方面。WANG Q等 确定了风险因素 的优先级， 并运用非线性模糊层次分析法构建模型， 对煤 矿开 采风 险 因素进 行 评 估 ； YANG L等 构建 了基于 B P神经网络的煤矿安全评 价体系 ， 运用交 叉验证技 术提 高 了安 全 风 险评 估 的精 度 ； L E I T 等 建立了煤矿安全 动态 投入一 产 出模型 ， 并采用 逆递推法求解 ， 以优化煤矿安全投入结构 ； F E NG Y c l_ 5 构建 了基于管理熵的煤矿生产物流 内部控制评 价模型， 以实现煤 矿生产物 流效 率的优化 ； 王金凤 收稿 日期 2 0 1 6 1 1 - 2 0 ； 修 回日期 2 0 1 7 0 3 2 0 ； 责任编辑 李明 。 基金项 目 国家 自然科学基 金资助项 目 7 1 2 7 1 1 9 4 。 作者简介 冯立杰 1 9 6 6 一 ， 男 ， 河南焦作人 ， 教授级 高级工程 师， 博士 ， 研究 方向为工业工程 、 工程技术创新 ， E ma i l 4 5 1 0 6 8 9 9 1 q q ． c o i n 。 1 4 工矿 自动化 2 0 1 7年 第 4 3卷 等[ 构 建 了 以安 全 水 平 为硬 约 束 、 效 率最 大 化 为 目 标 函数 的煤 矿生 产 物 流效 率 优 化 模 型 ， 对 煤 矿 生 产 物 流系 统安 全 资源 进 行 了优 化 配 置 ； F E NG C 等 ] 通 过构 建利 润最 大 化模 型 ， 探 讨 了 降低 煤 矿 安 全 成 本 、 优化 安全 投 入 结 构 问题 。上 述研 究 多 为 单 一 评 价 煤矿 安全 风 险或 单 纯 优化 安 全 资 源 配 置 ， 关 于 如 何 协 调二 者之 间关 系 的成 果 并不 多见 。 在现 有 相 关 问题 研 究 方法 中 ， 多 目标 优 化理 论 能够 协调 多个 相互 冲突 目标 间 的 作用 机 理 ， 实 现多 个 目标优化 。但多 目标优 化模型 中函数 形式较复 杂 ， 普 通 线性规 划 方法难 以求得 理想解 ， 因此许 多学 者 将 多 目标 优 化 与 粒 子 群 算 法 P a r t i c l e S wa r m Op t i mi z a t i o n ， P S O 结 合 ， 应 用 于 各 领 域 的 优 化 问 题 。K．S e t h a n a n等 提 出了变异 的多 目标 P S O算 法 ， 用 以 解 决 甘 蔗 收 割 机 的 路 径 规 划 问 题 ； N． D e l g a r m等 提出了单粒子多 目标 P S O算法， 并将 其应 用 于伊 朗不 同 气候 区建 筑 节 能 性 能 的优 化 ； 邱 玉 琢等【 构建 了面 向运 输 网络 优 化 的多 目标模 型 ， 并 提 出采用 改进 的 多 目标 P S O算法 进 行求 解 ， 以实 现运输强度和单位运量能源消耗 同时最小化， 较好 地 达 到 了 2个相 互制 约 的 目标 间协 调双 赢 。 本 文在 构建 煤矿 生产 物 流系统 的安 全资 源指 标 体 系基 础上 ， 采用 多 目标优 化 理论 ， 建立 了考 虑安 全 成 本 和安全 风 险的 系 统 安全 资源 配 置 模 型 ， 并 采 用 自适应 进 化粒 子 群 Ad a p t i v e E v o l u t i o n a r y P a r t i c l e S wa r m Op t i mi z a t i o n ， AE P S O 算 法 进 行 求解 ， 以期 为煤矿生产物流系统的安全资源配置提供科学的决 策依据 。 1 考 虑风 险及 成本 的 安全资 源指 标体 系构 建 1 ． 1 煤矿 生产物 流 系统安全 风 险指标 煤 矿 生 产 过 程本 质 上 是 一种 特 殊 的 物流 过 程 。 煤矿 生产 物流 系统 内部 同时 存在 3种 相互 影响 的物 流形 态 ， 其 中 风 流 、 电 流 、 水 流 为 流 程 型过 程 ， 材 料 流 、 设 备流 为离 散 型过程 ， 煤 炭 流 为批 量 型 过 程 。 影响煤 矿 生产 物流 系 统 安 全状 态 的 因素 众 多 ， 且 各 因素 与安 全状 态之 间 的作 用 机理 具 有 动 态 时 变 、 强 非线 性等 复杂 特征 。 在衡量煤矿生产物流系统安全状态时， 采用百 万 吨死亡 率等 定量 指 标 过 于 注 重 结 果 而 忽视 过 程 ， 从人一 机一 环一 管等方面构建指标体系则不能充分体 现煤 矿生 产 物 流 系统 的运 行 特 点 [ ] 。本 文 基 于煤 矿生 产全 过 程 中 已 发 现 的 及 潜 在 的 风 险 类 型 和程 度 ， 以安全风险水平来综合反映煤矿生产物流系统 的安全 状态 ， 依据 科学 性 、 系统性 、 可 行性 等原 则 ， 将 安全风险指标细分为人员因素 x 、 作业因素 x 、 机 电因素 x。 、 运输 因素 x 、 通 风因素 x 、 排水 因素 X。 、 瓦斯 因素 x 。 1 ． 2 煤矿 企 业安 全成本 指标 安全 成本是衡量安全活动经济消耗 的主要 尺 度。煤矿企业的安全成本产 生于整个生 产经营过 程 ， 包含生产及管理的所有方面 ， 是煤矿产品生产的 一 种 附加 性 成 本 _ 】 。参 照 国 际 劳 工 组 织 的 安 全 标 准及 国内研究 成果 ， 可将 煤 矿 安 全 成 本定 义 为 在 基 础性安全标准下 ， 为实现煤矿生产安全支付 的保证 性 费用及 因安 全 问题产 生 的损失性 费 用 的总和 。 安全 成本 C可 以分 为保 证 性 安全 成 本 C 和损 失性安全成本 c 两大类。保证性安全成本 C 包含 为达到一定程度安全生产水平而提供基础条件 的安 全 工程 费用 C 及 安全 预 防 费用 C 1 2 ； 损 失 性 安 全成 本 C 。 主要 包括 企业 内部 损失 C 。 和外部 损失 C 。 2 煤 矿 生 产 物 流 系 统 安 全 资 源 配 置 模 型 构 建 及 求解 2 ． 1模 型 假 设 鉴 于 煤 矿生 产 物 流 系统 行 业 特 色 ， 为保 证 多 目 标 优化 模 型 构 建 合 理 且 后 期 处 理 可 行 ， 提 出 以 下 假 设 。 假 设 1 在生 产初期 ， 加 大安 全 资 源 投入 可 快 速 降低安全风险 ， 但当安全风险降低到一定程度时 ， 盲 目增加安全资源投入反而会造成资源冗余及资源配 置效率低下。因此 ， 假设一段时期 内煤矿生产物流 系统安 全 资源各 要 素 的总投入 一定 。 假 设 2 煤 矿 企 业 经 济 性 优 劣 由单 位 安 全 成 本 表示 ， 煤炭 产量 采用 柯布 一 道格 拉斯 生产 函数计 算 。 2 ． 2模 型构 建 2 ． 2 ． 1 目标 函数建 立 1 安全风险分析 。采用多元 回归分析法拟合 安全 风险 与指 标 间的作 用关 系 。将 煤 矿生产 物 流系 统安全风险指标 x 一x 的投入 一z 设 为决策 变量 ， 将安 全 风 险 状 态 设 为 。 ， 由此 建 立 安 全 风 险 状态 的 目标 函数 ， 三 m i n 0 一ra i n 【 b lx 7 7 7 ∑ ∑ 6 z 十∑b z 1 i l 2 ， ， J一 1 i 一 1 式 中 b 。为 常 数 ； 6 为决 策 变 量 z 对 安 全 状态 的线 性 影 响系 数 ； b 为 决 策变 量 z 和决 策 变 量 z 的 交 2 0 1 7年第 5期 冯立杰等 煤矿生产物流系统安全资源配置研究 1 5 互作用对安全状态的影响系数 ； b 为决策变量 z 对 安 全 状态 的平 方影 响 系数 。 2 安全 成本 分析 。将 煤矿 生 产 物 流系 统 的最 低单位安全成本作为 目标函数 。由柯 布一 道格拉斯 生 产 函数设 定投 入 一产 出关 系 ， 即煤 炭 总 产 量 F 可 用资源投入表示为 FAⅡz 2 t 1 式 中 A 为 技 术 进 步 水 平 常 数 ； n 为 煤 矿 生 产 物 流 系 统各 决 策 变 量 的相 对 重 要 程 度 ， a a ⋯ n 7 1。 将煤矿生产物流系统的单位安全成本定义为安 全总成本与煤炭总产量之 比， 则单位安全成本 目标 函数 为 2 ∑ c mi n e mi n 莩L 3 AⅡz t 1 式中c 为单位安全成本。 2 ． 2 ． 2 约束条件分析 1 资 源变 量投 入约 束 。影 响煤 矿 生产 物 流 系 统安全 风险的各决策变量总资 金投入 M 一定 ， 设 7 ∑z M。 l 1 2 非负性约束 。各决策变量 的投入均为非负 值 ， 即 z 1 ， z 2 ， ⋯ ， z 7 ≥O 。 2 ． 2 ． 3 模 型建 立 综合 考 虑 安 全成 本 和 安 全风 险 ， 构 建 煤 矿 生 产 物流 系统 安全 资源 配置 多 目标优 化模 型 m i n Y 。 m i n b 。 十∑b 十 2 1 7 7 7 ∑ ∑ 6 z ∑b z 。 ， r 为[ O ， 1 ] 内 的随机数。 。建 议 范 围为 [ 0 ， 0 ． 5 ] ， 从 而使 在 [ 。 ， 叫 ] 间随机变化 ， 即采用动态变化惯性权重代替 线性 下 降权 重 。式 8 等 号右 边第二 项 为加 速项 ， 加 速 因子 口 一a 。 ／ N， ￡ 一1 ， 2 ， ⋯ ， N， 其 中 d 。 ∈E o ， 1 ] 。 加 速 因子随 迭代 次 数 增 加 而增 大 ， 可在 后 期 增 强 全 局搜索能力。式 8 中变异项 一s i g n 2 r 一1 p V m ， 其 中 r 为[ 0 ， 1 ] 内的随机数， s i g n 操作用于 确定粒子的飞行方向， 2 r 一1 ≥O时， s i g n 2 r 一1 一 1 ， 2 r 一1 d o时 ， s i g n 2 r 一 1 一 一 1 ； J8为 常数 ， 卢 ∈ [ 0 ， 1 ] ； V⋯为最大允许速度 。 AE P S O 算法 采 用 特 殊 变 异 操 作 ， 使 后 期 变 异 运行 得 到增 强 ， 有 助 于克 服早 熟收敛 ， 保 持粒 子群 的 多样 性 。本 文采 用 Ma t l a b对 模 型进行 编程 并求 解 ， 最 终可 得到 一个 P a r e t o解 集 ， 为优 化 问题提 供 满 足 不 同需要 的多组 可行 解 。 3 实例 验 证 3 ． 1 数 据 收集及 处 理 选取 某 省 2 0家煤 矿 2 0 1 4 --2 0 1 5年 的安 全状 态 作为研究对象 。依据煤矿安全资金专项投入表 ， 可 1 6 工矿 自动化 2 0 1 7年 第 4 3卷 统计 出其人 员 、 机 电、 瓦斯 等安 全风 险指 标 的资源 投 入 数据 ； 根据 煤 矿生产 安 全成本 表 ， 可获 得安 全成 本 指标数据 ； 安全风险水平等定性指标可通过煤矿专 业人员对安全风险状况划分 等级并打分来获得 ， 分 为安全 风 险 很 低 0 ～ 1 0分 、 安 全 风 险 较 低 1 0 ～ 2 O分 、 安 全 风 险较 高 2 O ～ 3 O分 、 安 全 风 险很 高 3 0 4 0分 。为消除数据量纲影响， 采用均值化变 换方 法对 收集 的数 据进 行标 准化 处理 。 3 ． 2模 型构 建及 求 解 选取某煤矿作为优化对象 ， 其安全风险较高 ， 亟 待 改善 ， 且经 营 困 难 的情 况 颇 具 代 表 性 。收 集 该 煤 矿 2 0 1 5年各 项安 全 风 险 指标 投入 及 各 类 安 全 成 本 数 据 ， 拟 合关 系式 ， 进 而构 建该 煤矿 生产 物流 系统 安 全资源配置模型 ， 并对其进行优化求解 。 3 ． 2 ． 1 煤矿 生产 物 流系统 安全 风 险分 析 依 据该 煤 矿 资 源 投 入 及 专 家 打 分 数 据 ， 采 用 Mi n i t a b拟 合多 元 回归 二 次 模 型 。剔 除 Mi n i t a b拟 合 结果 中假 设检 验 结 果判 定 概 率 大 于 0 ． 0 5的不 显 著 项 ， 可得 回归 方程 。 一 4 2 9 ． 6 2 0 ． 6 1 x 1 1 5 3 ． 6 x 2 - I- 1 7 O ． 5 x 3 - I- 1 6 ． O x 4 - I- 5 0 3 ． 5 x5 4 2 6 ． 1 -z 6 1 3 8 ． 2 3 x 7 1 0 ． 4 7 l x1 8 2 ． 2 2 x 2 1 1 ． 4 1 2 x 3 1 3 2 ． 7 6 x 4 5 0 ． 7 5 x5 7 9 ． 8 8 x6 6 ． 1 3 8 x7 6 3 ． 8 5 x 1 2 4 4． 9 7 xl z3 1 0 5． 4 6 x1 z4 1 0 2． 6 5 x1 z6 6 ．2 4 9 x1 7 一 l 0 5． O x2 -z3 44 ． 33 x2 5 2 6 6 ． 2 x2 z 6 7 2 ． 8 7 x 3 4 3 7 ． 7 4 x 3 5 53 ． 03 x3 z6 4 ．9 1 9 x3 z7 2 2 4 ．O x4 z6 0． 4 9 x5 7 9 根据 Mi n i t a b拟合 结果 ， 人 员 因素 与通 风 因素 、 作业 因素 与运 输 因素 、 作 业 因素 与瓦 斯 因素 、 运 输 因 素 与通风 因素 、 通 风 因素与 排水 因素 、 排水 因素与 瓦 斯因素、 运输因素与瓦斯因素交互作用不明显 ， 其余 均通过了显著性检 验， 说明其余指标 的交互作用对 总体安全风险状态影响较为显著 。此外 ， 回归方程 的 决 定 系 数 与 决 定 调 整 系 数 均 较 高 ， 分 别 为 9 9 ． 7 4 ， 9 9 ． 3 7 ， 且 二者 差 距 较 小 ， 说 明模 型 拟 合 效果 较好 。 3 ． 2 ． 2 煤矿 生产 安全 成本 分析 根据 2 0 1 4 ～2 0 1 5年 各 煤 矿 资 源 投 入及 产 量 数 据 ， 可拟 合煤 炭 总产 量 函数 。对 式 2 两 边 取 对数 ， 7 得 i n FI n A ＆ In z ， 利用 Mi n i t a b软件进行 l 回归拟 合分 析 ， 得 到参 数 A 与 。 。最 终 可得 煤 炭 总 产 量与 各 类 安 全 资 源 投 入 间 的 函 数 关 系 表 达 式 为 F 1 ． 6 7 x 3 7 z ’ o 6 x o Ⅲ x o o 5 。 z ’ z ‘ x o 珀 。 由 式 3 可得单 位安 全成 本 的 目标 函数 为 2 ∑ C 槲 肌 n L 一叫 n 1 O 该煤 矿 2 0 1 5年产 量 为 1 1 0万 t ， 各类 安全 资 源 总投 人 为 7 5 1 5万 元， 即模 型 中约 束 条 件 M 一 7 5 1 5 ， 其 中人 员 、 作业 、 机 电 、 运输 、 通 风 、 排水 、 瓦斯 因素 投 入 组 合 为 2 2 6 7 ．5 4 ， 8 2 1 ．6 ， 1 4 5 3 ．2 7 ， 3 7 2 ． 9 6 ， 6 8 8 ． 5 7 ， 1 0 1 8 ． 3 6 ， 8 9 2 ． 7 万元 ， 安 全 总 成本 为7 7 6 ． 8 5 万元 ， 安 全 工 程 费用 、 安全 预 防 费用 、 企业 内部 损 失 、 企 业 外 部 损 失 等 具 体 分 配 为 5 0 9 ． 2 2 ， 8 6 ． 7 4 ， 1 5 4 ． 2 6 ， 2 6 ．6 3 万 元 。将 上 述 数 据 带 人 式 4 、 式 5 ， 可 得考 虑风 险 与成本 的该 煤矿 生产 物 流系统 安 全资 源配 置多 目标 优化模 型 f mi n o mi n 4 2 9 ． 6 2 O ． 6 l x1 1 5 3 ． 6 x2 J 1 7 O ． 5 -z 3 1 6 ． 0 x 4 5 0 3 ． 5 x 5 4 2 6 ． 1 x 6 1 1 3 8 ． 2 3 x 7 1 0 ． 4 7 l x 1 8 2 ． 2 2 x 2 I 1 1 ． 4 1 2 x 3 1 3 2 ． 7 6 x 4 5 0 ． 7 5 x 5 7 9． 8 8 x6 6 ．1 3 8 x7 6 3． 8 5 x1 Iz2 }4 4 ． 9 7 x l z 3 1 0 5 ． 4 6 x 1 z 4 1 0 2 ． 6 5 x l z 6 I 6 ． 2 4 9 x l z 7 1 0 5 ． 0 x 2 Lz 3 4 4 ． 3 3 x 2 5 I 2 6 6 ． 2 x 2 6 7 2 ． 8 7 x 3 2 g “ 4 3 7 ． 7 4 x 3 z 5 一 l 5 3 ． 0 3 x 3 z6 4 ． 9 1 9 x3 z 7 2 2 4 ． O x 4 6 一 l 0 ． 4 9 x 5 z7 1． ． C l l C l 2 C 2 l C 2 2 l m i n 一 叫 n 11 f ∑ z 一7 5 1 5 S ． t ． t 1 2 l zl ， z 2 ， ⋯ ， z7≥ o 3 ． 3 结果 分析 针对 多 目标 优 化 模 型 ， 采 用 AE P S O 算 法 在 Ma t l a b中 求 解 ， 得 到 优 化 后 的 P a r e t o解 集 ， 选 出 3组 具有代 表性 的结 果 ， 具体 见表 1 。 由表 1可知 ， 该 煤 矿 生 产 物 流 系统 安 全 资 源 重 新配置后， 人员 、 作业 、 机电等各 因素投入均有变化 ， 安全风险水平均降至良好范围， 而总投入变化较小 ， 表明煤矿生产物流系统安全资源优化配置取得 了理 想效果 ， 所得 P a r e t o优化解 分布较为均匀 ， 具 备 良 好 的多样性 。 优 化 后 第 3组 数 据 中安 全 风 险 状 况 分 数 降 至 7 ， 但单位安全成本却升至3 9 ． 2 8元／ t ， 说 明安全成 2 0 1 7年第 5期 冯立杰等 煤矿生产物流 系统安全资源配置研 究 ．1 7． 表 1 有代表性 的部分 P a r e t o解与煤矿生产物 流现状对 比 优化后 项 目 优化前 1 组 2组 3组 人员因素投入／ 万元2 2 6 7 ． 5 4 2 2 3 7 ． 1 6 2 1 8 6 ． 4 O 2 O 1 3 ． 2 2 作业因素投入／ 万元8 2 1 ． 6 0 8 2 l | 6 0 9 0 7 ． 5 3 9 1 0 ． 3 7 机 电因素投人／ 万元1 4 5 3 ． 2 7 1 5 0 2 ． 7 5 1 5 5 4 ． 6 2 1 6 1 0 ． 6 3 运输 因素投入／ 万元 3 7 2 ． 9 6 3 4 4 ． 7 0 3 4 4 ． 7 0 3 3 4 ． 0 8 通 风因素投入／ 万元 6 8 8 ． 5 7 6 9 8 ． 5 9 6 4 8 ． 3 2 6 0 7 ． 5 0 排水 因素投入／ 万元l 0 1 8 ． 3 6 9 6 1 ． 8 7 9 6 1 ． 8 7 9 4 9 ． 7 6 瓦斯 因素投入／ 万元8 9 2 ． 7 0 9 4 8 ． 3 3 9 6 7 ． 5 2 1 0 8 9 ． 4 4 安全风 险状况分数 3 2 1 6 1 0 7 单位安全成本／ ，一 、 4 5 ． 6 4 4 2 ． 3 l 3 8 ． 7 6 3 9 ． 2 8 兀t 一 本与安全风险间呈非线性关 系， 在单位安全成本 降 到一定程度后 ， 优化安全资源配置不会使单位安全 成 本 随安全 风 险 的 降低 而 减 少 。 因此 ， 该 煤 矿 可 结 合 自身 实际 ， 根据 规 划 的方 向对决 策变 量 进 行 相 应 调整 ， 选择更合适 的资源配置方案 。 根据优化结果 ， 建议该煤矿在保障安全 的前提 下 ， 在安全资源配置方面进行以下调整 1 适 当减 少人 员 、 运 输 、 通 风 、 排 水 方 面 的 安 全 资源 投 入 。 目前该 煤 矿 在 人 员 、 运 输 、 通 风 、 排水 4 个方面资源冗余较高 ， 主要原因 该煤矿长期以来 将人员作为实现安全生产的关键 因素， 在人员素质、 安全教育培训 、 职工身心健康等方面投入大量资源； 该煤矿高度重视运输 系统和通风系统的可靠性 ， 投 入了先进的运输和通 风设备 ， 并安装 了实时监控系 统 ， 配多人监管， 导致资源投入过度 ； 该煤矿水 文地 质条件复杂 ， 购买了先进 的排水设备并引入专业技 术人员 ， 导致排水方面的投入也存在冗余 。 2 适当增加作业 、 机 电、 瓦斯方面的安全资源 配置 ， 提高 煤矿 抵御 生产 物流 系统 安全 风 险 的能力 。 首先 ， 该煤 矿需 从 自然 环 境 和 工 作 环 境 2个 方 面分 别加大安全资源投入 ， 为井下作业人员提供相对舒 适 的作 业 环境 。其 次 ， 该 煤 矿 虽 购 置 了部分 现 代 化 综采机械 ， 但 自动化 开采具有人力开采无法 比拟的 优势 ， 因此应继续加大该方面的投入 ， 不断提升煤矿 的机械化水平。再次 ， 由于该煤矿为高瓦斯 突出矿 井 ， 一旦发生瓦斯突出事故 ， 后果 十分严重 ， 但其 瓦 斯 防治技 术却 较落 后 ， 必 须投 入 高效 瓦斯 防治技 术 ， 以消 除瓦斯 突 出隐 患 。 4结 语 针对煤矿生产物流系统中安全风险与安全成本 相互影响、 相互制约的现状 ， 在分析安全风险的影响 因素及安全成本构成基础上 ， 构建了综合指标体系 ； 运 用 回归分 析法 拟 合 了 目标 函数 ， 建 立 了考 虑 风 险 及 成本 双重 目标 的煤 矿 生产 物流 系统安 全 资源 配置 模型 ， 并运用 AE P S O算法求该多 目标优划模型 的 优化解 。实例研究结果表 明， 采用 AE P S O算 法得 出的 P a r e t o前沿分布均匀 ， 可提供满足预期要求的 多组可行解 ， 实现了煤矿生产物流系统安全资源的 优化配置 。但煤矿生产物 流系统具有时序动态性 、 复杂多属性等特征 ， 如何选择更科学合理 的模型来 拟合 安全 指标 与 总体 安 全 状 态 间 的 作 用 机理 ， 将 是 下一 步 的研究 重点 。 参 考 文 献 [ 1] 王金凤 ， 安 云飞 ， 翟雪 琪 ， 等． 基 于逆优 化 的煤矿 生产 物流系统安 全 资源 配 置研 究 r - j ] ． 工业 工 程 与 管理 ， 2 0 1 5 5 1 3 7 - 1 4 2 ． [ 2] WANG Q，WA NG H，Q I z ．An a p p l i c a t i o n o f n o n l i n e a r f u z z y a n a l y t i c h i e r a r c h y p r o c e s s i n s a f e t y e v a l u a t i o n o f c o a l mi n e I- J ] ． S a f e t y S c i e n c e ， 2 0 1 6 ， 8 6 78 87 ． [3] YANG L， S ON G M． C o a l mi n e s a f e t y e v a l u a t i o n wi t h v _ f o l d c r o s s v a l i d a t i o n a n d B P n e u r a l n e t w o r k[ J ] ． J o u r n a l o f Co mp u t e r s ， 2 0 1 0 ， 5 9 1 3 6 4 1 3 7 1 ． [4] L E I T， WANG L， D I NG R， e t a 1 ．S t u d y o n t h e d y n a mi c i n p u t - o u t p u t mo d e l wi t h c o a l mi n e s a f e t y [ J ] ． P r o c e d i a E n g i n e e r i n g ， 2 0 1 1 ， 2 6 1 9 9 7 2 0 0 2 ． r 5] FE NG Y C．Re s e a r c h o n i n t e r n a l c o n t r o l e v a l u a t i o n f o r c o a l mi n e p r o d u c t i o n l o g i s t i c s b a s e d o n ma n a g e me n t e n t r o p y [J] ． A d v a n c e d Ma t e r i a l s Re s e a r c h， 2 0 1 4 ， 1 0 2 3 1 7 2 - 1 7 8 ． [6 ] 王金凤 ， 翟雪琪 ， 冯立杰． 面 向安全硬约束 的煤 矿生产 物流效率优化 研究 [ J ] ． 中国管理 科学 ， 2 0 1 4 ， 2 2 7 59 66 ． [7 ] F E NG C， MI N Z ． Th e a n a l y s i s a b o u t e c o n o mi c e f f e c t s o f c o a l s a f e t y r e g u l a t i o n s O D t h e b a s i s o f c o s t a n d t e c h n o 1 0 g y [ C ] ／ ／Th e I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e o n E Bu s i n e s s a n d E Go v e r n me n t ， Gu a n g z h o u ， 2 0 1 0 8 44 847 ． r 8] S ETHANAN K， NEUNGMATCHA W ． Mu l t i o b j e c t i v e p a r t i c l e s wa r m o p t i mi z a t i o n f o r me c h a n i c a l h a r v e s t e r r o u t e p l a