基于DEA模型的煤矿安全投入产出分析.pdf

西安科技大学 硕士学位论文 基于DEA模型的煤矿安全投入产出分析 姓名孙春红 申请学位级别硕士 专业安全技术及工程 指导教师田水承;程文东 20090531 论文题目 专业 硕士生 指导教师 基于D E A 模型的煤矿安全投入产出分析 安全技术及工程 孙春红 田水承 程文东 摘要 签名 签名 签名 近年来，我国煤矿百万吨死亡率虽在逐年下降，但与国外发达国家相比仍然偏高， 煤矿安全生产形势依然严峻。分析可知，煤矿安全投入相对匮乏、安全投入意识比较薄 弱、安全投入配置不合理是导致形势严峻的重要原因。 针对以上问题，本文首先对安全投入的范畴和效益进行探讨，阐述了安全投入和安 全产出的相关理论，探讨了事故损失费用和安全产出魄计算。 其次，本文选取了D E A 模型中的投入和产出指标；并根据本文的需要，选择了基 于产出的带松弛变量的C 2 R 和B C 2 模型。 第三，以调研过的五个煤矿为决策单元，建立D E A 模型。根据c 2 R 模型的求解， 选取D E A 有效性较差的煤矿作为重点研究对象，然后以此煤矿即U 4 煤矿的生产年份为 决策单元分别建立C 2 R 和B C 2 模型并进行相关分析，模型的求解均在M a t l a b 软件中通 过编程实现。根据松弛变量分析结果，该煤矿安全管理水平处于初级阶段，安全投入配 置不合理，B C 2 模型的分析结果显示，该矿在安全教育费用、日常安全管理费用及工业 卫生费用上的投入有待提高，并对其提高程度进行了定量分析；根据规模效率分析结果， 该矿规模收益递增的年份，安全投入需要进一步提高。 最后，剖析了文中煤矿所存在的诸多问题，并给出了措施建议。本研究从安全投入 产出分析的角度为安全投资决策者提供了一个新的分析视角，有利于优化安全投入结 构，为煤矿进行安全管理和决策提供参考。 关键词煤矿；安全投入D E A 模型；安全投入产出分析 研究类型应用研究 S u b j e c tA n a l y s i so fS a f e t yI n p u t - o u t p u ti nC o a lM i n eB a s e do nD E A M o d e l S p e c i a l t y S a f e t yT e c h n o l o g ya n dE n g i n e e r i n g N a m eS u nC h u n h o n g I n s t r u c t o r T i a nS h u i c h e n g C h e n gW e n d o n g A B S T R A C T S i g n a t u r e S i g n a t u r e S i g n a t u r e I nr e c e n ty e a r s ，t h em i l l i o nt o n sd e a t hr a t ei nC h i n a sc o a lm i n eg o e sd o w ny e a rb yy e a r , b u ti t i Ss t i l ll l i g hc o m p a r e i n gw i t ho t h e rc o u n t r i e si nt h ew o r l d ．T I l es i t u a t i o no fs a f e t y p r o d u c t i o ns t a t u si sg r i m ．T h e r em a yb em a n yr e a s o n sf 。o rt h a t , f o re x a m p l e ，t h es a f e t y i n v e s t m e n ti sr e l a t i v el e s st h a nt h eo t h e rc o u n t r i e s ．a n dt h e ta w a r e n e s so fs a f e t yi n v e s t m e n ti S s t i l li nt h ei n i t i a ls t a g e ，a n dS Oo n ． I nv i e wo ft h ea b o v ep r o b l e m ，t h i sp a p e rf i r s ta n a l y z e st h ec o n n o t a t i o no fs a f e t y i n v e s t m e n ta n db e n e f i t ，d i s c u s s e st h et h e o r yo fs a f e t yi n p u t - o u t p u t ，a n dt h ec a l c u l a t i o no f a c c i d e n tc o s t ，a n dt h e nb u i l d st h em o d e lo fs a f e t yi n p u t o u t p u tr a t i o ． S e c o n d l y , t h i sp a p e rc h o o s e si n p u ta n do u t p u ti n d e x si nt h eD E A m o d e l ，a n da c c o r d i n g t ot h ep a p e r ，c h o o s e s ．t l l eC z Ra n dB C zm o d e lb a s e do nt h en e e do ft h i sp a p e r ． n i r d l y , t h i sp a p e rt a k e sf i v ec o a lm i n et h a ti n v e s t i g a t e da sd e c i s i o nm a k i n gu n i t s ， c h o o s e st h em o s tp o o re f f e c t i v ec o a lm i n et ob er e s e a r c ho b j e c tb a s e do nt h er e s u l t so ft h e m o d e l ．t h e nt a k e st h ey e a ra sd e c i s i o nm a k i n gu n i t si nt h em o d e l ，e s t a b l i s h e sC z Ra n dB C 上 m o d e l ．t h ec a l c u l a t i o no fm o d e lc o m p l e t e l yr e a l i z e si nt h eM a t l a bs o f t w a r e ．T h er e s u l to f a n a l y s i ss h o w st h a tt h es a f e t ym a n a g e m e n tl e v e li nt h i se m e 印r i s ei si nt h ep r i m a r ys t a g e ，t h e d i r e c t i o no fs a f e t yi n p u ti s n ’tr e a s o n a b l e ，a n dt h es a f e t yi n p u ts h o u l db ei m p r o v e di nt h e f u t u r e 。a n dt h e nb a s e do nt h er e s u l t so fB C 2m o d e l ，t h ec o a ls h o u l di n c r e a s ei n v e s t m e n ti n s a f e t ye d u c a t i o na n dd a i l ys e c u r i t ym a n a g e m e n ti m p o r t a n t l y ；b a s e do nt h er e s u l t so ft h e m o d e l ，t h ey e a rt h a ts c a l ee f f i c i e n c yi n c r e a s i n gs h o u l di m p r o v et h es a f e t yi n p u tf u r t h e r m o r e ． A tl a s t ，t h i sp a p e ra n a l y z e st h eq u e s t i o n se x i s t i n gi nt h ec o a lm i n e ，a n dg i v e ss u g g e s t i o n s a b o u tt h e m ．T K sp a p e rp r o v i d e san e wa n a l y t i c a lp e r s p e c t i v ef o rs a f e t yi n v e s t m e n t d e c i s i o n - m a k i n gf o r mt h ev i e wo fs a f e t yi n p u t o u t p u ta n a l y s i s ．I to p t i m i z e st h es t r u c t u r eo f s a f e t yi n v e s t m e n t ，a n dm a k e st h ed e c i s i o n m a k i n go fs a f e t yi n v e s t m e n ts c i e n t i f i c l yi nc o a l m i n e ，p r o v i d i n gr e f e r e n c ef o r t h es a f e t ym a n a g e m e n ta n dd e c i s i o n - m a k i n g ． K e y w o r d s S a f e t yI n p u t C o a lM i n eD E AM o d e l S a f e t yI n p u t - o u t p u ta n a l y s i s T h e s i s A p p l i c a t i o nR e s e a r c h 要料技丈学 学位论文独创性说明 本人郑重声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及 其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学 或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所 做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名如宏季≯日期川夕．∥歹 学位论文知识产权声明书 本入完全了解学校有关保护知识产权的规定，即研究生在校攻读学位期问 论文工作的知识产权单位属于西安科技大学。学校有权保留并向国家有关部门或 机构送交论文的复印件和电子舨。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学 位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课 题再撰写的文章一‘律注明作者单位为西安科技大学。 保密论文待解密后适用本声明。 学位论文作者签名 蛐钞 指导教师签 1 绪论 1 绪论 1 ．1 引言 伴随着人类经济生活水平的不断提高，安全越来越受到人们的重视，企业的安全生 产也已经成为人民大众关注的热点问题。我国政府历来比较重视安全生产工作，建国以 来，我国的煤矿安全生产工作从无到有，经历了一个曲折发展的过程，逐步建立了一套 行之有效的安全生产保障机制，为保护人民的生命财产安全与身体健康，为保障我国生 产建设和国民经济的发展，为维护社会安宁、政治稳定发挥了重要的作用。 中国目前已是世界上最大的煤炭生产和消费国【l J ，2 0 0 0 年以来，在党和国家的关怀 下，煤矿安全科技工作取得长足的发展。虽然我国的产煤量逐年递增，煤矿百万吨死亡 率总体却呈下降趋势，如图1 ．1 所示，但这与国外的差距仍然较大， 一 - 一原煤产量 百万吨 百万吨死亡率 2 0 0 12 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 4 2 0 0 52 0 0 62 0 0 72 0 0 8 图1 ．12 0 0 1 - - , 2 0 0 8 年我国煤炭产量与煤矿百万吨死亡率的趋势对比图 来源于国家安会生产监督管理总局对外公布的数据 从表1 ．1 可以看到，我国煤矿百万吨死亡率无论是与发达国家 如美国 相比还是 与发展中国家 如印度 相比都高出几十倍[ 2 1 ，与世界平均水平相距较远。以煤炭生产 的百万吨死亡率比较2 0 0 0 ．2 0 0 8 年间，我国国有重点煤矿为1 ．0 5 “ - 1 ．2 ，全国平均 含 国有、乡镇煤矿 为3 ．4 2 ；而同期美国为0 ．0 9 、波兰为0 ．4 4 、德国为O ．3 4 、印度为0 ．7 4 。 从这些数据可以看出，我国的煤矿安全生产形势依然严峻。 6 5 4 3 2 1 0 ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 0 ∞ 筋 加 佣 侧 5 西安科技大学硕士学位论文 备注表中数据来源丁．国家安全生产监督管理总局对外公布的数据。 据国家煤炭安全监察局的最新统计数据显示，2 0 0 8 年，我国煤矿事故共计1 9 0 1 起， 全国煤矿共发生重特大事故3 8 起，死亡7 0 7 人。究其原因，安全投入不足或不合理是 非常重要的因素之一。 在安全活劳动投入方面，我国的安全监察人员的万人 职工 配备率相当低，为O ．2 ， 美国是我国的1 0 余倍，英国是我国的2 2 倍。在安全经费投入方面，用万人投入率比较， 美国是我国的3 倍，英国是我国的5 倍。我国2 0 世纪9 0 年代企业年均安全总投入 包 括安措经费、劳动防护用品等 占G D P 的比例为0 ．7 0 3 ％，而发达国家的安全投入一般 占到G D P 的3 ％1 3 J ，这些凸显了我国安全投入的不足。 企业安全投入所产生的效益不像企业日常的生产经营活动那样能够取得最快最直 接的经济效果，它具有间接性、隐蔽性、潜在性等特点，因此不容易被人们所重视H 。 传统的思维是把安全投入与生产投入直接对立起来，认为安全投入是企业的负担，因此 不太重视安全投入，这造成了我国的安全总体投入水平相对较低。我国也有相当数量的 企业，每年均有一定的安全投入，但投入方向随意性大，缺乏科学的指导，没有区分出 安全生产的主要矛盾和次要矛盾，表现出较低的安全投入决策水平，最终导致事故的发 生，影响了煤矿的经济效益。 综上所述，在以人为本、创造和谐社会的今天，煤矿急需对安全投入和产出进行分 析，从而做出正确、科学、合理的安全投入决策。在科学技术和经济能力有限的基础上， 煤矿要预防事故，提高安全生产水平，研究和分析企业的安全投入结构，进行合理高效 的安全投资是关键。 1 ．2 国内外研究现状及发展趋势 1 ．2 ．1 安全投入理论的发展 1 国外的研究发展述评 西方投资理论伴随着凯恩斯 C a i r n s 的宏观经济理论的产生而产生，经过几十年 的完善与发展，理论内容不断发展和深化，理论体系R 趋精密和完整，对现实世界投资 行为的解释力也逐渐增强。 2 1 绪论 凯恩斯主义投资理论产生于2 0 世纪3 0 年代，以凯恩斯 C a i r n s 就业、利息和货 币通论中的投资思想为基础，并经过其追随者们进一步发展而成的。凯恩斯革命后， 西方投资理论开始作为一个相对完整的体系出现在宏观经济学中【5 】。2 0 世纪3 0 年代末 至6 0 年代末是西方投资理论快速发展的时期，在这一时期，凯恩斯学派、后凯恩斯学 派、新凯恩斯学派、新古典学派对它的发展都做出了卓有成就的贡献。6 0 年代是西方投 资理论最繁荣的阶段，7 0 年代之后，投资理论的发展十分缓慢。8 0 年代，卢卡斯首次 创见性地将不确定性引入投资分析中。9 0 年代以来，有关行业投资水平均衡的研究出现 了较大进展。 1 9 3 1 年，美国安全工程师H ．W ．H e i n r i c h t 6 1 在他的工业事故预防一书中把事故损 失划分为直接损失和间接损失，并将直、间损失比定为1 4 ；1 9 4 9 年，美国的R ．H ．西蒙 兹提出平均值法计算事故的总损失。1 9 8 1 年美国工业部门全美安全理事会 N S C 的工 业生产事故预防手册提到每支出1 美元用于安全措施，可带来百分之几百的利润。1 9 8 7 年法国进行的一次测试表明，那些在安全方面投资最多的企业也是生产盈利最多的企业 阴。1 9 9 7 年英国卫生安全执行局执行部的H S E B o o k s 工作事故的费用显示无论其规模 和行业，那些运行良好、职业安全卫生水平高的企业常常是 在效益方面 最成功的1 6 J 。 关于企业安全投入效益的问题，据国外的研究表明【6 J ，o 般物力投入获得的效益为投入 的3 ．5 倍，而安全投入能获得的效益是其投入的6 ．7 倍。 ， 在投资理论的发展过程中，投资领域主要涉及实业投资和金融投资，主要方法有判 定定理法、价值分析法、“期望损失工作日“ 法、费用一效益分析法 C B A 、费用一有 效性分析法 C E A 等。H y u n 西o o nY o o n 提出了一种用于安全投资决策的程序，可以量 化用于设备和服务方面的安全投资，‘有效地预防了化工厂事故的发生捧J 。M e e i ．s h i aC h e n 针对中国的职业健康安全管理体系，探讨了工厂管理者在职工安全和健康方面投入多少 的影响因素【9 】aK ．S ．S o n 掣1 0 1 对韩国的建筑业进行了最佳安全投入的研究；K e n n e t h ．H 【l I 】 使用“风险地图“ 技术研究了企业投入决策问题；S c o t tF a r r o w 等人的文献中，渗透着 一种成为主流的安全投资管理理念，如“安全第一’’、“一盎司的预防价值一英磅的救治” 等，形象地揭示了安全预防的投入即安全投资，会获得大的价值和回报u 2 1 。 2 国内研究现状 我国的安全生产已有5 0 年的历史，它从无到有、从小到大，经历了一个曲折的过程， 而直至U 2 0 世纪9 0 年代才开始重视安全经济问题，因此比较成熟的研究成果相对较少，并 且理论体系也不太完整。 1 9 9 4 年，黎忠文、罗云对我国企业安全投资的经济效益定量评价问题进行了分析和 探讨1 1 3 1 。1 9 9 5 年，钱朋寿对安全投入的必要性、广泛性、难点以及解决途径做了系统的 探讨，并且指出了现在企业安全投入的难点，提出了保障安全投入的措施【1 4 1 。1 9 9 7 年， 李红霞、田水承研究了安全作为一种公共产品短缺的原因，并对防止事故的成本进行了 3 西安科技大学硕士学位论文 分析【”】。1 9 9 8 年，李红霞、田水承研究了煤矿安全经济效益与煤矿安全投入产出之间的 关系，并对安全经济效益分析的作用及其提高的途径进行了深入的分析【l 刮。1 9 9 9 年，梅 强应用灰色系统理论，建立了安全投资效益系统关联模型，判断出影响安全投资效 益的关键因素，并提出了安全投资的五项分类。为制定正确的安全投资方向决策提供充 分的依据【1 7 】。同年，李红霞、田水承分析了安全投入与安全水平、安全投入与安全报酬、 事故赔偿与安全水平等之间的关系，提出煤炭企业改善安全现状的管理对策及建议l l 引。 2 0 0 0 年，封雨、凌生弼等人通过安全效益的论述、量化分析，提出了企业安全效益 由直接经济效益、间接经济效益、安全投入转化的经济效益、潜在经济效益四部分组成 的新观点；推导出安全效益的量化公式，从而揭示了安全与效益的辩证统一关系；得出 了安全效益从定性走向定量是必然的规律和安全效益完全可以进行量化计算的重要结 论f 1 9 1 。 2 0 0 1 年，黄盛仁、罗云通过构造道格拉斯函数和层次分析法计算出了安全生产对经 济增长率的贡献【2 Ⅲ。 2 0 0 2 年，王大业、王琦用C o b b ．D o u g l s a 函数建立安全投资优化分配模型及确立安全 优化分配比例系数的正确性，并将该方法用于工厂实际工作中L 2 lJ 。 2 0 0 3 年，刘振翼、冯长根等研究了安全投入与主要安全指标之间存在一定的函数关 系。并且利用最小二乘法对人均安全投入、人均劳保投入与百万工时事故率和百万工时 伤亡率的关系进行了回归分析并进行了显著性检验，证实了安全投入与主要安全指标之 间存在确定的负指数关系【2 2 1 。 2 0 0 4 年，田水承在现代安全经济理论与实务一书中介绍了安全投资理论与技术， 从宏观和微观的角度探讨了安全投资分析与决策的方法，还提出了用于安全投资和理性 评价的安全成本的优化分析，安全经济投入优化原理，安全效用原理【4 】。同年，谭允祯、 刘松涛在企业安全生产的经济效益分析及预测方法研究一文中，对安全投入的定量 化进行了研究，对安全效益的计算公式分析并验证，同时提出了安全投入的最大经济效 益计算方法。并运用回归分析预测、时间序列预测、灰色理论预测对未来一段时期的宏 观安全现状进行了预测研究【2 3 1 。陈万金等对安全投入统计指标体系进行了探讨，对安全 投入进行了重新的定义，将安全投入分为了七部分。同时对安全投入统计指标体系结构 和具体内容也进行了重新设计，而且给出了计量单位和具体的计算方法。 2 0 0 5 年，田水承、屈奎根据安全经济学原理运用灰色系统预测方法，对企业的安全 投入与安全效益的相关问题进行了研列川。 2 0 0 6 年，田水承、税永波在行为科学理论基础上分析了企业安全投资行为的心理动 因及行为决策过程，建立企业安全投资违规行为的预期效用经济模型、企业与安全生产 监督部门博弈模型、企业安全投资基本效用模型，提出了全方面规范和引导我国企业安 全投资违规行为的具体措施【2 5 1 。同年，李红霞、田水承、王莉在企业安全经济利益相关 4 1 绪论 者分析一文中运用一般经济学和企业安全经济分析的观点，分析了政府、产业协会、竞 争者、消费者、股东、社区、员工、媒体8 类与企业安全经济利益密切相关的利害关系 者及其与企业安全经济的关系，认为必须处理好企业与上述8 个相关部门、机构之间的 关系，只有做到这些企业才能持续、顺利地进行安全生产[ 2 6 1 。 、 2 0 0 7 年，王晓梅结合煤炭企业实际，以安全减损效益为主对煤矿安全投入的经济效 益进行了定性分析，构造了煤矿安全投入效益的数学函数并对其性质作了分析，描绘出 了煤矿安全投入效益的理论变化曲线[ 2 7 1 。同年，田水承、杨波、李红霞分析了影响安全 投入产出的因素并将投入产出表应用于煤矿企业，找出了安全投入和企业总投入之间的 关系，探讨了如何进行安全的分项投入可以达到最大的安全产出，为煤矿企业的安全投 资决策提供了理论上的指导【2 8 】。 2 0 0 8 年，田水承、杨波将投入产出表应用到安全投资决策中，建立了投入产出模型， 并通过D E A 模型对安全投资的合理程度进行了探讨[ 2 9 1 。同年，王书明、王恩元对煤矿安 全投入结构进行了深入的研究比较突出。并根据安全投入结构优化模型，对我国煤矿安 全投入“重硬件，轻软件’’等结构失衡现象给予了调整D o ] 。 2 0 0 9 年，汪赛、李新春、彭红军提出了安全效益的定量化定义，并建立了安全减损 产出模型和安全增值产出模型。在此基础上建立了煤炭企业安全效益模型，进而建立基 于安全效益最大化的煤炭企业安全投入决策的非线性优化模型，提出求解模型的策略， 并得出安全投入效益不仅与投入大小而且还与投入结构密切相关的结论，对安全投入产 出的研究具有指导性意义【3 1 J 。 1 ．2 ．2D E A 模型的研究现状 1 D E A 理论的发展 数据包络分析 D a t aE n v e l o p e m e n tA n a l y s i s ，以下简称D E A ，是数学、运筹学、数 理经济学和管理科学的一个新的交叉领域。它是由A ．C h a m e s 和W ．W ．C o p p e r 等人于1 9 7 8 年开始创建。D E A 是使用数学规划 包括线性规划、多目标规划、具有锥结构的广义最 优化、半无限规划、随机规划等等 模型进行评价具有多个输入、特别是多个输出的“部 门’’或“单位“ 称为决策单元 D e s i o nM a k i n gU n i t ，简称D M U 间的相对有效性 称 为D E A 有效 。根据对D M U 各观察的数据判断D M U 是否为D E A 有效，本质上是判断D M U 是否位于生产可能集的“生产前沿面上“ 。因此，依据D E A 方法、模型和理论，可以直 接利用输入和输出数据建立非参数的D E A 模型进行经济分析1 3 2 。。 D E A 方法自1 9 7 8 年首次提出以来，该领域的研究就吸引了很多的学者。1 9 8 5 年，A C h a m e s 、W ．W ．c o o p e r 等人证明了D E A 有效与多目标的P a r e t o 解的等价性【3 2 1 。国外还有不 少学者研究了如何确定D E A 模型中经验生产可能集的P a r e t o 有效前沿面。在国内也有不 少学者对D E A 有效性的含义和D E A 有效单元的结构和特征进行研究和探讨。1 9 9 1 年，李 5 西安科技大学硕士学位论文 树根、杨印生对C 2 R 模型和模型下的D E A 有效决策单元集合的结构进行探讨，得到一些 理论上的结果【3 3 】。1 9 9 4 年，朱乔等人在研究中把总体有效分解为规模有效、饱和性和技 术有效三部分，并分析了各种有效性的经济含义【34 ‘。1 9 9 5 年，赵勇、岳超源等分析了 D E A 模型最优解与有效单元之间的关系，定义了一个能衡量单元有效性的指标，在此基 础上对单元间的相对有效程度作了相关探讨【3 引。 2 0 0 0 年，陈嵩通过同等规模高校的有效前沿面的分析，为制定合理的学校管理定额 提供了依据，并通过对有效前沿面各点规模效益的分析，确定了效果最佳的规模【3 6 1 。 2 0 0 2 年，吴文江利用D E A 方法证明了收益最大 成本最小 的决策单元为弱D E A 有 效【3 7 1 。 2 0 0 4 年，李新民，侯风华等在分析国内外石油企业经济效益评价理论方法的基础上， 应用数据包络分析方法，对胜利油田下属的十个采油企业的经济效益进行了综合评价， 并找出了非有效决策单元今后改进工作的方向，为决策层提供管理信息和决策依据【3 8 】。 ．2 0 0 6 年，吴丽丽采用了数据包络分析方法，根据经济学对规模报酬、规模效益的定 义来衡量高校的相对规模效益。通过采用D E A 分析，克服了评估时投入产出之间函数关 系不明确的困难。根据实证研究的结果，论文分别从产出角度和投入角度对非规模有效 的学校的改进提出了建议【3 9 1 。 2 0 0 7 年，江兵，何小雨等提出了基于投入产出表的D E A 方法，以安徽省2 0 0 2 年4 2 个部门流量表为例，针对D E A 建模条件和可解性，根据有关定理将流量表进行分组和数 据压缩，在此基础上建模并利用计算机获得了各产业部门是否D E A 有效的结论【4 0 j 。同年， 刘永浩用D E A 方法来评价同类单位间的有效性，运用D E A 模型来分析评价煤炭企业有效 性，可使部分煤炭企业看到与其他煤炭企业的差距，为合理配置资源、安排生产、采取 相应的措施提供依据【4 1 1 。 2 0 0 8 年，田水承、杨波将D E A 模型引入企业的安全投资分析中，通过实例验证了D E A 模型应用的有效性，解决了该企业安全投资的合理比例问题，为安全投资决策提供了理 论指导【4 2 】。 2 D E A 方法的应用 D E A 方法最早成功运用在评价为弱智儿童开设的公立学校的项目。在评价相对效率 和效益方面，D E A 方法广泛的应用在非单盈利的公共服务部门如学校、医院等。由于这 些部门不能简单的用利润最大化来对其工作进行评价，也很难找到一个合理的包涵各个 指标的效用函数，D E A 方法则就成为解决这类问题的理想选择【3 9 1 。 随着人们的深入研究和实践，D E A 的应用范围不仅由非盈利的公共服务部门扩展到 了企业，而且也由横向管理效率评价延伸到同一决策单元历史发展的纵向评价。到如今 用D E A 方法进行评价的领域已经包括学校、银行、农业、邮政、机场维护、医疗机构、 交通运输机构、电力工业系统、矿产资源开发利用及生产企业等等。除了在评价相对效 6 1 绪论 率和效益方面的应用，随着其理论的发展D E A 方法也开始在预警预测、经济系统建模和 参数估计等方面得到了应用和拓展。随着社会经济的进步和发展，D E A 方法必将在经济 建设和生产管理中发挥越来越大的作用。 综上所述，D E A 方法开辟了生产有效性分析的新途径，是一种生产前沿性的研究 方法。事实证明，D E A 方法已成为管理科学、系统工程和决策分析、评价技术等领域 一种常用和重要的分析工具和手段。同时，有关D E A 方法的研究还在不断地深入和发 展。从理论上讲，D E A 模型的发展是无止境的；从实际上讲，D E A 模型的应用是非常 广泛的。本文将D E A 模型应用到煤矿的安全投入产出分析中，为安全投入的配置和优 化研究提供了一个新的分析视角，并且对D E A 模型的拓展研究既有理论意义又有实用 价值。 1 ．3 研究的目的和意义 长期以来，煤矿较少进行安全投入与安全效益的研究。虽然我国现代安全科学得到 长足的发展，但由于安全生产基础差，理论基础力量薄弱，所以仍不如环境科学等相关 学科发展迅速。目前，安全生产方面依然存在了很多问题，主要包括以下几点 1 我国煤炭企业安全投入强度低，在人力、财力、物力方面欠账较多。 受历史等因素的影响，我国煤矿安全投资普遍不足，安全欠账多。从人员投入方面 来说，我国各类企业中，从事安全技术推广和安全生产管理工作的人员，没有受到充分 的重视，不少企业机构调整最先消减安全生产管理人员的数量；从物的投入方面来说， 我国企业的生产工具的安全状况令人十分担忧。近几年，在国家法律法规的推动下，淘 汰了一大批危险性大、落后的生产设备，改善了生产条件，但在不少煤矿中，大量的陈 旧设备仍然充当工业生产的主要工具；从财力的投入来说，全国工矿企业的安全投入历 史欠账较多，国家扶持资金不够，主要依靠企业增加投入，地方政府也应投入相应配套 资金。 2 安全投入结构不合理，对安全投入与安全收益的研究较少。 我国煤矿安全投入受前苏联影响较深，重视“硬件’’建设，轻视“软件’’建设，并 且安全投入资会结构比较单一，基本上是以企业投入为主，以国家投入为辅。1 9 9 9 年， 4 5 9 处大中型煤矿安全投入资金来源于国补、省补资金共计6 8 6 8 。6 万元，占实际安全投 入数的2 8 ．2 6 ％，煤炭安全投入资金主要来源于自筹。我国煤矿安全投入的8 5 ．7 3 ％流向 了安全工程、安全设备等“硬件“ 方面，而安全文化安全教育、安全科技等“软件“ 方 面则投资很少【4 3 l 。 3 安全投入制度缺失 长期以来，煤矿安全投入缺乏相应制度约束与支持，煤矿安全是否应当投入 投入 多少 投入到哪些方面 安全投入资金来源等一系列问题缺乏制度保证。另外国家没有 7 西安科技大学硕士学位论文 建立安全投入公益化机制，形成激励企业、社会、个人多元化的安全保障投入模式。 本文分析和研究煤矿安全投入产出的目的也正是为了解决煤矿在安全投入方面存 在的诸多问题，研究安全投入的结构和比例确保用煤矿有限的安全投入，去实现尽可能 高的安全生产水准，使财产损失和环境危害降低到最小限度。这是现代社会背景和生产 现状对安全投入理论提出的严峻挑战，是安全领域研究者的共同愿景，也是是本文的最 高憧憬。 本文拟从剖析安全投入的内涵出发，建立煤矿安全投入产出的D E A 模型，并根据 模型结果，对安全投入产出进行分析，从而对安全投入的配置提出可行性建议，达到最 大限度减少事故损失并且获得最大产出的目的。 本文研究的意义 1 通过对煤矿的安全投入产出进行分析，有利于提高煤矿的安全生产水平，有 利于煤矿高效、科学的运用安全投入资源，以获得最大的安全产出； 2 将D E A 模型应用到煤矿安全投入产出分析中，并通过C 2 R 模型和B C 2 模型 对煤矿安全投入产出的规模收益进行分析，为安全投入产出分析提供了一个新的分析视 角，有利于优化安全投入结构，科学制定安全投入决策，为煤矿进行安全生产管理提供 参考依据； 3 适应了国民经济和社会发展的需要，揭示了煤矿企业安全投入的规律，促进 了安全工作、劳动保护事业、安全科学技术的发展。 1 ．4 本文研究的内容和技术路线 本文的主要研究内容如下 1 在综述国内外安全投入理论和D E A 模型研究现状的基础上，辨析安全投入、 安全成本、安全效益、安全产出等相关概念，分析安全投入的范畴，探讨安全效益的表 现形态，对安全投入、安全产出的相关理论进行分析，把安全是一种半公共产品的理念 引入文中，为煤矿安全投入产出D E A 模型的建立奠定基础；分析我国煤炭企业安全生 产中存在的问题，指出影响煤矿安全投入的主要因素。 2 探讨煤矿安全投入产出D E A 模型的构建。本文将事故损失作为安全产出量大 小的一种表现形式，然后根据安全投入的五项分类，选取输入输出指标，分别建立以五 个煤矿为决策单元的D E A 模型以及以生产年份为决策单元的D E A 模型。 3 根据煤矿现场调研情况，对事故损失进行统计处理。选取安全投入、安全产 出主要统计指标及合理的D E A 模型，对以五个煤矿为决策单元的D E A 模型进行总体效率 分析，并选择D E A 有效性较差的煤矿着重分析其失效原因。通过对以生产年份为决策单 元的D E A 模型进行纯技术效率、松弛变量、规模收益等分析，找到煤矿安全投入存在的 问题，并对其不足的方面提出措施建议。 8 1 绪论 本文的技术路线如图1 ．2 所示。 图1 ．2 本文技术路线 9 西安科技大学硕士学位论文 2 安全投入产出分析的理论基础 2 ．1 安全投入的相关理论 安全经济的研究中，安全投入是一个很重要的概念。只有对安全投入的相关理论获 得清晰的认识，才能在实践中控制和调整企业的安全活动，实现安全的最大产出。 安全，很大程度上是为生产服务的。首先安全保护了人，而人是生产中最重要的生 产力因素；其次，安全维护和保障了生产资料和生产环境，使技术的生产功能可得以充 分发挥。因此，安全对经济的增长和发展具有一定的作用，安全活动既是一种有生产意 义的活动，又是一种能带来经济效益的活动。从安全具有效益的经济学观点看，安全投 入是安全活动得以进行的必要条件。通过对其规律和理论的研究，用科学的技术和方法 及合理的资源配置方式来指导安全投资活动，以期产生更多的经济效益，促进经济的增 长和发展。 2 ．1