一种四级安全风险预警体系的预警指标量化方法与流程

1.本发明涉及作业安全管控的技术领域，尤其涉及一种四级安全风险预警体系的预警指标量化方法。


背景技术：

2.安全生产预警技术可以提前发现、分析和判断影响安全生产状态、可能导致事故发生的信息，定量化表示企业生产安全状态，及时发布安全生产预警信息，提醒企业负责人及全体员工注意，使企业及时、有针对性地采取预防措施控制事态发展，最大限度地降低事故发生概率及后果严重程度。
3.目前已经存在电子化的生产安全风险预警手段，其多以人工判断和辨识现场安全风险等级，伴随人工提醒风险防范和预警要素，生产现场安全风险以人工识别和上报为主。必然存在工作疏忽、瞒报漏报、评估分析和上报结果大相径庭等情况，较大程度上影响生产现场安全风险的预警效果。另外，在多层级的集团级生产企业中，单单一个企业级别的预警系统不能够满足其他层级的预警业务需求，企业级安全生产预警系统往往关注影响企业级状态的要素，或者在进行指标权重确定及预警模型建立的过程中较多关注某类指标的影响，没有考虑到更具预警价值的班组级、部门级影响因素。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
5.鉴于上述现有四级安全风险预警体系的预警指标量化方法存在的问题，提出了本发明。
6.因此，本发明目的是提供一种四级安全风险预警体系的预警指标量化方法。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种四级安全风险预警体系的预警指标量化方法，包括，
8.利用数据采集模块获取各级预警指标数据；
9.利用数据建立预警模型并进行权重计算，计算实时预警指数；
10.界定预警指数的阈值，并根据阈值对比得到的实时预警指数；
11.制定各级预警指示图。
12.作为本发明所述四级安全风险预警体系的预警指标量化方法的一种优选方案，其中：建立隐患等级并根据建立的隐患等级进行对应的分值，并建立隐患等级的计算模型：
13.i1＝a1a1+a2a214.其中：
15.i1——隐患等级的计算结果；
16.an——重大、一般隐患分别对应数量，n＝1，2；
17.an——重大、一般隐患分别对应分值，n＝1，2。
18.作为本发明所述四级安全风险预警体系的预警指标量化方法的一种优选方案，其中：通过预警指标量化值及其指标权重，建立数学模型，得出工厂级、部门级、班组级安全生产预警指数值，表征当前安全生产状态的数值，各级安全生产预警指标对安全生产预警指数的生成，根据其指标对安全生产状况的影响，记录正向和负向的系数影响。
19.作为本发明所述四级安全风险预警体系的预警指标量化方法的一种优选方案，其中：建立工厂级、部门级、班组级预警指数模型：spi＝i1w1+i2w2+i3w
3-i4w
4-i5w
5-i6w
6-i7w7+i8w820.其中：
21.spi——工厂级安全生产预警指数值(safety precaution index)；
22.wn——各指标所对应的权重，n＝1，2，3，4，5
……
,
23.基于工厂级预警指数值可以建立集团级预警指数值
24.gspi＝spi1×
q1+spi2×
q2+spi3×
q3+spi4×
q4+
…
25.gspi——集团级安全生产预警指数值
26.qn——各企业对应的权重，n＝1，2，3，4，5
……
,
27.各企业的权重可以依据企业的人数、产量等建立单项或综合权重。
28.作为本发明所述四级安全风险预警体系的预警指标量化方法的一种优选方案，其中：使用1～9模糊标度，对相同层级的评价因素进行两两比较，得到判断矩阵p：
[0029][0030]
式中：n为因素个数，即矩阵阶数；
[0031]
p
ij
为因素pi相对于因素pj的标度。
[0032]
作为本发明所述四级安全风险预警体系的预警指标量化方法的一种优选方案，其中：对判断矩阵p的行向量进行归一化，作为第l层因素的权重向量u
l
：
[0033][0034]
式中：为判断矩阵p的第k行归一化的结果；
[0035]
计算最大特征值λmax：
[0036][0037]
对最大特征值计算结果进行一致性检验，得到一致性指标cr：
[0038]
[0039]
式中：r1为平均一致性指标。
[0040]
作为本发明所述四级安全风险预警体系的预警指标量化方法的一种优选方案，其中：根据得到一致性指标cr，判断判断矩阵是否通过一致性检验，得到因素权重向量；
[0041]
若cr＜0.1，则该判断矩阵通过一致性检验，则u
l
为所求因素权重向量，否则需要对判断矩阵进行调整，重复上述步骤。
[0042]
作为本发明所述四级安全风险预警体系的预警指标量化方法的一种优选方案，其中：计算出各级因素的权向量后，根据各因素的层级关系，最终计算出评价因素的权重，并对二级因素进行模糊分级与评价，得到隶属度评价矩阵。
[0043]
作为本发明所述四级安全风险预警体系的预警指标量化方法的一种优选方案，其中：利用隶属度评价矩阵，得出最终的评判标度a，得到最终的企业安全风险预警信号：
[0044][0045]
式中，为二级因素对目标层的权重向量；m为二级因素的模糊隶属度矩阵；v为评价集。
[0046]
本发明的有益效果：本发明将四级安全风险预警体系应用于企业安全生产管控之后，企业可通过本发明开发、部署一套智能化风险预警平台，使企业能够全面实时地掌握各生产现场、各类生产要素的安全风险现状和预警边际，建立安全预警自动响应机制，从智慧安全的角度驱动自动预警、主动预防、过程管控，实现新的安全生产风险预警及管控模式；同时，四级安全风险预警技术和手段的广泛应用，可将企业生产安全风险预警的整体有效性提升30％至50％，因人员工作疏忽、瞒报漏报、预警响应不及时等情况造成的事故事件减少30％至40％。
具体实施方式
[0047]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
[0048]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0049]
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0050]
再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0051]
实施例1
[0052]
本发明公开了一种四级安全风险预警体系的预警指标量化方法，包括如下步骤：
[0053]
首先利用数据采集模块对各个所需要的数据进行采集，采集的数据包括但不限于：安全生产事故、安全隐患事件、安全隐患预警等。
[0054]
首先需要说明，预警指标的选取和计算在整个预警模型建立过程中有关键节点作
用，对预警指标进行指标数据量化，量化结果与最终预警结果趋势相同，指标量化结果和预警结果数值越大，表示危险程度越高，即安全程度越低；数值越小，表示危险程度越低，即安全程度越高。
[0055]
以事故隐患等级为指标为例，i为某个指标的预警数值，该指标的预警数值计算过程为：
[0056]
隐患等级。分为一般隐患和重大隐患。不同等级的隐患的对应分值如下表所示。
[0057]
序号(n)隐患等级(an)对应分值(an)1重大隐患12一般隐患0.1
[0058]
表1：隐患等级说明表
[0059]
得出：i1＝a1a1+a2a2[0060]
其中：
[0061]
i1——隐患等级的计算结果；
[0062]an
——重大、一般隐患分别对应数量，n＝1，2；
[0063]an
——重大、一般隐患分别对应分值，n＝1，2；
[0064]
通过预警指标量化值及其指标权重，建立数学模型，得出工厂级、部门级、班组级安全生产预警指数值，表征当前安全生产状态的数值。
[0065]
各级安全生产预警指标对安全生产预警指数的生成，根据其指标对安全生产状况的影响，产生正向和负向的系数影响。即有利于事故预防、安全管理的指标项在公式中属于负向的系数，不利于事故预防、安全管理的指标项公式中属于正向的系数。
[0066]
由此则构成了工厂级、部门级、班组级预警指数值。
[0067]
例如：
[0068]
spi＝i1w1+i2w2+i3w
3-i4w
4-i5w
5-i6w
6-i7w7+i8w8[0069]
其中：
[0070]
spi——工厂级安全生产预警指数值(safety precaution index)；
[0071]
wn——各指标所对应的权重，n＝1，2，3，4，5，6，7，8。
[0072]
基于工厂级预警指数值可以建立集团级预警指数值；
[0073]
gspi＝spi1×
q1+spi2×
q2+spi3×
q3+spi4×
q4+
…
[0074]
gspi——集团级安全生产预警指数值
[0075]qn
——各企业对应的权重，n＝1，2，3，4
…
[0076]
各企业的权重可以依据企业的人数、产量等建立单项或综合权重。
[0077]
其中，各企业的权重选择如下：
[0078]
1、有关于人为因素的权重占比为30％；
[0079]
2、有关于管理因素的权重占比为20％；
[0080]
3、有关于操作因素的权重占比为30％；
[0081]
4、有关于设备因素的权重占比为20％。
[0082]
而后采用层次分析法将安全风险评价因素化分为4个一级因素，并进一步的细分为14个二级因素，结合前述的预警指标集，建立如下的企业安全风险预警模型。
[0083]
使用1～9模糊标度，对相同层级的评价因素进行两两比较，得到判断矩阵p：
[0084][0085]
式中：n为因素个数，即矩阵阶数；
[0086]
p
ij
为因素pi相对于因素pj的标度，标度的含义如下表所示：
[0087][0088]
表2：标度含义分类
[0089]
对判断矩阵p进行层次单排序及一致性检验，得到一致性指标cr：
[0090]
而后对判断矩阵p的行向量进行归一化，作为第l层因素的权重向量u
l
：
[0091][0092]
式中：为判断矩阵p的第k行归一化的结果；
[0093]
计算最大特征值λmax：
[0094][0095]
对最大特征值计算结果进行一致性检验，得到一致性指标cr：
[0096][0097]
式中：r1为平均一致性指标；r1的取值如下表所示：
[0098][0099]
表3：平均随机一致性指标标准值
[0100]
而后根据得到一致性指标cr，判断判断矩阵是否通过一致性检验，得到因素权重向量；
[0101]
若cr＜0.1，则该判断矩阵通过一致性检验，则u
l
为所求因素权重向量，否则需要对判断矩阵进行调整，重复上述步骤。
[0102]
在计算出各级因素的权向量后，根据各因素的层级关系，最终计算出评价因素的权重：
[0103][0104]
式中，为第l层因素对于目标层的总权重。
[0105]
然后对二级因素进行模糊分级与评价，得到隶属度评价矩阵m；
[0106]
为了能够准确地描述各个二级因素对安全风险预警指标的影响，现集合日常经验与专家意见，将模型中的二级因素分划分为4个等级，给出二级因素分级范围参照表如下表所示。
[0107][0108]
表4：二级因素模糊分级范围参照表
[0109]
根据上表的内容，请专家对安全风险各个二级因素进行评价，得到隶属度评价矩阵m：
[0110][0111]
式中：m为二级因素的隶属度评价矩阵；m
ij
为第i个二级因素在第j个等级上的模糊隶属度量值。
[0112]
根据各因素权重以及因素隶属度评价矩阵，得出最终的评判标度a，得到最终的企业安全风险预警信号：
[0113][0114]
式中，为二级因素对目标层的权重向量；m为二级因素的模糊隶属度矩阵；v为评价集，即可得到最终的企业安全风险预警信号(如下表)，而后根据计算的结果评判安全风险。
[0115][0116]
表5：安全风险预警信号评价集
[0117]
各评分子项权重分布采用判断矩阵的方法推导而来，并且结合了常规的专家打分，在规避了经验判断中的主观评定偏差的同时，又对各子项制定了明确的评分准则，具有较高的可操作性。
[0118]
并且可以对每一个层级都进行风险预警信号的评价，实现了细致化、精准化的评价，减少了因为疏忽某个低层级评价数据而导致整体评价出现错误的情况发生，增加评价系统的稳定性。
[0119]
重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本技术的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
[0120]
此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的
那些特征)。
[0121]
应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
[0122]
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种四级安全风险预警体系的预警指标量化方法，其特征在于：包括，利用数据采集模块获取各级预警指标数据；利用数据建立预警模型并进行权重计算，计算实时预警指数；界定预警指数的阈值，并根据阈值对比得到的实时预警指数；制定各级预警指示图。2.如权利要求1所述的四级安全风险预警体系的预警指标量化方法，其特征在于：建立隐患等级并根据建立的隐患等级进行对应的分值，并建立隐患等级的计算模型：i1＝a1a1+a2a2其中：i1——隐患等级的计算结果；a
n
——重大、一般隐患分别对应数量，n＝1，2；a
n
——重大、一般隐患分别对应分值，n＝1，2。3.如权利要求2所述的四级安全风险预警体系的预警指标量化方法，其特征在于：通过预警指标量化值及其指标权重，建立数学模型，得出各组级的安全生产预警指数值，并根据其指标对安全生产状况的影响，记录正向和负向的系数影响。4.如权利要求2或3所述的四级安全风险预警体系的预警指标量化方法，其特征在于：建立工厂级预警指数模型：spi＝i1w1+i2w2+i3w
3-i4w
4-i5w
5-i6w
6-i7w7+i8w8其中：spi——工厂级安全生产预警指数值(safety precaution index)；w
n
——各指标所对应的权重，基于工厂级预警指数值可以建立集团级预警指数值：gsp
i
＝spi1×
q1+spi2×
q2+spi3×
q3+spi4×
q4+
…
其中：gsp
i
——集团级安全生产预警指数值qn——各企业对应的权重。5.如权利要求4所述的四级安全风险预警体系的预警指标量化方法，其特征在于：使用1～9模糊标度，对相同层级的评价因素进行两两比较，得到判断矩阵p：式中：n为因素个数，即矩阵阶数；p
ij
为因素p
i
相对于因素p
j
的标度。6.如权利要求1所述的四级安全风险预警体系的预警指标量化方法，其特征在于：对判断矩阵p的行向量进行归一化，作为第l层因素的权重向量u
l
：
式中：为判断矩阵p的第k行归一化的结果；计算最大特征值λmax：对最大特征值计算结果进行一致性检验，得到一致性指标c
r
：式中：r1为平均一致性指标。7.如权利要求6所述的四级安全风险预警体系的预警指标量化方法，其特征在于：根据得到一致性指标c
r
，判断判断矩阵是否通过一致性检验，得到因素权重向量；若c
r
＜0.1，则该判断矩阵通过一致性检验，则u
l
为所求因素权重向量，否则需要对判断矩阵进行调整，重复上述步骤。8.如权利要求6或7所述的四级安全风险预警体系的预警指标量化方法，其特征在于：计算出各级因素的权向量后，根据各因素的层级关系，最终计算出评价因素的权重，并对二级因素进行模糊分级与评价，得到隶属度评价矩阵。9.如权利要求8所述的四级安全风险预警体系的预警指标量化方法，其特征在于：利用隶属度评价矩阵，得出最终的评判标度a，得到最终的企业安全风险预警信号：式中，为二级因素对目标层的权重向量；m为二级因素的模糊隶属度矩阵；v为评价集。

技术总结
本发明公开了一种四级安全风险预警体系的预警指标量化方法，包括，利用数据采集模块获取各级预警指标数据；利用数据建立预警模型并进行权重计算，计算实时预警指数；界定预警指数的阈值，并根据阈值对比得到的实时预警指数；制定各级预警指示图，本发明将四级安全风险预警体系应用于企业安全生产管控之后，企业可通过本发明开发、部署一套智能化风险预警平台，使企业能够全面实时地掌握各生产现场、各类生产要素的安全风险现状和预警边际，建立安全预警自动响应机制，从智慧安全的角度驱动自动预警、主动预防、过程管控，实现新的安全生产风险预警及管控模式。风险预警及管控模式。


技术研发人员：李凯 王必军 王圣宾 祝敬伟 顾舒 荆济
受保护的技术使用者：国能信控互联技术有限公司
技术研发日：2022.11.24
技术公布日：2023/7/11