CN105488611A - 一种矿井建设项目设计方案综合评价方法及系统 - Google Patents

一种矿井建设项目设计方案综合评价方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种矿井建设项目设计方案的综合评价方法及系统,根据矿井建设项目方案设计的内容建立具体详细的评价指标体系,结合层次分析法(AHP)和模糊综合评价法(FCE)的优点,采用AHP-模糊评价法进行项目设计方案的综合评价。AHP能使定性的问题定量化,通过逐层比较各种关联因素的重要性为决策提供定量依据,其作为各层次指标权重的确定方法具有较好的科学性和合理性;FCE能将决策者的经验判断予以量化,可以较好地解决综合评价中的模糊性问题。本发明能很好对项目设计方案的整体效果做出科学合理的评价,并有助于及时发现设计方案某些方面的问题,便于进行设计方案的完善和优化,具有较好的应用价值和实用性。

Description

一种矿井建设项目设计方案综合评价方法及系统
技术领域
本发明属于矿井建设项目方案设计和投资决策技术领域,特别涉及一种矿井建设项目设计方案综合评价方法,以及一种矿井建设项目设计方案综合评价系统。
背景技术
煤炭是我国经济发展和人民生活所依赖的主要能源,在未来相当长的时期内,煤炭作为我国主体能源的地位不会改变;为满足我国的煤炭需求,我国未来还将有序开发一些煤炭基地,建设一批现代化矿井。但从我国以往大量的矿井项目建设实践中,不难发现达不到预期目标的项目屡见不鲜,并且产生一些不良的社会和环境影响,这与我国矿井建设项目的前期决策和设计有很大关系。要使煤矿生产达到最佳的经济效益并尽量减少对社会和环境的影响,首先需要科学合理的决策和方案设计,设计工作完成之后还需要对设计方案进行科学的评价,及时发现问题并不断完善,使矿井设计方案实现最优化,这样才能保障我国能更好地建设一批现代化矿井,实现煤炭资源的合理开采和利用。然而截至目前为止尚未出现对矿井项目设计方案进行评估的系统方法,没有统一的评价指标和评价体系,因此非常有必要提出一套适合对矿井设计方案进行全面准确评估的综合评价方法及系统,以便及时发现设计中存在的问题和不足,进一步完善和改进方案,实现煤矿项目的科学投资建设生产。
发明内容
为克服现有技术的不足,本发明提供一种矿井建设项目设计方案综合评价方法以及一种矿井建设项目设计方案综合评价系统,用于全面合理评价项目方案的设计情况,以便及时发现问题并不断完善,使矿井方案设计实现最优化,实现煤矿项目科学投资和建设,获得最佳社会经济效益。
其技术解决方案是:
一种矿井建设项目设计方案综合评价方法,包括以下步骤:
a构建矿井建设项目设计方案综合评价指标体系步骤,该步骤具体包括:
依据矿井建设项目方案设计的内容,构建能全面反映矿井建设项目设计方案的评价指标体系,设计有10个一级指标,包含储量及井型设计指标,井田开发方案指标,大巷及其运输设备方案指标,采区布置及装备方案指标,矿井主要技术装备选型方案指标,地面生产系统及运输方案指标,总平面布置、建筑及环境保护方案指标,矿井电器及自动化方案指标,井下灾害预防方案指标和矿井主要技术经济指标设计指标,分别用B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10表示;
上述储量及井型设计指标设计有两个二级指标,包含储量指标和井型指标,分别用C11、C12表示;
上述井田开发方案指标设计有两个二级指标,包含巷道布置指标,和井筒及井底车场与硐室布置指标,分别用C21、C22表示;
上述大巷及其运输设备方案指标设计有三个二级指标,包含煤层大巷的支护及护巷煤柱、辅助运输设备及设备选型指标,和煤炭运输方式及设备选型指标,分别用C31、C32、C33表示;
上述采区布置及装备方案指标设计有六个二级指标,包含采煤方法指标,采煤工作的参数、工艺及装备指标,初期采区位置指标,巷道掘进及支护指标,采区运输及工作面装备指标和井巷工程量指标,分别用C41、C42、C43、C44、C45、C46表示;
上述矿井主要技术装备选型方案指标设计有四个二级指标,包含主、副井提升设备指标,矿井通风及通风设备指标,排水设备指标和空气压缩设备指标,分别用C51、C52、C53、C54表示;
上述地面生产系统及运输方案指标设计有两个二级指标,包含地面生产系统指标和运输系统指标,分别用C61、C62表示;
上述总平面布置、建筑及环境保护方案指标设计有三个二级指标,包含工业广场总平面布置指标,建筑物与构筑物指标和环境保护指标,分别用C71、C72、C73表示;
上述矿井电器及自动化方案指标设计有三个二级指标,包含矿井供指标,电控制及计算机管理指标和矿井通信指标,分别用C81、C82、C83表示;
上述井下灾害预防方案指标设计有四个九号二级指标,包含瓦斯防治指标,粉尘防治指标,井下防灭火指标和防水指标,分别用C91、C92、C93、C94
上述矿井主要技术经济指标设计指标设计有五个二级指标,包含矿井设计生产能力指标,设计井巷总工程量指标,全员效率指标,基建总投资指标和建设工期指标,分别用C101、C102、C103、C104、C105表示;
b基于AHP—模糊综合评价法的矿井建设项目设计方案综合评价分析步骤,该步骤具体包括:
b1利用AHP法计算各指标的权重
按照建立的指标体系层次结构模型,采用专家调查法,按照成对比较法和1——9标度法构造两两比较判断矩阵p,对每一比较矩阵采用几何平均法分别计算:
特征向量 w i = w i ‾ Σ j = 1 n w i ‾ , 其中 w i ‾ = Π j = 1 n p i j n (j=1,2,…,n)
最大特征根 λ m a x = Σ i = 1 n ( p w ) i nw i
然后,计算一致性指标:CR=CI/RI,其中CI=(λmax-n)/(n-1)
式中n为判断矩阵阶数;RI为判断矩阵的平均随机一致性指标,当CR﹤0.10时,认为判断矩阵有满意的一致性,特征向量wi即为各指标权重,否则需要调整判断矩阵,再进行分析;
b2确定各指标隶属度及单因素评价矩阵
b21确定评语集
将矿井建设项目设计方案相关指标评价的优劣程度作为评语集V的元素,共分四个等级,可表示为:V={V1,V2,V3,V4},式中V1,V2,V3,V4分别表示项目对应指标评价情况:优秀、良好、中等、差四个等级;
b22确定隶属度
采用专家调查方法,依据评价的统计情况,得出各指标的隶属度;计算各指标隶属度时采取以下公式:Dij (m)=Tm/t
其中,Tm——指标属于等级Vm的频数;t——参加评价的专家总人数;
由Dij (m)构成模糊评判向量:
Dij=(Dij (1),Dij (2),......,Dij (l))(i=1,2,…,n;j=1,2,…,s;m=1,2,…,l)
其中,Tm——指标属于等级Vm的频数;t——参加评价的专家总人数;n,s——分别代表一级指标个数,和第i个一级指标下的二级指标个数;l——指标等级数;
从而得到单因素模糊隶属度评价矩阵:
b3综合评判
b31一级模糊综合评判
b32二级模糊综合评判
通过以上分析计算,按照最大隶属度原则,得出矿井项目设计方案的综合评价结果。
一种矿井建设项目设计方案综合评价系统,包括构建矿井建设项目设计方案综合评价指标体系模块,和基于AHP—模糊综合评价法的矿井建设项目设计方案综合评价分析模块;
其中的构建矿井建设项目设计方案综合评价指标体系模块具体包括:
依据矿井建设项目方案设计的内容,构建能全面反映矿井建设项目设计方案的评价指标体系,设计有10个一级指标,包含储量及井型设计指标,井田开发方案指标,大巷及其运输设备方案指标,采区布置及装备方案指标,矿井主要技术装备选型方案指标,地面生产系统及运输方案指标,总平面布置、建筑及环境保护方案指标,矿井电器及自动化方案指标,井下灾害预防方案指标和矿井主要技术经济指标设计指标,分别用B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10表示;
上述储量及井型设计指标设计有两个二级指标,包含储量指标和井型指标,分别用C11、C12表示;
上述井田开发方案指标设计有两个二级指标,包含巷道布置指标,和井筒及井底车场与硐室布置指标,分别用C21、C22表示;
上述大巷及其运输设备方案指标设计有三个二级指标,包含煤层大巷的支护及护巷煤柱、辅助运输设备及设备选型指标,和煤炭运输方式及设备选型指标,分别用C31、C32、C33表示;
上述采区布置及装备方案指标设计有六个二级指标,包含采煤方法指标,采煤工作的参数、工艺及装备指标,初期采区位置指标,巷道掘进及支护指标,采区运输及工作面装备指标和井巷工程量指标,分别用C41、C42、C43、C44、C45、C46表示;
上述矿井主要技术装备选型方案指标设计有四个二级指标,包含主、副井提升设备指标,矿井通风及通风设备指标,排水设备指标和空气压缩设备指标,分别用C51、C52、C53、C54表示;
上述地面生产系统及运输方案指标设计有两个二级指标,包含地面生产系统指标和运输系统指标,分别用C61、C62表示;
上述总平面布置、建筑及环境保护方案指标设计有三个二级指标,包含工业广场总平面布置指标,建筑物与构筑物指标和环境保护指标,分别用C71、C72、C73表示;
上述矿井电器及自动化方案指标设计有三个二级指标,包含矿井供指标,电控制及计算机管理指标和矿井通信指标,分别用C81、C82、C83表示;
上述井下灾害预防方案指标设计有四个二级指标,包含瓦斯防治指标,粉尘防治指标,井下防灭火指标和防水指标,分别用C91、C92、C93、C94
上述矿井主要技术经济指标设计指标设计有五个二级指标,包含矿井设计生产能力指标,设计井巷总工程量指标,全员效率指标,基建总投资指标和建设工期指标,分别用C101、C102、C103、C104、C105表示;
其中的基于AHP—模糊综合评价法的矿井建设项目设计方案综合评价分析模块具体包括:
利用AHP法计算各指标的权重分模块
按照建立的指标体系层次结构模型,采用专家调查法,按照成对比较法和1——9标度法构造两两比较判断矩阵p,对每一比较矩阵采用几何平均法分别计算:
特征向量 w i = w i ‾ Σ j = 1 n w i ‾ , 其中 w i ‾ = Π j = 1 n p i j n (j=1,2,…,n)
最大特征根 λ m a x = Σ i = 1 n ( p w ) i nw i
然后,计算一致性指标:CR=CI/RI,其中CI=(λmax-n)/(n-1)
式中n为判断矩阵阶数;RI为判断矩阵的平均随机一致性指标,当CR﹤0.10时,认为判断矩阵有满意的一致性,特征向量wi即为各指标权重,否则需要调整判断矩阵,再进行分析;
确定各指标隶属度及单因素评价矩阵分模块,其具体包括:
确定评语集子模块
将矿井建设项目设计方案相关指标评价的优劣程度作为评语集V的元素,共分四个等级,可表示为:V={V1,V2,V3,V4},式中V1,V2,V3,V4分别表示项目对应指标评价情况:优秀、良好、中等、差四个等级;
确定隶属度子模块
采用专家调查方法,依据评价的统计情况,得出各指标的隶属度;计算各指标隶属度时采取以下公式:Dij (m)=Tm/t(i=1,2,…,n;j=1,2,…,s;m=1,2,…,l)
其中,Tm——指标属于等级Vm的频数;t——参加评价的专家总人数;n,s——分别代表一级指标个数,和第i个一级指标下的二级指标个数;l——指标等级数;
由Dij (m)构成模糊评判向量:Dij=(Dij (1),Dij (2),......,Dij (l))
从而得到单因素模糊隶属度评价矩阵:
综合评判分模块,其具体包括,
一级模糊综合评判子模块
二级模糊综合评判子模块
通过综合评判分模块的分析计算,按照最大隶属度原则,得出矿井项目设计方案的综合评价结果。
本发明可具有以下技术特点及有益效果:
本发明针对我国矿井建设项目设计方案综合评价技术的不足,根据矿井建设项目方案设计的内容建立了比较具体详细的评价指标体系,结合层次分析法(AHP)和模糊综合评价法(FCE)的优点,采用AHP-模糊评价法进行项目设计方案的综合评价。AHP能使定性的问题定量化,通过逐层比较各种关联因素的重要性为决策提供定量依据,其作为各层次指标权重的确定方法具有较好的科学性和合理性;FCE能将决策者的经验判断予以量化,可以较好地解决综合评价中的模糊性问题(如事物类属间的不清晰性,评价专家认识上的模糊性等)。矿井建设项目设计方案评价是一个多层次、结构复杂、因素众多的系统工程,既有定量指标又有大量定性指标。本发明采用AHP-模糊评价法,能很好对项目设计方案的整体效果做出科学合理的评价,并有助于及时发现设计方案某些方面的问题,便于进行设计方案的完善和优化,这有利于我国煤矿设计水平和投资决策水平的提高,有利于项目经济效益的提高,因此具有较好的应用价值和实用性。
附图说明
图1是本发明中的矿井建设项目设计方案综合评价方法的一种实施方式的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图1和实例对本发明作更进一步详细的说明。
结合图1,本发明中的一种矿井建设项目过程后评价的综合评价方法,包括以下步骤:
(1)构建系统全面的矿井建设项目设计方案评价指标体系。
根据矿井项目的工程特点,其方案设计的内容主要包括矿井储量及井型、井田开发、大巷及其运输设备、采区布置及装备、矿井主要技术装备选型、地面生产系统及运输、总平面布置、建筑及环境保护、矿井电器及自动化、井下灾害预防和矿井主要技术经济指标等方面的设计。鉴于此,本发明构建能全面反映矿井建设项目设计方案的评价指标体系,设计有10个一级指标和34个二级指标。参见表1,10个一级指标分别是储量及井型设计指标,井田开发方案指标,大巷及其运输设备方案指标,采区布置及装备方案指标,矿井主要技术装备选型方案指标,地面生产系统及运输方案指标,总平面布置、建筑及环境保护方案指标,矿井电器及自动化方案指标,井下灾害预防方案指标和矿井主要技术经济指标设计指标;分别对应表1中的B1至B10
上述储量及井型设计指标设计有两个二级指标,分别是储量指标和井型指标;分别对应表1中的C11、C12
上述井田开发方案指标设计有两个二级指标,分别是巷道布置指标,和井筒及井底车场与硐室布置指标;分别对应表1中的C21、C22
上述大巷及其运输设备方案指标设计有三个二级指标,分别是煤层大巷的支护及护巷煤柱、辅助运输设备及设备选型指标,和煤炭运输方式及设备选型指标;分别对应表1中的C31至C33
上述采区布置及装备方案指标设计有六个二级指标,分别是采煤方法指标,采煤工作的参数、工艺及装备指标,初期采区位置指标,巷道掘进及支护指标,采区运输及工作面装备指标和井巷工程量指标;分别对应表1中的C41至C46
上述矿井主要技术装备选型方案指标设计有四个二级指标,分别是主、副井提升设备指标,矿井通风及通风设备指标,排水设备指标和空气压缩设备指标;分别对应表1中的C51至C54
上述地面生产系统及运输方案指标设计有两个二级指标,分别是地面生产系统指标和运输系统指标;分别对应表1中的C61、C62
上述总平面布置、建筑及环境保护方案指标设计有三个二级指标,分别是工业广场总平面布置指标,建筑物与构筑物指标和环境保护指标;分别对应表1中的C71至C73
上述矿井电器及自动化方案指标设计有三个二级指标,分别是矿井供指标,电控制及计算机管理指标和矿井通信指标;分别对应表1中的C81至C83
上述井下灾害预防方案指标设计有四个二级指标,分别是瓦斯防治指标,粉尘防治指标,井下防灭火指标和防水指标;分别对应表1中的C91至C94
上述矿井主要技术经济指标设计指标设计有五个二级指标,分别是矿井设计生产能力指标,设计井巷总工程量指标,全员效率指标,基建总投资指标和建设工期指标;分别对应表1中的C101至C105
表1某矿井建设项目设计方案评价指标体系及指标权重和单因素模糊隶属度矩阵
(2)基于AHP—模糊综合评价法的矿井建设项目设计方案综合评价分析
按照上面建立的指标体系,下面以某矿井建设项目设计方案为例,来分析该方法的应用。
1)方法的提出
目前项目综合评价的方法有很多种,每种方法都有各自的优缺点和适用的范围,因此,为达到最佳的评价效果,应根据评价对象的特点,选择最合适的方法。
已建立的矿井建设项目设计方案评价指标中既有定量指标又有许多难以量化的定性指标,如何将这些指标进行综合,需要借助有效的定量与定性相结合的评价方法。通过研究分析各综合评价方法可知,模糊综合评价方法(FuzzyComprehensiveEvaluation,FCE)是一种用于涉及模糊因素的对象系统的综合评价方法。FCE方法能将决策者的经验判断予以量化,可以较好地解决综合评价中的模糊性(如事物类属间的不清晰性,评价专家认识上的模糊性等),在缺乏必要数据时尤为实用,而且更加适宜于评价因素多、结构层次多的对象系统,因而该方法在许多领域得到了极为广泛的应用。矿井建设项目设计方案评价是一个多目标、多层次、结构复杂、因素众多的系统工程,因此,本发明拟采用多级模糊综合评价模型。它是应用模糊变换原理和最大隶属度原则,考虑被评价事物相关的各个因素,对其作出综合评价。其基本步骤是:建立多层次模糊综合评价指标体系→确定各评价指标的权重→对各指标进行模糊评价→对项目进行多级模糊评价→得出综合评价结论。
该方法在应用过程中,指标权重的确定是关键问题之一。而层次分析法(AHP)能将复杂的决策系统层次化,通过逐层比较各种关联因素的重要性为决策提供定量依据,其作为各层次因素权重的确定方法具有较好的科学性和合理性,被学者们广泛使用。因此,本发明拟结合AHP和模糊综合评价法的优点,通过将两者结合进行矿井建设项目设计方案的综合评价,其中AHP的最主要目的是确立评价指标的权重,使用模糊综合评价法的目的是把多项指标进行综合,从而实现矿井建设项目设计方案的合理科学整体评价。
2)利用AHP法计算各指标的权重
按照建立的指标体系层次结构模型,采用专家调查法,按照成对比较法和1——9标度法构造两两比较判断矩阵p,对每一比较矩阵采用几何平均法分别计算:
特征向量 w i = w i ‾ Σ j = 1 n w i ‾ , 其中 w i ‾ = Π j = 1 n p i j n (j=1,2,…,n)
最大特征根 λ m a x = Σ i = 1 n ( p w ) i nw i
然后,计算一致性指标:CR=CI/RI,其中CI=(λmax-n)/(n-1)
式中n为判断矩阵阶数;RI为判断矩阵的平均随机一致性指标,其值确定见表2。当CR﹤0.10时,认为判断矩阵有满意的一致性,特征向量wi即为各指标权重,否则需要调整判断矩阵,再进行分析。以一级指标B10为例,得出判断矩阵和各计算指标权重(见表3)。同理,计算其他各级指标权重,结果见表1。
表2不同阶数RI的取值
表3判断矩阵B10及相应指标权重计算结果
3)确定各指标隶属度及评价矩阵
①确定评语集
将本矿井建设项目设计方案相关指标评价的优劣程度作为评语集V的元素,共分四个等级,可表示为:V={V1,V2,V3,V4},式中V1,V2,V3,V4分别表示项目对应指标评价情况:优秀、良好、中等、差四个等级。
②确定隶属度
本项目采用专家调查方法,依据评价的统计情况,得出各指标的隶属度,具体情况见表1。计算各指标隶属度时采取以下公式:Dij (m)=Tm/t(i=1,2,…,n;j=1,2,…,s;m=1,2,…,l)
其中,Tm——指标属于等级Vm的频数;t——参加评价的专家总人数;n,s——分别代表一级指标个数,和第i个一级指标下的二级指标个数;l——指标等级数。
由Dij (m)构成模糊评判向量:Dij=(Dij (1),Dij (2),......,Dij (l))
从而得到模糊隶属度评价矩阵:
(3)综合评判
①一级模糊综合评判
把表1中的数据代入上式可知:
B 1 = 0.75 0.25 · 0.4286 0.4286 0.1429 0 0.7143 0.2857 0 0 = 0.5000 0.3929 0.1072 0
同理可得:
B2=(0.35720.57150.07140)B3=(0.58680.16600.24720)
B4=(0.27900.46260.25850)B5=(0.71430.285700)
B6=(0.35720.57140.07140)B7=(0.58680.16600.24720)
B8=(0.34290.60000.05720)B9=(0.25000.71420.03570)
B10=(0.57140.32470.10390)
②二级模糊综合评判
根据上面计算结果可以得到:
A = 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 · 0.5000 0.3292 0.1072 0 0.3572 0.5715 0.0714 0 0.5868 0.1660 0.2472 0 0.2790 0.4626 0.2585 0 0.7143 0.2857 0 0 0.3572 0.5714 0.0714 0 0.5868 0.1660 0.2472 0 0.3429 0.6000 0.0572 0 0.2500 0.7142 0.0357 0 0.5714 0.3247 0.1039 0 = 0.4546 0.4193 0.1200 0
通过以上分析计算,按照最大隶属度原则,该矿井项目的设计方案综合评价的结果为优,具体在B1~B10的各方面设计方案中B1、B3、B5、B7、B10的设计为优,其余B2、B4、B6、B8、B9方面设计为良,说明还有不足之处,还有待改进。因此本项目设计方案,应进一步对项目B2、B4、B6、B8、B9方面的设计方案进行问题分析并完善和优化,从而使项目整体设计方案实现最优化。
(3)结束语
本发明针对矿井建设项目方案设计的内容建立了具体详细的评价指标体系,并选择AHP-模糊评价法进行项目设计方案的综合评价。通过案例分析可见,该方法简单适用,不但能对设计方案的整体效果做出评价,还能有助于及时发现设计方案某些方面的问题,便于进行设计方案的完善和优化,这有利于我国煤矿设计水平和投资决策水平的提高,有利于项目经济效益的提高,因此具有较好的应用价值和实用性。
上述方式中未述及的有关技术内容采取或借鉴已有技术即可实现。

Claims (2)

1.一种矿井建设项目设计方案综合评价方法,其特征在于包括以下步骤:
a构建矿井建设项目设计方案综合评价指标体系步骤,该步骤具体包括:
依据矿井建设项目方案设计的内容,构建能全面反映矿井建设项目设计方案的评价指标体系,设计有10个一级指标,包含储量及井型设计指标,井田开发方案指标,大巷及其运输设备方案指标,采区布置及装备方案指标,矿井主要技术装备选型方案指标,地面生产系统及运输方案指标,总平面布置、建筑及环境保护方案指标,矿井电器及自动化方案指标,井下灾害预防方案指标和矿井主要技术经济指标设计指标,分别用B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10表示;
上述储量及井型设计指标设计有两个二级指标,包含储量指标和井型指标,分别用C11、C12表示;
上述井田开发方案指标设计有两个二级指标,包含巷道布置指标,和井筒及井底车场与硐室布置指标,分别用C21、C22表示;
上述大巷及其运输设备方案指标设计有三个二级指标,包含煤层大巷的支护及护巷煤柱、辅助运输设备及设备选型指标,和煤炭运输方式及设备选型指标,分别用C31、C32、C33表示;
上述采区布置及装备方案指标设计有六个二级指标,包含采煤方法指标,采煤工作的参数、工艺及装备指标,初期采区位置指标,巷道掘进及支护指标,采区运输及工作面装备指标和井巷工程量指标,分别用C41、C42、C43、C44、C45、C46表示;
上述矿井主要技术装备选型方案指标设计有四个二级指标,包含主、副井提升设备指标,矿井通风及通风设备指标,排水设备指标和空气压缩设备指标,分别用C51、C52、C53、C54表示;
上述地面生产系统及运输方案指标设计有两个二级指标,包含地面生产系统指标和运输系统指标,分别用C61、C62表示;
上述总平面布置、建筑及环境保护方案指标设计有三个二级指标,包含工业广场总平面布置指标,建筑物与构筑物指标和环境保护指标,分别用C71、C72、C73表示;
上述矿井电器及自动化方案指标设计有三个二级指标,包含矿井供指标,电控制及计算机管理指标和矿井通信指标,分别用C81、C82、C83表示;
上述井下灾害预防方案指标设计有四个二级指标,包含瓦斯防治指标,粉尘防治指标,井下防灭火指标和防水指标,分别用C91、C92、C93、C94
上述矿井主要技术经济指标设计指标设计有五个二级指标,包含矿井设计生产能力指标,设计井巷总工程量指标,全员效率指标,基建总投资指标和建设工期指标,分别用C101、C102、C103、C104、C105表示;
b基于AHP—模糊综合评价法的矿井建设项目设计方案综合评价分析步骤,该步骤具体包括:
b1利用AHP法计算各指标的权重
按照建立的指标体系层次结构模型,采用专家调查法,按照成对比较法和1——9标度法构造两两比较判断矩阵p,对每一比较矩阵采用几何平均法分别计算:
特征向量 w i = w i ‾ Σ j = 1 n w i ‾ , 其中 w i ‾ = Π j = 1 n p i j n , ( j = 1 , 2 , ... , n )
最大特征根 λ m a x = Σ i = 1 n ( p w ) i nw i
然后,计算一致性指标:CR=CI/RI,其中CI=(λmax-n)/(n-1)
式中n为判断矩阵阶数;RI为判断矩阵的平均随机一致性指标,当CR﹤0.10时,认为判断矩阵有满意的一致性,特征向量wi即为各指标权重,否则需要调整判断矩阵,再进行分析;
b2确定各指标隶属度及单因素评价矩阵
b21确定评语集
将矿井建设项目设计方案相关指标评价的优劣程度作为评语集V的元素,共分四个等级,可表示为:V={V1,V2,V3,V4},式中V1,V2,V3,V4分别表示项目对应指标评价情况:优秀、良好、中等、差四个等级;
b22确定隶属度
采用专家调查方法,依据评价的统计情况,得出各指标的隶属度;计算各指标隶属度时采取以下公式:Dij (m)=Tm/t(i=1,2,…,n;j=1,2,…,s;m=1,2,…,l)
其中,Tm——指标属于等级Vm的频数;t——参加评价的专家总人数;n,s——分别代表一级指标个数,和第i个一级指标下的二级指标个数;l——指标等级数;
从而得到单因素模糊隶属度评价矩阵:
b3综合评判
b31一级模糊综合评判
b32二级模糊综合评判
通过以上分析计算,按照最大隶属度原则,得出矿井项目设计方案的综合评价结果。
2.一种矿井建设项目设计方案综合评价系统,包括构建矿井建设项目设计方案综合评价指标体系模块,和基于AHP—模糊综合评价法的矿井建设项目设计方案综合评价分析模块;其特征在于:
其中的构建矿井建设项目设计方案综合评价指标体系模块具体包括:
依据矿井建设项目方案设计的内容,构建能全面反映矿井建设项目设计方案的评价指标体系,设计有10个一级指标,包含储量及井型设计指标,井田开发方案指标,大巷及其运输设备方案指标,采区布置及装备方案指标,矿井主要技术装备选型方案指标,地面生产系统及运输方案指标,总平面布置、建筑及环境保护方案指标,矿井电器及自动化方案指标,井下灾害预防方案指标和矿井主要技术经济指标设计指标,分别用B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10表示;
上述储量及井型设计指标设计有两个二级指标,包含储量指标和井型指标,分别用C11、C12表示;
上述井田开发方案指标设计有两个二级指标,包含巷道布置指标,和井筒及井底车场与硐室布置指标,分别用C21、C22表示;
上述大巷及其运输设备方案指标设计有三个二级指标,包含煤层大巷的支护及护巷煤柱、辅助运输设备及设备选型指标,和煤炭运输方式及设备选型指标,分别用C31、C32、C33表示;
上述采区布置及装备方案指标设计有六个二级指标,包含采煤方法指标,采煤工作的参数、工艺及装备指标,初期采区位置指标,巷道掘进及支护指标,采区运输及工作面装备指标和井巷工程量指标,分别用C41、C42、C43、C44、C45、C46表示;
上述矿井主要技术装备选型方案指标设计有四个二级指标,包含主、副井提升设备指标,矿井通风及通风设备指标,排水设备指标和空气压缩设备指标,分别用C51、C52、C53、C54表示;
上述地面生产系统及运输方案指标设计有两个二级指标,包含地面生产系统指标和运输系统指标,分别用C61、C62表示;
上述总平面布置、建筑及环境保护方案指标设计有三个二级指标,包含工业广场总平面布置指标,建筑物与构筑物指标和环境保护指标,分别用C71、C72、C73表示;
上述矿井电器及自动化方案指标设计有三个二级指标,包含矿井供指标,电控制及计算机管理指标和矿井通信指标,分别用C81、C82、C83表示;
上述井下灾害预防方案指标设计有四个二级指标,包含瓦斯防治指标,粉尘防治指标,井下防灭火指标和防水指标,分别用C91、C92、C93、C94
上述矿井主要技术经济指标设计指标设计有五个二级指标,包含矿井设计生产能力指标,设计井巷总工程量指标,全员效率指标,基建总投资指标和建设工期指标,分别用C101、C102、C103、C104、C105表示;
其中的基于AHP—模糊综合评价法的矿井建设项目设计方案综合评价分析模块具体包括:
利用AHP法计算各指标的权重分模块
按照建立的指标体系层次结构模型,采用专家调查法,按照成对比较法和1——9标度法构造两两比较判断矩阵p,对每一比较矩阵采用几何平均法分别计算:
特征向量 w i = w i ‾ Σ j = 1 n w i ‾ , 其中 w i ‾ = Π j = 1 n p i j n , ( j = 1 , 2 , ... , n )
最大特征根 λ m a x = Σ i = 1 n ( p w ) i nw i
然后,计算一致性指标:CR=CI/RI,其中CI=(λmax-n)/(n-1)
式中n为判断矩阵阶数;RI为判断矩阵的平均随机一致性指标,当CR﹤0.10时,认为判断矩阵有满意的一致性,特征向量wi即为各指标权重,否则需要调整判断矩阵,再进行分析;
确定各指标隶属度及单因素评价矩阵分模块,其具体包括:
确定评语集子模块
将矿井建设项目设计方案相关指标评价的优劣程度作为评语集V的元素,共分四个等级,可表示为:V={V1,V2,V3,V4},式中V1,V2,V3,V4分别表示项目对应指标评价情况:优秀、良好、中等、差四个等级;
确定隶属度子模块
采用专家调查方法,依据评价的统计情况,得出各指标的隶属度;计算各指标隶属度时采取以下公式:Dij (m)=Tm/t
其中,Tm——指标属于等级Vm的频数;t——参加评价的专家总人数;
由Dij (m)构成模糊评判向量:
Dij=(Dij (1),Dij (2),......,Dij (l))(i=1,2,…,n;j=1,2,…,s;m=1,2,…,l)
其中,Tm——指标属于等级Vm的频数;t——参加评价的专家总人数;n,s——分别代表一级指标个数,和第i个一级指标下的二级指标个数;l——指标等级数;
从而得到单因素模糊隶属度评价矩阵:
综合评判分模块,其具体包括,
一级模糊综合评判子模块
二级模糊综合评判子模块
通过综合评判分模块的分析计算,按照最大隶属度原则,得出矿井项目设计方案的综合评价结果。
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