煤礦企業(yè)智慧應急能力評價模型及應用研究

李希騰 ，秦宏楠 ，陳冠達 ，錢洪偉 ，李 信

（1.中國安全生產(chǎn)科學研究院，北京 100012；2.中安國泰（北京）科技發(fā)展有限公司，北京 100012；3.沈陽化工大學 經(jīng)濟與管理學院，遼寧 沈陽 110000；4.河南理工大學 應急管理學院，河南 焦作 454000）

智慧應急是指運用大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等先進信息技術(shù)來賦能應急管理工作，尤其是在防災減災、應急救援、安全生產(chǎn)等具體事務中，可以大大提升應急管理水平。信息技術(shù)在礦山、危險化學品、建筑施工等重點高危行業(yè)安全生產(chǎn)已成為必備的工具。在煤礦安全生產(chǎn)領(lǐng)域，存在井下環(huán)境密閉、致災風險較多、危險系數(shù)很大等不利因素。因此，運用信息技術(shù)手段來規(guī)避煤礦井下不安全因素可以起到至關(guān)重要的作用。學者從平臺研發(fā)、架構(gòu)設(shè)計、信息化體系建設(shè)等方面進行了探究，證明了運用技術(shù)手段來規(guī)避井下不安全因素起到至關(guān)重要的作用[1]。根據(jù)不同信息化技術(shù)架構(gòu)可知，不同層級對于煤炭開采和安全管理成效存在交互作用[2-3]?；诖?，構(gòu)建信息管理能力、信息隊伍能力、數(shù)據(jù)處理能力、系統(tǒng)集成能力、監(jiān)測預警能力的結(jié)構(gòu)方程模型，探究不同系統(tǒng)層級對智慧應急能力建設(shè)的影響作用，為煤礦企業(yè)風險預控提供依據(jù)。

1 研究假設(shè)與模型構(gòu)建

1.1 信息管理能力與智慧應急能力

信息管理能力是人員在線上開展生產(chǎn)作業(yè)和業(yè)務對接，匯聚跨部門共享數(shù)據(jù)、預防風險的能力[4]，包括4 個維度：風險信息、人力信息、物力信息和生產(chǎn)信息，4 類信息管理能力分別代表煤礦生產(chǎn)作業(yè)中進行信息實時上傳和及時更新的能力，保證線上留痕管理。風險信息指風險的類別和等級等；人力信息指專家?guī)臁㈥犖閹?、預案庫等；物力信息指物資儲備的類別、規(guī)模等；生產(chǎn)信息指生產(chǎn)過程中的作業(yè)統(tǒng)計信息。

具體而言，信息管理即通過對礦區(qū)生產(chǎn)作業(yè)的基礎(chǔ)信息、資源信息、風險信息、統(tǒng)計信息等開展實時統(tǒng)計和更新，并在線上進行相關(guān)操作，是煤礦智慧應急能力建設(shè)的前提和基礎(chǔ)，故提出如下假設(shè)：信息管理能力對系統(tǒng)集成能力、監(jiān)測預警能力、智慧應急能力有顯著的正向影響作用，分別為H1、H2、H3假設(shè)。

1.2 數(shù)據(jù)處理能力與智慧應急能力

數(shù)據(jù)處理能力指底層技術(shù)支持信息在線上進行相應的操作，為礦區(qū)業(yè)務管理和智能化作業(yè)提供幫助與服務的能力，涉及業(yè)務管理中數(shù)據(jù)的傳輸、存儲、處理、運維等環(huán)節(jié)。應急信息傳輸能力指通信網(wǎng)絡建設(shè)支撐信息化業(yè)務正常運行的能力；應急信息存儲能力指數(shù)據(jù)庫的性能、網(wǎng)絡機房的建設(shè)保障信息的正常存儲和系統(tǒng)的安全穩(wěn)定；應急信息處理能力主要涉及算法功能性問題，為煤礦安全生產(chǎn)、監(jiān)測監(jiān)控、評估分析、科學決策提供強大的底層技術(shù)支持和絕對的信息保障；應急信息運維能力主要涉及信息的安全保障和平臺的運行保障問題。

牟澤雄：在書法展覽的作用下，當代書法創(chuàng)作追求視覺效果就顯得極其重要?？梢曅匀〈丝勺x性，精心設(shè)計取代了自然書寫。有的書家在展覽中的作品感覺書寫水準很高，但現(xiàn)場書寫的水平卻非常一般。但在古人那里，意隨文生，“我書意造本無法，點畫信手煩推求”卻是最基本的常識。你如何看待書寫性，如何看待展覽所帶來的這一問題？

研究通過聘請安全工程與應急管理領(lǐng)域?qū)＜覍柧砜煽啃赃M行確定，并進行完善。實證研究以河南和山西的2 個煤業(yè)有限公司的工作人員為研究樣本，共邀請270 名工作人員進行評價，其中包括決策層、各級管理層、技術(shù)科、機電科、信息化科、安監(jiān)科、地測科等不同科室的一線員工，剔除不完整問卷和未收回的問卷，共收回問卷256 份，有效回收問卷約占總問卷的94.8%，符合統(tǒng)計學樣本數(shù)量要求。問卷信息運用SPSS23 軟件進行分析。

1.3 信息隊伍能力與智慧應急能力

信息隊伍能力指人員技術(shù)水平、信息化意識在信息業(yè)務、系統(tǒng)運維的能力，包括信息技術(shù)人才占比率、應急信息化培訓次數(shù)/年、人員信息化管理意識、應急演練次數(shù)/年。信息技術(shù)人才占比率反映礦區(qū)對信息技術(shù)人才的重視程度。應急信息化培訓次數(shù)/年指人員培訓來增強信息化意識，從而適應反復革新的技術(shù)手段。人員信息化管理意識指理念與意識的轉(zhuǎn)變與提升，促進煤礦生產(chǎn)業(yè)務流程的轉(zhuǎn)變和再造。應急演練次數(shù)/年指礦區(qū)每年開展應急演練的次數(shù)。

問卷采用李克特7 級量表設(shè)計，內(nèi)容包含了潛變量、測量問題項、指標含義說明，其中1 表示“非常不贊同”，2 表示“不贊同”，3 示“比較不贊同”，4 表示“一般”，5 表示“比較贊同”，6 表示“贊同”7 表示“非常贊同”，得分越高，意味著指標的可靠性越高。

更具體地說，基于本研究的數(shù)據(jù)和分析，針對在英留學生提出了四個相當重要和有用的建議，忽略了復雜的交易過程和復雜的互聯(lián)網(wǎng)知識。

1.4 系統(tǒng)集成能力的中介作用

系統(tǒng)集成能力指煤礦智能化開采和生產(chǎn)中軟、硬件等技術(shù)工具集成能力，如通風、排水、運輸、供電等作業(yè)保障系統(tǒng)。通風能力主要指的是礦井在采掘過程中，保障井上和井下空氣的流通，調(diào)節(jié)和改善井下的作業(yè)環(huán)境的能力[7]。排水能力主要指的是礦井在采掘過程中如發(fā)生突水情況，可及時把水排出去，預防潛在涌水事故的能力。電力保障能力主要指的是電力設(shè)備及系統(tǒng)可安全穩(wěn)定運行，為煤礦正常的生產(chǎn)作業(yè)提供保障的能力。煤流輸送能力主要指的是在煤礦開采過程中，煤炭在不發(fā)生安全事故的前提下進行輸送的能力[8]。

礦區(qū)需擁有完備的通風、排水、運輸、供電等作業(yè)保障系統(tǒng)，硬件結(jié)合來保障煤礦生產(chǎn)中的環(huán)境穩(wěn)定，對水災、火災等可能突發(fā)事件進行先期監(jiān)測預警，設(shè)備穩(wěn)定性等起著至關(guān)重要作用，故系統(tǒng)集成能力對監(jiān)測預警能力、智慧應急能力有顯著的正向影響作用，分別用H9、H10假設(shè)。

1.5 監(jiān)測預警能力的中介作用

3.與臨時監(jiān)護人存在隔膜。因為很多學生的監(jiān)護人年齡較大，擔負著各方責任，在對孩子的教育問題上給予的關(guān)注度不足。還有些父母把孩子交給爺爺奶奶照顧，他們的年齡較大，很少有心力全面照顧學生，加之學生易出現(xiàn)逆反心理，會養(yǎng)成偏激的性格。在親友家寄宿的孩子與其家庭成員并不和睦，很容易產(chǎn)生負面的情緒，如“寄人籬下”的感覺等，多種因素的綜合作用使得留守兒童出現(xiàn)了并不健康的心理。

結(jié)構(gòu)方程模型基于協(xié)方差矩陣分析變量之間的相互影響關(guān)系，故存在一個基本假設(shè)，即樣本共變異數(shù)矩陣和模型共變異數(shù)矩陣盡可能相似，兩者越接近，模型適配度越好，適配度指標可分為絕對擬合指數(shù)、增值擬合指數(shù)、簡約擬合指數(shù)3 類[12]。此外，在適配度評價中，由于樣本數(shù)量、參數(shù)估計方法，結(jié)果有細微差異，不能單純依賴于某一個或幾個指標，要對適配度進行綜合的評判，通過對模型的擬合結(jié)果進行分析可以發(fā)現(xiàn)，擬合值均處于理想和可接受的狀態(tài)，結(jié)果證明，煤礦智慧應急能力評價體系的整體適配度良好，適配度分析見表3。

1.6 理論模型

由上圖可以看出，當B-286c加入量低于76.5%時，隨著B-286c加入量的增加，固化膜拉伸強度和斷裂伸長率都不斷增大；B-286c加入量在76.5%左右時，拉伸強度和斷裂伸長率都分別達到最大值；而當B-286c加入量大于76.5%時，固化膜的拉伸強度和斷裂伸長率都不斷減小。這是因為隨著B-286c的含量的增加，體系內(nèi)苯環(huán)的密度不斷減小，固化膜的柔韌性逐漸加強，其拉伸強度和斷裂伸長率都不斷加強。同時隨著分子鏈間的相互作用力的不斷減弱，到一定的程度之后，拉伸強度和斷裂伸長率逐漸下降。

監(jiān)測預警能力指對關(guān)鍵參數(shù)識別，實現(xiàn)對風險和人員位置信息進行監(jiān)測和及時預警預報能力，監(jiān)測預警能力的建設(shè)以信息的獲取為前提和基礎(chǔ)，其影響因素主要包括智能傳感監(jiān)測、智能視頻監(jiān)測、人員定位技術(shù)和預警響應水平。智能傳感監(jiān)測指架設(shè)各類傳感器獲得環(huán)境數(shù)據(jù)動態(tài)感知。智能視頻監(jiān)測指對關(guān)鍵圖像信息進行識別，實現(xiàn)對異常對象和行為進行智能識別。人員定位技術(shù)指運用無線單兵等終端，保障在井下作業(yè)環(huán)境實時進行人員定位。預警響應水平主要指的是礦區(qū)在部署一系列智能傳感和視頻監(jiān)測設(shè)備后，可對風險及危險源進行動態(tài)感知，以及快速開展相應的管控措施。通過智能傳感和智能視頻監(jiān)測來獲取環(huán)境參數(shù)，底層算法起著至關(guān)重要作用，故監(jiān)測預警能力對智慧應急能力有顯著的正向影響作用，用H11假設(shè)[9]。

圖1 理論模型圖Fig.1 Theoretical model diagram

2 問卷調(diào)研及數(shù)據(jù)分析

2.1 問卷編制

信息隊伍作為礦區(qū)智能化建設(shè)的執(zhí)行者和業(yè)務管理機制建設(shè)的落實者，擔任礦區(qū)監(jiān)控及安防設(shè)施的布置，系統(tǒng)與設(shè)備的更新和維護等職責，故信息隊伍能力對系統(tǒng)集成能力、智慧應急能力有顯著的正向影響作用[6]，分別用H7、H8假設(shè)。研究中數(shù)據(jù)處理和監(jiān)測預警為不同層級，無直接作用關(guān)系，從應用的角度考慮，信息隊伍能力通過系統(tǒng)集成能力來對監(jiān)測預警能力產(chǎn)生正向影響作用。

2.2 問卷發(fā)放

在礦區(qū)業(yè)務管理中要確保數(shù)據(jù)的傳輸、存儲、處理和運維能力，真正做到充分連接，實現(xiàn)對作業(yè)參數(shù)的實時可監(jiān)測、監(jiān)測后可存儲、存儲后可分析、分析后可處理[5]，故數(shù)據(jù)處理能力對系統(tǒng)集成能力、監(jiān)測預警能力、智慧應急能力有顯著的正向影響作用，分別用H4、H5、H6假設(shè)。

3 數(shù)據(jù)分析與結(jié)果

基于上述理論模型與研究假設(shè)，將一級指標視為結(jié)構(gòu)方程模型中的潛變量（構(gòu)面），二級指標視為結(jié)構(gòu)方程模型中的顯變量。潛變量信息管理能力、數(shù)據(jù)處理能力、信息隊伍能力、系統(tǒng)集成能力、監(jiān)測預警能力和總目標智慧應急能力，分別用A、B、C、D、E、Z表示，信息管理能力下的顯變量風險信息管理能力、人力信息管理能力、物力信息管理能力、生產(chǎn)信息管理能力分別用A1、A2、A3、A4表示；數(shù)據(jù)處理能力下的顯變量應急信息傳輸能力、應急信息存儲能力、應急信息處理能力、應急信息運維能力分別用B1、B2、B3、B4表示；信息隊伍能力下的顯變量信息技術(shù)人員占比率、應急演練次數(shù)/年、人員信息化管理意識、應急信息化培訓次數(shù)/年分別用C1、C2、C3、C4表示；系統(tǒng)集成能力下的顯變量通風能力、排水能力、電力保障能力、煤流輸送能力分別用D1、D2、D3、D4表示；監(jiān)測預警能力下的智能傳感監(jiān)測、智能視頻監(jiān)測、人員定位技術(shù)、預警響應水平分別用E1、E2、E3、E4表示，用以下文表述潛變量和顯變量對總目標的相對重要程度。

“現(xiàn)成品”的英文名稱是Ready-Made，這一名稱源自法國藝術(shù)家馬歇爾.杜尚(Marcel Duchamp)，指的是藝術(shù)家對人工物品或產(chǎn)品的選用?，F(xiàn)成品藝術(shù)將人工既成之物以一定的方式處理后組合成作品，即杜尚所說的“現(xiàn)成品的添加”。在這個過程中，核心問題是藝術(shù)家思維活動所發(fā)揮的作用。具體說來，工業(yè)產(chǎn)品或既成物品之所以在組合之后被視為藝術(shù)作品，根本的原因在于物品被藝術(shù)家置于不同的文化語境和新的上下文關(guān)系之中，原有功能發(fā)生改變，物品的物性也因為藝術(shù)家的選擇與處理被重新激活，這使得現(xiàn)成品有了原先不可能具有的藝術(shù)意義，從而進入了藝術(shù)觀看與審視范疇。

3.1 信度(可靠性)檢驗

運用克隆巴赫系數(shù)對問卷結(jié)果的一致性和穩(wěn)定性進行檢驗，其系數(shù)值越大，代表一致性程度越高[10]，亦表明觀測指標的相關(guān)性較高，若系數(shù)小0.6，表示信度不足；系數(shù)處于0.6～0.8 之間，表示信度一般；系數(shù)大于0.8，表示信度良好，有良好顯著性。研究中的信度指調(diào)查對象所認為的各指標對于煤礦智慧應急能力的可靠性，20 項影響因素的總體相關(guān)系數(shù)（CITC）均大于0.5，證明調(diào)查問卷具有良好的信度，信度分析見表1。

職教成[2011]6號中明確指出：“加快建立健全政府主導、行業(yè)指導、企業(yè)參與的辦學機制，推動職業(yè)教育適應經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整要求，培養(yǎng)大批現(xiàn)代化建設(shè)需要的高素質(zhì)勞動者和技能型人?！彼鼮楦呗毥逃赋隽诵袠I(yè)指導的重要性，明確指出了“推進產(chǎn)教結(jié)合與校企一體辦學，實現(xiàn)專業(yè)與產(chǎn)業(yè)、企業(yè)與崗位對接”的指導意見。

表1 信度分析表Table 1 Reliability analysis

3.2 效度檢驗

研究對所有構(gòu)面進行驗證性因子分析，測量模型的收斂效度達到可接受標準時，才可執(zhí)行對結(jié)構(gòu)模型的評估。收斂效度通過4 個指標來進行評判，當標準化因子載荷量大于0.7、組合信度（CR）大于0.6、平均共變數(shù)萃取量（AVE）大于0.5、克隆巴赫系數(shù)大于0.6 時，證明評價指標體系具有良好收斂效度[11]。通過驗證性因子分析可知，研究中指標的標準化因子載荷量均大于0.7，組成信度（CR）均大于0.8，平均共變數(shù)萃取量（AVE）均大于0.6，克隆巴赫系數(shù)均大于0.8，該評價指標體系具有良好的收斂效度，效度檢驗見表2。

表2 效度分析表Table 2 Validity analysis

3.3 適配度評價

2016年秋，全縣召開義務教育均衡發(fā)展迎國檢大會，布置了具體任務。她放棄了外出學習進修的大好機會，決定留在學校與同事們一起奮戰(zhàn)6個月。她深入各個教研組、各個微團隊，精細化研究，與同事們加班加點，以致她的眼疾又復發(fā)了，鉆心地疼，她吃點兒藥，打幾針，咬緊牙關(guān)繼續(xù)堅持著。付出終于得到了回報，縣教育局在這里召開了迎接均衡發(fā)展檢查現(xiàn)場大會，學校以優(yōu)異的成績通過了國家級義務教育均衡發(fā)展檢查驗收。

結(jié)構(gòu)方程模型中，需初步構(gòu)建理論模型，用以顯示構(gòu)面間的影響關(guān)系，為二階驗證性因素評價模型做理論基礎(chǔ)，構(gòu)建的煤礦企業(yè)信息管理能力、數(shù)據(jù)處理能力、信息隊伍能力、系統(tǒng)集成能力、監(jiān)測預警能力之間作用關(guān)系理論模型如圖1 所示。

表3 適配度分析表Table 3 Adaptation analysis

3.4 研究假設(shè)檢驗結(jié)果

參數(shù)的合理性檢驗就是檢驗參數(shù)的估計值是否恰當，這一檢驗包括，參數(shù)的符號是否符合理論假設(shè)，參數(shù)的取值范圍是否合理等[13]。在結(jié)構(gòu)方程模型AMOS 軟件中，CR 是參數(shù)顯著性檢驗的統(tǒng)計量，存在如下關(guān)系式：CR=Estimate/SE，并得出T值，其中Estimate 為估計值，SE 為標準差，在5%顯著性水平下，T值應大于1.96。潛變量之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系及其標準化路徑系數(shù)的估計值、T值和假設(shè)檢驗結(jié)果等，研究假設(shè)檢驗見表4，T值均大于臨界值1.96，全體假設(shè)均通過了T檢驗，路徑系數(shù)都具有顯著性水平。

表4 研究假設(shè)檢驗表Table 4 Research hypothesis test

研究假設(shè)的檢驗結(jié)果出來后，進而需要判斷模型是否需要修正，以此來得出最優(yōu)的因子載荷和路徑系數(shù)，從而確定科學的權(quán)重。具體來看，卡方值作為反映實際的矩陣和模型的矩陣之間的相似性，卡方值越小，反映2 個矩陣之間的相似性越大，差異性越小。在結(jié)構(gòu)方程模型中，修正系數(shù)代表模型修正后卡方的變化量，一般認為，該值越大，即意味著兩變量之間需要拉上相關(guān)性，進而實現(xiàn)對模型的修正和優(yōu)化，故修正系數(shù)值越小越好。原模型中6 個潛變量之間的修正系數(shù)均未出現(xiàn)大于10 的情況，證明該模型良好，不需要修正，二階驗證性因素分析模型如圖2。研究評價模型構(gòu)建過程中，各顯變量的殘差（e1～e22）表示被檢查樣本數(shù)據(jù)對于回歸估計值的分布規(guī)律，允許模型假設(shè)存在殘差，用以代表外部影響因素的出現(xiàn)值。

圖2 結(jié)構(gòu)方程模型二階驗證性因素評價模型Fig.2 Second order confirmatory factor evaluation model of structural equation model

3.5 中介效應檢驗

在煤礦企業(yè)智慧應急能力建設(shè)中，涉及人人交互、人機交互和機機交互等環(huán)節(jié)，可能存在其他難以發(fā)現(xiàn)的影響因素，故需要進一步開展中介效應檢驗，以此來充分地考慮變量間的作用關(guān)系和相關(guān)重要程度，進而在結(jié)構(gòu)方程模型中得到科學的結(jié)果。對于研究中的總目標智慧應急能力而言，信息隊伍建設(shè)和信息管理為煤礦智慧應急能力建設(shè)的前提和基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)處理、監(jiān)測預警和系統(tǒng)集成作為三部曲，每個環(huán)節(jié)都至關(guān)重要，在結(jié)構(gòu)方程模型的具體應用中，上述影響因素的相對重要程度表現(xiàn)為通往總目標的路徑系數(shù)與因子載荷，每個路徑系數(shù)和因子載荷都影響著總目標（智慧應急能力）的建設(shè)，故需要充分考慮不同路徑間的中介效應，確保模型確立的科學性和合理性。中介效應檢驗結(jié)果見表5。

表5 中介效應檢驗表Table 5 Mediation effect test

3.6 模型結(jié)果分析

1）監(jiān)測預警能力對智慧應急能力有顯著正向影響作用。下一步要不斷開展智能傳感、智能視頻等監(jiān)測手段和技術(shù)的迭代升級，對潛在風險源進行全方位的監(jiān)測和管控。在此期間，應做好前期規(guī)劃和完備的硬件、軟件等基礎(chǔ)設(shè)施支撐，適時及時對老舊設(shè)備進行擴容升級，進一步完善智能化平臺和設(shè)備，打造出更為自動化的作業(yè)流程。

2）信息管理能力和信息隊伍能力對智慧應急能力建設(shè)有積極正向調(diào)節(jié)作用。要鍛造人員信息化素養(yǎng)，對各業(yè)務口開展針對性和差異化的信息化培訓，同時加強電氣、自動化、信息化人才引進力度，提升人員專業(yè)技能和運維能力，真正實現(xiàn)管理業(yè)務流程再造。

3）數(shù)據(jù)處理能力對智慧應急能力提升有顯著正向影響作用。首先，應實現(xiàn)重點部位感知監(jiān)測全覆蓋，保障變電所關(guān)鍵設(shè)備運行；其次，提高網(wǎng)絡冗余，優(yōu)化數(shù)據(jù)庫性能，保障礦區(qū)環(huán)網(wǎng)架構(gòu)和信息穩(wěn)定傳輸；更為關(guān)鍵的是，應注重算法的功能性問題，確保底層技術(shù)支撐。

4 結(jié) 語

研究通過確立煤礦企業(yè)智慧應急能力評價模型，探究了信息化不同層級對智慧應急能力建設(shè)的影響作用，進一步明確了在煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)信息化業(yè)務的重點，為煤礦企業(yè)智慧應急建設(shè)提供了理論依據(jù)和管理參考。下一步可用不同評價方法對煤礦企業(yè)智慧應急能力建設(shè)進行分析，并作結(jié)果的對比。