由于我國煤炭分布范圍廣泛，埋藏地形復雜，煤炭生產一直受到瓦斯、水害、火災、煤塵及頂板等災害的威脅，雖然采用各種措施抑止事故的發生，百萬噸死亡率正逐年下降，但我國目前煤礦安全生產仍面臨嚴峻的挑戰，與發達國家的差距很大，事故總量和死亡人數均遠高于其他主要產煤國家。礦井通風是礦井安全工作的基礎，是稀釋和排除礦井瓦斯與粉塵最有效、最可靠的方法，也是創造良好勞動環境的重要途徑，而合理的通風又是抑制煤炭自燃和火災發展的重要手段。
　　評價礦井通風系統安全性的目的在于及時發現礦井通風系統中存在的問題和安全隱患，調整和改造系統；優化通風設計，準確編制應急預案，指導通風安全管理。因此，準確地對礦井通風系統作出科學合理的評價、發現存在的事故隱患并及時處理以抑止事故的發生成為防范的關鍵。
　　對礦井通風系統的評價可采用安全檢查表和專家打分法。安全檢查表屬于定性評價，不能對整個系統的安全性給出確定的結果，專家打分法雖然屬于定量評價，但專家各自的權重很難確定，操作起來也較為困難。該類方法作為安全管理的手段之一是可行的，但是作為對系統危險程度的評價，以各指標的得分值作為評價依據，主觀性比較強，多人評價時結論難收斂，評價結果不統一，其結果缺乏說服力。
　　隨著礦業的發展，對礦井通風系統進行安全評價也得到了人們的關注，國內學者對礦井通風系統的評價方法及評價標準作了大量的研究，提出了多種多樣的評價方法。筆者在總結國內研究成果的基礎上，介紹常用的礦井通風系統安全評價方法，并對其進行分析和探討。
　　1 礦井通風系統安全評價方法
　　1.1 模糊綜合評價
　　模糊綜合評價最早是由我國學者汪培莊教授提出的，是指對多個涉及模糊相關因素影響的事物或方案進行總評決策的方法，能很好地解決在生產和生活中存在的大量內涵和外延都不明確的模糊概念，并用定量的方式表達出來，提高定性評價的客觀性。在礦井通風系統安全評價中常常采用模糊綜合評價。
　　模糊綜合評價方法對多因素、多層次的較復雜問題進行模型的建立和評價，實現指標定性和定量有效結合，解決判斷的模糊性和不確定性，克服傳統數學方法中“惟一解”的弊端，方法簡單、容易掌握，適應性廣。缺點是不能解決評價指標間相關造成的信息重復問題，各因素權重帶有一定主觀性，多目標模型確定隸屬度繁瑣。
　　1.2 層次分析法
　　層次分析法是美國運籌學家匹茨堡大學教授薩蒂(T. L. Saaty) 于1973年提出的，1982年引入國內。該方法建立在系統工程理論基礎上，在對復雜決策問題的本質、影響因素及其內在關系等進行深入分析后，構建一個層次結構模型，然后利用較少的定量信息，把決策的思維過程數學化，從而求解多目標、多準則或無結構特性的復雜決策問題。
　　層次分析法能夠統一處理評價中的定性與定量因素，具有實用性、系統性、簡潔性等優點，因而，在礦井通風系統安全評價中得到應用。
　　1.3 灰色關聯度分析法
　　灰色理論是我國學者鄧聚龍教授于1982年首創，現已廣泛應用并取得較大成果。基于灰色系統理論評價方法主要有灰色關聯度分析法和灰色聚類分析法。
　　灰色關聯度分析法的基本思想是根據系統動態過程發展態勢，即有關數據的幾何關系及其相似程度來判斷其關聯程度，認為數據列所構成的曲線形狀越接近，則變化態勢越接近，關聯度越大。灰色關聯分析法能夠處理信息部分明確、部分不明確且相關性大的系統，客觀給出評價對象所屬等級。物理概念清晰、直觀，計算簡單。
　　1.4 未確知測度理論的評價方法
　　未確知測度理論是研究未確知信息的一種數學方法，用未確知集合描述“不確定性”或“邊界不清”現象，滿足非負有界性、可加性、歸一性等測量準則，并提供比較合理的置信度識別準則。未確知測度理論的關鍵在于根據背景、領域知識、實測數據及決策者的經驗去構造合理的未確知測度函數。
　　在礦井通風系統安全評價中存在有模糊信息和灰信息，受主客觀條件的限制、知識的缺乏，決策者得到的信息通常具有不完整性、不確定性，必然存在大量的未確知信息，因此，未確知測度理論也進行了應用。
　　1.5 人工神經網絡評價方法
　　人工神經網絡起源于20世紀40年代，以1987年首屆國際人工神經網絡學術會議為開端，迅速在全世界范圍內掀起了人工神經網絡的研究應用熱潮，在各學科領域得到了很大發展和應用。人工神經網絡是指利用工程技術手段模擬人腦神經網絡的結構與功能的一種技術系統，是一種大規模并行的非線性動力學系統，是人工智能的一個前沿研究領域。圖1為人工神經網絡的基本結構，其中“○”表示一個神經元，又稱處理單元或節點。
　　各個神經元之間互相連接形成一個網絡拓撲，網絡不僅有輸入層節點，輸出層節點，而且有隱含層節點(可以是一層或多層)。輸入信號先向前傳播到隱含層節點，經過作用函數后，再把隱含層節點的輸出信息傳播到輸出層節點，最后給出輸出結果。
　　人工神經網絡具有自學習、自適應和大規模并行處理信息的能力，能自行領悟訓練樣本的內在規律，并把這些規律存儲于網絡之中。
　　影響系統安全性的基本因素多，關系復雜，數據干擾大，因素測度難以確定，將高度非線性的人工神經網絡模型應用于系統安全分析評價，通過不同層之間神經元之間的學習、組織和推理，以網絡輸出層的評價模式作為分析評價的結果，為系統安全分析與評價提供了新思路。
　　基于人工神經網絡的礦井通風系統安全評價方法充分運用了神經網絡的非線性、容錯性、自學習及實時處理等特點，解決了礦井通風系統安全評價的非結構性問題。該方法具有較強的學習和聯想功能，人工干預少，精度較高，能夠“提煉”評價對象本身的客觀規律進行對相同屬性評價對象的評價。
　　2 評價方法的綜合集成
　　綜合集成的評價方法是將兩種或兩種以上的方法加以改造并結合，以便在評價方法中能考慮到更多的評價因素，綜合利用各種方法所提供的信息，從而盡可能地提高評價水平和精度，使評價結果更客觀。對同一評價問題，不同的評價方法提供不同的有用信息，而且每一種方法都有自己固有的缺陷，把多種評價方法進行適當組合，有利于彌補這些缺陷，使評價結果更為精確。
　　礦井通風系統安全評價屬于多屬素綜合評價范疇，不少學者在安全評價過程中，為克服單一數學模型存在的缺陷，在綜合各方法優點基礎上，相繼開發了多種方法相結合的復合評價模型。
　　2.1 層次分析法、模糊理論與灰色理論結合
　　在評價過程中經常會遇到定性指標和定量指標混合的情況，為了使評價更加精確就需要注意定性指標量化的問題，這就使得單一的評價方法必須在指標量化方面作出改進。灰色多層次評判方法能夠比較容易地定量描述評價分級的模糊界限。同時，通風系統的安全可靠性決定于多項指標，各指標可分為若干個層次，當評判對象的各指標之間由不同的層次結構時，就必須進行多層次綜合評判。
　　多層次評判是在單層次綜合評判的基礎之上進行的，其評判方法相似，但在處理數據方面不相同，第一層次的數據完全借助于第二層次的數據，不需再進行數據的無量綱化處理。
    礦井通風系統的影響因素具有模糊性、灰色性和層次性，將模糊綜合評判、灰色系統理論和層次分析法有機地結合起來，提高了評價結果的可靠性和準確性。
　　2.2 模糊理論、粗糙集理論與人工神經網絡相結合
　　模糊理論和神經網絡技術是近年來人工智能研究較為活躍的兩個領域。模糊人工神經網絡評價法是基于BP算法發展起來的，引入模糊數學、遺傳算法等，匯集神經網絡與模糊理論的優點，集學習、聯想、識別、自適應及模糊信息處理于一體，將技術方法應用到綜合評價領域，方法更加靈活、智能化。
　　波蘭學者Z. Pawlak于1982年提出的粗糙集(Rough Set，RS)理論是一種處理含糊性、不完整數據、不精確知識、不確定性問題的數學工具。相對于概率統計、模糊集等數學工具而言，粗糙集理論有這些理論不具備的優越性。粗糙集理論能從各種不完備信息中發現隱含的知識，揭示潛在的規律，基于不可分辨的思想和知識約簡的方法，去掉決策表中的冗余屬性，化簡后的決策表具有與化簡前的決策表相同的功能，但化簡后的決策表具有更少的條件屬性，同樣的決策可以基于更少量的條件。
　　3 存在的問題
　　1)評價因素中各指標在評價過程中的權重確定，是安全評價的核心，權重確定正確與否，直接影響到安全評價結果的置信度。礦井通風系統是人－機－環境結構復雜的系統，礦井生產過程中存在的許多問題都是非線性的，變量之間的關系復雜，評價指標體系的建立也十分復雜，難以用確切的數學方程來描述，屬于典型的非線性動力學系統。
　　由于井下系統有限空間及其空間動態變化等特性，礦井通風系統具有復雜、多變、隨機等內涵明確、外延模糊的特點，表現出極為明顯的非線性動力學特性。因此，無論是傳統的分析方法，還是模糊、灰色等綜合評價方法，都沒有很好地解決評價指標體系及權重的確定問題。由各種模型計算出的安全指數至今沒有統一的標準與方法，在安全等級的劃分上存在著隨意性，這使得評價結果的任意性很大。
　　2)對一個復雜對象的評價，由于各種評價方法的機制不同、方法的屬性層次相異，以及受所遴選的專家群和描述被評價對象特征的指標體系的影響，多種評價方法對同一資料的評價結果、排序結果之間可能存在較大差異。
　　評價方法的綜合集成無疑是很好的探索性研究，但它們并沒有從方法論角度解決評價結論的非一致性問題。因此，評價結論的非一致性是目前安全評價研究領域一個亟待解決的問題。
　　3)多數學者在評價方法的研究上都遵循著一種思路，即針對某類問題構造出一種新的方法，然后用一個例子來說明其方法的有效性，理論研究與實際應用存在差距。絕大多數評價方法缺乏相應的軟件系統支持，使得很多工作者望而生畏，嚴重阻礙了評價方法的推廣。隨著現代科技的迅速發展，特別是數學方法和計算機科學技術的發展，如何將安全評價理論、應用數學以及現代計算機應用技術有機結合，研究開發普適性的評價軟件系統，仍然是期待解決的問題。
　　4 發展趨勢與展望
　　安全評價理論和技術作為一門交叉學科，涉及自然科學、社會科學、管理科學以及工程技術等多學科領域，包含深刻的科學問題和巨大的理論和實踐創新空間。在未來的發展階段，安全評價理論和技術，特別是礦井安全評價技術，將得到充分的發展和完善。并逐步在行業和社會得到普遍的推廣和使用。
　　1)加強科學合理的評價指標體系的研究
　　礦井通風系統是一個動態的、隨機的、模糊的、復雜的大系統，要科學合理地對礦井通風系統進行評價，必須確定能夠確切地反映礦井通風系統實際狀況的參數指標，建立一個科學合理的評價指標體系。評價指標太多，可能過分增加評價指標結構的復雜程度和評價的難度，而且掩蓋了主要的關鍵因素；評價指標過少，評價過程雖然簡單易行，但難以全面反映評價對象的客觀狀況。
　　指標體系應能全面地反映被評價對象的綜合情況，從中抓住主要因素，既能反映直接效果，又要反映間接效果，以保證綜合評價的全面性和可信度；定量指標與定性指標結合使用，既可使評價具有客觀性，便于數學模型處理，又可彌補單純定量評價的不足及數據本身存在的某些缺陷；指標體系應使礦井通風系統達到技術可行、安全可靠和經濟合理的目標。
　　2)開展基于方法集的綜合集成評價的研究
　　方法集是指能獨立完成對對象進行評價的方法的全體。基于方法集的綜合評價方法是在評價的基本原則指導下，根據一定的準則和規則從基本評價方法集中抽取若干方法，通過適當的模型，將它們綜合為一種評價模型對評價結果進行優化組合的全過程。對于評價指標權重的確定以及多方法評價結論的非一致性問題，可以通過尋求有效方法的綜合集成來解決。
　　3)引入交叉學科理論進行綜合研究
　　隨著井下生產動態推進，在時間和空間上始終處于復雜的變化之中，危險性隨時間和空間的推移而變化，危險程度和危害程度的發展是動態的，礦井通風系統是一個多環節、非線性、動態性和模糊性的復雜關聯大系統，必須引入交叉學科以及新理論和新方法進行綜合性研究。
　　應用現代應用數學、計算機科學、人工神經網絡、非線性科學、復雜性科學等對礦井通風系統評價將是今后的發展方向。
　　4)建立綜合集成評價的決策支持系統
　　由于礦井通風系統安全評價的“軟”科學性。對于礦井通風系統安全評價中的許多不確定因素的考慮，有必要針對礦井通風系統安全評價問題建立起專家系統，更好地為安全評價服務。
　　將多方法組合、交互式思想同先進的技術方法綜合起來構成集成式智能化交互式評價支持系統，應用綜合評價對象集、評價目標集、評價方法集，以及知識工程、專家系統、人工神經網絡、模糊集理論、非線性理論等，將現代計算機科學等先進技術與基礎理論融于一體，形成“人－機－環境－評價對象”一體化模式，使評價工具具備通用性、規范性、智能性、交互性等特征。
　　5 結論
　　安全評價是一項改善工業企業安全生產與管理現狀、建立安全生產長效機制的手段，是一項持續改進，不斷提高和完善的長期工作。對礦井生產系統現有的安全狀況、動態分析以及礦井安全性未來科學、準確的預測，是安全評價理論與技術研究的重要內容，也是安全管理過程必須解決的課題。通過對礦山通風系統安全評價方法及其發展趨勢的研討，可以有以下幾點結論：
　　1)礦井通風系統是一個多環節、非線性、動態性和模糊性的復雜關聯大系統，具有復雜、多變、隨機等內涵明確、外延模糊的特點，安全評價必須引入非線性科學、復雜性科學等交叉學科以及新理論和新方法進行綜合性研究。
　　2)加強科學合理的評價指標體系的研究。指標體系應能全面準確地反映被評價對象的綜合情況，定量指標與定性指標結合使用，既使評價具有客觀性，便于數學模型處理，又彌補單純定量評價的不足及數據本身存在的某些缺陷；指標體系應使評價對象達到技術可行、安全可靠和經濟合理的目標。
　　3)各種評價方法的機制不同、方法的屬性層次相異，受所遴選的專家群及描述被評價對象特征的指標體系的影響，使得多種評價方法對同一資料的評價結果可能存在較大差異。開展基于方法集的綜合集成評價的研究，通過尋求方法的綜合集成來有效解決對于評價指標權重的確定以及多方法評價結論的非一致性問題。
　　4)建立(li)綜(zong)合集成評(ping)價(jia)的專家系統(tong)和決策支(zhi)持軟件系統(tong)，形成“人(ren)－機－環境(jing)－評(ping)價(jia)對象(xiang)”一體化(hua)模式，使評(ping)價(jia)工具具備通用性(xing)、規(gui)范性(xing)、智能性(xing)、交互性(xing)等特征。