煤矿系统协同性性研究课件.ppt

1、主 要 内 容研究概述研究概述煤炭资源整合系统协同性分析煤炭资源整合系统协同性分析评价模型的建立及案例分析评价模型的建立及案例分析结论及展望结论及展望一、研究概述生态破坏严重生态破坏严重资源浪费严重资源浪费严重安全事故频发安全事故频发（一）研究背景我国的煤炭资源可采储量居世界第三位，煤炭作为我国的主要能源，在国民经济和社会发展中具有重要的战略地位。全国煤炭数量多，且以小煤矿为主，长期以来高强度、群体化、粗放式开发，形成了“多、小、散、乱”的煤炭开发格局。煤炭资源整合作为一个巨大的社会管理活动，其系统是一个由社会、经济、资源、管理、技术、安全、环境、法律、企业文化等子系统构成的社会复杂巨系统，由

2、于涉及的主客体数目多，交互性强，过程复杂，对资源整合系统的协同进行研究是十分必要的。实施煤炭资源整合和煤矿兼并重组是我国提升煤炭产业发展水平，推动结构调整和转型发展、安全发展、和谐发展的重要举措，是我国贯彻落实科学发展观的必然要求，也是保护环境、造福千秋后代和实现可持续发展的必由之路。本研究国家自然科学基金项目煤炭资源整合协同博弈管理机制、策略与效果评价研究课题作为研究选题，是目前资源管理和协同性理论与实践应用研究迫切解决的现实问题，主要包括以下两部分：（二）研究内容 从系统论的角度来看，煤炭资源整合作为一个巨大的社会管理活动，其系统是一个由社会、经济、资源、管理、技术、安全、环境、法律、企业

3、文化等子系统构成的社会复杂巨系统，本论文建立了煤炭资源整合系统结构协同性评价模型。以山西省煤炭资源整合系统为研究实例，进行煤炭资源整合协同性实证研究，对煤炭资源整合系统的各子系统和整个系统进行协同性评价，并对结果进行分析。（三）研究创新点 基于信息熵理论的基本原理，构造了煤炭资源整合 系统结构协同性度量尺度的矢量空间、数学模型。提出了协同性评价的新尺度、评价方法，建立协同 性信息尺度的多维空间来度量和评价煤炭资源整合系统的协同性。（四）技术路线图二、煤炭资源整合系统协同性分析（一）主体、客体、双重体分析与研究 主体：国家政府部门，如实施资源整合的国资委，省政府的煤炭厅，确定为主体的国有煤炭大型

4、企业集团，地方政府部门；客体：被整合煤矿，包括民营、地方煤矿；具有双重属性的主客体：地方政府，其作为国家政府的机构，应该为主体，但在矿业权流转、生产、监管等环节中，地方政府作为被整合的客体。资源整合系统资源条件效益组织生产条件企业文化 资源整合系统关系环 资源条件关系环 资源条件储量大小分布开采现状赋存条件主体客体（二）（二）煤炭资源整合系统各子系统协同性分析 本文从资源条件、生产条件、组织、效益、企业文化五个方面来研究分析煤炭资源整合系统的协同性。技术开采技术复合铝土泥岩条件下中厚煤层开采技术薄煤层无人工作面开采技术刨煤机开采技术轻型支架放顶煤开采技术厚煤层错层位巷道布置无煤柱 技术装备主体

5、地面生产系统提升系统通风系统运输系统供电系统生产条件客体选煤技术煤泥浮选技术无压三产品重介旋流选煤技术高灰高硫高差异性原煤的选煤工艺安全生产煤层的水、火、瓦斯等自然灾害的监测与防治系统安全技术装备水平安全管理水平 生产条件关系环客体组 织主体国家政府领导小组省政府领导小组国有大型企业 地方县、区主体可整合的省煤炭局省发改委省国资委省国土资源厅省环保局省煤监局省经委省监委金融机构焦煤集团同煤集团阳煤集团潞安集团晋煤集团煤运集团山煤集团中煤集团 客体 64个县政府 组织关系环效益社会效益资源效益经济效益环境效益主体客体 效益关系环企业文化主体人力资源客体价值观念管理模式经营理念效益形象 企业文化关

6、系环三、评价模型的建立及案例分析 （一）各协同性评价要素的熵信息量模型建立1.熵概念的引入若几率为 ，按照几率、概率与仙农熵函数的关系，系统的信息量为：111logloglogtttiiiiiiiiinnHffppnn nnfii/熵是对无序混乱分子微观形态的运动在宏观上的描述。在本文的论题中，评价的协同要素是每个因果链的联结，以此作为协同研究的基本要素，得出每个协同要素平均信息量对总体协同性的平均信息量贡献，建立煤炭资源整合系统协同性信息量评价的基本模型。2.评价要素的确定与协同性度量因果链：两评价参量间的连接结构单元有向弧叫因果链。维度：维度空间的评价参量（因素、变量或指标）的个数。节点权

7、数：输入、输出点v(i)的不同因果链个数。节点i的权数协同性信息量为：则系统节点权数的总协同性信息量为：i=1,2,nm,nm为节点总数。mimimimiiqnnnnh1log)1log(1imniniiqqnhHmm1log11 关系：评价参量的互动关系的维度。对于系统的阶层式结构,有如下关系：r=r1，r2，r3=在同一层次上并列因果关系，直接因果关系，间接因果关系。设系统的构成评价要素的集合为E=(e1,e2,.,en)，设要素间二元系统的种类为r=(r1,r2,.,rk)，则构成要素可以形成一个关联矩阵。这个矩阵的元素为ri(ej),这样一些序对(ej,ek1)，(ej,ek2)，.，

8、(ej,ekt)，其中每个序对的关系都属于ri，而ek1，ek2，.，ekt，是e的其它元素，用Lij表示这些序对的个数，并称为元素ej上的关系ri的外延长度。依仙农的信息公式，在元素ej上的关系ri的信息量定义为：)(log)()(jijiijerperpreh)1/()(nLerpijji 层次：因果关系中评价的层次关系。若设njc是j内层次数目，nc为层次总数，层次j对层次结构协同性的协同信息贡献为：ciccicnjjcnnnnHclog1 反馈环：若nr为子系统r反馈环数，m为不同子系统数，则有反馈环数n为：fri=nr/n，则系统的子系统协同性信息量为：mrrnn1nnffnnHxm

9、rxximixifzloglog11 由上述各协同性评价要素求得信息量的熵值。煤炭资源整合系统协同性评价模型（二）统一协同性的度量 资源整合系统协同性评价是一个不同维次的评价问题，需建立多维信息熵尺度空间评价模型来度量统一信息量值，构建熵信息空间场来进行评价其综合值。建立协同信息力场，多维矢量空间，运用信息力的概念，来评价与量度其统一、普适和一致的协同信息评价值。1.信息分量信息能评价基本模型设Xn(xi,i=1,2,.,n)为H熵空间上的n维矢量空间，对于这个在多维概念空间的信息力场，由功的原理来建立评价模型，度量信息力能值，有cosDFwnxxxF,21 若 则由多维矢量空间的欧几里德关系

10、可得：对于分量，由上述公式得其在特定矢量空间中的能量方程式：那么，全部信息F的能量信息量为：FxFn22cos21222122iniiininiinixxxxxFxwniiniinniixFxwW12212.统一尺度模型的建立 定义一个n维信息力能尺度空间，W1W2W3WiWn为n维熵空间，n为W的第一次划分Wi的维度，ni为分量Wi的维数。若设是一个影像，由:W1W2W3WiWnHn所定义，是Hn上的n维张量。定义此张量为Tn(H),也是H上的一个矢量空间。如果定义一个nm矩阵 Bi（m=maxm1,m2,.,mn；i=1,2,.,n),由W1,W2,Wi,Wn上的分量的矢量对应行构成，如果

11、某行的列数小于m，可用0元素补齐，那么i=i(Wki)=Bi 是张量的形式，表示各信息力能分量Wi的统一熵信息力能量值。若设集合（Tn(H)，i）为信息力能n维空间，则在能分量Wi-1的之后分量Wi 需要产生的全部信息力能信息量为：则全部张量的熵值以及全部需要产生的信息量为：111)()()(iikikiikiikiiBBWWWWniniikiiniiTBWw111)(niiikikiniiEBBWWw1111|)(|（三）实证案例分析1.山西省煤炭资源整合实证研究 山西省作为我国的煤炭资源大省，也是煤炭资源整合的领军旗舰，对我国矿产资源的整合管理和国家资源与能源安全与国民经济发展的稳定做出了

12、重要贡献，以其为实证研究对于推动我国煤炭资源整合具有典型与现实意义。由于西山煤电集团的技术在山西省具有先进性和典型性，在生产条件子系统中的技术部分选择西山煤电集团为实例。2.各个分量的协同性信息量基本评价参量要素节点节点权数维度因果链关系1关系2h11h12h13h14hr11hr12开采技术1211410.15050.15050.15050.15050.15050.1505资源储量大小1211410.15050.15050.15050.15050.15050.1505分布1211410.15050.15050.15050.15050.15050.1505赋存条件1211410.15050.1

13、5050.15050.15050.15050.1505Sum（资源条件）48441640.6020.6020.6020.6020.6020.602表1.资源条件关系环协同性信息量计算 由第二部分分析，本文从资源条件、生产条件、组织、效益、企业文化五个方面来研究分析煤炭资源整合系统的协同性，各分量的协同性信息量计算如下所示：基本评价参考要素节点节点权数维度因果链并列因果关系直接因果关系间接因果关系煤炭资源整合系统0.6990.69270.6990.6990.69900资源条件子系统0.6020.6020.6020.6020.6020.6020安全生产0.4770.4770.4770.4770.4

14、770.4770.477技术1.8751.62641.8751.8751.8751.8751.875生产条件子系统2.3522.1412.3522.3522.3522.3522.352主体3.6623.41873.6623.6623.6623.6623.662客体1.80481.76641.80481.80481.80481.80481.8048主客体6.87326.1296.87326.87326.87326.87326.8732组织子系统11.3411.314111.3411.3411.3411.3411.34效益子系统0.6020.6020.6020.6020.6020.6020企业文化

15、子系统0.6990.6990.6990.6990.6990.6990反馈环0.4770.4770.406800.37680.28730表2.各关系环协同性信息量计算（简略）8104.02112142132122111221222222122hrhhhhhrxxxxwnn3554.132222212242232222212321323223133hrhrhhhhhrxxxxwnn0108.368.2322312342332322313321424224144hrhrhhhhhrxxxxwnn8104.02412442432422414221525225155hrhhhhhrxxxxwnn0925

16、.12512542532522515221626226166hrhhhhhrxxxxwnn02122112322211321727227177hfrhfrhfhfhfhfrxxxxwnn 用上表中的数值代入相应公式求得各个分量的协同性信息量值为：9750.0.242322211121121221111hchchchchcrxxxxwnn4746.1|)2|212211214213212211261122(hrhrhhhhBkwiniTW1462.6|)3|223222221224223222221371133(hrhrhrhhhhBkwiniTW3.系统整体统一协同信息量2748.322332

17、322312342332322314714144hrhrhrhhhhBWwikniT4746.1|)5|242241244243242241561155(hrhrhhhhBkwiniTW7122.1|)6|252251254253252251661166(hrhrhhhhBkwiniTW9193.0|)7|213212211232221761177(hfrhfrhfrhfhfhfBkwiniTW5602.1)(211242322211511111hcrhchchchcBWwikniT5619.45)(1111niiinikikiEBBWWw4.结果分析w2,w3,w4,w5,w6分别是资源条件

18、子系统、生产条件子系统、组织子系统、效益子系统和企业文化子系统的协同性信息量。WE是系统整体统一的协同性信息量，从而得出山西省煤炭资源整合系统的协同性信息量值45.5619。资源整合系统中，生产条件子系统和组织子系统的协同性信息量较大，为了煤炭资源整合的顺利进行，提高系统的协同效率，应该主要从组织和生产条件两方面着手。组织子系统中，主客体组织关系的协同性信息量值最大，为了更快更好的协调好组织关系，应该主要从主客体间组织关系的协同着手。生产条件子系统中，技术的协同性信息量值最大，为了提高生产条件子系统的的协同效率，重点要从技术的协同着手。系统的节点数越多，关系越复杂，需要协同的关系越多，对系统的

19、协同性信息量贡献越大，协同性信息量值越大。四、结论及展望资源整合过程中各子系统之间的协同对煤炭资源整合的顺利进行起着非常关键的作用，本文构建了较为科学合理的基于资源条件、生产条件、组织、效益和企业文化为一体的煤炭资源整合系统协同性评价模型，分析了各子系统的协同性，综合评价了煤炭资源整合系统的协同性。由协同性的研究现状可知，系统的协同性评价方法主要有两种：1.运用熵信息度量的方法从系统组织结构角度评价系统的协同性，所得出的数值反映系统元素间协同效率的高低；2.运用协同学理论从系统协同运作的角度，建立评价体系，计算系统的协同度协同度，所得出的数值反映系统内各子系统或系统要素间相互配合、协调一致的程

20、度。在理论上，丰富了煤炭资源整合系统的协同性研究方法，具有重要的学术与理论意义；在实践上，用来研究提高系统协同效率的方法，进而充分发挥各主客体的职能，对推动资源整合的顺利进行具有重要的实践意义。本文仅从资源条件、生产条件、组织、效益、企业文化五个方面来评价煤炭资源整合系统的协同性，不能全面反映资源整合系统协同性的所有信息，需要更深入的研究；各协同性因素的量化较为困难，需要结合其它数学分析方法综合量化。这些都需要今后进一步研究和完善。本文的研究方法与以上两种方法有所不同，运用熵的基本意义，评价的协同要素为每个因果链的联结，得出的数值在组织角度反映主体整合客体的过程中需要协同的信息量；在系统角度反映各子系统的协同信息量以及整个系统的协同信息量。