生产环境安全性的分析方法、装置和系统

IPC分类号 : G06F17/00

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CN201710290522.3

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专利摘要

本发明涉及生产环境安全性的分析方法、装置和系统。该方法包括：获取影响生产环境安全性的指标体系的多个层级以及每个层级的安全生产指标，多个层级至少包括最低层级、至少一个中间层级和最高层级；利用层次分析法分别计算最低层级和中间层级的安全生产指标的权重值；获取多个分析对象的预定期间的最低层级的安全生产指标的历史数据；针对所获取的同一安全生产指标的每个历史数据基于多个分析对象的预定期间的同一安全生产指标的全部历史数据进行标准化处理；根据标准化处理后的最低层级的安全生产指标的历史数据、最低层级的安全生产指标的权重值和中间层级的安全生产指标的权重值，利用预设的公式计算最高层级的安全生产指数。

权利要求

1.一种生产环境安全性的分析方法，其特征在于，所述分析方法包括：

获取影响生产环境安全性的指标体系的多个层级以及每个层级的安全生产指标，所述多个层级至少包括最低层级、至少一个中间层级和最高层级；

利用层次分析法分别计算所述最低层级和所述中间层级的安全生产指标的权重值；

获取多个分析对象的预定期间的最低层级的安全生产指标的历史数据，所述最低层级的安全生产指标的历史数据包括正向安全生产指标的历史数据和负向安全生产指标的历史数据，所述正向安全生产指标表示对生产环境安全性有正面影响的安全生产指标，所述负向安全生产指标表示对生产环境安全性有负面影响的安全生产指标；

针对所获取的同一安全生产指标的每个历史数据基于所述多个分析对象的预定期间的所述同一安全生产指标的全部历史数据进行标准化处理；以及

根据所述标准化处理后的所述最低层级的安全生产指标的历史数据、所述最低层级的安全生产指标的权重值和所述中间层级的安全生产指标的权重值，利用预设的公式计算所述最高层级的安全生产指数。

2.根据权利要求1所述的生产环境安全性的分析方法，其特征在于，

所述标准化处理包括：

针对所获取的所述同一安全生产指标的每个历史数据基于所述同一安全生产指标的全部历史数据进行归一化处理；以及

针对负向安全生产指标的历史数据在进行所述归一化处理后还进行正向化处理。

3.根据权利要求2所述的生产环境安全性的分析方法，其特征在于，

基于下式进行所述安全生产指标的每个历史数据的归一化处理，其中x表示安全生产指标的历史数据，max(x)表示所述多个分析对象的预定期间的同一安全生产指标的历史数据的最大值，c.v.表示变异系数，σ表示所述多个分析对象的预定期间的同一安全生产指标的历史数据的标准差，μ表示所述多个分析对象的预定期间的同一安全生产指标的历史数据的平均值，z表示进行了归一化处理后的安全生产指标的历史数据，

C . V . = σ μ × 100 %

z = x m a x ( x ) + C . V . · σ .

4.根据权利要求3所述的生产环境安全性的分析方法，其特征在于，

基于下式对进行了归一化处理后的所述负向安全生产指标的历史数据进行正向化处理，z’表示进行了正向化处理后的所述负向安全生产指标的历史数据，

z ′ = 1 - x max ( x ) + C . V . · σ .

5.根据权利要求1所述的生产环境安全性的分析方法，其特征在于，

对计算出的所述最高层级的安全生产指数进行归一化处理，t为进行归一化处理后的最高层级的安全生产指数，w为进行归一化处理前的最高层级的安全生产指数，w_min和w_max分别为所获取的多个分析对象的预定期间的全部最高层级的安全生产指数的最小值和最大值，k₁和k₂为常数，

t = w - u m i n u m a x - u m i n ,

其中，

u m i n = w m i n - k 1 | w m i n | u m a x = k 2 w max 0 < k 1 < 1 , 1 < k 2 < 2 .

6.一种生产环境安全性的分析装置，其特征在于，所述分析装置包括：

指标获取模块，用于获取影响生产环境安全性的指标体系的多个层级以及每个层级的安全生产指标，所述多个层级至少包括最低层级、至少一个中间层级和最高层级；

权重计算模块，用于利用层次分析法分别计算所述最低层级的安全生产指标的权重值和所述中间层级的安全生产指标的权重值；

数据获取模块，用于获取多个分析对象的预定期间的最低层级的安全生产指标的历史数据，所述最低层级的安全生产指标的历史数据包括正向安全生产指标的历史数据和负向安全生产指标的历史数据，所述正向安全生产指标表示对生产环境安全性有正面影响的安全生产指标，所述负向安全生产指标表示对生产环境安全性有负面影响的安全生产指标；

标准化处理模块，用于针对所获取的同一安全生产指标的每个历史数据基于所述多个分析对象的预定期间的所述同一安全生产指标的全部历史数据进行标准化处理；以及

安全生产指数计算模块，用于根据所述标准化处理后的所述最低层级的安全生产指标的历史数据、所述最低层级的安全生产指标的权重值和所述中间层级的安全生产指标的权重值，利用预设的公式计算所述最高层级的安全生产指数。

7.根据权利要求6所述的生产环境安全性的分析装置，其特征在于，

所述标准化处理模块包括：

归一化处理单元，针对所获取的所述同一安全生产指标的每个历史数据基于所述同一安全生产指标的全部历史数据进行归一化处理；以及

正向化处理单元，针对负向安全生产指标的历史数据在进行所述归一化处理后还进行正向化处理。

8.根据权利要求7所述的生产环境安全性的分析装置，其特征在于，

所述归一化处理单元基于下式进行所述安全生产指标的每个历史数据的归一化处理，其中x表示安全生产指标的历史数据，max(x)表示所述多个分析对象的预定期间的同一安全生产指标的历史数据的最大值，c.v.表示变异系数，σ表示所述多个分析对象的预定期间的同一安全生产指标的历史数据的标准差，μ表示所述多个分析对象的预定期间的同一安全生产指标的历史数据的平均值，z表示进行了归一化处理后的安全生产指标的历史数据，

C . V . = σ μ × 100 %

z = x m a x ( x ) + C . V . · σ .

9.根据权利要求8所述的生产环境安全性的分析装置，其特征在于，

所述正向化处理单元基于下式对所述负向安全生产指标的历史数据进行正向化处理，z’表示进行了正向化处理后的所述负向安全生产指标的历史数据，

z ′ = 1 - x max ( x ) + C . V . · σ .

10.一种生产环境安全性的分析系统，其特征在于，所述分析系统包括：

存储器，用于存储程序；

处理器，用于运行所述存储器中存储的所述程序，以执行以下步骤：

获取影响生产环境安全性的指标体系的多个层级以及每个层级的安全生产指标，所述多个层级至少包括最低层级、至少一个中间层级和最高层级；

利用层次分析法分别计算所述最低层级的安全生产指标的权重值和所述中间层级的安全生产指标的权重值；

针对所获取的同一安全生产指标的每个历史数据基于所述多个分析对象的预定期间的所述同一安全生产指标的全部历史数据进行标准化处理；以及

说明书

技术领域

本发明涉及安全监管领域，尤其涉及生产环境安全性的分析方法、装置和系统。

背景技术

在当前的生产经营的管理活动中，对生产环境的安全性进行分析是安全生产监管中的一项非常重要的内容，在企业的生产经营活动中，为确保企业的安全生产，提升企业安全生产管理的预防能力，为建设安全预防型和谐生产环境打下坚实基础，国家安全生产监督管理总局(以下，简称为“安监总局”)以及各个省市区县的安全生产监督管理局(以下，简称为“安监局”)等行政管理部门不仅需要对自己辖区内的企业进行安全检查，还需要对整体的安全生产的环境好坏进行分析评估，以保证生产经营活动得以顺利进行。

目前，衡量安全生产环境的安全生产指标众多，指标之间的关系复杂，导致很难有针对性地对安全生产环境提出合理的优化改善措施，使得安全生产环境的好坏难以衡量，成为安全生产监管人员面临的难题。

另外，例如城市是现代社会人口、资源、社会财富等高度集中的区域，也是各类安全生产事故频发的区域，为了进一步保障城市的安全，有必要对城市安全生产的形势做一个全面的分析。

发明内容

本发明实施例提供一种生产环境安全性分析方法、装置和系统，可以在对安全生产环境的安全性进行分析。

根据本发明实施例的一方面，提供一种生产环境安全性分析方法，所述分析方法包括：获取影响生产环境安全性的指标体系的多个层级以及每个层级的安全生产指标，所述多个层级至少包括最低层级、至少一个中间层级和最高层级；利用层次分析法分别计算所述最低层级和所述中间层级的安全生产指标的权重值；获取多个分析对象的预定期间的最低层级的安全生产指标的历史数据，所述最低层级的安全生产指标的历史数据包括正向安全生产指标的历史数据和负向安全生产指标的历史数据；针对所获取的同一安全生产指标的每个历史数据基于所述多个分析对象的预定期间的所述同一安全生产指标的全部历史数据进行标准化处理；以及根据所述标准化处理后的所述最低层级的安全生产指标的历史数据、所述最低层级的安全生产指标的权重值和所述中间层级的安全生产指标的权重值，利用预设的公式计算所述最高层级的安全生产指数。

根据本发明实施例的另一方面，提供一种生产环境安全性分析装置，该分析装置包括：指标获取模块，用于获取影响生产环境安全性的指标体系的多个层级以及每个层级的安全生产指标，所述多个层级至少包括最低层级、至少一个中间层级和最高层级；权重计算模块，用于利用层次分析法分别计算所述最低层级的安全生产指标的权重值和所述中间层级的安全生产指标的权重值；数据获取模块，用于获取多个分析对象的预定期间的最低层级的安全生产指标的历史数据，所述最低层级的安全生产指标的历史数据包括正向安全生产指标的历史数据和负向安全生产指标的历史数据；标准化处理模块，用于针对所获取的同一安全生产指标的每个历史数据基于所述多个分析对象的预定期间的所述同一安全生产指标的全部历史数据进行标准化处理；以及安全生产指数计算模块，用于根据所述标准化处理后的所述最低层级的安全生产指标的历史数据、所述最低层级的安全生产指标的权重值和所述中间层级的安全生产指标的权重值，利用预设的公式计算所述最高层级的安全生产指数。

根据本发明实施例的再一方面，提供一种生产环境安全性分析系统，该分析系统包括：存储器，用于存储程序；处理器，用于运行所述存储器中存储的所述程序，以执行以下步骤：获取影响生产环境安全性的指标体系的多个层级以及每个层级的安全生产指标，所述多个层级至少包括最低层级、至少一个中间层级和最高层级；利用层次分析法分别计算所述最低层级的安全生产指标的权重值和所述中间层级的安全生产指标的权重值；获取多个分析对象的预定期间的最低层级的安全生产指标的历史数据，所述最低层级的安全生产指标的历史数据包括正向安全生产指标的历史数据和负向安全生产指标的历史数据；针对所获取的同一安全生产指标的每个历史数据基于所述多个分析对象的预定期间的所述同一安全生产指标的全部历史数据进行标准化处理；以及根据所述标准化处理后的所述最低层级的安全生产指标的历史数据、所述最低层级的安全生产指标的权重值和所述中间层级的安全生产指标的权重值，利用预设的公式计算所述最高层级的安全生产指数。

根据本发明实施例的生产环境安全性分析方法、装置和系统，既能对同一时间段不同分析对象的分析结果进行对比，又能对不同时间段同一分析对象的分析结果进行对比，从而能够对生产环境的安全性进行全面可靠地分析。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是示出根据本发明一实施例的生产环境安全性的分析方法的流程图；

图2是图1中对最低层级和中间层级的安全生产指标的权重值进行计算的详细的流程图；

图3是针对安全生产指标的历史数据的标准化处理的详细的流程图；

图4是根据本发明一实施例的生产环境安全性的分析装置的结构示意图；

图5是标准化处理模块的具体的结构示意图；

图6是示出能够实现根据本发明实施例的对生产环境进行安全性分析的方法和装置的生产环境安全性分析系统的示例性硬件架构的结构图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合附图，详细描述根据本发明实施例的生产环境安全性分析方法、装置和系统。应注意，这些实施例并不是用来限制本发明公开的范围。

图1是示出根据本发明实施例的生产环境安全性的分析方法的流程图。如图1所示，本实施例中的生产环境安全性分析方法100包括以下步骤：

步骤S110，获取影响生产环境安全性的指标体系的多个层级以及每个层级的安全生产指标，所述多个层级至少包括最低层级、至少一个中间层级和最高层级；

步骤S120，利用层次分析法分别计算所述最低层级和所述中间层级的安全生产指标的权重值；

步骤S130，获取多个分析对象的预定期间的最低层级的安全生产指标的历史数据，所述最低层级的安全生产指标的历史数据包括正向安全生产指标的历史数据和负向安全生产指标的历史数据；

步骤S140，针对所获取的同一安全生产指标的每个历史数据基于所述多个分析对象的预定期间的所述同一安全生产指标的全部历史数据进行标准化处理；

步骤S150，根据所述标准化处理后的所述最低层级的安全生产指标的历史数据、所述最低层级的安全生产指标的权重值和所述中间层级的安全生产指标的权重值，利用预设的公式计算所述最高层级的安全生产指数。

在本发明的实施例中，指标体系(Indication System，IS)的建立是对研究对象进行分析的前提和基础，指标体系可以将抽象的研究对象分解成为具体地、可操作化的结构，通过建立安全生产环境的指标体系，对安全生产指数进行分析，可以对生产环境的安全性的好坏进行整体分析、对安全生产事故进行预测。

在对安全生产指数进行分析的过程中，各个指标在整体评估和分析中的贡献往往是不同的，并且生产环境的安全性分析涉及的指标多，数据统计量较大，指标之间的关系复杂的特点，因此不能简单的只从数据信息角度确定各个指标的权重，为了使评估和分析的过程更加清晰和明确，在本发明实施例中，确定评估或分析方案的指标体系，构造指标体系的层次结构，并将层次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)作为确定指定层级的各安全生产指标权重的方法。

在步骤S110中，安全生产环境的指标体系可以具有三个或三个以上的层级。

具体地，如果是三个层级，则该三个层级分别为最低层级、中间层级和最高层级；如果是三个以上的层级，则该三个以上的层级分别为最低层级、一个以上的中间层级和最高层级。

作为一个可选实施例，图2是示出图1中对最低层级和中间层级的各个安全生产指标的权重值进行计算的详细的流程图。如图2所示，步骤S120具体可以包括以下步骤：

步骤S121，分别获取最低层级和中间层级的安全生产指标的重要性评分。

在上述步骤S121中，重要性评分是根据预设的指标重要程度评分标准，分别对最低层级和中间层级的各个安全生产指标的重要性进行评分得到。

步骤S122，基于最低层级和中间层级的安全生产指标的重要性评分，分别构建最低层级和中间层级的指标权重判断矩阵。

步骤S123，分别计算最低层级和中间层级的指标权重判断矩阵中安全生产指标的权重值。

通过上述步骤S121～S123，对每个层级的安全生产指标进行评分，构建判断矩阵，并通过计算得到构建的判断矩阵中的各个安全生产指标的权重值。

层次分析法的一个重要特点是利用相同层级的每个安全生产指标与其他安全生产指标间两两重要性程度之比的形式表示出重要性程度等级、即安全生产指标的权重。在通常的做法中，特定用户可以按照层次分析法的分析尺度为每个层级的安全生产指标通过两两比较，按其重要性程进行评分。

为了便于理解，下表1示例性的示出了传统层次分析法的分析标准的两两比较评分及其含义。

表1传统层次分析法分析标准

根据上述表1中的分析标准，按指定层级的各个安全生产指标分别与其他安全生产指标间的比较的结果构成的矩阵即为判断矩阵。

在本发明实施例中，如果对大量安全生产指标中的每个安全生产指标分别与其他安全生产指标进行比较，由于安全生产指标数量很多，比较的过程持续到比较过程的后期时，繁冗的比较将会对人的正确判断造成较大的影响，从而影响评分结果的科学性和一致性。

在本发明实施例中，为了简化对安全生产指标的重要性分析方法，提高评分结果的科学性和一致性，对指标权重判断矩阵的构建方法做出改进。

具体地，在步骤S121中，根据预设的指标重要程度评分标准直接对指定层级的各个安全生产指标进行重要性评分。

为了便于理解，下表2示例性的示出了根据本发明实施例的层次分析法的评分标准中对各安全生产指标的重要程度定义和对应的评分。表2中的示例不应理解为对层次分析法评分标准的具体限定。

表2层次分析法评分标准

重要程度定义评分不重要 1 稍微重要 3 相当重要 5 明显重要 7 绝对重要 9 相邻两程度之间 2、4、6、8

根据上述表2中的示例，根据预设的指标重要程度评分标准对指定层级中各安全生产指标的重要程度分别进行打分，并根据各安全生产指标的重要性评分，构建该层级的指标权重判断矩阵。

作为一个可选实施例，步骤S122中具体可以包括：利用重要性评分，分别计算最低层级和中间层级的安全生产指标的重要性评分的平均分；以及基于计算得到的重要性评分的平均分，分别构建最低层级和中间层级的指标权重判断矩阵，其中，指标权重判断矩阵中矩阵元素的取值为矩阵元素所在列对应的安全生产指标的重要性评分的平均分与该矩阵元素所在行对应的安全生产指标的重要性评分的平均分的平均分比值。

为了便于理解，下面通过一个具体的示例来描述指标权重判断矩阵的构建过程。在该示例中，事故后果作为一个层级指标，还包括以下指标例如：D1，生产安全事故死亡人数；D2，火灾事故死亡人数；D3，道路交通死亡人数。

首先，特定用户例如专家或其他指定的评定人员，根据专业知识，按照表2所示的层次分析法评分标准分别对指标D1、D2和D3的重要程度进行打分。作为一个示例，下表3示意性的示出了三个特定用户分别对该层级指标的重要程度进行评分的结果。

表3层级指标重要性评分

特定用户指标编号重要性评分特定用户1 D1 7 特定用户1 D2 7 特定用户1 D3 0 特定用户2 D1 5 特定用户2 D2 5 特定用户2 D3 5 特定用户3 D1 0 特定用户3 D2 9 特定用户3 D3 9

如表3所示，指标D1的重要性评分的分值分别为7、5、0；指标D2的重要性评分的分值分别为7、5、9；以及指标D3的重要性评分的分值分别为0、5、9。

其次，通过各个指标的重要性评分之和与参与评分的特定用户数量的比值，计算得到每个指标的重要性评分的平均分。

具体地，指标D1的重要性评分的平均分为4；指标D2的重要性评分的平均分为7；指标D3的重要性评分的平均分为4.667。

接下来，基于计算得到的各个指标的重要性评分的平均分，分别构建最低层级和中间层级的指标权重判断矩阵。

下表4示意性的示出了根据各指标重要性评分的平均分，利用指标间两两比较的比值构建的指标权重判断矩阵。

表4指标权重判断矩阵的位置点取值

在上述表4中，对指标D1、D2、D3的重要性评分的平均值进行两两比较的组合可以形成3×3个位置点：

(D1，D1)、(D1，D2)、(D1，D3)、

(D2，D1)、(D2，D2)、(D2，D3)、

(D3，D1)、(D3，D2)、(D3，D3)。

指标权重判断矩阵中每个位置点上的取值，为该位置点后一个指标的重要性评分的平均分与前一个指标的重要性评分的平均分的比值。

也就是说，指标权重判断矩阵中矩阵元素的取值为矩阵元素所在列对应的指标的重要性评分的平均分与该矩阵元素所在行对应的指标的重要性评分的平均分的比值。

指标权重判断矩阵是各个指标之间的关联度的体现，这个关联度由所有特定用户对所有指标的评分决定。

在本发明实施例中，通过构建的指定层级的指标权重判断矩阵，可以对该层级的各个安全生产指标的权重值进行计算。

下面继续参考上述表4中的指标权重判断矩阵，详细介绍如何计算得到该权重判断矩阵中各个指标的权重值。

下表5示意性示出了根据表4中的指标权重判断矩阵对该矩阵的每一行求和，以及对所有值求和的求和结果。

表5指标权重判断矩阵各行求和以及所有值求和

如表5所示，首先，对该指标权重判断矩阵各位置点的取值进行每一行的求和，第一行各位置点的求和结果是4.4175，第二行各位置点的求和结果是2.23814，第三行各位置点的求和结果是3.35697。

其次，将每一个行各位置点的求和结果进一步进行求和，得到该指标权重判断矩阵中所有位置点的取值的和，即10.01261。

然后，将指标D1的权重值表示为ω₁，指标D2的权重值表示为ω₂，指标D3的权重值表示为ω₃。则ω₁的取值为第一行各位置点的求和结果与所有位置点的求和结果的比值，即同理计算得到

在一些实施例中，对于计算得到的权重值，可以进一步进行四舍五入的运算，将权重值精确到小数点的后两位。即该指标权重判断矩阵中D1、D2、D3指标对应的权重值分别为ω₁＝0.44，ω₂＝0.22，ω₃＝0.34。

在实际应用中，通过指标权重判断矩阵对各个指标的权重值进行计算方法有很多，在此不一一例举。

应理解，本发明实施例中的根据构建的指标权重判断矩阵计算指标的权重值的方法，不应理解为对本发明实施例中权重值计算方法的限制。也就是说，在本发明实施例中，根据构建的指标权重判断矩阵计算各安全生产指标的权重值的方法可以根据实际的计算需求进行选择。

在一些实施例中，由于生产环境的安全性分析涉及的安全生产指标的数量较多，并且容易受到其他人为因素的影响，导致构建的指标权重判断矩阵可能会出现一致性的问题，为了提高指标权重判断矩阵中数据的准确度，作为可选实施例，步骤S123可以进一步包括以下步骤：分别对最低层级和中间层级的指标权重判断矩阵进行一致性检验，以确定最低层级和中间层级的指标权重判断矩阵是否具有一致性；以及如果最低层级和中间层级的指标权重判断矩阵具有一致性，则计算最低层级和中间层级的各个指标的权重值。

在本发明的实施例中，通过对指标权重判断矩阵进行一致性检验，通过检验结果确定构造的指标权重判断矩阵是否可接受，以提高整体分析和分析的结果的正确性和有效性。

如果构造的指标权重判断矩阵能够不能通过一致性检验，则需要对该层级的各安全生产指标的重要性进行重新打分并构造指标权重判断矩阵。

作为可选的实施例，在步骤S130中，在需要对多个分析对象进行评估分析时，针对每个分析对象分别获取预定期间的不同时间段的最低层级的安全生产指标的历史数据，例如获取A对象、B对象、C对象在过去5年中每月的最低层级的安全生产指标的历史数据。由于安全生产指标包含对生产环境的安全性有正面影响的正向安全生产指标和对生产环境的安全性有负面影响的负向安全生产指标，因此，最低层级的安全生产指标的历史数据包括正向安全生产指标的历史数据和负向安全生产指标的历史数据。

在生产环境的安全性分析中，有时不仅要对多个分析对象在同一时间段的安全生产指数进行对比，还要对多个分析对象在不同时间段的安全生产指数进行对比。以往的技术由于分析过程中标准不一致，因此很难实现对在不同时间段的安全生产指数进行对比，即使进行对比也很不准确。

因此，在步骤S140中，对所获取的相同安全生产指标的每个历史数据基于所述多个分析对象的预定期间的所述相同安全生产指标的全部历史数据进行标准化处理。

具体地，在步骤S140中包括步骤S141，针对所获取的所述同一安全生产指标的每个历史数据基于所述同一安全生产指标的全部历史数据进行归一化处理。

可选地，可以采用式(2)所示的归一化方法，式(1)表示变异系数的计算方法，其中，x表示安全生产指标的历史数据，max(x)表示所述多个分析对象的预定期间的同一安全生产指标的历史数据的最大值，c.v.表示变异系数，σ表示所述多个分析对象的预定期间的同一安全生产指标的历史数据的标准差，μ表示所述多个分析对象的预定期间的同一安全生产指标的历史数据的平均值，z表示进行了归一化处理后的安全生产指标的历史数据，其中，

对于正向安全生产指数的历史数据标准化处理可以仅进行归一化处理，而对于负向安全生产指数的历史数据的标准化处理不仅包含归一化处理，还要进行正向化处理。即，在步骤S140中还包括步骤S142，针对负向安全生产指标的历史数据在进行所述归一化处理后进行式(3)所示的正向化处理，z’表示进行了正向化处理后的所述负向安全生产指标的历史数据。

通过采用上述的标准化处理，消除了采集到的历史数据由于量纲不同、数据大小不同等数据差异对数据分析的影响，提高数据精度，对采集到的历史数据实现标准化。另外，通过采用上述标准化方法，使用相同的标准对相同安全生产指标的历史数据进行归一化。另外，通过采用上述标准化方法，考虑到该安全生产指标的所有分析对象的全部历史数据，并将安全生产指数的数据统一到(0，1)范围内。另外，通过采用上述标准化方法，还考虑相同安全生产指标构成的一组数据、即多个分析对象的相同安全生产指标的历史数据所组成的一组数据的离散程度，避免出现相同增幅或者减幅导致归一化结果相同这样的矛盾情况。

接着，在步骤S150，根据所述标准化处理后的所述最低层级的安全生产指标的历史数据、所述最低层级的安全生产指标的权重值和所述中间层级的安全生产指标的权重值，利用预设的公式计算所述最高层级的安全生产指数。

为了便于理解，以安全生产指标为三级的安全生产指标为例，可以通过下面的公式(4)进行最高层级的指标数据的计算。

在上述公式(4)中，SPI表示安全生产指数，即最高层级指标，Inc表示安全生产事故指数、IR表示固有风险指数、SafetySup表示安全监管指数，Inc、IR和SafetySup表示中间层级，即二级指标。

并且，其中，α_j是二级指标即安全生产事故指数的权重，β_j是二级指标即固有风险指数的权重，γ_j是二级指标安全监管指数的权重；m是对应二级指标的个数；ω_i是对应的二级标下每个三级指标的权重；n是对应的二级指标下的三级指标的个数，nor[]对计算得到的最高层级的指标数据进一步进行标准化处理的过程。

也就是说，在本发明实施例中，可以通过对计算得到的最高层级的指标数据进一步进行标准化处理，以提高数据的精度。

在最高层级的安全生产指数的标准化处理中，采用离差标准化(Min-Maxnormalization)，也可以称为Min-Max标准化，是标准化处理的其中一个方法，通过线性变换的方法对安全生产指数进行标准化处理，使得标准化处理后的安全生产指数的值可以落在(0，1)区间。

为了减少对最高层级的安全生产指数进行标准化处理后出现数值为0或1这样的情况，本发明实施例提供了以下的离差标准化方法。

具体地，本发明实施例利用下述公式(5)和公式(6)对最高层级的安全生产指数进行标准化处理：

其中，

其中，t为进行了标准化处理后的最高层级的安全生产指数，w为行了标准化处理前的最高层级的安全生产指数，w_min和w_max分别为所获取的多个分析对象的预定期间的全部最高层级的安全生产指数的最小值和最大值，k₁和k₂为常数。

通过上述公式(5)和公式(6)，对最高层级的安全生产指数进行标准化处理，以能准确地进行分析。

作为一个具体的示例，k₁可以取值为0.1，k₂可以取值为1.1。

通过采用上述的离差标准化方法对所有最高层级的安全生产指数进行标准化处理，可以减少标准化处理后的安全生产指数的值出现“0”和“1”的数量，从而使最终的评估和分析结果能够得到更加全面和准确。

在该实施例中，如果安全生产的指标体系为三层以上，即安全生产指标包括不止一个中间层级，则可以根据计算得到的当前层的指数值和向上一层的各安全生产指标的权重，对该向上一层各安全生产指标的指数计算，如此层层向上进行推导计算，最终得到最高层级指标的安全生产指数。

综上所述，在本发明实施例中，提供了一种生产环境安全性分析方法，获取指标体系的指标，利用层次分析法对生产环境的层级指标构造判断矩阵，计算各个安全生产指标的权重值，并对采集到的历史数据进行标准化处理，层层递进向上地推算出最高层级的安全生产指数，以对生产环境的安全性进行分析。通过上述的生产环境安全性的分析方法，既能对同一时间段不同分析对象的分析结果进行对比，又能对不同时间段同一分析对象的分析结果进行对比，从而能够对生产环境的安全性进行全面可靠地分析

下面结合图4至图5详细描述本发明实施例的生产环境安全性的分析装置。

图4示出了根据本发明一个实施例的生产环境安全性的分析装置的结构示意图。如图4所示，本发明实施例的生产环境安全性的分析装置200包括：

指标获取模块210，用于获取影响生产环境安全性的指标体系的多个层级以及每个层级的安全生产指标，所述多个层级至少包括最低层级、至少一个中间层级和最高层级；

权重计算模块220，用于利用层次分析法分别计算所述最低层级的安全生产指标的权重值和所述中间层级的安全生产指标的权重值；

数据获取模块230，用于获取多个分析对象的预定期间的最低层级的安全生产指标的历史数据，所述最低层级的安全生产指标的历史数据包括正向安全生产指标的历史数据和负向安全生产指标的历史数据；

标准化处理模块240，用于针对所获取的同一安全生产指标的每个历史数据基于所述多个分析对象的预定期间的所述同一安全生产指标的全部历史数据进行标准化处理；以及

安全生产指数计算模块250，用于根据所述标准化处理后的所述最低层级的安全生产指标的历史数据、所述最低层级的安全生产指标的权重值和所述中间层级的安全生产指标的权重值，利用预设的公式计算所述最高层级的安全生产指数。

根据本发明实施例提供的生产环境安全性分析装置，获取安全生产环境的层级指标，计算得到每个层级的各个安全生产指标的权重，并对采集到的安全指标的历史数据进行标准化处理，计算得到最高层级的安全生产指数，以对生产环境的安全性进行分析。

在一些实施例中，权重计算模块还可以包括：重要性评分获取单元，用于分别获取最低层级和中间层级的安全生产指标的重要性评分；判断矩阵构造单元，用于基于最低层级和中间层级的安全生产指标的重要性评分，分别构建最低层级和中间层级的指标权重判断矩阵；以及权重值计算单元，用于分别计算最低层级和中间层级的指标权重判断矩阵中安全生产指标的权重值。

作为可选的实施例，判断矩阵构造单元具体用于：利用重要性评分，分别计算最低层级和中间层级的安全生产指标的重要性评分的平均分；基于计算得到的重要性评分的平均分，分别构建最低层级和中间层级的指标权重判断矩阵，其中，指标权重判断矩阵中矩阵元素的取值为矩阵元素所在列对应的指标的重要性评分的平均分与该矩阵元素所在行对应的指标的重要性评分的平均分的比值。

在一些实施例中，权重计算模块还可以包括一致性检验单元，分别对最低层级和中间层级的指标权重判断矩阵进行一致性检验，以确定最低层级和中间层级的指标权重判断矩阵是否具有一致性。

权重值计算单元在最低层级和中间层级的指标权重判断矩阵具有一致性的情况下，计算最低层级和中间层级的各个指标的权重值。

通过一致性检验，以确定最低层级和中间层级的指标权重判断矩阵是否具有一致性，通过对指标权重判断矩阵是否可接受进行一致性检验，以提高整体分析和分析的结果的正确性和有效性。

图5示出了标准化处理模块的具体的结构示意图。图5的标准化处理模块240包括归一化处理单元241以及正向化处理单元242。归一化处理单元241针对所获取的所述同一安全生产指标的每个历史数据基于所述同一安全生产指标的全部历史数据进行归一化处理。正向化处理单元242针对负向安全生产指标的历史数据在进行所述归一化处理后进行正向化处理。归一化处理单元241与正向化处理单元242采用与上述生产安全性的分析方法中所描述的方法相同。

根据本发明实施例的生产环境安全性的分析装置的其他细节与以上描述的根据本发明实施例的方法类似，在此不再赘述。

结合图1至图5描述的根据本发明实施例的生产环境安全性分析的方法和装置可以由本发明实施例的生产环境安全性分析系统来实现。图6是示出能够实现根据本发明实施例的对生产环境进行安全性分析的方法和装置的生产环境安全性分析系统的示例性硬件架构的结构图。如图6所示，生产环境安全性分析系统600包括输入设备601、输入接口602、中央处理器603、存储器604、输出接口605、以及输出设备606。其中，输入接口602、中央处理器603、存储器604、以及输出接口605通过总线610相互连接，输入设备601和输出设备606分别通过输入接口602和输出接口605与总线610连接，进而与生产环境安全性分析系统600的其他组件连接。具体地，输入设备601接收来自外部的输入信息，并通过输入接口602将输入信息传送到中央处理器603；中央处理器603基于存储器604中存储的计算机可执行指令对输入信息进行处理以生成输出信息，将输出信息临时或者永久地存储在存储器604中，然后通过输出接口605将输出信息传送到输出设备606(例如，显示器等)；输出设备606将输出信息输出到生产环境安全性分析系统600的外部供用户使用。

也就是说，图6所示的生产环境安全性分析系统可以被实现为包括：存储有计算机可执行指令的存储器；以及处理器，该处理器在执行计算机可执行指令时可以实现结合图1至图5描述的对生产环境安全性分析的方法和装置。这里，处理器可以与获取各个安全生产指标的外部设备进行通信，从而基于来自外部设备的相关信息执行计算机可执行指令，从而实现结合图1至图5描述的生产环境安全性分析的方法和装置。

在一个实施例中，图6所示的对生产环境安全性分析系统600可以被实现为包括：存储器，用于存储程序；处理器，用于运行存储器中存储的程序，以执行以下步骤：获取影响生产环境安全性的指标体系的多个层级以及每个层级的安全生产指标，所述多个层级至少包括最低层级、至少一个中间层级和最高层级；利用层次分析法分别计算所述最低层级的安全生产指标的权重值和所述中间层级的安全生产指标的权重值；获取多个分析对象的预定期间的最低层级的安全生产指标的历史数据，所述最低层级的安全生产指标的历史数据包括正向安全生产指标的历史数据和负向安全生产指标的历史数据；针对所获取的同一安全生产指标的每个历史数据基于所述多个分析对象的预定期间的所述同一安全生产指标的全部历史数据进行标准化处理；以及根据所述标准化处理后的所述最低层级的安全生产指标的历史数据、计算得到的所述最低层级的安全生产指标的权重值和所述中间层级的安全生产指标的权重值，利用预设的公式计算所述最高层级的安全生产指数。

需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。

还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

生产环境安全性的分析方法、装置和系统专利购买费用说明