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安全事故现状与趋势分析方法研究

刘卓军1，柳刚1,2

（1.中国科学院数学与系统科学研究院，北京 100190；

2.中国科学院研究生院，北京，100190）

摘要：包括安全生产事故预防、控制在内的安全生产监督管理工作需要客观把握安全生产的现状并准确地判断其总体发展趋势。本文基于我国安全生产事故快报数据，对近年安全生产现状做出季节性等分析，并为短期安全生

产形势变化的预测与判断不仅提出了三个可行的ARIMA-BP、ARIMA-RBF以及ARIMA-GRNN非线性组合模型而且进一

步基于RBF，对前述三个模型再次进行非线性组合，给出了一种新的双重非线性组合趋势分析方法。实证结果表明，

双重非线性组合能够较为精确地预测安全生产事故的发展趋势，可以为安全生产事故的预防、控制和应对提供管理

和决策支持。

关键词：安全生产；ARIMA模型；BP模型；RBF模型；GRNN模型；非线性组合

中图分类号：文献标识码：

1 引言

目前，安全生产仍然是世界各国都必须面对和应对的重大问题。对此，我国坚持“安全第一，预防为主，综合治理”的方针。显然，通过对各类安全生产事故的现状和特征分析有助于认识安全生产事故的规律，通过对安全生产事故发展趋势的准确判断有助于对安全生产事故的预防、控制和应对做出有效的决策。

国内外关于安全生产事故研究的报告[1]和文献很多，主要集中在以下方面:(1)某一类安全事故的预测预警，如李书全和窦艳杰(2008) [2]针对建筑安全事故，提出了RS—SVM预测模型；钟铭(2009) [3]采用模糊数据融合算法，对煤矿瓦斯进行预警；(2)安全事故发生的规律分析，主要包括：安全事故的成因分析，安全事故与相关经济指标之间的关系。如吕海燕(2004)[4]对我国工矿企业、消防火灾、交通等进行总量统计分析，提出了相应的事故统计分析指标体系框架；Kopits和Cropper(2005)[5]专门对交通死亡事故与经济增长的关系作了深入研究；任荣森

收稿日期：修订日期：

基金项目：国家科技支撑计划课题《消费品质量安

全影响因子研究及标准研制》

(2006BAK04A23)

作者简介：刘卓军(1958-)，男(汉族)，黑龙江人，

中国科学院数学与系统科学研究院

研究员，研究方向：管理科学与工程.(2009) [6]等人建立了油库的多层递阶解释结构模型(ISM)，将油库安全事故成因分为根本原因、直接原因和间接原因三个层次；(3)对安全生产管理的研究，主要包括：对事故管理绩效的评估、城市生产安全事故应急管理能力评价、安全事故损失的计算、安全事故中的风险管理。如牛跃林等人(2008)[7]建立了城市生产安全事故应急管理能力评价指标体系，为城市的生产安全事故应急体系建设提供决策依据；Karen(2009)[8]和Shi(2009)[9] 对煤矿安全事故风险管理及造成的损失从政府、行业规模和运营等方面作了探讨。

上述已有研究主要围绕特定行业领域展开，而且主要集中在煤矿、建筑工程、交通安全生产事故。固然，安全事故规律需要分不同行业领域进行研究，但也需要整体认识和把握，这样才能制定更科学更完善的国家安全生产战略规划。基于此，本文重点针对安全生产事故的起数及其造成的死亡人数开展方法建模和实证研究。

首先把安全生产事故按其造成的死亡人数进行分类，具体地将安全生产事故分成10类：死亡i个人的事故为第i类(i=1,2,…,9)，死亡10人及以上的事故为第10类。这样一种分类方式符合国家安全生产按不同伤亡和损失规模做整体统计的原则。因此，相应的分析结果有助于国家安全生产事故预防、控制和应对的监管工作。

显然，对不同类型的事故所采用的处置和应对方式以及相应的资源配置也不同。本文对从2001年1月到2008年12月国家安全生产快报包含的1

万7千6百多条数据进行了分类型、分时段、分区域的整理分析和比较,特别结合各类安全生产月平均事故量序列的季节指数图，指出了需要重点关注的月份。由于安全生产管理决策离不开预测，而预测的精度又决定了预测结果的可用性和有效性。所以基于时间序列，建立了10类安全生产事故的数量以及安全生产事故总量的ARIMA-BP、 ARIMA-RBF以及ARIMA-GRNN非线性组合预测模型，并结合RBF，构建了基于前述三个模型的双重非线性组合预测方法，提高了预测精度。

2安全生产事故现状分析

根据国家安全生产监督管理总局官方网站发布的安全生产事故快报数据，对2001-2008年的安全生产状况进行了分类型、分时段、分区域的整理分析和比较,并结合各类安全生产月平均事

故量序列季节指数图，指出了需重点关注的月份。2.1 年度状况

为了分析全国安全生产事故近年发展趋势及其变化，对2001-2008年间的安全事故进行了整理和10个类别的分类统计。整体年度状况见表1。基于表1，把2001-2008年各类安全生产事故的发生变化趋势制成如下的图1。

表1 2001-2008年各类安全生产事故总量统计

图1 2001-2008年各类安全生产事故每年事故量趋势变化图

2.2 月度状况

采用季节指数对2001-2008年的安全生产事故进行月度趋势分析。假设观测值序列的数据结构以C期为一个周期，共有T个周期，本文中C=12,T=8。用

jk

Xi表示第i类生产事故200j年第k月的事故起数,则第i类事故在第k月的季节指数

T

jk

j1

k T C

jh

j1h1

C Xi

S

Xi

=

==

=

∑

∑∑

。如果季节指数值大于1，

那么第i类事故该月的事故平均值高于其总的事故平均值；如果季节指数值小于1，那么第i类事故该月的事故平均值低于其总的事故平均值。各类事故的季节指数图汇总在下面的图2。

事故起数年份死亡

1人

死亡

2人

死亡

3人

死亡

4人

死亡

5人

死亡

6人

死亡

7人

死亡

8人

死亡

9人

死亡

10人及以上

合计

2001年533 111 209 123 98 52 37 33 25 90 1311 2002年1445 230 412 200 121 87 40 45 27 109 2716 2003年1793 265 547 227 141 81 51 46 32 113 3296 2004年1382 197 640 284 159 96 59 34 18 117 2986 2005年1339 169 720 296 182 97 45 34 22 126 3030 2006年134 22 731 258 152 119 55 49 19 94 1633 2007年 3 4 762 283 142 91 55 46 32 78 1496 2008年 4 4 567 215 123 66 55 29 25 88 1176 合计6633 1002 4588 1886 1118 689 397 316 200 815