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1、安 全生 产发展 规律 聚类 分析黄盛初1, 2? 周心权1? 赵爱国2( 1 ? 中国矿业大学资源与安全工程学院, 北京市海淀区学院路, 100083; 2 ? 国家安全生产监督管理总局信息研究院, 北京市朝阳区芍药居 35 号, 100029)? 摘 ? 要 ? 有关研究成果表明, 安全生产状况与经济社会发展水平密切相关。本文应用多元聚类分析法,对世界 27 个国家安全生产与经济社会发展水平分别进行聚类分析, 介绍各 国在经济社会发展过程中安全生产发展规划,研究有关国家安全生产发展规律和经验教训,为制定我国安全生产发展战略提供重要的理论依据。关键词 ? 安全生产? 经济社会? 聚类分析?
2、? 第一作者为国家安全生产监督管理总局信息研究院院 长, 研究员, 在读博士。? ? 安全生产状况是经济社会发展水平的综合反映,与经济社会发展水平、产业结构、教育和科技发展水平密切相关。但是, 安全生产状况相对经济 社会发展水平而言,具有一定程度的独立性。安全生产状况所具有的独立性和依附性双重特征, 造成一个国家的安全生产状况与经济社会现代化水平既 有联系又有区别, 两者之间的协同或差异程度,反映了它们的协调关系。为此,本文采用聚类分析方法,对不同国家安全生产状况和经济社会发展水平进行聚类分析。并通过交互分类,研究了不同类型 国家安全生产与经济社会发展之间的协调关系。1? 聚类指标的选择选择安
3、全生产聚类指标,一方面必须能够支持聚类分析, 合理地对不同国家安全生产状况进行划分,另一方面又需要考虑到安全生产状况和经济社会发展水平之间的内在规律,各项指标应该能够作 为分析安全生产状况和经济社会协调发展的主要依据。国家安全生产监督管理总局信息研究院完成的研究课题 ?安全生产与经济社会发展研究 ,应用 多元分析理论,建立安全生产与经济社会发展之间关系的数学模型,从 14 个指标中筛选出与安全生产关系最为密切的经济社会发展指标,其中 1990 年为 7 个,如式 1 所示;2000 年为 8 个,如式 2所示:Y = 6?883- 0?343X1- 0?974X2+ 1?221X3+ 0?39
4、5X4? ? + 0?464X5+ 0?301X6- 2?789X7(1) 式中: Y ! 安全生产水平, 10万人死亡率; X1! 人均国民生产总值,美元; X2! 农业产值占 GDP 比重, %; X3! 城市人口比重, %; X4! 公共教育经费占 GDP 比重, %; X5! 中学生入学率, %; X6! 每千人医生数; X7! 非农部门就业人数比重, %;Y = 13. 604X1- 0. 329X2+ 0. 267X3+ 0. 303X4? ? - 0. 102X5- 0. 447X6- 0. 271X7+ 3. 844X8(2) 式中: Y ! 安全生产水平, 10万人死亡率;
5、X1! 人均国民生产总值,美元; X2! 农业产值占 GDP 比重, %; X3! 第三产业占 GDP 比重, %; X4! 城市人口比重, %; X5! 中学生入学率, %; X6! 失业率, % ; X7! 非农业人数占就业总人数比重, %; X8! 科研投入占 GDP 比重, %。 可以根据这些指标对不同国家经济社会发展水平进行聚类。安全生产状况聚类分析只考虑一个指 标,即 10 万人死亡率。2? 聚类分析原理系统聚类分析在聚类分析中应用最为广泛。凡5安全生产发展规律聚类分析是具有数值特征的变量和样品都可以通过选择不同 的距离和系统聚类方法,把个体逐个地合并成一些子集, 直至整个总体都在
6、一个集合之内为止。在系统聚类法中, 类与类之间用不同的方法定 义距离,产生了不同的系统聚类法,即最短距离法、最长距离法、中间距离法、重心法、类平均法、可变类平均法、可变法、离差平方和法。在本论文研究中, 我们将选取的 27 个样本国 家及研究确定的指标, 应用几种常用的系统聚类法来进行试运算,最后认为两种方法最合适:欧氏类平均法适合作经济社会发展水平的聚类分析; 欧氏 最长距离法适合作安全生产状况聚类分析。3? 1990 年 27 个国家经济社会发展水平与安全生产状况聚类分析3 ?1? 建立系统聚类分析模型矩阵 ( 表 1)3 ?2? 不同国家经济社会发展水平聚类分析对所选定的 27 个国家,
7、 依据表 1 对这些国家 进行经济社会发展水平聚类,得到下述分析计算结果,27 个国家分成 3 类, 如图 1 所示。表 1? 1990 年世界 27 个国家经济社会发展水平与安全生产状况聚类分析数据矩阵序? 号国? 家Y, 10万人 死亡率X1X2X3X4X5X6X71瑞典2?62 ? 6250502 ?7637 ? 290 ? 22 ? 996 ? 57 2美国5234402 ?175 ? 25 ? 195 ? 82 ? 497 ? 14 3德国5 ? 07202902 ?885 ? 3498 ? 33 ? 195 ? 81 4加拿大8?5197902 ?576 ? 66 ? 51012
8、? 195 ? 89 5澳大利亚7?6175903 ?385 ? 14 ? 981 ? 72 ? 394 ? 64 6意大利11174203 ?266 ? 73 ? 182 ? 84 ? 791 ? 14 7英国1?6162201 ?989 ? 14 ? 885 ? 51 ? 497 ? 96 8新加坡11?2117400 ?31003 ? 168 ? 11 ? 398?7 9俄罗斯12?9668516 ? 673 ? 8393 ? 34 ? 186 ? 13 10韩国3057408 ?773 ? 83 ? 489 ? 80 ? 882 ? 08 11白俄罗斯9?3346024 ? 2674
9、? 8933 ? 978 ? 41 12阿根廷21?331908 ?186 ? 51083 ? 52 ? 798 ? 17 13匈牙利1728807 ?5625 ? 878 ? 62 ? 988 ? 73 14墨西哥112830872 ? 53 ? 654 ? 81 ? 173 ? 17 15巴西23?5278010 ? 474 ? 74 ? 4391 ? 477 ? 15 16委内瑞拉5 ? 5326505 ?4843351 ? 686 ? 86 17马来西亚7?7238014 ? 649 ? 85 ? 156 ? 30 ? 473 ? 95 18土耳其43?5228018 ? 361 ?
10、22 ? 247 ? 30 ? 953 ? 09 19保加利亚10?4226017 ? 766 ? 55 ? 275 ? 23 ? 381 ? 49 20罗马尼亚10172018 ? 353 ? 62 ? 8921 ? 670 ? 91 21波兰6?517008 ?961 ? 8581 ? 52 ? 188 ? 39 22乌克兰11?716002366 ? 95 ? 292 ? 84 ? 380 ? 19 23泰国30?9152012 ? 718 ? 73 ? 530 ? 10 ? 236 ? 04 24埃及1581018 ? 344 ? 13 ? 9760 ? 861 ? 02 25中国14
11、?532027 ? 126 ? 42 ? 348 ? 71 ? 546 ? 01 26捷克共和国5?43167 ?374 ? 84 ? 491 ? 22 ? 892 ? 19 27孟加拉国428036 ? 819 ? 31 ? 5190 ? 233 ? 59 ? ? 注: 表中数据来源世界银行。X1= 人均国民生产总值 ( 美元) 、X2= 农业产值占 GDP 比重 ( % )、X3= 城市人口比重 ( % ) 、X4= 公共教育经费占 GDP 的比重 ( % )、X5= 中学生入学率 ( % ) 、X6= 每千人医生数、X7= 非农部门就业人数占就 业总人数比重 ( % )。 ? ? 第一类
12、, 经济社会水平发达的国家有 7 个:瑞 典、美国、德国、加拿大、澳大利亚、意大利、英国。这几个国家的人均国民经济产值都在 15000 美 元以上。第二类, 经济社会水平中等发达和经济转型的 国家有 16 个: 乌克兰、俄罗斯、白俄罗斯、保加利亚、罗马尼亚、埃及、马来西亚、波兰、捷克、匈牙利、韩国、阿根廷、巴西、墨西哥、委内瑞拉 和新加坡。第三类, 经济社会水平较落后的国家: 中国、 泰国、土耳其和孟加拉。这几个国家的人均国民经济产值都在 1000 美元以下。 3 ?3? 不同国家安全生产状况聚类分析计算通过应用欧氏最长距离系统聚类分析方法,对6中国煤炭第 31 卷第 11 期2005 年 1
13、1 月27 个国家的安全生产状况进行聚类分析计算,将 27 个国家分成 3 种类型, 如图 2 所示。第一类,安全生产状况好的国家 9 个,10 万人死亡率均低于 7 ?6。在这 9 个国家中包含 3 种类 型的国家, 一是经济高度发达国家,如澳大利亚、德国、英国、美国、瑞典;二是中等发达的国家,如波兰、捷克共和国; 三是经济状况比较落后的国家,如:孟加拉国、马来西亚、委内瑞拉。图 1? 欧氏可变类平均法对 1990 年 27 个国家经济社会发展水平聚类分析结果? ? 第二类,安全生产状况中等的国家 13 个,10万人死亡率在 7 ?6 20。同样包含 3 种类型的国 家,一是经济发达国家:加
14、拿大和意大利;二是中等发达和发展中国家: 埃及、墨西哥、马来西亚、俄罗斯、乌克兰、白俄罗斯、保加利亚、罗马尼 亚、匈牙利和新加坡; 三是中国。第三类, 安全生产状况较差的国家 5 个。这几个国家的 10 万人死亡率一般都在 20 以上,包括泰 国、巴西、阿根廷、土耳其、韩国。3 ?4? 经济社会发展水平与安全生产状况差异比较与交互分析从前面的聚类分析对比计算结果中不难发现, 经济发达的国家安全生产状况比较好;经济落后的国家安全生产状况也可能好, 即存在一定的差异性。其中决定性的因素就在于, 一个国家的安全生产状 况受其所处的发展阶段影响, 如孟加拉, 依照世界银行的国家经济水平划分, 属于世界
15、上最不发达的国家, 但这个国家安全生产状况好。究其原因是该 国 尚处于农业经济阶段, 工业生产的规模和发展速度都很低, 因意外事故造成的人员死亡率很低。将前面依据经济社会发展水平聚类获得的分析 计算结果, 与依据安全生产状况聚类划分国家分类进行交互分类,以双向列联表的方式列表,见表2, 这就是本研究为 1990 年世界部分国家经济社会发展水平与安全生产状况聚类分析获得的总体性描 绘的基本图像。在所有国家与地区中,没有一个单元在交互分类中超过了两个等级,说明经济社会发展水平与安全生产状况之间存在着相互制约、相互影响的关系。图 2? 欧氏最长距离法对 1990 年 27 个国家安全生产状况聚类分析
16、结果由此分析,可得如下结论:( 1) 处于左上 ! 右下对角线的国家,其安全生产状况的好坏与其所出经济社会发展阶段相协调。分为 3 种情况:第一类是经济发达国家, 安全生产 处于最高水平,包括澳大利亚、德国、英国、美国和瑞典;第二类发展中国家和经济转型国家, 安全生产处于中等水平,包括新加坡、俄罗斯、墨西 哥、乌克兰、白俄罗斯、保加利亚、罗马尼亚、匈牙利、埃及和马来西亚;第三类是经济不发达国家,安全生产状况较差,如泰国和土耳其。( 2) 位于对角线下方的国家是经济发达和中等 发达的国家, 如加拿大和意大利为发达国家, 安全生产状况居中等水平,但 10 万人死亡率呈下降趋7安全生产发展规律聚类分析势。另一类是阿根廷、韩国和巴西,属新型工业 化,国家安全生产状况较差, 10 万人死亡率高于20,但近年已开始呈大幅下降的趋势。( 3) 位于对角线上方的国家也分为 3 类,第一 类是是中等发达国家, 如波兰、匈牙利和捷克,安全生产状况较好; 第二类是发展中国家, 安全生产状况中等, 如中国;第三类是经济欠发达而安全生产较
