海洋平台噪声风险评估与管理研究

孙 刚，余建星，景海泳

（天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津300072） ①

海洋经济已成为我国国民经济新的增长点，保证海洋石油开采的稳定性和持续性成为亟待解决的问题［1－2］。海洋平台噪声由于其对作业人员的舒适性、工作效率及安全等产生不良影响因而成为不可忽视的问题。Kryter指出：噪声对身体的不利影响已远远超过单纯的听力损失，高噪声环境将直接导致职业紧张心理，严重影响作业人员的精神和行为，继而引发海洋事故［3］。本文结合海洋石油行业特点，对海洋平台噪声风险源进行分类，建立了噪声作用机制模型，引入层次分析法和模糊综合评判法，结合调查问卷分析了海洋平台噪声并对噪声管理进行决策，为深入了解平台噪声并进行管理提供了一种新的思路。

1 海洋平台噪声风险源及其作用机制

海洋平台噪声风险源可用噪声风险源树状结构描述，如图1。

图1 海洋平台噪声风险源树状结构

海洋平台噪声风险源主要分为空气动力因素、人因因素、流体动力因素和设备因素4大类［4－5］。空气动力因素主要指通风机、风管、空调等引起的噪声，这类噪声是由于高速气流、不稳定气流以及气体与物体相互作用而产生的。人因噪声主要是由作业人员的日常活动，例如工作期间操作引起以及日常吵闹、通讯等引起。流体动力因素引起的噪声主要是由于流体直接冲击结构物或者相互作用引发振动引起。设备噪声主要由电机、修井机、泥浆泵、液压设备4部分引起。

在分析噪声风险源后，提出海洋平台噪声风险作用机制模型，如图2所示。

图2 海洋平台噪声风险作用机制模型

2 海洋平台噪声风险管理策略

有效的风险管理将显著控制噪声水平、提高员工效率并增强企业的竞争力。本文从海洋平台噪声风险作用机制出发，将层次分析法和模糊综合评判法引入噪声研究，对噪声风险是否需要管理和管理的内容进行了详细的分析。

2.1 层次分析法

层次分析法（AHP）能满足噪声风险管理决策的要求，通过建立判断矩阵将外界环境因素和个人因素有效整合，收集相关数据，平衡各种因素，使之具体化、系统化，再通过定量计算判断现状是否需要管理。

层次分析法的基本原理是将复杂系统中的各种因素，依据相互关联及隶属关系划分为一个有序的树状结构；依据专家打分判断同一层次内因素的相对重要性，并用一致性准则检验评判的准确性；然后得到各因素相对于目标的重要性总排序。

主要有4个步骤：①建立树状结构图，如图1所示；②建立判断矩阵；③计算元素的相对权重；④计算对于总目标的权重，进行总排序。

2.2 模糊综合评判法

模糊综合评判利用模糊变换原理和最大隶属度原则，考虑目标的多个影响因素，作出综合评价。基本步骤为：①确定因素集U；②建立评语集V；③进行评判［6－7］。

3 实例分析

本文选取某海洋平台作为实例分析对象，通过调查问卷并运用上述方法，对该平台的噪声风险进行分析。问卷主要分为2个部分，分别请噪声控制专家和作业人员进行回答。第1部分问卷针对噪声控制专家共发放20份，实收20份；第2部分问卷针对作业人员共发放100份，有效回收100份。

3.1 海洋平台噪声风险管理策略选择

建立海洋平台噪声风险源树状结构图，如图1所示。根据树状结构图和调查问卷结果，建立判断矩阵，如表2～6所示。

表2 对于策略目标的判断矩阵

表3 对于空气动力的判断矩阵

表4 对于人因的判断矩阵

表5 对于流体动力的判断矩阵

表6 对于设备的判断矩阵

根据调查结果得出各因素的得分xi，并依据表6中的总排序值得到策略指数计算式算数据如表7。

表7 策略指数M计算数据

续表7

可以看出：进行管理的策略指数大于维持现状的，表明该企业目前需要对海洋平台噪声进行管理。该结果比较符合该企业海洋平台噪声风险现状，应有针对性的进行管理。

3.2 海洋平台噪声风险管理内容选择

3.2.1 确定影响因素集合评语集

根据噪声管理所带来的效果建立评判因素U，U＝（降低员工生理疾病发病率，减少员工心理问题，降低因行为失控引起的事故，提高工作效率，减少花费），然后建立噪声风险源管理策略影响因素集u，ui＝（空气动力，人因，流体动力，液压设备与修井机，电机与泥浆泵）（为了使管理更有针对性，这里将设备因素分为液压设备与修井机和电机与泥浆泵来进行单独考虑）。评语集为V＝（赞成，较赞成，中立，较反对，反对）。

3.2.2 进行评判

作业人员对噪声管理的态度问卷调查结果统计如表8。

表8 员工态度统计

然后根据策略选择中判断矩阵中权重值的确定 方法，得到内容选择权重集，如表9。

表9 策略选择权重

由表8可得，判断矩阵为

由表9可得

ω1＝（0.25，0.12，0.11，0.27，0.25）

计算得到

B1＝（0.27，0.20，0.10，0.08，0.03）

同理可得

归一化处理后得

从判断矩阵R′可以看出：该企业对噪声风险源管理5方面持中立以上态度的比重分别为84%（40%＋29%＋15%）、88%（43%＋26%＋19%）、90%（34% ＋34% ＋12%）、85%（45%＋23%＋17%）和93%（49%＋30%＋14%）。其中电机与泥浆泵的比重为93%，应首先对其进行管理。风险源管理的优先顺序为电机与泥浆泵、流体动力、人因、液压设备与修井机、空气动力，对海洋平台噪声进行管理时可依据以上的顺序。

针对首先需要进行管理的电机与泥浆泵因素方面给出以下的管理建议：在电机的排气系统上安装采用特殊多孔性吸声材料和阻抗复合式的消声器，据机房的建筑特点进行隔声和消音设计，充分利用建筑结构特点和采用合理有效的吸声材料及消声设备进行降噪处理［8］。

再结合基于《2006年作业中健康风险控制：石油和天然气工业路线图》建立起来的噪声风险管理系统（如图3所示），可以对以上的风险源做到循环、严密周密的控制，达到逐步改善噪声水平的效果。

图3 噪声风险管理系统

4 结论

海洋工程具有较高的风险和技术需求。噪声风险对作业人员影响较大，来源广泛。本文在海洋平台噪声风险作用机制模型的基础上，引入层次分析法和模糊综合评判法，将定性和定量、员工和专家意见相结合，更科学、更系统地对噪声风险是否需要管理进行决策，并对噪声风险源进行分析；再根据分析结果，给出管理建议，做到对噪声源长效控制，使噪声水平维持在正常的范围内，以保证工作效率和企业的效益。

［1］ 赵洪山，刘新华，白立业.深水海洋石油钻井装备发展现状［J］.石油矿场机械，2010，39（5）：68-74.

［2］ 侯福祥，王 辉，任荣权，等.海洋深水钻井关键技术及设备［J］.石油矿场机械，2009，38（12）：1-4.

［3］ Kryter.The handbook of hearing and effects of noise［M］.New York：Academic Press，1994.

［4］ 孙 光.船舶上层建筑舱室噪声预测方法研究［D］.哈尔滨：哈尔滨工程大学，2007.

［5］ 王 国，王 娴，赵鑫磊，等.海洋石油平台HVAC系统噪声分析与控制［A］.第十四届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集，1556-1559.

［6］ 闫天红，周国强，王延明.基于模糊综合评判方法的钻井队设备现状评估［J］.石油矿场机械，2009，38（7）：5-9.

［7］ 蔡丽丽，张 晓.穿越航道海底输气管线风险评估方法［J］.石油矿场机械，2012，41（6）：54-57.

［8］ 蒋宏业，姚安林，毛 建，等.输气管道压气站事故人为因素研究［J］.石油矿场机械，2011，40（3）：17-19.