基于FUZZY-AHP的矿井职业卫生安全评价模型及应用＊

麻正丽，李润求，陈晓勇

（湖南科技大学 资源环境与安全工程学院，湖南 湘潭 411100）

基于FUZZY-AHP的矿井职业卫生安全评价模型及应用＊

麻正丽，李润求，陈晓勇

（湖南科技大学 资源环境与安全工程学院，湖南 湘潭 411100）

为了全面、准确地定量评价煤矿的职业卫生状况，根据影响煤矿职业危害的主要因素，建立了层次结构模型，构建了职业卫生指标体系。利用层次分析法确定了各评价指标的权重，并给出了模糊综合评价运算模型，最终得出评价结果。结果表明，该煤矿职业卫生管理、防护措施、应急救援这3个影响因素权重最大。根据计算得出影响职业卫生因素的不同权重，确定了职业卫生管理的重点和提高企业的职业卫生管理水平的相关对策，最后通过实例应用验证了此方法的可行性。

模糊层次综合评价；职业卫生；安全评价；煤矿

煤炭工业是我国重要的经济产业，随着社会经济的高速发展，职业病灾害已成为我国煤矿安全生产管理中突出问题之一。我国煤矿产业职业病防治工作面临的形势已迫在眉睫，且职业危害历史遗留的问题较为突出。根据国家安全生产监督总局提供的数据，2014年全国职业病29 972例。其中，职业性尘肺病26 873例，急性职业中毒486例，慢性职业中毒795例，其他职业病合计1 818例。从行业分布看，煤炭开采为11 396例，共占全国报告职业病例数的38.02%，由此可见，煤矿的职业卫生管理工作已是重中之重。而职业危害因素的模糊性﹑复杂性﹑不确定性增加了管理工作的难度，相比于其他发达国家，我国的职业卫生评价工作滞后，常用的职业卫生调查法﹑职业卫生检测法﹑检查表法﹑职业卫生作业分级法等职业卫生评价方法具有局限性，不能对同时存在的因素进行综合评价，对企业的整体职业危害程度不能真实反映，已经不能满足工作的需要。因此，本文结合煤矿生产﹑人员﹑环境﹑管理等方面的因素，建立引起了职业病危害的指标体系，采用模糊层次综合评价法对煤矿职业卫生进行评价，得出了煤矿职业卫生安全等级，为煤矿职业卫生进行有效管理提供了指导和参考。

1 煤矿职业卫生评价指标体系的建立

根据煤矿职业卫生专业标准和职业病危害控制职业卫生管理水平，查阅相关文献资料，针对煤矿职业卫生所涉及的范围，考虑到模型的合理性、通用性、简洁性和可操作性等基本要求，在煤矿职业卫生评价中采用了层次模型。从实用出发评价指标体系分为一级指标5个，二级指标15个，具体结构如表1所示。

表1 煤矿职业卫生状况层次分析指标体系

2 煤矿职业卫生综合评价模型

基于煤矿职业卫生的影响因素，采用模糊层次分析法与模糊综合评价模型相结合的方法对煤矿的职业卫生进行综合评价，评价步骤如下。

2.1 构造判断矩阵

确定各层次因素后，用1～9标度法定量表示两两因素相比的重要程度的判断尺度，根据层次结构模型，参考相关资料，并通过专家采用表1中的标度值对各个指标之间关系的重要情况打分，得到判断矩阵（Dij）n×n，其中，Dij=1/Dij，Dii=1.

2.2 计算各因素的权重

计算判断矩阵D中的每一个因素针对其准则的相对重要性程度，利用方根法计算权重向量W，对向量M进行归一化计算，得到应权重向量W=（w1，w2，…，wn），则：

式（1）中：j=1，2，…，n.

2.3 判断矩阵的一致性检验

式（2）中：RI为平均随机一致性指标，它与判断矩阵的阶数有关。

当CR≤0.1时，认为判断举止符合满意一致性要求，是可以接受的；当CR＞0.1时，必须对判断矩阵做适当调整。

2.4 多级模糊综合评价

确定因素集U和权重集W，把一级指标设为因素集U=（u1，u2，…，un），将U中的任一元素ui划分为t个子集，得到二级指标因素集合Ui=（ui1，ui2，…uit）.U对应的权重集为w=（w1，w2，…，wn），Ui对应权重集为Wi=（wi1，wi2，…，wit），Ui的单因素评价矩阵记为Ri，评价集设为V，评价集V=（v1，v2，v3，v4，v5）=（很好、较好、一般、差、很差）。

2.4.1 一级模糊综合评价

根据评价集V划分的5个等级，通过专家打分确定各个因素的隶属度，假设邀请了t位专家参与评判，依据评价集V的评价语对每个指标进行评定，如果其中有K位专家认定Uit的等级为Vk，则Uit隶属度为rit，k=k/t，计算各指标因素的隶属度，可得到Vi的模糊判断矩阵Ri=（rit，k）ni×m，一级模糊综合评价模型为Bi=Wi×Ri.

2.4.2 二级模糊综合评价

用一级评价的结果Bi构成因素集U的单因素评价，因此，有二级综合评判为B=W×R.

2.4.3 综合评分的计算

表2 安全等级加权值和标准值

由上述B中的Bi的大小可以看出各指标在煤矿职业卫生的安全程度，如果评价结果要量化分值，则采用模糊加权平均法对模糊向量结果进行处理，将煤矿职业卫生程度划分为5个等级，采用满分百分制给分如表2所示。

综合评价得分：

式（3）中：e为加权值；k为待定系数，k=1或2，目的是控制bj所引起的作用。

3 实例应用

某煤矿生产能力为1.9×106t，开采方式为机械化综合采煤法，该煤矿建立了安全、环境与健康管理体系，并建有健康监护制度、职业卫生管理制度和职业病危害因素监测制度，各项职业病防护措施较完善，防护用品配备齐全。现以此煤矿为例，采用模糊层次分析法并结合模糊综合评价模型对该煤矿进行职业卫生现状评价。

3.1 构建判断矩阵并计算权重

根据煤矿的实际状况及参考有关资料，按照表1层次结构模型，集中专家讨论构建一级指标相对于总目标重要程度的判断矩阵为：

基于此矩阵，可以计算得到煤矿职业卫生评价体系中一级指标对总目标的权重向量W=（0.08 0.23 0.04 0.42 0.23），判断矩阵一致性比例CR=0.004，因此，判断矩阵D具有满意一致性。同理，可得二级指标层Uij对一级指标层U1，U2，U3，U4，U5的判断矩阵D1，D2，D3，D4，D5，而且都具有满意一致性。根据权重计算结果，结合专家意见对各二级指标打分，每个等级的专家打分人数占总数的百分比得到了模糊隶属度，比评分结果如表3所示。

3.2 模糊综合评价

根据上述公式，对作业场所U1进行一级模糊综合评价，B1=W1×R1=（0.126 0.316 0.348 0.20 0.01），同理计算，可得健康监护U2、应急救援U3、职业卫生管理U4、防护措施U5这4个一级指标对应各个评价等级的隶属度，具体如表4所示。利用一级模糊评级的结果进行二级模糊综合评价，则B=W×R=（0.307 0.338 0.303 0.050 0.002）。由此可见，该煤矿综合职业卫生现状方面，有30.7%为很好，33.8%为较好，30.3%为一般，5%为差，0.2%为很差。根据上述公式，加权计算职业卫生现状的综合评价结果V=0.307×100+0.338×85+0.303×70+0.05×50+0.002×10=83.16，这表明该煤矿的职业卫生现状属于“一般安全”，需要进一步改善，比如完善作业场所、应急救援和防护措施等。

根据权重及排序结果，对煤矿职业卫生管理状况提出以下几点改进措施：①对从事接触职业病危害因素作业的人员做好上岗前和定期职业健康体检，及时发现和调离职业禁忌人员。②加强制度建设和完善组织机构与人员的配置，保障职业卫生管理工作顺利进行；③粉尘作业人员作业时必须佩戴防尘口罩；噪声作业人员应配给护耳器（耳塞或耳罩）。在防尘综合措施中，个体防护是重要的辅助措施，此外应提供必要条件，使工人能勤换工作服、勤洗澡、保持皮肤清洁。④控制作业场所空气中粉尘浓度，从源头上有效控制粉尘的产生，加强除尘技术应用。⑤积极开展职业卫生培训，提高工人安全保护意识，并将有关应急救援和防护措施告知劳动者，开展健康促进教育，促使职工自愿地采用有利于健康的行为，消除或降低危险因素，降低常见病的发病率，延长职业寿命。

表3 某煤矿职业卫生综合评价指标权重及模糊隶属度

表4 隶属度的计算结果

4 结论

利用模糊层次综合评价法可以比较客观、合理地对煤矿职业卫生状况进行综合评价，还可以克服层次分析法的局限性，合理地反映煤矿的职业卫生状况。通过对模糊层次综合评价模型的求解，对煤矿职业卫生的影响因素的相对重要性进行排序，结果显示，职业卫生管理是首位，防护措施次之，健康监护因素为末位。这为煤矿职业卫生管理工作提供了理论决策依据。

［1］李闯铭，陈国芳，陈瑛，等.层次分析法在某电厂职业卫生管理中的应用［J］.江西理工大学学报，2016，37（03）.

［2］郝长胜，盛军坤，樊雪敏，等.基于模糊层次分析法的矿山安全综合评价模型［J］.煤炭技术，2016（02）.

［3］徐扬，周延，孙鑫，等.基于模糊层次分析法的矿井安全综合评价［J］.中国安全科学学报，2009（05）.

R13

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.21.016

2095－6835（2017）21－0016－03

国家安全生产监督管理局南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室开放基金项目（编号：E21727）

麻正丽（1989—），女，研究方向为安全科学与工程。

〔编辑：张思楠〕