模糊物元分析在某金属矿山职业卫生分级管理中的应用

(1.江西理工大学资源与环境工程学院 江西 赣州 341000；2.江西省安全生产科学技术研究中心 江西 南昌 330000)

引言

随着快速的工业化进程，我国金属矿山职业病形势愈发严峻，职业卫生管理工作任重道远。 分类及分级的方法是建立职业卫生监管长效机制的重要手段，通过职业卫生监督分类及分级，为职业卫生监管指明了方向[1]。但我国职业卫生管理模式并没有一个统一标准，只有少数几个城市如上海[2]、珠海[3]、成都[4]等地出台了职业卫生分类分级管理办法，且由于矿山的特殊性及职业病的高发性，缺少非常适用金属矿山的职业卫生分类分级管理办法。

1983年蔡文创立了一门新兴学科，这门学科不同于传统意义上的数学，也不同于实验课程，而是处于这两者之间，这种新兴学科即物元分析法[5]。大量研究表明：在对待不相容问题时，要综合考虑事物、特征、量值三个要素，才能找到相应的解决办法，同时对于事物的发展变化规律给出详尽的描述，使处理问题的整个过程更加形式化[6]。

职业危害因素的模糊性、复杂性、不确定性增加了职业卫生管理工作的难度，相比于其他发达国家，我国的职业卫生评价工作滞后，常用的职业卫生评价方法已经不能满足工作的需要[7]，职业卫生分类分级管理不仅能促进了企业自律，改善职业卫生状况，还能使卫生监督部门有的放矢地对职业病危害严重的企业加强监督，提高监督质量和效率[8]。而现有的模糊物元分析法，其指标及权重的确定没有明确的标准，本文以某金属矿山职业卫生管理现状为研究对象，通过专家调查权法确定分级监管指标以及指标权重，探索模糊物元分析在企业职业卫生管理中的应用。

一、现场调查及检测

某金属矿山是一座有着四十多年地下开采历史的有色金属矿山，属大型采、选综合企业，企业现有职工1900余人，主要产品为铜精矿和硫精矿，以及精矿中含金、银等。该金属矿山采用地下开采方式，采用竖井-斜坡道联合方式进行开拓，北矿带采用下向分层进路胶结充填采矿法；南矿带采用上向和下向分层进路水砂充填采矿法。选矿工艺流程包括破碎、矿石提升输送、废石提升、球磨、浮选、精矿脱水系统组成。

根据《职业病危害因素分类目录》，经现场调查、工程分析，结合原辅材料生产用量、生产工艺过程及特点、工人实际接触机会、职业病危害因素对人体健康危害程度等综合分析，某金属矿山的主要职业病危害因素为：粉尘(矽尘)、噪声、手传振动、CO、CO2、NO、NO2、SO2、二硫化碳、松节油。根据其职业病危害因素检测报告，可知其作业场所职业病危害因素的状况，具体见表1。

表1 职业危害因素检测结果

二、模糊物元分析

(一)金属矿山职业卫生分级监管模糊物元模型

根据模糊物元的理论分析以及已建立的金属矿山职业卫生分级监管体系，建立基于模糊物元的金属矿山职业卫生分级监管体系分级模型，如图1所示。

图1 金属矿山职业卫生分级管理体系模糊物元模型

(二)确定各因素的权重

基于对27位专家问卷调查权重法]建立了以“矿山工程概况-作业环境职业卫生状况-职业卫生管理水平状况-职业病危害因素接触人员接触状况”为一级指标的金属矿山职业卫生分级监管指标，然后应用界值法和数值转换法对分级监管指标进行筛选，最终确立的分级监管指标包含4个一级指标、12个二级指标和67个三级指标(表2)。然后，应用层次分析法确定整个分级监管指标的主观权重，再根据熵值法确定整个分级监管指标的客观权重，最后将主观权重和客观权重综合起来，运用乘法集成法，计算出组合权重，一级、二级组合权重见表3、4。

表2 职业卫生指标体系

表3 一级指标组合权重

表4 二级指标组合权重

(三)金属矿山职业卫生监管级别

《建设项目职业病危害风险分类管理目录》(安监总安健〔2012〕73号)中将建设项目职业病危害风险分类分成严重、较重、一般三类。本文基于金属矿山行业职业病危害严重的基础上，细化每一个金属矿山的职业卫生状况，对金属矿山职业卫生监督量化分级。本文研究在不违背国家标准的前提下，将监督等级细化为5个级别以及具体要求，见表5。

表5 金属矿山职业卫生监督量化分级及要求

根据上述确定的金属矿山职业卫生监督级和别专家咨询评分结果，确定各分级指标的经典域，具体见表6。

表6 各分级指标的经典域及节域

(四)金属矿山职业卫生分级监管模糊物元的建立

(1)构建其复合模糊物元

将分级监管指标分为m个等级，n个作为主要因素，构建金属矿山职业卫生分级监管的n维模糊物元，用Rn表示：

(1)

(2)构建金属矿山职业卫生分级监管的隶属度物元

确定本分级指标的隶属函数之前，根据表5、6首先将指标分级标准划分为M1,M2,M3,M4,M5，分别表示V级、IV级、III级、II级、I级五个等级，然后确定每个等级的隶属度函数，本文采用三角形隶属函数模型，见图2。

图2 三角形隶属函数分布图

图2中，A1(a1,b1)、A2(a2,b2)、A3(a3,b3)、A4(a4,b4)、A5(a5,b5)分别表示各分级指标经典域量值范围，μ1(x)、μ2(x)、μ3(x)、μ4(x)、μ5(x)分别表示M1、M2、M3、M4、M5五个等级隶属度函数，具体结构如下：

(2)

式(2)中，δ1、δ2、δ3、δ4、δ5分别代表经典域的中间值，x代表各指标的均值，根据式(2)可求得各分级因素对分级等级的隶属度，vjik表示xik中第j个等级的隶属关系(i=1,2,…,n;k=1,2,…,p)，可得m个等级中的n维隶属度物元Rmn：

(3)

(3)构建金属矿山职业卫生分级监管指标的权重物元,计算得出的组合权重构建各级分级监管指标的权重物元Rwik：

(4)

其中，wik表示各级分级监管指标的组合权重。

(4)建立综合模糊复合物元Rb：

(5)

其中，bji表示第j等级中第i项分级监管指标的隶属度集中值(j=1,2,…,m；i=1,2,…,n)。

(五)对金属矿山职业卫生分级监管进行综合分级

(1)确定固有职业危害风险状况、职业卫生管理水平状况、作业人员接触状况的模糊复合物元RX。

(6)

上式(6)中，wi表示第i项主要因素的权重值(i=1,2,…,n)，xji表示第i项主要因素对第j等级的隶属度加权平均值(j=1,2,…,m；i=1,2,…,n)。

(2)建立模糊综合分级模糊复合物元

为了使金属矿山职业卫生分级监管更加客观有效，将上式(7)中xji中的平均值、最大值和最小值选为分级指标，如下：

(7)

则可以建立分级模糊复合物元，如下：

(8)

则进行综合分级管理的模糊复合物元RD，如下：

第j等级的综合分级值dj：

(9)

(10)

上式(10)中，金属矿山职业卫生分级监管等级为综合分级值中max(dj)所对应的等级M。

由公式(6)可得一级指标模糊复合物元RX：

由公式(7)和(8)可得金属矿山职业卫生分级监管综合分级模糊复合物元Rd：

由公式(9)和公式(10)可得某金属矿山职业卫生分级监管综合分级模糊复合物元RD：

根据表6、7以及图2，可得dmax=d4，对应等级M4，职业卫生分级监管等级为II级,所以某金属矿山职业卫生严重程度为一般，进行常规监督，监督频率为1次/年，引导与监督并重，推动矿山完善各项管理制度及预防措施等。同时也说明本文构建的金属矿山职业卫生分级管理体系应用简单高效，有较好的可用性。

三、结论及展望

本文在对金属矿山职业卫生管理研究、体系构建研究以及大量文献的基础上，建立了较为完善的金属矿山职业卫生分级监管指标及金属矿山职业卫生分级管理体系。将建立的金属矿山职业卫生分级管理体系运用到某金属矿山，得出了dmax=d4，即该金属矿山职业卫生严重程度为一般，职业卫生分级监管等级为II级，进行常规监督，监督频率为1次/年。

对金属矿山职业卫生分级管理体系研究，本文还处于初步探索阶段，还有待进一步研究。金属矿山职业卫生分级监管指标是根据相关法律法规及专家权重法得出的，仍带有主观性及局限性，且分级监管指标中很多没有确定的衡量值，实际操作性较差，仍需进一步完善。