基于AHP-模糊综合评判法的煤矿噪声职业危害评价

谢所库，张 超

(华北科技学院 安全工程学院，北京 东燕郊 101601)

0 引言

煤炭行业职业危害造成的各种影响无论对企业还是工人都是巨大的，防治工作必须到位。国外通过采用技术手段，辅以管理措施，对煤矿的职业危害进行控制。德国根据不同条件下不同工种的致尘肺时间，采用及时调换岗位等管理方式，大幅减少尘肺病的发生。美国对煤矿职业危害管控的方法采用分级管理的方式。而相对于中国的煤矿职业危害防治，起步晚，专业性低，对煤矿职业危害没有合适的评价方式，各部分都处于发展阶段。煤矿职业危害所涉及的评价指标数量比较多，对煤炭作业场所实施评价时的计算步骤较为复杂，以及各指标体系间所表达信息内容相互交叉的可能性大。目前依然缺少行之有效的矿井职业危害风险评估办法，这将给职业健康管理和职业病防治工作的实施造成较大阻碍，所以对煤炭生产场所的职业危害进行有效辨别和评价是亟待解决的问题。

在煤矿生产场所中，噪声影响对一线工人的危害不可小觑，是导致一线工人产生职业病的主要原因之一，矿井空间相对狭小且基本处于封闭状态，易产生回声和共鸣，煤矿井下使用的风动机械和通风机等设备，产生的高分贝噪声是人耳难以承受的。在这样的环境下长期进行工作，不但会对听力产生影响造成噪声性耳聋外，而且极大可能引起神经系统、心血管系统异常。

我国煤矿职业危害严重，管理粗放、缺少分类指导，目前我国煤矿行业还未形成比较完善的煤矿职业危害评价和分级管理方法。据统计，煤炭行业中超过5%的井下一线工人患有职业性听力损伤，我国职业性噪声引发的职业病发病率达到10%～12%。井下放炮人员，因为突发性的巨响易受到惊吓，会引起神经高度紧张或产生心理阴影。高频噪声容易造成接收不到报警信号的情况，不能准确预测生产事故发生的征兆，引发安全生产事故。国外针对噪声防治方面较早颁布了相关的法律法规，并针对减少噪声危害进行了研究。

根据上述问题，本文将以煤矿职业危害中的噪声危害风险为重点评价对象，通过层次分析法和模糊数学综合评判法相结合的方式，筛选矿井职业危害评价指标，构建煤矿职业危害体系，对煤矿噪声职业危害进行客观且准确地评价，实现对煤矿职业危害的有效控制和管理。

1 煤矿噪声职业危害评价体系构建

依据国家行业标准以及我国煤矿职业危害评价报告的基础上，结合Delphi法，筛选出合适的煤矿噪声职业危害指标，建立目标层：煤矿噪声职业危害体系；准则层：职业健康管理、工人自身状况、生产状况、环境因素、噪声特性、防护措施，以及26个二级指标构建的子准则层，以此形成煤矿噪声职业危害体系[1]，见表1。

表1 煤矿噪声职业危害体系

2 层次分析法(AHP)的应用

2.1 层次分析法的中心思想以及实现过程

错综复杂的问题可以被层次分析法有效分解，形成各种组合因素，继而划分成为递阶层次结构。层次中多个因素的相对重要性进一步通过两两比较进行确定，综合专业人员的判断，确定相应的应对措施以解决目前存在的问题[2]。整个过程反映了人们分解—判断—综合的思想特点。

当使用AHP方法做出某种评价或者某项决策之时，大致归纳为四个步骤[3]：

(1) 分析各指标间相关性，构建递阶层次结构。

(2) 构造两两比较判断矩阵，并检验一致性。

(3) 各个要素的相对权重可以通过判断矩阵确定。

(4) 通过各指标对目标层权重，确定解决方式。

2.2 权重的计算

2.2.1 构造两两比较判断矩阵

(1) 判断矩阵的性质

0

(2) 两两比较的判断次数：n(n-1)/2。

(3) 一致性检验方法

① 计算一致性指标C.I.

(1)

(2)

式中，(AW)i表示向量AW的第i个分量。

② 计算一致性比例

(3)

两两比较的方式是结合1-9标度法对各个指标之间相对重要性来进行，以此来确定两两比较判断矩阵。

2.2.2 计算权重值

利用 MATLAB 软件确定各指标权重，对判断矩阵进行一致性检验，求出最大特征值λmax，其结果见表2。

表2 准则层判断矩阵

其中准则层相对于目标层的权重为A=(0.33，0.15，0.06，0.07，0.15，0.24)，通过分析准则层判断矩阵满足一致性检验，同理计算出子准则层的权重，见表3。

表3 子准则层权重

其中，子准则层指标对准则层指标的权重分别为：

职业健康管理 A1=(0.15，0.14，0.14，0.14，0.14，0.15，0.14)

工人自身状况 A2=(0. 15，0. 17，0. 15，0.17，0.18，0.18)

生产状况 A3=(0. 34，0. 33，0. 33)

环境因素 A4=(0. 33，0.33，0. 34)

噪声特性 A5=(0. 33，0. 33，0. 34)

防护措施 A6=(0. 17，0. 16，0. 17，0. 50)

3 模糊综合评判法的应用

3.1 模糊综合评判法

模糊综合评判法是一种综合性的评判方法[4]，基于模糊数学，能够把定性问题定量化。模糊综合评判法优点在于能够避免主观判断取值，能够在相对模糊的状态下做出评价，通过隶属度理论，对受到多种因素制约的对象进行综合考虑[5]。模糊综合评判法在面对难以量化的问题时能够有效处理，体现出系统性强的特点，对评价结果一目了然[6-7]。

3.2 模糊数学模型的建立

3.2.1 建立评价因素集

对煤矿噪声职业危害状况进行综合评价，确定评价集为：

V={v1，v2，v3，v4，v5}={优，良，中，差，很差}

表4 煤矿噪声职业危害等级评价

3.2.2 建立模糊评价矩阵

对指标进行评价，以确定评价对象对评价集元素的隶属度，可得到模糊评价矩阵[8-9]。针对某煤矿的职业危害评价报告利用专家调查法，由 10位专家对该煤矿噪声职业危害状况进行评价，构成单因素模糊评价矩阵[10]。

职业健康管理单因素评价矩阵R1：

工人自身状况单因素评价矩阵R2：

生产状况单因素评价矩阵R3：

环境因素单因素评价矩阵R4：

噪声特性单因素评价矩阵R5：

防护措施单因素评价矩阵R6：

3.2.3 建立模糊综合评价

通过各指标的权重集Ai与单因素评价矩阵Ri可得出相应指标的模糊综合评价：

B1=A1·R1=(0.213，0.358，0.273，0.099，0.057)

B2=A2·R2=(0.198，0.327，0.234，0.119，0.122)

B3=A3·R3=(0.266，0.368，0.233，0.100，0.033)

B4=A4·R4=(0.266，0.333，0.301，0.066，0.034)

B5=A5·R5=(0.099，0.166，0.366，0.235，0.134)

B6=A6·R6=(0.267，0.351，0.249，0.117，0.016)

将上述评价结果视为多个单因素评价集组成的模糊综合评价矩阵B，则该煤矿噪声职业危害评价为：

C=A×B=(0.2135，0.3217，0.2749，0.1245，0.0654)

3.3 模糊综合评判结果

通过煤矿噪声职业危害等级评价各评分区间的中间值选定煤矿噪声职业危害等级参数，确定为：95，85，75，65，30。综合评价结果为：F=0.2135×95+0.3217×85+0.2749×75+0.1245×65+0.0654×30=78.299

通过分析，对比煤矿噪声职业危害评价等级表确定该矿的煤矿噪声危害程度属于“中”。

4 结论

(1) 根据煤矿企业职业危害健康管理状况、工作场所环境特点以及工人自身状况，结合相关文献、行业标准等总结并筛选出6类26个煤矿噪声职业危害影响因素，并构建煤矿噪声职业危害体系。

(2) 通过层次分析法构造判断矩阵并计算各指标权重值，再根据模糊综合评判法应用于煤矿噪声职业危害体系，进行煤矿噪声职业危害评价，确定该矿的危害程度属于“中”。煤矿噪声能够对煤炭企业造成一定的影响，必须采取防控措施进行遏制。根据以上分析可以得出首先要从职业健康管理与防护措施两方面入手，一是要严格执行管理制度、加强噪声危害监测力度、提高一线工人职业危害培训率以及作业场所警示标示数量；二是及时维护及更新作业场所吸声消声装置，加强一线工人个体防护设备。从中可以看出本方法对需要管控的煤矿噪声职业危害因素更具有针对性、系统性、科学性。

(3) 若进行下一步的研究，能够对煤矿噪声职业危害体系加以完善，且能够对煤矿噪声职业危害体系分级管理奠定基础。