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中山大学硕士学位论文基于模糊神经网络的职业病危害风险评估研究 基于模糊神经网络的职业病危害风险评估研究 专业：计算机应用技术 硕士生：彭蕾芳 指导老师：陈有青副教授 摘要 自改革开放以来，随着市场经济体制的建立，我国国民经济发展迅速，但与 此同时，职业病危害也日益增多，己成为制约国民经济进一步发展及影响构建和 谐社会的因素之一。我国建设项目职业病危害评价工作尚处于起步阶段，缺乏系 统的，科学的，规范的评价方法。到目前为止，还没有任何一个评估方法可以适 用于所有行业和区域，因此一个准确可靠的评估方法是职业卫生监督人员和企业 管理人员迫切想得到的，对控制我国职业病危害，保障劳动者健康和促进企业健 康发展具有深远的意义。 本文是广东省基金项目( 编号2 0 0 7 8 0 3 1 5 1 2 0 0 5 ) 化工行业建设项目职业病危 害风险评估模型研究和国家卫生部基本职业卫生服务试点的工作的一部分。 本文研究职业病危害风险评估模型，在综合分析了传统的b p 神经网络 ( b p n n ) 和模糊逻辑在风险评估中的优缺点之后，根据本课题的特点，结合 b p n n 和模糊逻辑的优点，提出了基于模糊神经网络( f u z z yn e u r a ln e t w o r k ， 孙烈) 构造分类器的职业病危害风险评估模型，并进一步讨论了模糊神经网络的 结构、学习算法及步骤。本文根据广东省化工行业职业病危害风险评估调查资料， 在职业病危害评价专家的指导下，在分析了职业病危害风险相关因素的基础上， 应用聚类、d e l p h i 等方法选用了5 个与职业危害事故发生密切相关的指标作为评 估因子。以8 0 0 家资料完整的存在有毒有害作业的企业职业卫生资料为训练测试 数据，对网络进行训练和测试，对测试结果进行评估，通过计算危害风险等级为 “高”的一类的分准率和分全率，可以看出该评估效果是良好的，而且在低风险 类别的判别上精度比较高，有助于职业病监督人员做出重点评估决策，从而大大 提高了职业监督的效率、科学性和准确性。最后与b p 算法进行比较，通过实践 可以看出模糊神经网络在收敛速度和分类准确性等方面都优于b p 网络。目前该 评估模型正在广东省职业病防治院使用。最后提出了今后有待进一步研究和完善 中山大学硕士学位论文 基于模糊神经网络的职业病危害风险评估研究 的一些问题。 关键词：职业病危害，风险评估，神经网络，模糊逻辑，模糊神经网络 中山大学硕士学位论文基于模糊神经网络的职业病危害风险评估研究 r e s e a r c ho nr i s ka s s e s s m e n to fo c c u p a t i o n a lh a z a r db a s e do nt h ef u z z yn e u r a ln e t w o r k m a j o r ：c o m p u t e ra p p l i c a t i o nt e c h n o l o g y n a m e ：p e n gl e i f a n g s u p e r v i s o r ：c h e ny o u q i n g ( a s s o c i a t ep r o f e s s o r ) a bs t r a c t w i t ht h ee s t a b l i s h m e n to ft h es y s t e mo fm a r k e te c o n o m ys i n c et h eb e g i n n i n go f r e f o r ma n do p e n i n gu p ，t h ee c o n o m yo fo u rc o u n t r yd e v e l o p sr a p i d l y w h i l ea tt h e s a m et i m e ，t h eo c c u p a t i o n a lh a z a r d sa r eg r o w i n gt h a th a sb e e no n eo ft h ef a c t o r s w h i c hc o n s t r a i nt h ee c o n o m yt od e v e l o pf u r t h e ra n da f f e c tt ob u i l das o c i e t yo f h a r m o n y t h ep r o j e c to fo c c u p a t i o n a lh a z a r de v a l u a t i o nf o rc o n s t r u c t i o np r o j e c t so f o u rc o u n t r yi ss t i l la ta ne a r l ys t a g ea n dw ea r el a c ko fas y s t e m a t i c ，s c i e n t i f i c ， s t a n d a r d i z e de v a l u a t i o nm e t h o d s of a r , t h e r ei so no n ee v a l u a t i o nm e t h o dt h a tc a nb e a p p l i e dt oa l lv o c a t i o n sa n dr e g i o n s ，s oa na c c u r a t ea n dr e l i a b l em e t h o di sn e e d e dt o t h eo c c u p a t i o n a lh e a l t hs u p e r v i s o r sa n dm a n a g e r so ft h ee n t e r p r i s e s t h em e t h o dw i l l m a k eaf a r r e a c h i n gs i g n i f i c a n c ef o rc o n t r o l l i n gt h eo c c u p a t i o n a lh a z a r d si nc h i n a ， k e e p i n gw o r k e r s h e a l t ha n dp r o m o t i n gt h ed e v e l o p m e n to ft h ee n t e r p r i s e s t h ep a p e ri s p a r to ft h ep r o j e c t ( n o 2 0 0 7 8 0 3 1 51 2 0 0 5 ) “t h er e s e a r c ho ft h e o c c u p a t i o n a l h a z a r dr i s ka s s e s s m e n tm o d e li nc h e m i c a l i n d u s t r yc o n s t r u c t i o n p r o j e c t s w h i c h i s p r o p o s e db yt h eg u a n g d o n gp r o v i n c e f u n da n da n d b a s i c o c c u p a t i o n a lh e a l t hs e r v i c e se x p e r i m e n t a lu n i t ”o fm i n i s t r yo fh e a l t hp r c h i n a t h i sp a p e rc o n c e n t r a t e so nt h em o d e lo fo c c u p a t i o n a lh a z a r dr i s ka s s e s s m e n t a f t e rt h ea n a l y s i so nt h ea d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so ft h et r a d i t i o n a lb pn e u r a l n e t w o r k ( b p n n ) a n df u z z yl o g i co nr i s ka s s e s s m e n t ，a c c o r d i n gt ot h ef e a t u r eo ft h e p r o j e c t ，c o m b i n i n gw i t ht h ea d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so ft h eb p n na n dt h ef n n ， a no c c u p a t i o n a lh a z a r dr i s ka s s e s s m e n tm o d e lb a s e do nf u z z yn e u r a ln e t w o r k ( f n n ) c l a s s i f i e ri sp r o p o s e di nt h i sp a p e r t h ea u t h o rs t u d yt h es t r u c t u r e ，l e a r n i n ga l g o r i t h m a n dt h es t e p so ff n n f u r t h e r a c c o r d i n gt ot h es u r v e yd a t ao ft h eo c c u p a t i o n a lh a z a r d r i s ka s s e s s m e n to fg u a n g d o n ge n t e r p r i s e s ，u n d e rt h eg u i d a n c eo ft h em e d i c a le x p e r t s ， o nt h eb a s i so fo c c u p a t i o n a lh e a t hr e l a t e dr i s k f a c t o r s ，a p p l y i n gc l u s t e r i n g 中山大学硕士学位论文基于模糊神经网络的职业病危害风险评估研究 m e t h o d o l o g ya n dd e l p h im e t h o d o l o g y , t h ea u t h o r c h o o s e s5 i n d e x e sw h i c ha r e a f f m i t i v ew i t ho c c u p a t i o n a lh a z a r di n c i d e n t st ob et h ea s s e s s m e n tf a c t o r s a f t e rt r a i n g a n dt e s t ，t h ea u t h o rc o m p u t e st h ep r e c i s i o na n dr e c a ho ft h e “h i g h l e v e la n di t se f f e c t i sg o o d a n dt h em o d e lh a v eag o o da c c u r a c yo ft h el o wl e v e l t h es u p e r v i s o r sw i l l d e c i d ee a s i l y ，e f f e c t i v e l ya n de x a c t l y c o m p a r e dw i t hb p n n ，i tc o n v e r g e sq u i c k l y , h a sah i g hr a t eo fc l a s s i f i c a t i o na c c u r a c y t h ea p p l i c a t i o no ft h i ss y s t e mc a nh e l pu st o r e d u c et h ec o s t ，r a i s et h ee f f i c i e n c y , m a k er i g h td e c i s i o n a tl a s t ，t h ee s s a yr a i s e s p r o b l e m sw h i c h n e e df u r t h e rr e s e a r c ha n dp e r f e c t i o n k e y w o r d s ：o c c u p a t i o n a lh a z a r d ，r i s ka s s e s s m e n t ，n e u r a ln e t w o r k ，f u z z yl o g i c ，f u z z y n e u r a ln e t w o r k 论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人 或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集 体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文使用授权声明 本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版，有权将学 位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆、院系资料室被查 阅，有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其 他方法保存学位论文。 导师签名： 日期：弦彰眸r 月f 日 中山大学硕士学位论文基于模糊神经网络的职业病危害风险评估研究 1 1 项目背景 第一章绪论 自改革开放以来，随着市场经济体制的建立，我国国民经济发展迅速，但与 此同时，职业病危害也日益增多，已成为制约国民经济进一步发展及影响构建和 谐社会的因素之一。目前，全国的职业病危害形势十分严峻，专家指出，未来1 0 年，我国职业病将进入高发期【。 我国存在职业病危害的企业分布广泛，从传统工业，到新兴产业以及第三产 业，接触职业病危害因素的人数以亿计。急性职业中毒事故屡屡发生。我国职业 病患者累计数量、死亡数量及新发病人数量，都居世界首位1 2 4 1 。目前我国存在 有毒有害作业的企业超过1 0 0 万家，受到职业病威胁的人数接近3 千万。国际劳 工组织对职业病的相关统计显示，因工伤和职业病造成的损失占全球g d p 的4 左右，我国由于职业病每年造成的经济损失大概在8 0 0 0 亿元左右。按照企业职 工伤亡事故经济损失统计标准( g b 6 7 2 1 - 8 6 ) ，职业病造成的直接经济损失主要 为医药费，护理费，营养费，工资，歇工工资，疗养费，补助费等。广东省现患 尘肺病例1 万多人，按照中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所李涛主任 医师的估算( 尘肺病人每人每年的各种直接经济损失约为3 4 1 万元) 【5 j ，仅尘 肺病每年就会造成我省直接经济损失3 4 1 亿元。广东省惠州力奇宝石厂、惠州 超霸电池厂、佛山皓昕首饰加工厂等企业发生群体性职业病事件后，罢工，上访， 上街游行，堵塞交通要道等事件陆续出现，给社会带来了不良影响。职业病造成 的间接经济损失更是无法估算。 广东省现有上规模的工业企业5 0 多万家，行业分布以电子、轻工、机械、 化工、煤炭、冶金、纺织、建材、陶瓷等为主，生产职工总数为1 0 0 0 多万。其 中，存在有毒有害作业的企业约3 0 万家，主要的职业危害因素包括粉尘，如矽 尘、煤尘、水泥尘等：化学因素，如苯和苯的同系物、金属毒物、农药和高分子 化合物等；物理因素，如噪声、高温、射线等以及超时、超负荷劳动、卫生防护 设施缺乏或不完善等劳动过程与卫生条件不良的有关因素。接触有毒、有害物质 的生产职工有3 0 0 多万人。然而，目前专职职业卫生监督员仅有2 1 4 人，即平均 中山大学硕士学位论文基于模糊神经网络的职业病危害风险评估研究 每位职业卫生监督员需要监督管理1 4 0 0 家存在有毒有害的企业，加上监督员专 业学历普遍偏低，且缺乏职业卫生监督高级技术人才，这对职业卫生监督工作的 深入开展带来了一定的困难。 广东省企业数量巨大，而职业卫生监督员数量少，开展职业卫生监督工作需 要根据广东省实际情况抓重点进行监管。根据这个指导方针，过去5 年广东省职 业卫生工作初见成效，有效地降低了职业病的发生率和影响，如制鞋业着重控制 所使用的辅料粘合剂中必须不含苯，电子厂则重点抓好三氯乙烯( 因存在个体特 异性) 岗位不能轮岗，宝石加工行业则重点做好工作环境和工人个体防护以避免 吸入高浓度二氧化硅造成工人矽肺等等。 然而随着时间的推移，广东省职业病危害已进入高发期，职业病危害十分严 重，职业病发病人数居高不下。因此下一阶段的职业卫生监督要向深度和广度推 进，而这项工作要得以实现和有效完成，首先得开展高效的职业卫生工程分析工 作。 职业卫生监督是技术性非常强的工作，由于部分职业卫生监督员的卫生工程 分析和职业卫生专业知识不够，产生重法规轻专业技术的倾向，只生搬硬套法律 条文和强调管理制度的有无，而无法判断这些制度在具体的生产环境中的适用性 和正确性，更无法在复杂的生产工艺中很好地识别危害和分析风险，使监督效率 降低。因此，研究和推行简单易行的基于风险管理的职业卫生监督模式十分必要。 这对促进我国建设项目职业病危害评价工作发展具有重要意义。本研究就是为此 项工作的顺利开展提供技术支持的。 化工行业使用危险化学用品种类繁多，数量较大，存在的职业病危害问题较 严重，迫切需要解决风险评估问题，所以本项目以化工行业建设项目为研究对象。 1 2 课题来源 本文是广东省基金项目化工行业建设项目职业病危害风险评估模型研究 和国家卫生部基本职业卫生服务试点的工作的一部分。 2 中山大学硕士学位论文基于模糊神经网络的职业病危害风险评估研究 1 3目的和意义 为了提高我国建设项目职业病危害评价的科学技术水平，有效地保护广大劳 动者的身体健康，减少职业病的发生几率，促进经济社会持续和稳定发展，创造 社会和经济效益。本文在国内首先建立基于模糊神经网络( f n n ) 的职业病危害风 险评估模型，对化工行业建设项目进行职业病危害风险评估。该课题的目的是： l ：确立化工行业建设项目职业病危害的分类方法，提出化工行业建设项目 职业病危害风险评估预测指标及其体系。 2 ：开发的风险评估管理软件模型能够正确评估化工行业建设项目职业病危 害风险，对建设项目进行准确的职业病危害分类。并且软件要通过专家 测试。 3 ：开发的风险评估管理软件模型运行安全，易操作和易维护，可在各化工 行业建设项目职业病危害评价机构中广泛推广应用。 通过建立一套在建设项目职业病危害评价工作中可运用计算机技术进行科 学的风险预测评估的方法，提高建设项目职业病危害评价工作效率和技术水平， 达到有效控制我国职业病危害，保障劳动者健康和促进企业健康发展的目的。这 对促进我国建设项目职业病危害评价工作发展具有重要意义。 1 4 国内外研究现状 在发达国家，职业危害日益减少，在职业安全健康管理体系中，职业安全是 重要的研究对象【5 1 ，目前从国外引进的职业安全健康体系与我国目前的职业病防 治需求有很大的差距。与国外不同，我国职业危害日益严重，职业安全与职业卫 生属于不同的体系，开展适用于职业卫生领域的职业危害风险评估方法的研究有 很大的必要性，也有很大的研究空间。 近几年，国内在金融市场、企业安全生产、环境污染、投资分析、工程建设 等领域广泛开展软件风险管理的研究。但建设项目职业病危害风险评估研究起步 较迟，有关文献报道甚少。在2 0 0 2 年国家颁布实施职业病防治病法后，我 国开始成立建设项目职业病危害评价机构，开展评价工作。职业病防治法规 定从职业病危害的源头加以控制，对可能存在职业病危害的新建、扩建、改建建 3 中山大学硕士学位论文基于模糊神经网络的职业病危害风险评估研究 设项目和技术改造、技术引进项目实行职业病危害评价制度【6 】。2 0 0 6 年国家卫 生部下发的建设项目职业病危害分类管理办法规定对职业病危害建设项目实 行分类管理。把可能产生职业病危害的建设项目分为职业病危害轻微、职业病危 害一般和职业病危害严重三类。职业病危害预评价、职业病危害控制效果评价由 依法取得资质的职业卫生技术服务机构( 评价机构) 承担，并规定由评价机构根 据建设项目是否存在严重职业病危害因素，工作场所可能存在职业病危害因素的 毒理学特征、浓度( 强度) 、潜在危险性、接触人数、频度、时间、职业病危害 防护措施和发生职业病的危( 风) 险程度等进行综合分析后，对建设项目的职业 病危害进行分类。同时规定，评价机构对评价的建设项目承担相应的法律责任1 7 】。 目前，我国职业病危害评价机构在开展评价工作中，主要采用类比法、检查 表法、经验法与定性和定量等方法进行综合分析【8 - 1 。建设项目安全风险评价和 环境影响评价已相对成熟，但职业病危害风险评估的方法尚在探讨之中。由于我 国建设项目职业病危害评价工作尚处于起步阶段，缺乏系统的、科学的、规范的 评价方法，对建设项目建成后可能存在的职业病危害风险没有建立起一套科学的 风险预测评估模型，这无疑对从事建设项目职业病危害评价的机构和建设项目建 设单位都存在着巨大的风险。建设项目一旦建成投产后，假如因为评估的疏忽， 造成职业病中毒事故，不但危及劳动者健康与生命安全，造成企业经济损失，还 因此将使评价机构承受法律责任。所以，尽快研制一套科学的建设项目职业病危 害风险预测评估模型，己成当务之急。我国建设项目职业病危害评价分析评估管 理研究尚属起步阶段。将风险分析全过程作为一个系统性问题来研究，这将大大 提高风险分析的准确性、科学性和实效性。开展这方面的研究，必将是职业病防 治科学管理发展的趋势。 国内外应用于职业安全健康风险评估的方法有很的【1 2 l ，常见的有类比法， 检查表法，经验法法与定性和定量等方法进行综合分析：常见的还有风险评价指 数矩阵、l e c 、m l s 、r = f e m l 等，其具体的介绍详见第二章第三节的“职业病风 险评估方法介绍”。 目前尚未见有将模糊神经网络技术应用于职业病危害风险评估研究的报道。 4 中山大学硕士学位论文基于模糊神经网络的职业病危害风险评估研究 1 5 本文完成的工作 本文在分析目前职业病危害风险评估中存在过分依赖人工审核、效率低等问 题的基础上，以广东省职业卫生摸底调查、事故调查处理和建设项目职业卫生评 价资料为研究对象，针对数据审核时，记录的数据模糊且多为定性指标的情况， 尝试将模糊神经网络分类技术引入职业病危害风险评估领域。本文构建出合适的 模糊神经网络分类器并详细介绍了它的具体结构，学习算法，学习步骤。在分析 了职业危害风险相关因素的基础上，应用聚类法、d e l p h i 法等方法选用了5 个与 职业危害事故发生密切相关的指标作为评估因子，对数据进行预处理，使其适用 于模糊神经网络。通过对8 0 0 家资料完整的存在有毒有害作业的企业职业卫生资 料进行训练和测试，对测试结果进行评估，通过计算危害风险等级为“高 的一 类的分准率和分全率，可以看出该评估模型其效果是良好的，而且在“低 风险 类别的判别上精度比较高，有助于职业病监督人员做出重点评估决策，从而大大 提高了职业监督的效率、科学性和准确性。最后与b p 算法进行比较，通过实践 可以看出模糊神经网络在收敛速度和分类准确性等方面都优于b p 网络。本文最 后还提出了今后有待进一步研究和完善的一些问题。 本文最重要的工作是：根据化工行业职业病的影响因素，确定风险评估因子 及其权重，并在此基础上建立、训练和测试该基于模糊神经网络的职业病危害风 险评估模型，并开发了基于该评估模型的评估系统。 1 6 论文组织结构 本文分为六章，主要介绍了课题的背景以及意义，职业病的相关概念，神经 网络和模糊逻辑的相关理论，设计并实现了基于模糊神经网络的职业病危险风险 评估模型，简单介绍了评估系统。论文的组织结构如下： 第一章：绪论。本章主要介绍了课题的背景、意义和来源，以及职业病危害 风险评估在国内外的研究现状，最后介绍了本文研究的主要内容和文章的组织结 构。 第二章：职业病危害风险评估。首先介绍了职业病的一些基本概念，其次介 绍了风险评估和风险管理的相关概念，最后介绍了几种常见的职业病危害风险评 5 中山大学硕士学位论文基于模糊神经网络的职业病危害风险评估研究 估方法并给出了常用的评估方法的比较。 第三章：神经网络和模糊神经网络。重点介绍了神经网络技术、模糊理论， 模糊神经网络的特点，最后将神经网络与模糊理论进行了简单的比较。 第四章：基于模糊神经网络的职业病危害风险评估模型的设计与实现。根据 化工行业的特点，在职业病危害评价专家的指导下，应用聚类，d e l p h i 等方法确定 了风险评估因子。建立基于模糊神经网络的职业病危害风险评估模型并对网络进 行训练和测试，最后将测试结果和其他评估方法进行了比较，证实其评估效果良 好。 第五章：职业病危害风险评估系统。简单介绍了职业危害风险评估系统。 第六章：总结与展望。总结全文，并对未来的研究工作进行了展望。 1 7 小结 本章是论文的开篇，主要介绍了课题的背景、来源，目的与意义以及职业病 危害风险评估在国内外的研究现状。 6 中山大学硕士学位论文基于模糊神经网络的职业病危害风险评估研究 第二章职业病危害风险评估 2 1 职业病危害介绍 2 1 1 职业病的概念 广义上的职业病泛指劳动者在生产劳动及其他职业活动中，由于职业性有 害因素的影响而引起的疾病。本项目中所涉及的职业病是指中华人民共和国 职业病防治法中规定的职业病，指企业、事业单位和个体经济组织的劳动者 在职业活动中，因接触粉尘、放射性物质和其他有毒、有害物质等因素而引起 的疾病。 2 1 2 职业病的特点 与其他职业伤害相比，职业病有以下特点： 职业病的起因是由于劳动者在职业性活动过程中或长期受到来自化学 的、物理的、生物的职业性危害因素的侵蚀，或长期受不良的作业方 法、恶劣的作业条件的影响。这些因素及影响可能直接或间接地、个 别或共同地发生着作用。 职业病不同于突发的事故或疾病，其病症要经过一个较长的逐渐形成 期或潜伏期后才能显现，属于缓发性伤残。 由于职业病多表现为体内生理器官或生理功能的损伤，因而是只见 “疾病”，不见“外伤”。 职业病属于不可逆性损伤，很少有痊愈的可能。换言之，除了促使患 者远离致病源自然痊愈之外没有更为积极的治疗方法，因而对职业病 预防问题的研究尤为重要。 7 中山大学硕士学位论文 基于模糊神经网络的职业病危害风险评估研究 2 2 风险管理及风险评估 2 2 i 风险管理的概念 风险管理又名危机管理，是一个管理过程，包括对风险的定义、测量、评 估和发展应对风险的策略。目的是将可避免的风险、成本及损失极小化。理想 的风险管理，事先已排定优先次序，可以优先处理引发最大损失及发生机率最 高的事件，其次再处理风险相对较低的事件。 实际状况中，因为风险与发生机率通常不一致，所以难以决定处理顺序。 故须衡量两者比重，做出最合适的决定。因为牵涉到机会成本，风险管理同时 也要面对如何运用有效资源的难题。把资源用于风险管理可能会减少运用在其 它具有潜在报酬之类活动的资源，理想的风险管理正是希望以最少的资源消除 最大的危机。而本项目的目的即是通过建立一个职业病危害风险评估模型来评 估化工行业建设项目中的职业病危害程度，以达到利用最少的资金来降低因职 业病而造成的巨大损失。 2 2 2 风险管理的研究方法 风险管理研究的方法有定性分析方法和定量分析方法。定性分析方法是通 过对风险进行调查研究，做出逻辑判断的过程。定量分析方法一般采用系统论 方法，将若干相互作用、相互依赖的风险因素组成一个系统，抽象成理论模型， 运用概率论和数理统计等数学工具定量计算出最优的风险管理方案的方法。 2 2 3 风险管理的步骤 风险管理可以分为四个阶段：风险识别，风险评估，风险控制，风险记录。 无论在国内还是在国外，研究大多集中于风险评估阶段。 英国健康安全局是英国政府主管职业健康的专门机构，对于工作场所的风 险管理有着多年的实践经验。针对组织中常常遇到的问题，该机构提出了下列 的五个步骤【1 4 1 ： 1 寻找危险源； 8 中山大学硕士学位论文 基于模糊神经网络的职业病危害风险评估研究 2 确定可能的受伤害人以及受伤害的方式； 3 对相关的风险进行评估，确定现有的预警方式是否有效，是否需要采 取更进一步的措施； 4 对发现的问题进行存档记录： 5 重新查看整个的评估过程，有必要时可以对其进行修订。 2 2 4 风险评估 风险管理中最重要的步骤就是风险评估。风险评估即是对风险进行分析量 测，确定出风险大小，为进一步的风险控制提供可用于指导操作的信息。 风险评估的一般步骤包括：风险辨识一构建合适的数学模型一专家调查、 历史记录、外推法等获得所需的基本的可用信息一选用数学方法将信息量化一 选用适当的模型与分析方法对数据处理与分析一判断风险大小。 2 2 5 风险处理 认清了风险，评估了风险，最后人们想出种种办法来对付风险，但无论采 用何种方法，风险管理的一条基本原则是：以最小的成本获得最大的保障。对 风险的处理有回避风险、预防风险、自留风险和转移风险等四种方法。 1 回避风险 回避风险是指主动避开损失发生的可能性。如考虑到游泳有溺水的危险， 就不去游泳。虽然回避风险能从根本上消除隐患，但这种方法具有很大的局限 性，因为并不是所有的风险都可以回避或应该进行回避。如人身意外伤害，无 论如何小心翼翼，这类风险总是无法彻底消除。再如，因害怕出车祸就拒绝乘 车，车祸这类风险虽可由此而完全避免，但将给日常生活带来极大的不便，实 际上是不可行的。 2 预防风险 预防风险是指采取预防措施，以减小损失发生的可能性及损失程度。兴修 水利、建造防护林就是典型的例子。预防风险涉及一个现时成本与潜在损失比 较的问题：若潜在损失远大于采取预防措施所支出的成本，就应采用预防风险 手段。以兴修堤坝为例，虽然施工成本很高，但与洪水泛滥造成的巨大灾害相 9 中山大学硕士学位论文基于模糊神经网络的职业病危害风险评估研究 比，就显得微不足道。 3 自留风险 自留风险是指非理性或理性地主动承担风险。“非理性 自留风险是指对损 失的发生存在侥幸心理或对潜在的损失程度估计不足从而暴露于风险中；“理 性”自留风险是指经正确分析，认为潜在损失在承受范围之内，而且自己承担 全部或部分风险比购买保险要经济合算。自留风险一般适用于对付发生概率小， 且损失程度低的风险。 4 转移风险 转移风险是指通过某种安排，把自己面临的风险全部或部分转移给另一方。 通过转移风险而得到保障，是应用范围最广、最有效的风险管理手段，保险就 是其中之一。 2 3 职业病风险评估方法介绍 职业病危害风险评估( r i s ka s s e s s m e n to fo c c u p a t i o n a lh a z a r d ) 1 1 5 j 是指对由 职业病危害因素导致职业病危害发生的可能性和危害程度的评估。按照风险管 理理论，风险评估包括对固有风险因素与风险抵消因素的分析以及综合评估。 固有风险因素是指生产工艺与劳动过程本身所具有的危害，如原料所具有的危 害特征、劳动者暴露于危害因素的时间等；风险抵消因素是通过防护设施、管 理手段等减轻危害的因素，如通风除尘设备、个人防护用品、操作规程等。风 险评估与风险管理框架图如图2 1 。 1 0 中山大学硕士学位论文基于模糊神经网络的职业病危害风险评估研究 图2 - 1 风险评估与风险管理框架图 一般来说职业病评价机构在开展评价工作中，主要采用类比法，检查表法， 经验法与定性和定量等方法进行综合分析。常见的还有风险评价指数矩阵、 l e c 、m l s 、r = f e m l 等；准确度更高的包括层次分析法，模糊逻辑分析法， 蒙特卡洛模拟法，灰色系统理论，人工神经网络法，故障分析树法，影响图法， 贝叶斯理论等。下面主要介绍类比法，作业条件危险性评价法( l e c ) 以及检查表 法。 2 3 1 类比法( s y n e c t i c s ) 类比法【1 6 】是通过相同或相似项目的职业卫生调查，工作场所职业病危害因 素检测等，类推拟建设项目的工作场所职业病危害因素浓度( 强度) 、职业病危 害后果和应采取的职业病防护措施的一种评价方法。因此要求选择的类比资料 应具有较强的可比性，并尽可能由评价单位进行现场调查，以发现类比项目采取 的防护措施的有效与不足之处，便于拟建项目借鉴，起到切实有效的类比作用。 类比资料可比性强，资料完整，类推的评价结论才能真实可信。 类比法使用不当会出现“类比失真”，即因类比失真导致评价结论的偏倚 甚至错误。有三种可能情况：一是类比单位选择不当导致类比失真。选择类比单 位时，建设项目和类比单位之间一旦存在生产规模、生产手艺、原辅材料、生产 设备等方面的不同，就可出现职业病危害因素的种类及职业病危害程度不同的情 1 1 中山大学硕士学位论文 基于模糊神经网络的职业病危害风险评估研究 况，导致评价偏差；二是缺乏全盘意识导致失真。应用类比法时如果只类比检测 资料、健康检查资料，而不类比选址、平面布置、设备布局、职业病危害防护措 施、职业卫生管理等情况时也会导致结果出现偏差。三是现场检测结果失真。检 测机构对职业病危害进行现场检测时，作业单位常采取夜里加紧生产，白天减量 生产、提前冲洗地面等措施，使作业场所的真实情况被掩盖导致检测结果失真。 因此要准确地进行职业病危害评价，选择恰当的类比对象和数据是职业病危 害预评价的基础和关键【1 7 】。 2 3 2 作业条件危险性评价法( l w c ) 作业条件危险性评价法是由美国格雷厄姆和金尼提出的。评价方法考虑了事 故发生的可能性、人员暴露于危险环境的频繁程度和一旦发生事故可能造成的 后果的影响，认为作业条件危险性评价符合以下的关系：d = l x e x c d 一作业条件危险性分值 l 一事故发生的可能性 e 一人员暴露于危险环境的频繁程度 c 一旦发生事故可能造成的后果 当d 值越大，作业条件的危险性也越大。 作业条件危险性评价是一种定性、定量的评价方法，它具有简单易行的特 点，但容易受分析评价人员主观因素影响，适用于各类生产条件。 2 3 3 检查表法( c h e c k l i s ta n a l y s i s ) 检查表分析法( 1 8 】是应用在许多专业学科中实施检查或诊断的一种项目明细 表，建设项目的职业病危害评价或职业病危害控制效果评价工作中应用检查表的 方法，是以国家或行业( 部门) 有关职业病防治的法律、法规、规章、规范和标准 为依据，结合所要评价的建设项目生产过程中可能产生的职业病危害因素等具体 特点，列出实施检查的项目明细表，逐项检查建设项目在设计阶段或竣工验收前 试运行期间预防、控制职业病危害设施与措施的完善程度，找出其不足之处，以 期补充、改进设计或进一步采取治理措施，确保劳动者在生产劳动中的安全和健 康。 1 2 中山大学硕士学位论文基于模糊神经网络的职业病危害风险评估研究 该方法按事先编制的有标准要求的检查表逐项检查，然后按规定的赋分标 准评定安全等级。检查表分析法适用于各类系统的评议、验收、运行、管理和 事故调查的安全检查，属于定性的评价。 检查表分析法简明易懂，操作简单，在职业病风险评估中被广泛使用，有 利于使建设项目职业病危害评价工作标准化、规范化，但检查表编制的质量受 编制人员专业理论、实践和相关法规知识水平的影响。因此，从事建设项目职 业病危害评价工作的人员，除具备一定的职业卫生专业知识以外，要求熟练掌 握并正确理解我国现行的职业病防治法律、法规、规章和标准等。由于不同行 业、不同工艺需要评价的内容不尽相同，因此所列检查表中的检查项目亦不相 同。对于一个稍复杂的评价项目，需事先编制大量的检查表，故检查表法在实 际应用中受到一定的限制。 2 3 4 常见评估方法的比较 下表为一些常见的评估方法的比较【1 8 】( 见表2 - 1 ) 。 表2 - 1 常用的职业安全风险评估方法及其比较 评估目方 评估方法方法特点适用范围应用条件优缺点 标法 安全检查表危险有定按事先编制的有标准各类系统的有事先编制的 简便、易于掌 ( s c l )害因素性要求的榆查表逐项检设计、验收、各类检查表，有 握，编制检查 分析，安 坐 查，按规定赋分评定安运行、管理、赋分、评级标准表难度及工 全等级定全等级事故调查作量大 量 预先危险性分危险有定讨论分析系统存在的各类系统设分析评价人员简便易行，受 析( p h a )害因素性危险、有害因素、触发 计、施一i ：、生 熟悉系统，有丰分析评价人 分析，危条件、事故类型、评定产、维修前的富的知识和实员主观因素 险性等危险等级概略分析和践经验影响 级评价 故障类型和影故障( 事定列表分析系统( 单元，机械电气系评价员熟悉系较复杂，详 响分析故) 原因性元件) 故障类型，故障统，局部j ：艺统，有丰富的知尽，受分析评 ( f m e a )影响等原闪，故障影响，评定过程，事故分识和实践经验，价人员主观 级 影响程度等级 析有根据分析要因素影响 求编制的表格 事件树( e t a )事故原定归纳法，由初始事件判各类局部：【：熟悉系统，元素简便易行，受 冈，触发性断系统事故原冈及条艺=问的冈果关系，分析评价人 条件，事定件，由事件概率计算系有各事件发生 员主观因素 故概率量统事故概牢 概率 影响 中山大学硕士学位论文基于模糊神经网络的职业病危害风险评估研究 故障树( f t a )事故原定演绎法，由事故和基本宇航，核电，熟练掌握方法复杂，精确， 因，事故性事件逻辑推断事故原工艺设备等和事故，基本事工作量大，故 概率定因，由基本事件概率计复杂系统事件问的联系，有障树编制有 量算事故概率故分析基本事件概率误容易失真 l e c 法 危险性定按规定对系统的事故各类生产作赋分人员熟悉简便实用，受 登记性发生可能性，人员暴露业条件系统，对安全生分析人员主 半 情况，危险程序赋分，产有丰富知识观因素影响 定计算后评定危险性等和实践经验 量级 化学指数法 火灾爆 定 根据物质，工艺危险性 生产，存储， 熟练掌握方法， 大量使用图 炸危险 量计算火灾爆炸指数，判处理燃，爆，熟悉系统，有丰表，简洁明 性等级， 定采取措施前后的系化学活泼性，富知识和良好了，参数取值 事故损统整体危险性，由影响有毒物质的的判断能力，须宽，因人而 失范围，单元破坏系数计工艺过程及有各类企业，装异，只能对系 算系统整体经济，停产其他有关工置经济损失目统整体宏观 损失艺系统标值评价 蒙德法火灾，爆定由物质，工艺，毒物， 生产，存储， 熟练掌握方法， 大量使用图 炸，毒物量布置危险计算采用措处理燃，爆，熟悉系统，有丰标，简洁明 及系统施前后的火灾爆炸，毒化学活泼件，富知识和良好了，参数取值 整体危 性和整体危险性指数，有毒物质的的判断能力宽，因人而 险性等评定各类危险性等级工艺过程及异，只能对系 级其他有关工统整体宏观 艺系统评价 六阶段法危险性定检查表法定性评价，基化工厂和有熟悉系统，掌握综合应用几 等级性准局法定量评价，采取 关装置有关方法，具有种方法反复 定措施，用类比资料复相关知识和经评价，准确性 量评，1 级危险性装置用验，有类比资料高，工作量大 e t a ，f t a 等再评价 危险性与可操偏离及定通过讨论分析系统可化工系统，热 分析评价人员简便易行，受 作性研究其原因，性能出现的偏离，偏离原力水力系统 熟悉系统，有丰 分析评价人 后果对冈，偏离后果及对整个 的安全分析富的知识和实员主观因素 系统的 系统的影响践经验影响 影响 m e s 法危险性定按规定对系统的控制各类生产作 赋分人员熟悉 简便实用，受 等级性措施，人员暴露情况，业条件系统，对安全生分析评价人 坐 事故后果赋分，计算后产有丰富只是员主观因素 定评定危险性等级和实践经验影响 量 m l s 法危险性定除考虑危险源同有危各类生产作 赋分人员熟悉简便实h j ，受 等级件 险外，还综合考虑了监业条件系统，对安全生分析评价人 半 测与控制措施，综合计产有丰富只是员主观冈素 定算后评定危险性等级和实践经验影响 量 1 4 中山大学硕士学位论文 基于模糊神经网络的职业病危害风险评估研究 易燃，易爆，危险性定 从物质危险性，工艺危存储，加工，熟悉系统，掌握较为准确，但 有毒重大危险等级 性 险性入手，分析重大事生产大量易有关方法，具有是计算量较 源评价法 半 故发生的原因，条件，燃，易爆，有相关知识和经大 定评价事故的影响范围毒物质工艺验，需要有关数 量和损失，并提出预防，系统据 控制措施 2 4 小结 本章首先介绍了职业病的概念以及特点，其次介绍了风险管理的概念，研 究方法以及评估步骤，最后介绍了几种常见的职业病危害评估方法，并给出了 一些常用的评估方法的比较。 1 5 中山大学硕士学位论文基于模糊神经网络的职业病危害风险评估研究 第三章神经网络和模糊神经网络 3 1 神经网络基本概念 人工神经网络( a r t i f i c i a ln e u r a ln e t w o r k ，趟蝌) 又称神经网络( n e u r a l n e t w o r k ，n n ) ，是由大量的处理单元( 神经元，n e u r o n s ) 广泛连接而成的网 络，是对人脑的抽象、简化和模拟，反映人脑的基本特性。它企图模拟人类的 形象直觉思维，通过由大量的简单模拟神经元实现的一种非线性网络，用神经 网络本身的结构表达输入与输出关系的隐函数编码，并通过自学习或自适应使 网络利用非线性映射思想对信息并行处理【2 。 3 1 1 人工神经元模型 神经网络的基本单元神经元模型如图3 1 所示，它由三个基本要素组成： 1 一组连接，连接强度由各连接上的权值表示，权值为正表示激活，为负 表示抑制。 2 一个求和单元，用于求取各输入信号的加权和(