本發(fā)明屬于職業(yè)衛(wèi)生與職業(yè)病控制領(lǐng)域，涉及一種基于多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的職業(yè)危害綜合風險評估與預警方法。

背景技術(shù)：

1、職業(yè)危害是指在工作環(huán)境中可能對工人身體健康或生命安全造成損害的因素。職業(yè)危害包括粉塵、放射性、工業(yè)噪聲和其他物理因素。為了保護工人的身體健康和生命安全，用人單位需制定職業(yè)危害預防措施及管理方案。

2、高危粉塵作業(yè)是指用人單位的勞動者在職業(yè)活動中從事接觸石棉、游離二氧化硅含量在10％以上粉塵的作業(yè)，或者接觸其他粉塵且罹患塵肺病風險較高的作業(yè)。塵肺病是法定職業(yè)病中的一種，是由于在職業(yè)活動中勞動者長期吸入生產(chǎn)性粉塵，并在肺內(nèi)沉積而引起的以肺組織彌漫性纖維化為主的全身性疾病。高危粉塵對作業(yè)人員的危害十分嚴重，“速發(fā)、群發(fā)、高發(fā)”塵肺病基本都是高危粉塵所致，死亡率、致殘率高，通過對高危粉塵風險的監(jiān)測與預警，控制了高危粉塵所致塵肺病，也就基本解決了塵肺病高發(fā)的問題。

3、放射性事件是指核輻射或其他放射性物質(zhì)的泄露、事故等情況引發(fā)的突發(fā)事件。這類事件具有高度的不可預測性和危險性，對生命、財產(chǎn)及環(huán)境造成重大影響。為了保障公眾的安全和降低可能造成的損失，制定和執(zhí)行一套科學、完善的放射性事件應急預案顯得尤為重要。

4、工業(yè)噪聲是指工廠在生產(chǎn)過程中由于機械震動、摩擦撞擊及氣流擾動產(chǎn)生的噪聲。例如化工廠的空氣壓縮機、鼓風機和鍋爐排氣放空時產(chǎn)生的噪聲，都是由于空氣振動而產(chǎn)生的氣流噪聲。球磨機、粉碎機和織布機等產(chǎn)生的噪聲，是由于固體零件機械振動或摩擦撞擊產(chǎn)生的機械噪聲。由于工業(yè)噪聲聲源多而分散，噪聲類型比較復雜，因生產(chǎn)的連續(xù)性聲源也較難識別，治理起來相當困難。

5、因此，亟需一種能綜合評估與預警多種職業(yè)危害的方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的職業(yè)危害綜合風險評估與預警方法，實現(xiàn)對潛在危害風險進行有效預警，從而降低工種對作業(yè)人員帶來的職業(yè)危害。

2、為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種基于多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的職業(yè)危害綜合風險評估與預警方法，具體包括以下步驟：

4、s1：收集并分析塵肺病、放射性危害和噪聲危害等職業(yè)病數(shù)據(jù)，分別建立作業(yè)人員塵肺病患病風險指標體系及預警模型、放射性風險指標體系及預警模型和噪聲危害指標體系及預警模型；

5、s2：將步驟s1建立的三種模型結(jié)合其他物理因素指標體系及評估模型，建立多源異構(gòu)的綜合評估或預警模型；

6、s3：采集或收集職業(yè)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)、職業(yè)衛(wèi)生監(jiān)測數(shù)據(jù)、職業(yè)病數(shù)據(jù)、職業(yè)衛(wèi)生監(jiān)管數(shù)據(jù)；將資源數(shù)據(jù)分為粉塵、放射性、工業(yè)噪聲和其他物理因素(溫度、氣壓、電磁場等)等四類職業(yè)危害數(shù)據(jù)庫；然后利用不同計算框架將四類職業(yè)危害數(shù)據(jù)庫構(gòu)建成多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的職業(yè)危害防控決策支持大數(shù)據(jù)中心；

7、s4：基于步驟s3構(gòu)建的職業(yè)危害防控決策大數(shù)據(jù)中心，利用數(shù)據(jù)分布式采集和分布式存儲技術(shù)，設(shè)計針對職業(yè)病危害數(shù)據(jù)的多維索引技術(shù)；然后，通過在線監(jiān)測裝備，采集職業(yè)危害場所的實時數(shù)據(jù)，與靜態(tài)數(shù)據(jù)相結(jié)合，建立基于大數(shù)據(jù)與云計算的職業(yè)危害預警支撐平臺；

8、s5：將步驟s4建立的基于大數(shù)據(jù)與云計算的職業(yè)危害預警支撐平臺與步驟s3建立的多源異構(gòu)的綜合評估或預警模型融合，形成職業(yè)危害綜合風險評估與預警體系。

9、進一步，步驟s1中，建立作業(yè)人員塵肺病患病風險指標體系及預警模型的具體步驟為：

10、s101：收集粉塵作業(yè)場所5年以上的職工檔案不少于1000份，提取塵肺病危害因素檢測數(shù)據(jù)和醫(yī)檢報告；

11、s102：調(diào)研或收集呼吸性粉塵累積接塵量與塵肺病患病關(guān)系，以及國內(nèi)外塵肺病致病機理等成果，采用德爾菲法和層次分析法等方法，結(jié)合相關(guān)現(xiàn)場工程師與工人調(diào)查資料等因素，初步篩查出塵肺病患病風險指標體系相應因素，對主要指標及各個層次指標進行權(quán)重分析，主要涵蓋以下內(nèi)容：粉塵危害性質(zhì)：粉塵的種類(煤塵、矽塵、水泥塵、重晶石粉塵)、游離二氧化硅含量、粉塵分散度、作業(yè)場所濃度、接觸時間；現(xiàn)場生產(chǎn)情況：粉塵性質(zhì)(成分)、工藝過程、塵源控制、防塵措施、降塵措施、設(shè)備年限、設(shè)備損耗、防護設(shè)施損耗、防護設(shè)施效果(除塵效果)、實時監(jiān)測濃度；個人防護措施；接觸時間：接塵工齡、日均接塵作業(yè)時間；接塵作業(yè)情況：勞動強度、呼吸量；現(xiàn)場管理等情況；個體因素：個人生活習慣等；

12、s103：通過理論計算與統(tǒng)計分析，將收集的職工職業(yè)健康體檢資料、職業(yè)病診斷資料和作業(yè)場所職業(yè)病危害因素檢測數(shù)據(jù)分類整理；根據(jù)數(shù)據(jù)資料情況對相關(guān)指標進行數(shù)學統(tǒng)計分析，初步探討相關(guān)聯(lián)系；對初步形成的指標體系進行修訂，形成指標體系；組織專家對指標體系進行論證，根據(jù)論證結(jié)果，進一步修訂指標體系，形成呼吸性粉塵危害預警指標體系；

13、s104：應用回歸分析和模擬數(shù)學等方法，對收集資料記性數(shù)學分析，通過粉塵危害加權(quán)值、呼吸性粉塵累積接塵量和個人因素加權(quán)值綜合加權(quán)形成呼吸性粉塵危害風險值，建立塵肺病預警模型，將預估呼吸性粉塵對人體的危害，針對工種進行預警，從而采取相應措施降低發(fā)病風險或延長發(fā)病年限；

14、s105：組織專家對建立的模型進行論證探討，根據(jù)專家反饋問題進行討論與修正，形成能夠有效科學預測的作業(yè)人員塵肺病患病風險指標體系及預警模型；將預警模型與現(xiàn)場結(jié)合，驗證作業(yè)人員塵肺病患病風險指標體系與預警模型的科學性和準確性。

15、進一步，步驟s1中，建立放射性風險指標體系及預警模型的具體步驟為：

16、s111：收集礦道氡濃度的實測數(shù)據(jù)，以及對人體危害警戒線數(shù)據(jù)等，形成放射性危害數(shù)據(jù)庫；再采用分段插值模擬方法，研究礦道溫濕度預測模型，結(jié)合氡濃度檢測方法，形成氡濃度與溫濕度的關(guān)系模型；將關(guān)系模型進行多次迭代和應用，提升氡濃度預測預警的準確性；

17、s112：在此基礎(chǔ)上，借助放射性職業(yè)病數(shù)據(jù)，采用分析方法，結(jié)合相關(guān)現(xiàn)場調(diào)查資料，建立放射性風險指標體系，對主要指標及各個層次指標進行權(quán)重分析，主要涉及到氡氣濃度、劑量、持續(xù)時間、機體因素等；再收集放射性職業(yè)病診斷資料、危害因素數(shù)據(jù)、健康體檢數(shù)據(jù)資料、氡氣與人體危害劑量反應關(guān)系、氡氣濃度、接觸時間、機體因素等與患病貢獻率(神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng))等，建立放射性風險指標體系及預警模型；將預警模型與現(xiàn)場結(jié)合，驗證預警模型的科學性。

18、進一步，步驟s1中，建立噪聲危害指標體系及預警模型的具體步驟為：

19、s121：在球諧域分析每個傳聲器陣列采集的聲信號，得到陣列對應的局部聲場展開系數(shù)；分析環(huán)境噪聲等因素對局部聲場展開系數(shù)的影響，并在球諧域定量估計環(huán)境噪聲；在此基礎(chǔ)上利用局部聲場展開系數(shù)和局部環(huán)境噪聲信息，采用最小二乘法等方法合成全局聲場展開系數(shù)及其對應的環(huán)境噪聲數(shù)據(jù)，支持聲場重構(gòu)及預測；基于全局聲場展開系數(shù)，研究在球諧域的聲源定位方法，從而實現(xiàn)對工業(yè)典型設(shè)備噪聲的準確測量；

20、s122：在此基礎(chǔ)上，借助噪聲職業(yè)病數(shù)據(jù)，采用層次分析等方法，結(jié)合相關(guān)現(xiàn)場工程師與工人調(diào)查資料等因素，建立噪聲危害指標體系相應因素，對主要指標及各個層次指標進行權(quán)重分析，主要涉及到強度、頻率、接觸時間等；再應用回歸分析等方法，收集噪聲職業(yè)病診斷資料、危害因素數(shù)據(jù)、健康體檢數(shù)據(jù)資料、噪聲與人體健康危害的關(guān)系模型(借助國際標準化組織(iso)發(fā)布的iso?26639標準、世界衛(wèi)生組織(who)發(fā)布的《環(huán)境噪聲與健康》指南、《噪聲職業(yè)病危害風險管理指南》)、噪聲強度、頻率和接觸時間的患病貢獻率(聽覺、神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、心血管系統(tǒng))等，建立噪聲危害體系及預警模型；將預警模型與現(xiàn)場結(jié)合，驗證預警模型的科學性。

21、進一步，步驟s3中，構(gòu)建多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的職業(yè)危害防控決策支持大數(shù)據(jù)中心的具體步驟為：

22、s301：采集或收集職業(yè)環(huán)境監(jiān)測、職業(yè)病、職業(yè)衛(wèi)生監(jiān)督和職業(yè)病防治等數(shù)據(jù)，根據(jù)分布采集與清洗、集中整合與存儲、全局應用的模式對影像學數(shù)據(jù)，以及在線監(jiān)測數(shù)據(jù)等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進行職業(yè)危害數(shù)據(jù)處理和整合，將資源數(shù)據(jù)分為粉塵(化學性質(zhì)、物理性質(zhì)、作業(yè)場所粉塵濃度、累計暴露時間、防塵措施等)、放射性(輻射類型、劑量、持續(xù)時間、機體因素等)、工業(yè)噪聲(強度、頻率、接觸時間等)和其他物理因素(溫度、氣壓、電磁場等)等四類職業(yè)危害數(shù)據(jù)庫，并設(shè)計數(shù)據(jù)資源分類存儲方案，建立基于主題的職業(yè)危害預警信息分類數(shù)據(jù)庫；

23、s302：當數(shù)據(jù)收集整合存儲好后，針對數(shù)據(jù)和任務的不同特性，需要使用不同的計算框架，擬采用mapreduce、storm和spark三種計算框架結(jié)合來處理數(shù)據(jù)。

24、進一步，步驟s302中，mapreduce計算框架用于處理海量歷史數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)，通過mapreduce能分析低延遲和時效性不高的數(shù)據(jù)，如每周、月統(tǒng)計任務；storm流式計算框架用于處理和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)接入層源源不斷的采集數(shù)據(jù)流，并進行其他實時統(tǒng)計和分析；實時分析和迭代計算采用spark內(nèi)存計算框架，spark的分布式內(nèi)存計算模型能夠?qū)Ａ繑?shù)據(jù)在線分析和建模。

25、進一步，步驟s302中，在基于四類職業(yè)危害數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)挖掘分析和故障診斷的時候，傳統(tǒng)的單機模式顯然不能滿足性能需求和時效需求，所以需要使用基于mapreduce的mahout和基于spark的spark?mllib，通過mahout和mllib內(nèi)置的計算模型和各種機器學習算法，業(yè)務人員可以較為輕松的進行各種基于分類、聚類和時序關(guān)聯(lián)的故障診斷建模。

26、進一步，步驟s4中，建立基于大數(shù)據(jù)與云計算的職業(yè)危害預警支撐平臺，具體步驟為：

27、s401：基于職業(yè)危害防控決策大數(shù)據(jù)中心，利用數(shù)據(jù)分布式采集和分布式存儲技術(shù)，并行數(shù)據(jù)庫技術(shù)和spark技術(shù)，采用分層設(shè)計和結(jié)構(gòu)化開發(fā)方法，設(shè)計針對職業(yè)病危害數(shù)據(jù)的多維索引技術(shù)，研發(fā)具有可擴展、高性能、高度容錯的職業(yè)危害預警支撐平臺；

28、s402：通過在線監(jiān)測裝備，采集職業(yè)危害場所的實時數(shù)據(jù)，與靜態(tài)數(shù)據(jù)相結(jié)合，建立基于大數(shù)據(jù)與云計算的職業(yè)危害預警支撐平臺。

29、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明構(gòu)建了多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的職業(yè)危害防控決策支持大數(shù)據(jù)中心，再利用數(shù)據(jù)分布式采集和分布式存儲技術(shù)，設(shè)計針對職業(yè)病危害數(shù)據(jù)的多維索引技術(shù)，設(shè)計針對職業(yè)病危害數(shù)據(jù)的多維索引技術(shù)，設(shè)計出了具有可擴展、高性能、高度容錯的職業(yè)危害預警支撐平臺。該模型實現(xiàn)對潛在危害風險進行有效預警，從而降低工種對作業(yè)人員帶來的職業(yè)危害。

30、本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導。本發(fā)明的目標和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書來實現(xiàn)和獲得。