海洋平臺(tái)噪聲風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與管理研究

孫 剛，余建星，景海泳

（天津大學(xué) 水利工程仿真與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300072） ①

海洋經(jīng)濟(jì)已成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)點(diǎn)，保證海洋石油開采的穩(wěn)定性和持續(xù)性成為亟待解決的問題［1－2］。海洋平臺(tái)噪聲由于其對(duì)作業(yè)人員的舒適性、工作效率及安全等產(chǎn)生不良影響因而成為不可忽視的問題。Kryter指出：噪聲對(duì)身體的不利影響已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過單純的聽力損失，高噪聲環(huán)境將直接導(dǎo)致職業(yè)緊張心理，嚴(yán)重影響作業(yè)人員的精神和行為，繼而引發(fā)海洋事故［3］。本文結(jié)合海洋石油行業(yè)特點(diǎn)，對(duì)海洋平臺(tái)噪聲風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行分類，建立了噪聲作用機(jī)制模型，引入層次分析法和模糊綜合評(píng)判法，結(jié)合調(diào)查問卷分析了海洋平臺(tái)噪聲并對(duì)噪聲管理進(jìn)行決策，為深入了解平臺(tái)噪聲并進(jìn)行管理提供了一種新的思路。

1 海洋平臺(tái)噪聲風(fēng)險(xiǎn)源及其作用機(jī)制

海洋平臺(tái)噪聲風(fēng)險(xiǎn)源可用噪聲風(fēng)險(xiǎn)源樹狀結(jié)構(gòu)描述，如圖1。

圖1 海洋平臺(tái)噪聲風(fēng)險(xiǎn)源樹狀結(jié)構(gòu)

海洋平臺(tái)噪聲風(fēng)險(xiǎn)源主要分為空氣動(dòng)力因素、人因因素、流體動(dòng)力因素和設(shè)備因素4大類［4－5］?？諝鈩?dòng)力因素主要指通風(fēng)機(jī)、風(fēng)管、空調(diào)等引起的噪聲，這類噪聲是由于高速氣流、不穩(wěn)定氣流以及氣體與物體相互作用而產(chǎn)生的。人因噪聲主要是由作業(yè)人員的日?；顒?dòng)，例如工作期間操作引起以及日常吵鬧、通訊等引起。流體動(dòng)力因素引起的噪聲主要是由于流體直接沖擊結(jié)構(gòu)物或者相互作用引發(fā)振動(dòng)引起。設(shè)備噪聲主要由電機(jī)、修井機(jī)、泥漿泵、液壓設(shè)備4部分引起。

在分析噪聲風(fēng)險(xiǎn)源后，提出海洋平臺(tái)噪聲風(fēng)險(xiǎn)作用機(jī)制模型，如圖2所示。

圖2 海洋平臺(tái)噪聲風(fēng)險(xiǎn)作用機(jī)制模型

2 海洋平臺(tái)噪聲風(fēng)險(xiǎn)管理策略

有效的風(fēng)險(xiǎn)管理將顯著控制噪聲水平、提高員工效率并增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。本文從海洋平臺(tái)噪聲風(fēng)險(xiǎn)作用機(jī)制出發(fā)，將層次分析法和模糊綜合評(píng)判法引入噪聲研究，對(duì)噪聲風(fēng)險(xiǎn)是否需要管理和管理的內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

2.1 層次分析法

層次分析法（AHP）能滿足噪聲風(fēng)險(xiǎn)管理決策的要求，通過建立判斷矩陣將外界環(huán)境因素和個(gè)人因素有效整合，收集相關(guān)數(shù)據(jù)，平衡各種因素，使之具體化、系統(tǒng)化，再通過定量計(jì)算判斷現(xiàn)狀是否需要管理。

層次分析法的基本原理是將復(fù)雜系統(tǒng)中的各種因素，依據(jù)相互關(guān)聯(lián)及隸屬關(guān)系劃分為一個(gè)有序的樹狀結(jié)構(gòu)；依據(jù)專家打分判斷同一層次內(nèi)因素的相對(duì)重要性，并用一致性準(zhǔn)則檢驗(yàn)評(píng)判的準(zhǔn)確性；然后得到各因素相對(duì)于目標(biāo)的重要性總排序。

主要有4個(gè)步驟：①建立樹狀結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示；②建立判斷矩陣；③計(jì)算元素的相對(duì)權(quán)重；④計(jì)算對(duì)于總目標(biāo)的權(quán)重，進(jìn)行總排序。

2.2 模糊綜合評(píng)判法

模糊綜合評(píng)判利用模糊變換原理和最大隸屬度原則，考慮目標(biāo)的多個(gè)影響因素，作出綜合評(píng)價(jià)?；静襟E為：①確定因素集U；②建立評(píng)語集V；③進(jìn)行評(píng)判［6－7］。

3 實(shí)例分析

本文選取某海洋平臺(tái)作為實(shí)例分析對(duì)象，通過調(diào)查問卷并運(yùn)用上述方法，對(duì)該平臺(tái)的噪聲風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析。問卷主要分為2個(gè)部分，分別請(qǐng)?jiān)肼暱刂茖＜液妥鳂I(yè)人員進(jìn)行回答。第1部分問卷針對(duì)噪聲控制專家共發(fā)放20份，實(shí)收20份；第2部分問卷針對(duì)作業(yè)人員共發(fā)放100份，有效回收100份。

3.1 海洋平臺(tái)噪聲風(fēng)險(xiǎn)管理策略選擇

建立海洋平臺(tái)噪聲風(fēng)險(xiǎn)源樹狀結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。根據(jù)樹狀結(jié)構(gòu)圖和調(diào)查問卷結(jié)果，建立判斷矩陣，如表2～6所示。

表2 對(duì)于策略目標(biāo)的判斷矩陣

表3 對(duì)于空氣動(dòng)力的判斷矩陣

表4 對(duì)于人因的判斷矩陣

表5 對(duì)于流體動(dòng)力的判斷矩陣

表6 對(duì)于設(shè)備的判斷矩陣

根據(jù)調(diào)查結(jié)果得出各因素的得分xi，并依據(jù)表6中的總排序值得到策略指數(shù)計(jì)算式算數(shù)據(jù)如表7。

表7 策略指數(shù)M計(jì)算數(shù)據(jù)

續(xù)表7

可以看出：進(jìn)行管理的策略指數(shù)大于維持現(xiàn)狀的，表明該企業(yè)目前需要對(duì)海洋平臺(tái)噪聲進(jìn)行管理。該結(jié)果比較符合該企業(yè)海洋平臺(tái)噪聲風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)狀，應(yīng)有針對(duì)性的進(jìn)行管理。

3.2 海洋平臺(tái)噪聲風(fēng)險(xiǎn)管理內(nèi)容選擇

3.2.1 確定影響因素集合評(píng)語集

根據(jù)噪聲管理所帶來的效果建立評(píng)判因素U，U＝（降低員工生理疾病發(fā)病率，減少員工心理問題，降低因行為失控引起的事故，提高工作效率，減少花費(fèi)），然后建立噪聲風(fēng)險(xiǎn)源管理策略影響因素集u，ui＝（空氣動(dòng)力，人因，流體動(dòng)力，液壓設(shè)備與修井機(jī)，電機(jī)與泥漿泵）（為了使管理更有針對(duì)性，這里將設(shè)備因素分為液壓設(shè)備與修井機(jī)和電機(jī)與泥漿泵來進(jìn)行單獨(dú)考慮）。評(píng)語集為V＝（贊成，較贊成，中立，較反對(duì)，反對(duì)）。

3.2.2 進(jìn)行評(píng)判

作業(yè)人員對(duì)噪聲管理的態(tài)度問卷調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計(jì)如表8。

表8 員工態(tài)度統(tǒng)計(jì)

然后根據(jù)策略選擇中判斷矩陣中權(quán)重值的確定 方法，得到內(nèi)容選擇權(quán)重集，如表9。

表9 策略選擇權(quán)重

由表8可得，判斷矩陣為

由表9可得

ω1＝（0.25，0.12，0.11，0.27，0.25）

計(jì)算得到

B1＝（0.27，0.20，0.10，0.08，0.03）

同理可得

歸一化處理后得

從判斷矩陣R′可以看出：該企業(yè)對(duì)噪聲風(fēng)險(xiǎn)源管理5方面持中立以上態(tài)度的比重分別為84%（40%＋29%＋15%）、88%（43%＋26%＋19%）、90%（34% ＋34% ＋12%）、85%（45%＋23%＋17%）和93%（49%＋30%＋14%）。其中電機(jī)與泥漿泵的比重為93%，應(yīng)首先對(duì)其進(jìn)行管理。風(fēng)險(xiǎn)源管理的優(yōu)先順序?yàn)殡姍C(jī)與泥漿泵、流體動(dòng)力、人因、液壓設(shè)備與修井機(jī)、空氣動(dòng)力，對(duì)海洋平臺(tái)噪聲進(jìn)行管理時(shí)可依據(jù)以上的順序。

針對(duì)首先需要進(jìn)行管理的電機(jī)與泥漿泵因素方面給出以下的管理建議：在電機(jī)的排氣系統(tǒng)上安裝采用特殊多孔性吸聲材料和阻抗復(fù)合式的消聲器，據(jù)機(jī)房的建筑特點(diǎn)進(jìn)行隔聲和消音設(shè)計(jì)，充分利用建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和采用合理有效的吸聲材料及消聲設(shè)備進(jìn)行降噪處理［8］。

再結(jié)合基于《2006年作業(yè)中健康風(fēng)險(xiǎn)控制：石油和天然氣工業(yè)路線圖》建立起來的噪聲風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)（如圖3所示），可以對(duì)以上的風(fēng)險(xiǎn)源做到循環(huán)、嚴(yán)密周密的控制，達(dá)到逐步改善噪聲水平的效果。

圖3 噪聲風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)

4 結(jié)論

海洋工程具有較高的風(fēng)險(xiǎn)和技術(shù)需求。噪聲風(fēng)險(xiǎn)對(duì)作業(yè)人員影響較大，來源廣泛。本文在海洋平臺(tái)噪聲風(fēng)險(xiǎn)作用機(jī)制模型的基礎(chǔ)上，引入層次分析法和模糊綜合評(píng)判法，將定性和定量、員工和專家意見相結(jié)合，更科學(xué)、更系統(tǒng)地對(duì)噪聲風(fēng)險(xiǎn)是否需要管理進(jìn)行決策，并對(duì)噪聲風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行分析；再根據(jù)分析結(jié)果，給出管理建議，做到對(duì)噪聲源長(zhǎng)效控制，使噪聲水平維持在正常的范圍內(nèi)，以保證工作效率和企業(yè)的效益。

［1］ 趙洪山，劉新華，白立業(yè).深水海洋石油鉆井裝備發(fā)展現(xiàn)狀［J］.石油礦場(chǎng)機(jī)械，2010，39（5）：68-74.

［2］ 侯福祥，王 輝，任榮權(quán)，等.海洋深水鉆井關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備［J］.石油礦場(chǎng)機(jī)械，2009，38（12）：1-4.

［3］ Kryter.The handbook of hearing and effects of noise［M］.New York：Academic Press，1994.

［4］ 孫 光.船舶上層建筑艙室噪聲預(yù)測(cè)方法研究［D］.哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)，2007.

［5］ 王 國(guó)，王 嫻，趙鑫磊，等.海洋石油平臺(tái)HVAC系統(tǒng)噪聲分析與控制［A］.第十四屆中國(guó)海洋（岸）工程學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集，1556-1559.

［6］ 閆天紅，周國(guó)強(qiáng)，王延明.基于模糊綜合評(píng)判方法的鉆井隊(duì)設(shè)備現(xiàn)狀評(píng)估［J］.石油礦場(chǎng)機(jī)械，2009，38（7）：5-9.

［7］ 蔡麗麗，張 曉.穿越航道海底輸氣管線風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法［J］.石油礦場(chǎng)機(jī)械，2012，41（6）：54-57.

［8］ 蔣宏業(yè)，姚安林，毛 建，等.輸氣管道壓氣站事故人為因素研究［J］.石油礦場(chǎng)機(jī)械，2011，40（3）：17-19.