基于數(shù)據(jù)倉庫的礦工健康狀況評價模型及實現(xiàn)

汪永寧，董 琦

（淮南職業(yè)技術學院， 安徽 淮南232001）

1 引言

目前，我國對煤礦職工的健康及體質十分重視，國內幾所大型煤礦集團，以及國民體質監(jiān)測中心都建立了體質信息管理數(shù)據(jù)庫，并在此基礎上開發(fā)了管理信息系統(tǒng)。但是，這些系統(tǒng)基本上都是面向各自事務處理的分散數(shù)據(jù)，分別處理當前各自業(yè)務，無法整體的從決策高度來考慮數(shù)據(jù)的管理，導致信息資源雜亂而無法對原始數(shù)據(jù)進行全局的分析和科學決策。

目前，國有大型煤礦企業(yè)一般每年都要求每個煤礦職工參加體質健康檢查，這樣年復一年的快速增長的數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)如果沒有科學的分析方法與相關工具，根本不能被有效地、充分地利用。因此，從決策管理者的角度來看，數(shù)據(jù)處理的重點應該從傳統(tǒng)的業(yè)務過程延伸到對業(yè)務數(shù)據(jù)的處理分析中來，并從中獲取相關的決策支持及統(tǒng)計信息。

隨著數(shù)據(jù)倉庫技術的不斷發(fā)展與應用的深入為上述問題的解決帶來了新的技術支持。數(shù)據(jù)倉庫將來自各個數(shù)據(jù)庫的信息進行數(shù)據(jù)整合，從數(shù)據(jù)中找知識并運用科學的方法組織、存儲數(shù)據(jù)，從不同的視角對企業(yè)經(jīng)營各方面信息的精確分析、準確判斷并供用戶進行數(shù)據(jù)處理與分析，成為高層進行決策支持的新型應用領域。

2 相關技術概述

2.1 數(shù)據(jù)倉庫

數(shù)據(jù)倉庫的概念應當可以從兩個方面予以單核，首先，數(shù)據(jù)倉庫用于面向分析型數(shù)據(jù)處理，支持決策，它與企業(yè)現(xiàn)有的操作型數(shù)據(jù)庫不同。其次，數(shù)據(jù)倉庫是對多個不同架構的數(shù)據(jù)源進行有效集成，集成后并按照主題進行了重新組合，并包含原始數(shù)據(jù)，而且存放在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不需要更新與修改。

2.2 聯(lián)機分析處理

聯(lián)機分析處理（英文簡稱OLAP）是一項允許用戶分析大型數(shù)據(jù)庫從而對其包含信息深入洞察的技術，它是以多維分析為基礎，刻畫了在管理和決策過程中對數(shù)據(jù)進行多層面、多角度的分析處理的要求。OLAP能夠使相關人員通過信息的多種可能的觀察角度進行快速、一致和交互性的存取，以獲得對問題的深入理解。

2.3 OLAP、數(shù)據(jù)倉庫在管理信息系統(tǒng)中的應用

為了解決管理信息系統(tǒng)在分析與決策支持上的不足，近年來出現(xiàn)了以數(shù)據(jù)倉庫技術為基礎的決策支持系統(tǒng)，該方案包含了三個方面的內容：一是數(shù)據(jù)倉庫技術（DW）；二是聯(lián)機分析處理技術（OLAP）；三是數(shù)據(jù)挖掘技術（DM）。

2.4 模糊綜合評價

模糊綜合評價是對受多種因素影響的事物作出全面評價的一種十分有效的多因素決策方法，其基本思想就是考慮與被評價事物相關的各個因素，應用模糊變換原理和最大隸屬度原則進行綜合評價。所以，模糊綜合評價又稱模糊綜合決策或模糊多元決策。

模糊綜合評價法的原始數(shù)學模型。

建立被評價對象的因素集U；建立評價集V；建立單因素模糊評價Ri，然后由各單因素評價向量得到模糊評價矩陣R；建立權重集A；綜合評價。

權重向量A與評價矩陣R的合成就是被評價對象的最終評價結果，即：

3 煤礦職工體質健康分析評價模型

對煤礦職工的體質健康狀況進行分析與評價的最終用戶是煤礦療養(yǎng)院所，他們大多并不關心測試的數(shù)據(jù)本身，而是隱藏在這些細節(jié)數(shù)據(jù)中的有用信息。如：不同時期煤礦職工的體質健康狀況的發(fā)展變化情況及其評價；不同地區(qū)煤礦職工的體質健康狀況的差異；不同項目的成績情況分析；比較煤礦職工的體質在該標準下比以前是進步還是退步了。

通過掌握這樣的統(tǒng)計匯總信息，不僅提高工作效率、縮短工作周期，同時能夠為各層領導者制定更加科學合理的健身鍛煉計劃提供依據(jù)，為全面提高煤礦職工的身體素質提供決策支持。

3.1 煤礦職工體質健康狀況的表示

反映煤礦職工體質健康狀況的指標通常為煤礦職工的身體形態(tài)、身體機能、身體素質等方面。即體質健康狀況＝F（身體形態(tài)，身體機能，身體素質）。

而身體形態(tài)由“身高標準體重”項目反映，身體機能由“肺活量體重指數(shù)”項目反映，身體素質通常又由“臺階試驗、1 000m跑、800m跑、50m跑、立定跳遠、坐位體前屈、仰臥起坐、握力體重指數(shù)”等各項中的部分項目予以反映。

由于各項目具有各自不同的權重，為了使各測試項目具有更好的可比性，在原有的煤礦職工各項目測試成績的基礎上，我們可以將煤礦職工的身體健康狀況各項指標成績用百分制數(shù)值表示出來，即某項目換算得分＝項目測試得分／權重。在這里，各個項目測試得分是依照《國民體質測定標準手冊》確定的。

3.2 煤礦職工體質健康狀況的模糊評價

在《國民體質測定標準手冊》中，各種測試指標的評分標準多為跳躍式的設計，其劃分等級的中界值是一條清晰的界限，在此線上下的微小變化，就會被判為兩個不同的等級。相反，同一組中盡管上限和下限的差值較大，但仍屬于一個等級，這顯然不夠合理。因此，我們采用模糊數(shù)學的方法進行綜合評價，會更科學一些。

同時，由于反映煤礦職工身體形態(tài)和身體機能的項目，分別有身高標準體重和肺活量體重指數(shù)，因此影響煤礦職工體質健康狀況的因素個數(shù)較少，在此，我們只需采用單層次的模糊綜合評價，具體步驟如下。

（1）選擇因素集 U ＝ ｛u1，u2，u3，u4，u5｝，u1＝身高標準體重，u2＝肺活量體重指數(shù)，u3＝臺階試驗，u4＝50米跑／立定跳遠，u5＝坐位體前屈／握力體重指數(shù)／仰臥起坐。

參照淮南礦業(yè)集團的測評項目，我們選擇測試的項目包括身高、體重、肺活量、臺階試驗、立定跳遠、握力六個項目共五項指標，即體質指數(shù)、肺活量體重指數(shù)、臺階試驗、立定跳遠和握力。

（2）評價集V＝｛不及格v1，及格v2，良好v3，優(yōu)秀v4｝。

（3）用A、B、C分別表示某因素隸屬依次等級的中界值，如以礦工的臺階試驗為例，A、B、C 分別是39、45、53。

類似的，肺活量體重指數(shù)的A、B、C分別是43、56、69；立定跳遠的A、B、C分別是194、226、249；握力的A、B、C分別是40、55、69。

用xi表示ui的測試值，rij表示評價對象ui隸屬等級vj的程度，即隸屬度，根據(jù)專家經(jīng)驗，按下列公式構造隸屬函數(shù)。

不及格的隸屬函數(shù)：

及格的隸屬函數(shù)：

良好的隸屬函數(shù)：

優(yōu)秀的隸屬函數(shù)：

（4）單 因素評價 矩 陣r。r ＝ （ri1，ri2，ri3，ri4）。在此基礎上得到評價模糊矩陣：

（5）確定指標權重A。根據(jù)專家所制定的標準可知，A ＝ （0.15，0.15，0.2，0.3，0.2）。

（6）綜合評價結果。B＝A·R。

4 課題的總體設計

4.1 數(shù)據(jù)倉庫工具的選擇

經(jīng)過綜合考察各大廠商提供的數(shù)據(jù)倉庫解決方案，本課題確定選用Microsoft的數(shù)據(jù)倉庫產(chǎn)品及其相關技術作為本系統(tǒng)開發(fā)的平臺和工具。

作者設計的“煤礦職工體質健康狀況分析評價系統(tǒng)”是一個B／S（Browse／Server）結構模式的客戶端查詢分析評價系統(tǒng)，主要功能是向各級體育運動管理者提供數(shù)據(jù)，按其要求對數(shù)據(jù)進行組織和分析，幫助各級管理者了解和把握煤礦職工體質健康的狀況。

這種結構，能夠在充分利用數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)及其相應的決策工具的基礎上，發(fā)現(xiàn)準確而廣泛的決策信息，并在此基礎上做出正確的預測或決策。

4.2 查詢和分析工具的選擇

經(jīng)過數(shù)據(jù)處理的多維數(shù)據(jù)集，可在其上運用多種查詢和分析報告工具，進行復雜的OLAP操作，得出相應的分析統(tǒng)計結果。在此使用Excel2003中提供的OLAP數(shù)據(jù)透視表視圖功能。

5 系統(tǒng)實現(xiàn)

5.1 數(shù)據(jù)源分析

煤礦職工體質健康測試關系數(shù)據(jù)庫kgjk中包括以下表。

項目表。＃項目編號，項目名，權重，及格標準，優(yōu)秀標準，項目性質（反映的是身體形態(tài)、身體機能還是身體素質），類型（是可選項還是必選項），最好成績，備注。

煤礦職工表。＃煤礦職工號，煤礦職工姓名，性別編號，工種編號，（所在）部門編號，工作時間，煤礦職工密碼，備注。

成績表。＃煤礦職工號，＃項目編號，＃測試時間，測試成績，項目得分，評價等級，換算得分，備注。

工種表。＃工種編號，工種名稱。

地區(qū)表。＃地區(qū)編號，地區(qū)名。

5.2 數(shù)據(jù)轉移的具體實施

在正式開始執(zhí)行數(shù)據(jù)轉換之前，首先為kgjk的數(shù)據(jù)倉庫新建一個數(shù)據(jù)庫kgjk＿dw，然后利用SQLServer2000提供的數(shù)據(jù)轉換服務將相關數(shù)據(jù)轉入事實表或維度表。

當所需的數(shù)據(jù)表全部建立之后，通過設置事實表和維表的主鍵、外鍵，在事實表和各個維表之間建立關聯(lián)，就最終實現(xiàn)了數(shù)據(jù)倉庫。

5.3 數(shù)據(jù)的分析

微軟將Excel當作一個OLAP的前端分析工具，由于Excel2003具有強大的分析功能，而且無需編程，所以一般非數(shù)據(jù)庫專業(yè)的用戶可以很容易上手查詢所想要的數(shù)據(jù)。在本課題中，我們采用的是將數(shù)據(jù)透視表放置在一個網(wǎng)頁之中，然后以交互的方式來瀏覽的形式，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析結果的呈現(xiàn)。

本文在煤礦職工體質健康的信息管理中引入了數(shù)據(jù)倉庫、聯(lián)機分析處理技術和模糊評價方法。通過對有關技術和方法的研究，設計并初步實現(xiàn)了一個具有輔助決策功能的煤礦職工體質健康狀況分析與評價系統(tǒng)。

在該系統(tǒng)的設計過程中，運用了數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)轉移技術和多維建模技術，構建了一個以體質測試成績分析為主題的數(shù)據(jù)倉庫，運用OLAP技術實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的多維分析。

此外，通過對煤礦職工體質健康狀況的評價中模糊綜合評價方法的研究，系統(tǒng)給出了一個模糊綜合評價的模型，對原有簡單的總分評價方法進行了改進。

［1］董琦，汪永寧.對煤礦職工的體質健康狀況的實證研究［J］.淮南職業(yè)技術學院學報，2009，（4）：122－124.

［2］賀仲雄.模糊數(shù)學及其應用［M］.天津：天津科技出版社，1989.

［3］盛大栓.多維聯(lián)機分析Simplified Analysis系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)［D］.上海：海事大學，2006.

［4］沈兆陽.SQLServer2000OLAP解決方案——數(shù)據(jù)倉庫與AnalysisServices［M］.北京：清華大學出版社，2001.

［5］國家體育總局群體司.2000年國民體質監(jiān)測報告［M］.北京：北京體育大學出版社，2002.

［6］國家體育總局.國民體質測定標準手冊（成年人部分）［M］.北京：人民體育出版社，2003.