一种隧道工人岗前测试方法与系统

1.本发明属于隧道施工安全技术领域，更具体地，涉及一种隧道施工人员岗前测试方法与系统。


背景技术：

2.近年来随着交通强国战略的提出，国内交通建设蓬勃发展，21世纪地下开发和利用空前发展，我国已经成为世界上隧道工程数量最多、最复杂、发展最快的国家。隧道的发展进程不断加快，然而隧道施工由于其半封闭式的特点存在着诸多安全隐患，故而易引发隧道施工事故，造成人员伤亡以及财产损失。从事故发生原因分析的有关研究可以发现，隧道工人的不安全行为已经超过技术缺陷成为最主要的因素，而导致事故的最根本原因是源于施工人员安全认知失效的不安全行为。因此，如何对隧道工人上岗前进行岗前测试以从人因以及生理层面预防安全事故便成为了亟待解决的技术问题。
3.现有的施工人员岗前测试主要从安全心理和心理负荷的角度进行测试，包括人格测试、能力及非能力测试、兴趣爱好等测试，虽可以较好地反应施工人员基本的人格特征以及兴趣爱好，但无法从安全认知角度对施工人员能否胜任岗位进行考究。目前隧道施工领域尚未形成一种基于主观量表和生理指标结合的岗前测试的测量方法。因此，为减少由于人因而引起的安全事故和保障施工人员的安全，研究有效的方法来测试施工人员岗前的状态是非常必要的。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种隧道施工人员岗前测试方法与系统，能够有效的在隧道施工人员在上岗前评估其心理负荷、安全认知状态以及身体状态，将岗前身体状态数据可视化，从而在总体上减少隧道事故原因中的人因比例，从而保障工人的安全。
5.一方面为实现上述目的，本发明提供了一种隧道施工人员岗前测试方法,包括如下步骤：
6.获取被试者的身份信息；
7.获取被试者的生理特征参数；
8.获取被试者的心理负荷水平；
9.获取被试者的安全认知水平；
10.根据归一化后的心理负荷得分、安全认知得分综合计算主观安全测评得分；
11.通过最终的生理参数以及主观安全评测得分阈值进行比对，判断是否允许被试者上岗。
12.可选地，获取被试者的身体疲劳等级包括：采集被试者的肺活量、心率、血氧、心电图。
13.根据肺活量、心率、血氧、心电图、脉率、指标数值与专业资料及调研在检测器内预设上述指标的正常范围对比确定被试者的生理指标参数是否符合标准范围，由此从生理参
数上考虑隧道工人是否上岗。
14.可选地，根据心理负荷得分、安全认知得分综合计算主观安全测评得分包括：
15.对心理负荷得分、安全认知得分进行标准化处理；
16.用ahp层次分析法对心理负荷以及安全认知两个层面对进行赋权；
17.用熵值法对安全认知标准化的数据进行赋予权重并利用综合数据处理模块计算出最终的主观安全测评得分。
18.另一方面为实现上述目的，本发明提供了隧道施工人员岗前测试系统，包括：
19.身份信息获取模块，用于获取被试者的身份信息；
20.生理信息获取模块，用于获取被试者的有肺活量、心率、血氧、心电图；
21.心理负荷水平获取模块，用于获取被试者的心理负荷；
22.安全认知水平获取模块，用于获取被试者的安全认知水平；
23.数据综合处理模块，用于计算被试者心理负荷量表以及安全认知量表的得分，根据所述得分数据得到综合得分；
24.主控系统分别与所述身份信息获取模块、所述生理信息获取模块、所述心理负荷水平获取模块、安全认知水平获取模块、数据综合处理模块连接；
25.输出模块分别与所述生理信息获取模块与数据综合处理模块连接，用于判断是否允许被试者上岗。
26.可选地，所述生理信息获取模块包括：
27.肺活量检测模块，用于采集被试者的肺活量；
28.心率以及血氧检测模块，用于采集被试者的心率信息，根据脉搏传感器获取心率以及血氧饱和度；
29.心电检测模块，用于采集被试者的心电图；
30.可选地，所述心理负荷水平获取模块包括：
31.数据采集模块，用于采集被试者完成的心理负荷量表中的信息，其中，所述心理负荷量表为基于美国宇航局作业负荷量表(nasa-tlx)设计的隧道工人心理负荷量表；
32.计算模块，用于计算被试者的心理负荷量表的得分，并利用z-score法对数据进行归一化处理。
33.可选地，所述安全认知水平获取模块包括：
34.数据采集模块，用于采集被试者完成的安全认知测量量表中的信息，其中，所述安全认知测量量表为基于煤矿工人安全认知量表，结合隧道施工特点而开发的隧道工人安全认知量表；
35.计算模块，用于计算被试者的安全认知测量量表的得分，并利用z-score法对数据进行归一化处理。
36.第一处理模块与所述肺活量检测模块、心率以及血氧检测模块、心电检测模块连接，用于根据肺活量、心率、血氧、心电图确定被试者的身体状态；
37.第二处理模块，用于对隧道工人心理负荷量表以及安全认知量表进行标准化处理；
38.第三处理模块，用层次分析法对心理负荷以及安全认知标准化的数据进行赋予权重；
39.第四处理模块为对安全认知量表利用熵值法对nasa-tlx的六个维度进行赋予权重。
40.可选地，所述生理信息检测模块包括肺活量检测仪、脉搏传感器、心电仪，所述仪器可以根据市场需求自行选择现有成熟器件。
41.本发明的技术效果为：本发明基于主观评估和客观检测相结合的方式对隧道工人岗前状态进行了检测，客观评价利用由肺活量检测仪、脉搏传感器、心电仪进行岗前生理数据测试，如果客观评测指标在正常范围值之外则考虑为不适合上岗；主观评测根据心理负荷测量量表以及安全认知测量量表，根据隧道施工行业自身的特点分析隧道施工人员的心理负荷状态以及安全认知水平，完成以上步骤后利用综合评价系统测算出综合安全评价得分决定是否允许上岗。采用本技术方案能够更加全面地在隧道施工人员上岗前评估其健康状态以及心理状态，将岗前身体状态数据可视化，在降低隧道施工过程中人因引起事故概率的同时保障了隧道施工的安全。
附图说明
42.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
43.图1为本发明实施例一的隧道工人岗前测试方法与系统示意图。
具体实施方式
44.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
45.图1为本发明实施例一的隧道工人岗前测试方法与系统示意图。
46.实施例一
47.本实施例中提供一种隧道工人岗前测试的方法与系统，包括：
48.身份信息获取模块，用于获取被试者的身份信息，本实施例中，身份信息获取模块包括姓名、性别、年龄、工龄、文化程度以及工作岗位；
49.生理信息获取模块，用于获取被试者的肺活量、心率、血氧、心电图；
50.心理负荷水平获取模块，用于获取被试者的心理负荷；
51.安全认知水平获取模块，用于获取被试者的安全认知水平；
52.数据综合处理模块，用于计算被试者心理负荷量表以及安全认知量表的得分，根据所述得分数据得到综合得分；
53.主控系统分别与所述身份信息获取模块、所述生理信息获取模块、所述心理负荷水平获取模块、所述安全认知水平获取模块、所述数据综合处理模块连接；
54.输出模块分别与所述生理信息获取模块与所述数据综合处理模块连接，用于判断是否允许被试者上岗。
55.所述生理信息获取模块包括根据肺活量、心率、血氧、心电图指标数值与专业资料及调研在检测器内预设上述指标的正常范围对比确定被试者的生理指标参数是否符合标准范围，若不在正常范围内考虑隧道工人不允许上岗或暂缓上岗。
56.进一步优化方案，所述心理负荷水平获取模块及所述安全认知水平获取模块包
括：
57.数据采集模块，用于采集被试者完成的心理负荷量表以及安全认知量表中的信息，其中，所述心理负荷量表为隧道工人心理负荷量表以及隧道工人安全认知量表；nasa-tlx法的使用过程分2步：
58.(1)针对实际操作情境，对nasa-tlx的6个因素的状况分别进行评定。nasa-tlx评价方法要求操作人员在完成了某一项任务之后，按照心理负荷的6个因素根据实际情况给出自己的评价。除业绩这一个因素外，其他5个因素都是感觉越高，分值也越高；只有对业绩，感觉到自己的业绩越好，所给的分值越低。
59.(2)采用两两比较法,对每个因素在脑力负荷行程中的相对重要性进行评定。nasa-tlx的6个因素的权数之和等于1。先两两进行比较，比如贏一次得1分,最多可得5分，最终权重＝n/15(n为赢的次数)。其中，自相矛盾的评估(即a比b重要，b比c重要，c比a重要)是允许的，这种情况出现时，说明被评估的因素的重要性非常接近。确定了各个因素的权数和评估值之后，就可以计算出一项工作的心理负荷，只需要进行加权平均计算就可以了。
60.而安全认知量为采用likert5级尺度设计量表构成，按照相符合等级由低到高分别取1-5分，其中符合等级为完全不相符、稍微相符、基本相符、相当相符以及非常相符。
61.本实例中，心理负荷量表如表1、表2以及表3所示；安全认知量表如表4所示：请您了解各因素的含义，以便做出选择
62.影响因素各个因素的定义任务难度您认为该任务的难度有多大？脑力需求完成工作需要多少脑力方面的活动(如思考、决策、计算、记忆等)体力需求完成工作需要多少体力类型的活动(拉、推、转身、控制活动等)时间需求完成工作时，是否感觉时间不够用，感受到时间压力？努力程度在完成任务时，脑力和体力付出了多大的努力？紧张程度工作过程中您感觉到的紧张程度如何疲劳程度工作结束后，您是否感觉到疲劳操作业绩您认为完成这项任务有多么成功？对自己的业绩的满意程度如何？
63.表1
64.下面，请您选择能够使自己产生较大心理负荷的因素，两两因素进行对比，必须选择其一，请在相应因素前的字母上划“√”。
[0065][0066][0067]
表2
[0068][0069]
表3
[0070]
[0071]
[0072][0073]
表4
[0074]
计算模块，用于计算被试者的心理负荷量表的得分，并利用z-score法对数据进行归一化处理。
[0075]
数据综合处理模块，用于计算被试者心理负荷量表以及安全认知量表的得分，根据所述得分数据得到综合得分。
[0076]
结果输出模块，在对综合得分分析之前需要在隧道施工项目部进行预实验，采集数据以后利用k-means聚类算法对测试人群的岗前安全水平进行划分，本岗前测试方法取k值为3，即岗前状态为三类，适合、较为适合以及不适合，在进行预实验以后可获得三类状态得分的阈值，根据得分可将被试归类。其中适合表明该被试适合上岗，较为适合表明被试可以上岗但需要接受相应的培训以及在上岗期间需要重点关注，不适合表明不应纳入隧道施工队伍。
[0077]
如结果输出模块所述的测量方法，其特征在于，所述关联度函数为ki(vi)：
[0078][0079][0080][0081]
ρ(vi,x
0i
)为点vi与有限区间x
0i
＝[a
0i
,b
0i
]的距离；ρ(vi,x
pi
)为点vi与有限区间x
pi
＝[a
pi
,b
pi
]；
[0082]
计算关联度：
[0083]
其中，ai为主观得分数据的权重，k(p)为待判物元对于该岗前状态的归属度；当k(p)＞0时，p∈p0说明待判物元处于该岗前状态内，当-1≤k(p)≤0时，p∈p，说明待
判物元不处于该岗前状态。
[0084]
以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。