基于多源数据的尘肺职业风险综合评估系统及方法与流程

本发明属于粉尘职业危害风险评估，涉及一种基于多源数据的尘肺职业风险综合评估系统及方法。

背景技术：

1、尘肺病是我国最严重的职业病，其可防不可治的显著特征决定了评估预防是减少尘肺病发病率的最有效手段。目前，常见的评估预防方式有两种：一是通过技术及装备降低作业场所粉尘浓度、佩戴个体防护口罩，从前端减少进入呼吸系统的粉尘量；二是定期进行作业人员健康体检筛查，从后端发现征兆提前调岗或者干预治疗。但是，目前不少企业的防尘防治技术较为落后，也不能严格执行个体防护政策，造成健康筛查发现不及时，耽搁宝贵的调岗、治疗机会。因此，通过更先进的技术手段和方法对尘肺病患病风险进行评估，以便早发现早治疗，从而提高响应速度，有效降低发病率。目前，已有不少学者开展了相关研究。比如胡东等提出了基于智能影像的尘肺预警方法、装置及存储介质。通过识别作业人员的ct图像结果进行潜在尘肺病高危人群的预警；尹雨晴等提出了一种基于超声波信号的潜在尘肺病预警方法，通过对矿工进行呼吸监测和咳嗽检测，实现对矿工尘肺病的早期症状进行监测；周福宝等提出了一种尘肺群体快速精准筛查及早期预警方法，通过检测作业人员呼出气的成分，训练分类模型并构建呼出气诊断平台，实现肺部纤维化病变的快速、无创、精准早期预警；惠立锋等运用指标体系定量分析方法计算患病风险等级。然而，尘肺病的发病是一个及其复杂的过程，涉及到多个方面的影响，分析考虑不周，会大大降低尘肺病预警的准确性。

2、目前，已经有部分尘肺病患病风险评估技术的应用，在一定程度上起到了尘肺病的提前预防，但仍存在一定的缺陷亟待改进已提高预警的准可用性。主要包括：①尘肺病患病风险评估模型缺少实用的介质载体支撑，数据难以通过模型准确表达预警结果，自适应能力较差、计算效率低下。②用于尘肺病患病风险评估的基础数据获取不全面，影响了评估模型数据分析的可靠性，目前数据主要来源是企业的粉尘浓度监测数据、作业人员的体检数据等，数据来源有限、质量不高；③已公布的综合性评估模型，无差别地考虑多种因素，造成评估预警的可操作性降低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于多源数据的尘肺职业风险综合评估系统及方法，为尘肺病早期预警、预防提供技术支撑。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于多源数据的尘肺职业风险综合评估系统，其包括：数据采集与收集单元、数据处理与存储单元、网络传输单元、风险评估单元，数据采集与收集单元获取职工尘肺病防治管理信息历史数据、粉尘职业危害项目申报信息数据以及作业场所环境数据和自身监测数据，并将获取的数据传递至数据处理与存储单元进行初步处理和存储，再由网络传输单元从数据处理和存储单元中调取相应数据值风险评估单元进行评估并输出评估结果；其中，数据采集与收集单元通过第一子单元获取职工尘肺病防治管理信息历史数据，通过第二子单元粉尘职业危害项目申报信息数据，通过第三子单元获取作业场所环境数据和自身监测数据；其中，风险评估模块组至少包括第一评价模块、第二评价模块、第三评价模块以及综合评价模块。第一评价模块、第二评价模块、第三评价模块以及综合评价模块依次对不同类型的数据进行评价，并将前述评价结果与当前评价结果结合得到当前评价结果，直至完成评价。

4、进一步，第一评价模块基于作业人员个体尘肺病防治管理信息历史数据给风险评价结果a，若结果a为若结果a为ⅲ级风险或ⅳ级风险，则通过风险告警模块发布风险信息，风险评估结束；若结果a为ⅰ级风险或ⅱ级风险，则将结果a传递给第二评价模块；

5、第二评价模块首先基于粉尘职业危害项目申报信息数据给出风险评价结果b，然后第二评价模块将风险评价结果a和风险评价结果b传递至综合评价模块，由综合评价模块按照预设评价规则得出风险等级结果c，若结果c为ⅲ级风险或ⅳ级风险，则通过风险告警模块发布风险信息，风险评估结束；若结果c为ⅰ级风险或ⅱ级风险，则将该结果c传递给第三评价模块；

6、第三评价模块首先基于作业场所环境数据和自身监测数据给出风险评价结果d，然后第三评价模块将风险评价结果c和风险评价结果d传递至综合评价模块，综合评价模块按照预设评价规则得出风险等级结果e。

7、进一步，第一子单元包括各级尘肺病防治管理信息模块，用于记录作业人员的职业史、接触史、临床表现、诊断信息；当该信息模块中存在纸质记录数据时，通过文本分析、ocr识别方式进行转换；

8、第二子单元包括各级粉尘职业危害项目申报模块，用于记录作业场所基本情况、粉尘职业危害因素历史检测情况、尘肺健康监护情况、用人单位尘肺病例统计、职业卫生培训情况；

9、第三子单元包括至少三个采集与收集模块，其包括各粉尘作业场所的传感器模块、各作业场所实验室化验检验模块、各作业场所粉尘作业环境中作业人员体征监测模块；粉尘作业场所的传感器模块用于实时获取作业环境的粉尘浓度、环境温湿度、环境风速数据；实验室化验检验模块用于测试环境粉尘中游离二氧化硅含量、粉尘粒度分布数据；粉尘作业环境中作业人员体征监测模块用于监测作业人员的心率、血压、呼吸频率、血氧饱和度数据。

10、进一步，数据处理与存储单元包括数据库服务器、存储系统、数据备份设备，其中数据库服务器用于存储作业场所实时监测数据、粉尘职业危害监督检查数据、作业人员体检诊疗数据；存储系统提供以上三个子单元的原始数据快速存储和复杂查询；数据备份设备定期对以上关键数据进行备份。

11、进一步，网络传输单元包括网络安全介质和网络监控管理设备，网络安全介质和网络监控管理设备至少包括路由器、交换机、防火墙。

12、本发明还提出了一种适用于前述的基于多源数据的尘肺职业风险综合评估系统的评估方法，其包括以下步骤：

13、s1、通过数据采集与收集子单元的第一子单元、第二子单元和第三子单元分别获取职业病防治数据、职业卫生监督数据及作业场所监测数据与尘肺病患病风险相关的数据；

14、s2、通过数据处理和存储模块对数据采集与收集单元获取的数据进行分类、整理与分析，并进行存储；

15、s3、通过网络传输单元将数据传输至风险评估单元进行风险评估，其中，通过风险评估单元的第一评价模块、第二评价模块、第三评价模块以及综合评价模块依次对不同类型的数据进行评价，并将前述评价结果与当前评价结果结合得到当前评价结果，直至完成评价。

16、进一步，步骤s3具体包括以下步骤：

17、s31、通过第一评价模块得到基于作业人员个体尘肺病诊疗风险评价结果a；若结果a为ⅲ级风险或ⅳ级风险，则通过风险告警模块发布风险信息，风险评估结束；若结果a为ⅰ级风险或ⅱ级风险，则将结果a传递给第二评价模块；

18、s32、通过第二评价模块得到基于作业场所粉尘职业危害监管风险评价结果b，将结果a和结果b传递给患病风险综合评价模块,患病风险综合评价模块按照预设评价规则得出风险等级结果c；若结果c为ⅲ级风险或ⅳ级风险，则通过风险告警模块发布风险信息，风险评估结束；若结果c为ⅰ级风险或ⅱ级风险，则将该结果c传递给第三评价模块；

19、s33、通过第三评价模块得到基于作业场所粉尘职业危害暴露风险评价结果d，将结果c和结果d传递给患病风险综合评价模块,患病风险综合评价模块按照预设评价规则得出风险等级结果e；若结果e为ⅲ级风险或ⅳ级风险，则通过患病风险综合评价模块生成评价结论,传递给风险告警模块，由风险告警模块发布风险信息，风险评估结束；若结果e为ⅰ级风险或ⅱ级风险，则将该结果e保存在患病风险综合评价模块。

20、进一步，在步骤s31中，第一评价模块从第一子单元采集的数据中提取出特征数据组ai，i∈[1,n]，n为特征数据组的项数，其中：

21、ai＝{职业史，咳嗽，咳痰，胸痛，呼吸难度，合并症，影像学检查，实验室检查}

22、通过第一评价模块按照预设条件确定上述若干特征数据组对应的风险值其中：

23、按照粉尘接触年限t将职业史a1对应的风险值确定为其中，若t≥15，则若10≤t＜15，则若5≤t＜10，则若3≤t＜5，则若0≤t＜3，则

24、按照咳嗽频率将咳嗽a2对应的风险值确定为其中，无咳嗽现象时，咳嗽频率在1～5次/天时，咳嗽频率超过5次/天时，

25、按照日咳痰量将咳痰a3对应的风险值确定为其中，无咳痰现象时，日咳痰量小于10ml/天时，日咳痰量超过10ml/天时，

26、按照胸痛频率将胸痛a4对应的风险值确定为其中，无胸痛现象时，胸痛频率在1～3次/天时，胸痛频率超过3次/天时，

27、按照呼吸困难频率将呼吸难度a5对应的风险值确定为其中，呼吸无困难现象时，呼吸困难频率在1～5次/天时，呼吸困难频率超过5次/天时，

28、按照肺部疾病状态将合并症a6对应的风险值确定为其中，若不存在肺部疾病，则若存在肺部疾病，则

29、按照x射线或ct显示尘肺病特征将影像学检查a7对应的风险值确定为其中，无尘肺表现时，则有总体密集度1级小阴影，则有总体密集度2级小阴影，则有总体密集度3级小阴影，则

30、按照肺功能测试和痰液分析结果将实验室检查a8对应的风险值确定为其中，当肺功能测试无异常且痰液分析无异常时，当肺功能测试异常或痰液分析异常时，

31、最终，根据以下公式计算基于作业人员个体尘肺病诊疗风险值y(a)：

32、

33、当1≤y(a)＜8，结果a为ⅰ级；当8≤y(a)＜20，结果a为ⅱ级；当20≤y(a)＜40，结果a为ⅲ级；当y(a)≥40，结果a为ⅳ级。

34、进一步，在步骤s32中，通过第二评价模块从第二子单元采集的数据中提取出特征数据组bj，j∈[1,m]，m为特征数据组的项数，其中：

35、bj＝{作业场所类别,粉尘类型,作业强度,降除尘效率,个体防护措施,

36、教育培训记录,职业健康事故记录,应急处置措施,企业奖惩情况}

37、第二评价模块按照预设条件确定上述若干特征数据组对应的风险值xbj，其中：

38、按照作业场所类别将其对应的风险值确定为xb1＝[0,1,2,3,5]，其中，相对无害作业场所,xb1＝0；行动水平作业场所,xb1＝1；行动水平作业场所,xb1＝2；轻度危害作业场所,xb1＝3；中度危害作业场所,xb1＝5；高度危害作业场所,xb1＝8；

39、按照粉尘类型将其对应的风险值确定为xb2＝[1,2,3,5]，其中，岩粉对应的xb2＝5；煤粉对应的xb2＝3；硅酸盐粉对应的xb2＝2；其他粉尘对应的xb2＝1；

40、按照作业强度将其对应的风险值确定为xb3＝[1,2,3]，其中，轻度作业时xb3＝1；中度作业时xb3＝2；重度作业时xb3＝2；

41、按照将除尘效率将其对应的风险值确定为xb4＝[1,3,5]，其中，降除尘效率≥95％，xb4＝1；80％≤降除尘效率＜95％，xb4＝3；降除尘效率＜80％，xb4＝5；

42、按照个体防护措施情况将个体防护措施对应的风险值确定为xb5＝[0,5]，其中，有个体防护措施时，xb5＝0；无个体防护措施时，xb5＝5；

43、按照教育培训落实情况将教育培训记录对应的风险值确定为xb6＝[0,1,3]，其中，教育培训记录落实良好，xb6＝0；教育培训记录落实一般，xb6＝1；教育培训记录未落实，xb6＝3；

44、按照职业健康事故记录将其对应的风险值确定为xb7＝[0,5]，其中，无职业健康事故，xb7＝0；有职业健康事故，xb7＝5；

45、按照应急措施准备情况将应急处置措施对应的风险值确定为xb8＝[0,3]，其中，有应急处置措施，xb8＝0；无应急处置措施，xb8＝3；

46、按照企业奖惩情况将企业奖惩对应的风险值确定为xb9＝[0,1]，其中，当企业未受惩罚，xb9＝0；当企业曾受惩罚，xb9＝1；

47、最终根据以下公式计算基于作业人员个体尘肺病诊疗风险值y(b)：

48、

49、然后综合评价模块按照以下公式计算患病风险综合评价值y(c)：

50、y(c)＝wa*y(a)+wb*y(b)

51、其中，wa和wb分别风险值y(a)和风险值y(b)对应的权重；当4≤y(c)<8，结果c为i级；当8≤y(c)<14，结果c为ii级；当14≤y(c)<25，结果c为iii级；当y(c)≥25，结果c为iv级。

52、进一步，在步骤s33中，通过第三评价模块根据下式计算基于作业场所粉尘职业危害暴露风险值y(d)：

53、

54、式中：α为粉尘浓度效应系数；为粉尘浓度数据归一值；β为粉尘物理特征效应系数；cs为粉尘中游离二氧化硅含量，％；η为5μm以下粒径粉尘的体积占比，％；γ为作业人员体征效应系数；hr为作业人员心率测量值；rr为作业人员呼吸频率测量值；

55、其中根据下式基于最小-最大归一化方法对粉尘浓度传感器数据进行预处理获得：

56、

57、式中：cd为粉尘浓度传感器测量值，mg/m3；cdmax为粉尘浓度最大值，mg/m3；cdmin为粉尘浓度最小值，mg/m3；d为温湿度传感器测量的湿度值，％；

58、根据下式计算患病风险综合评价值y(e)

59、y(e)＝wc*y(c)+wd*y(d)

60、其中，wc和wd分别风险值y(c)和风险值y(d)对应的权重；当4.5≤y(e)＜7，结果e为i级；当7≤y(e)＜13，结果e为ii级；当13≤y(e)＜20，结果e为iii级；当y(e)≥20，结果e为iv级。

61、本发明的有益效果在于：

62、本发明比较全面系统考虑了引起尘肺病患病风险的因素，有助于提高风险评估的准确性。本发明通过多源数据按照优先级分级评估，减少常见单一预警方法的片面性，又避免变量过多造成模型泛化能力下降和预测结果的可解释性降低等问题，提高了评估方法的实用性。

63、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。