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现场通风环境安全评价体系研究

文档作者：马平安文档来源：武汉船用机械有限责任公司		点击数：	更新时间： 2025年10月03日
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上一篇：斜井提升机钢丝绳松绳原因分析及其预防措…

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总第234期
2022年第10期
专题与综述
机械管理开发
MechanicalManagementandDIevelopment
D0I:10.16525/j.cnki.cn14-1134/th.2022.10.126
Total234
No.10,2022
现场通风环境安全评价体系研究
马平安
（武汉船用机械有限责任公司，湖北武汉430084）
摘要：针对大型装备系统在装船施工过程中的现场通风环境问题，基于施工现场通风系统的运行效果，从动力配
置、风道走向、换气效果、设备管理、历史安全和安监管理6个维度开展影响因素分解，运用AHP层次分析方法形
成了环境效果的安全评价指标体系，并结合专家打分和矩阵解算实现指标的权重赋值，实现了对大型装备系统装
船施工中现场通风环境安全的量化评价。
关键词：装船通风层次分析法AHP
中图分类号：U698
引言
对于需要安装于船舶上使用的大型设备系统，由
于其包含的设备台套数众多（通常超过1000台套），
安放位置涉及多层甲板舱室，因此通常伴随着船舶的
建造过程进行装船施工。在施工过程中，施工现场的
空气质量管控工作一直是建造单位安全监管的要点。
当分段建造完成，船舶主体合拢之后，主甲板下的机
舱部分形成蜂窝状多层结构的密闭式空间，舱内电
焊、打磨、气焊、矿物棉包敷、涂装等施工内容都是典
型有害气体污染源。据安全生产管理领域已有的测算
成果，在作业的高峰期，现场空气中的混合烟尘浓度
峰值可以达到13~15mg/m。目前虽然作业现场都配
置有通风系统，为作业点设置了大量的风机、滤网等
设施，各施工单位也在风道设计优化和通风效能控制
上投入了大量的资源，但是在当前工业技术水平下，
气体相关的安全事故仍未彻底杜绝。
因而有必要针对大型装备系统装船施工现场环
境的特点，建立综合安全评价指标体系，对通风环境
安全开展量化指标评估，并在运行中根据现场的施工
内容变化开展动态评价，及时暴露可能存在的安全隐
患，确保施工现场通风环境能够始终保持健康、可靠，
为施工现场的安全管理工作打好基础。
1施工现场通风系统
大型装备系统装船施工现场通风系统是指在设
备装船与船体建造同步施工的过程中，为排除各合拢
区域和封闭舱室的焊接、涂装等诸多工种在施工过程
中所产生的有害气体（粉尘和油漆挥发物等），为施工
人员提供一个符合安全和卫生标准的施工环境所配
置的环境类工装系统。目前业内主要采用的设备包括
轴流式通风机、离心式通风机、粉尘滤网、通风管以及
污染物净化设备等[1-2]
一般情况下系统与大气的通风点设置于露天主
收稿日期：2022-03-04
作者简介：马平安（1975一），男，陕西宝鸡人，工学学士，毕业于西安电子科技大学，高级工程师，研究方向为电力电子与电力传动、
传动系统智能化控制、安全监测与监控等。
文献标识码：A
甲板上，采用垂直向的通风井作为主风道，各层甲板
的分支风道汇集至通风井主风道，各风道内均设置多
个风机接力通风，系统结构呈树状展开，示意图见图
1、图2。
风机
风管
有害气体
图1通风井示意图
2安全评价指标体系建立
通风系统在运行中同时受设备工作状态等自身
因素和施工内容变化、工作负荷变化、施工班组质量
等环境因素影响，其运行状态存在较多不确定因素，
表现为动态性和模糊性等非线性特征，各特征指标间
相互联系、又相互制约，存在一定的复杂偶合关系，是
一个开放性的复杂关联大系统。因此，提出能够真实
反映现场通风现场运行状况的特征指标，建立合理、
科学、完整的通风系统安全指标评价体系，对于提高
施工现场安全管理水平具有重要的意义。
参照通风系统领域已有的研究成果，依据通风系
统的设备组成和安全生产环境影响要素，建立大型装
备系统装船施工现场通风环境安全指标评价体系如
下页图3所示。
3评价指标因子权重确定
由于施工现场通风系统在运行中涉及较多定性
的特征因素，参照已有的复杂关联系统的研究成果，
采用适用于多目标复杂问题的层次分析法（AHP）确
定各层指标因子的权重值，步骤如下：
3.1建立递阶层次结构
层次分析法（AHP）在实际问题的应用中，从目标
文章编号：1003-773X(2022）10-0295-03
图2风道结构示意图
机械管理开发
·296· jxglkfbjb@126.com 第37卷
通风机工作可靠性X，
风压设计合理性X
通风方式稳定性X
动力配置M
自然空气交换效率X
出风口风强X，
现场供电可靠性X。
风道走向复杂性X，
接力风机合理性X
管网风量稳定性X，
风道走向M， 风管长度匹配性X1
重污染点设置合理性X
船舶建造现场通风系统运行安全评价指标S
风管漏风率X12
单点抽风设置合理性X
有效换气量X
换气量允余度X15
换气效果M
作业点换气量合格率X6
作业点空气污染合格率X
运行设备可用率X
应急设备可用率X
设备管理M 应急设备快速性X
每百米风道设施数量X2
设施历史故障率X
历史安全M，
施工班组历史事故率X
专职安全管理人员数量X2
安监管理M。
安全管理执行力X2
图3指标体系结构图
问题出发，根据影响力的直接程度从上向下将各种考
虑的因素分解成目标、准则、次级准则（非必要）措施
方案等不同层次，形成塔状多层次的逻辑映射关系结
构；大型装备系统装船施工现场通风系统的方案措施
离散化过高，因此将归纳提取出的特征指标因子视为
措施即底层因素，建立包含目标层、准则层和措施层
的三层结构如图3所示。
3.2构造对比判断矩阵并赋值
对比判断矩阵用以体现当前人们对因素重要程
度的认知，采用自然数1~9及其倒数共17个等级来
描述同层因素两两相较对映射的上级指标影响力的
重量程度，见表1。
根据层次结构和专家意见赋值计算，构造各维度
指标判断矩阵，根据本领域已有的研究成果，将标度
设置为1~9级及其倒数，如表2一表8所示。
表1对比判断矩阵标度定义
标度含义
1 目标因素和对比因素相较重要程度一致
3 目标因素和对比因素相较重要程度稍高一点
5 目标因素和对比因素相较重要程度明显偏高
7 目标因素和对比因素相较重要程度强烈偏高
9 目标因素和对比因素相较重要程度极度偏高
2,4,6,8 介乎于上下标度之间的程度
上述数的倒数一个因素比另一个因素不重要的描述
表2 维度判断矩阵
S-M M M M，
M 1
M2 1/2
M 1/3
M 1/6
M， 1/8
M 1/7
致性比率指标CR=0.0428
表3 动力配置指标对比判断矩阵
M,-X X X2
X 1
X2 1/4
X， 1/3
X4 1/4
X， 1/4
X 1/5
致性比率指标CR=0.0995
表4 风道走向指标对比判断矩阵
MX X7
X7 1
X： 1/3
X 1/6
X0 1/5
X 1/7
X2 1/4
X3 1/4
-致性比率指标CR=0.0757
表5 换气效果指标对比判断矩阵
M，X X4
X14 1
X15 1/4
X16 1/6
X17 1/7
致性比率指标CR=0.0438
表6 设备管理指标对比判断矩阵
MX X18
X18 1
X18 1/6
X2 1/2
X21 1/3
致性比率指标CR=0.0269
表7 历史安全指标对比判断矩阵
MX X2
X 1
X2 1/5
致性比率指标CR=0.000
M4
2 3
1 3
1/3 1
1/3 1
1/4 1/2
1/5 1/4
X X X，
4 3
1 3
1/3 1
1/3 1/2
1/6 1/4
1/3 1/2
X X，
3 6
1 3
1/3 1
1/2 1/2
1/3 1/3
1/2 1/2
1/3 1/4
Xi5
4
1
1/2
1/4
X19
6
1
4
4
M，
6 8
3 4
1 2
1 2
1/2 1
1/3 1/4
4 4
3 6
2 4
1 3
1/3 1
1/3 1/3
X0 X X2 X13
5 7
2 3
2 3
1 3
1/3 1
1/3 1/2
1/2 1/3
X16
6
2
1
1/3
X2
2
1/4
1
1/2
X23
5
1
M W
7 0.4220
5 0.2500
4 0.1182
3 0.0990
4 0.0733
1 0.0375
X W
5 0.3925
3 0.2386
2 0.1420
2 0.1011
3 0.0734
1 0.0524
W
4 4 0.3990
2 3 0.1750
2 4 0.1322
2 2 0.1034
2 3 0.0773
1 1 0.0596
1 1 0.0535
X17 W
7 0.6116
4 0.2038
3 0.1252
1 0.0594
X2 W
3 0.4783
1/4 0.0642
2 0.2758
1 0.1817
W
0.8333
0.1667
2022年第10期马平安：现场通风环境安全评价体系研究·297·
表8安监管理指标对比判断矩阵
MX X24
X24 1
X25 1/6
致性比率指标CR=0.000
3.3 层次单排序及其一致性检验
将原始矩阵元素进行解算，由于本文矩阵中判断
值受人为意见影响较大，因此采用计算较为简单的算
术平均值估算法对各列进行归一化处理，再解算特征
向量W，得出各行因素对上层对象的影响力权值，即
完成层次单排序。考虑到判断矩阵的形成基础是各个
层次各个因素之间两两比较重要程度，比较中并没有
独立稳定的第三方参照基点，存在结果出现逻辑性错
误的可能，因此需要通过一致性检验环节来保证判断
矩阵具有大方向上的一致性[3-4]。
参考已有的研究成果，2008年的一项研究中，美
国的运筹学家T.L.Saaty基于5万次随机试验提出了
随机一致性的合格标准值（RI），可通过查阅资料获得
对应阶数的RI值。入mx为该矩阵最大特征根，n为矩
阵阶数，CI为矩阵的一致性指标值，CR为矩阵一次
性比率值,定义如式(1)、式(2)：
CI=n
n一1
CR=CI RI
根据层次分析领域内一般观点，当判断矩阵的
CR<0.1时，则可判定其通过一致性检验。表2一表8
的CR值均满足检验要求。
3.4指标权重赋值
按照层次结构，分别确定措施及准则各层因素指
标的权重，数值如表9所示。
4现场通风环境综合安全评价
大型装备系统装船施工现场通风环境的最终总
体安全评价按式（3）进行统计计算。
S=≥[W.Z(Wuf.)] 1 j-1
式中：W，为准则层各个维度的评价权值；W，为措施
层各底层因素的评价权值；f，为措施层各底层因素映
射至对应维度的隶属度。
最后可将现场通风环境运行状态根据评估的最
终得分的高低划分为绿色、黄色、橙色和红色4个运
行等级，见表10。
当安全评价等级为绿色时，表示现场运行正常，
施工现场气体风险度处于较低水平；当安全评价等级
为黄色时，表示现场能够继续运行，施工现场气体风
险度暂时保持为较低水平，但是需要对评分较低维度
表9权重值
X25 W
6 0.8571
1 0.1429
（1）
（2）
（3）
准则层维度权值
动力配置0.4220
风道走向0.2500
换气效果0.1182
设备管理0.0990
历史安全0.0733
安监管理0.0375
表10运行等级
最终评估分值0.8≤S 0.6≤S<0.8 0.4≤S<0.6
运行等级绿色
指标开展调查和整改；当安全评价等级为橙色时，表
示现场运行状态异常，气体风险度明显上升，建议现
场停产并开展全面安全检查；当安全评价等级为红色
时，表示现场运行于高风险状态，气体风险度已经无
法满足生产安全要求，必须立即停产并启动应急程
序，尽快将人员有序撤出现场。
5结语
本文应用层次分析法，从通风动力、风道结构、换
气效果、设施配置、历史安全和现场管理6个维度提
出25项量化评价因子，形成了现场通风环境的安全
评价指标体系，结合专家打分和矩阵解算实现指标的
权重赋值，实现了对大型装备系统装船施工现场通风
环境安全的量化评价，并对评价结果提出了分级应对
措施，可供安装施工现场的安全管控工作参考。
参考文献
[1］周建宏，杨洪振.CEPR核电站核岛临时通风系统设计和施工管
理[J].工业C,2016(6):181-183. （下转第302页）
措施层
通风机运行稳定性
通风机风压合理性
通风方法可靠性
通风机换气效率
出风口自然风压稳定性
通风机供电可靠性
风道网络复杂性
接力点设置合理性
网络流量稳定性
风管长度匹配性
重污染点设置合理性
风管漏风率
单点抽风设置合理性
有效换气量
换气量九余度
作业点风量合格率
作业点风质合格率
通风设施合格率
应急设施合格率
备用设施响应性
每百米风道设施数量
设施历史故障率
施工班组历史事故率
专职安全管理人员数量
安全巡检管理执行效果
黄色橙色
因素权值
0.3925
0.2386
0.1420
0.1011
0.0734
0.0524
0.3990
0.1750
0.1322
0.1034
0.0773
0.0596
0.0535
0.6116
0.2038
0.1252
0.0594
0.4783
0.0642
0.2758
0.1817
0.8333
0.1667
0.8571
0.1429
S<0.4
红色
机械管理开发
302· jxglkfbjb@126.com 第37卷
（编辑：高伟）
行补强焊接，可不必再预热。
3液压支架结构件的检验
支架结构件焊接完成后应进行外观检查，用肉眼
检查焊缝外观有无焊瘤、夹渣、未焊透、咬边、未熔合，
以及裂纹等，焊缝余高应控制在0~2mm范围之内，
即焊道金属要和母材齐平或略高于母材表面。如有焊
瘤、余高过高缺陷，应使用角磨机打磨平滑，如有夹
渣、未融合、裂纹应使用碳弧气刨开槽进行返修，直至
焊道合格为止。应注意结构件同一部位的返修不得超
过4次。之后移交质检组检查验收。
Ways to Improve the Quality of Repair of Structural Parts of Hydraulic Supports
(Department 3, Plant 1, Maintenance Centre, Shendong Group Company, Shenmu Shaanxi 719315 )
Abstract: By analyzing the causes of damage to more than 8000 hydraulic bracket structural parts in service in Shendong mine, it is
proposed to improve the quality and efficiency of the repair of hydraulic bracket structural parts by enhancing the quality management of
structural parts welding and repair and developing strict welding process measures to effectively extend the service life of hydraulic brackets
and promote safe and efficient production in the mine.
Key words: structure of hydraulic support; cracking; CO2 gas shielded welding; welding process
（上接第297页）
[2]李金海，魏忠，刘玉胜，等.核电工程施工临时通风设计研究[J].
工业安全与环保，2014（6）：5.
［3]】刘源.ACPR1000核电站核反应堆厂房临时通风方案的设计改进
及应用[J].机电工程技术,2018,47(5)：4.
Study on the Safety Evaluation System of On-Site Ventilation Environment
Abstract: The on-site ventilation environment problems of large-scale equipment system in the process of ship loading construction are
studied. In view of the operation effect of the ventilation system on the construction site, the influence factors are decomposed from six
dimensions, including power configuration, air duct direction, ventilation effect, equipment management, historical safety and safety
supervision management. The AHP analytic hierarchy process is used to form the safety evaluation index system of environmental effect,
Combined with expert scoring and matrix solution to achieve the weight assignment of the indicators, the quantitative evaluation of the safety
of the ventilation environment on the site in the ship loading construction of large equipment system is realized.
Key words: ship loading; ventilation; hierarchical analysis method; AHP
（上接第299页）
4结语
车辆底盘的改造是为了通过技术手段来提升车
辆的整体性能，在保障车辆行驶安全的基础上保障对
车辆的操控性。本文所介绍的车辆底盘改造的流程和
应用还有一些不足的地方，如政策法规对于改装限制
方面需要注意的问题等，通过本文讨论以期能够给予
Analysis of the Modification and Automation Technology Application of Automobile Cassis
(Gansu Institute of Mechanical and Electrical Vocational Technology, Tianshui Gansu 741001)
Abstract: The process of automobile modification is introduced in detail, the considerations of automobile modification are elaborated, and
the relevant technologies of existing automobile chassis modification are discussed, as well as the practical application of automation
technology in the design of specific automobile chassis modification, so as to improve the overall performance of vehicles.
Key words: automobile chassis; modification; automation technology; technology application
4结语
以上质量管理措施和严格的焊接工艺的技术水
平提升规程是液压支架修复工作的基础，通过焊接队
伍，有力保障了公司所有液压支架的修复工作质量，
减少结构件依靠外委修复量，节约维修成本，为企业
创造更大效益。
参考文献
［1] 龚国尚，严绍华.焊工实用手册【M].北京：中国劳动出版社，1993.
［2] 陈祝年.焊接工程师手册［M.北京：机械工业出版社，2002.
Zhang Xiaojiang
[4]姜福茂，邹杰，刘进魁，等.船舶建造中的临时通风设计[J].造船
技术，2008(5）：4.
（编辑：贾娟）
Ma Ping'an
(Wuhan Marine Machinery Co., Ltd., Wuhan Hubei 430084)
一些汽车改装人员一定的借鉴和参考。
参考文献
[1】党兵兵.工程行走作业车辆机械液压复合传动及其控制方法研究
[D].长安：长安大学，2019
［2] 陈世军，陈怀利.浅析数字技术在工业电气自动化中的应用[J].
科学与信息化，2020（5）：28;34.
（编辑：贾娟）

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