青藏铁路格拉段第六标段现场踏勘调查报告

青藏铁路是局20##年最大投标项目之一，竞争激烈，局领导非常重视，全局上下高度关注；为使投标工作得以有效顺利进行，局于20##年4月21日至5月6日（共15天）组织局经营二部（局指定牵头单位）、科研处、机运处、生活房产处、物资总公司、通讯总公司、太原基地以及一、二、五工程处等单位有关领导和专业人员共计31人对拟投第六标段进行了详细的现场踏勘；在局北京办事处、二处西安办事处、局宝兰指、五处西宁办事处以及局青藏铁路驻格尔木筹备组等单位的大力支持和协助下，通过全体踏勘人员的共同努力，使本次现场踏勘和调查工作得以安全顺利进行，取得了预期目的。现将这次现场踏勘的有关情况向各位领导和同志们汇报如下：

一、施工调查组织安排：

根据局统一安排和布置，本次投标工作由副局长赵平挂帅，总工程师段东明参加现场考察，针对“高原、冻土”施工两大特点，组织多专业，多工种人员参与现场踏勘，对现场踏勘和调查工作进行了细心策划、周密安排、认真踏勘。主要人员兵分两路，一路由科研处董谦副处长和经营二部保价科科长张轶先行前往西安、兰州两地拜访西北科研所、兰州第一设计院等单位有关专家，联系接洽专家参与编标事宜和索取有关资料，为编标和踏勘现场打前站；另一路由经营二部蔚东绪副部长带队直奔格尔木，准备上山；全体人员最终齐集格尔木。踏勘过程体现了以下几个特点：

1、领导重视、计划周密：在局领导亲自主持下，对现场踏勘工作进行了周密计划和安排，经营二部和局青藏铁路驻格尔木筹备组编制了详细的工作计划。

2、涉及专业人员多且分工明确：有技术（新技术开发）、报价、生活和医疗保障、物资和设备供应等专业工种，并进行了明确分工。

3、路途遥远落差大：从太原出发，途经北京、西安、兰州、西宁、格尔木至工地（不冻泉～楚玛尔河48.3公里）往返行程五千余公里，实现从低海拔（太原800米）到高海拔（五道梁4776米）的跨越，从正常大气压到仅有海平面57%含氧量的过渡。

4、全体人员克服了高原缺氧，、气候寒冷、饮食不便、身体不适应（如头晕、头痛、恶心、浑身无力）等困难条件，表现出了“特别能吃苦、特别能战斗、特别能忍耐”的工作作风；调查的详细，记录的清楚，工作积极性和姿态都很高，尽管设计还没有最终确定（包括个别工点），但本次踏勘现场收集到的资料，无疑将为本次投标编制出第一流的标书提供了充分而又必要的现场资料；工作过程中，特别是段东明总工程师、赵奎银处长、科研处吴群惠高级工程师、机的医生张玉峰等同志为大家作了表率，鼓舞了全体同志，在整个踏勘过程中，没有出现像其他单位不下车、不考察的现象；这种精神也必将鼓舞中标后的施工部队。

5、局青藏铁路筹备组后勤保障工作强劲、有力、全面、周密。主要表现在：

（1）、格尔木至五道梁等地的食宿安排周全；

（2）、沿途快餐充分齐全；

（3）、与设计院联系得紧、联系得早、介绍得比较详细；

（4）、对上山人员提前联系安排了体检，基本上消除了大家的恐惧心理，为现场踏勘工作得以顺利进行奠定了基础。

6、一、二、五处大力支持；派车、派人，司机和专业人员都是优秀人才；在本次工作中充分体现了集团精神和全局一盘棋意识。

二、现场调查工程情况：

1、设计进展情况：兰州第一设计院在全线上了十个勘测队约1000人，从去年底的初勘到目前的定测工作正在紧张有序进行；据设计院同志介绍，招标前完成可研工作（定测），工程开工后至年底完成试验段工程的施工图设计，5月8日～5月12日在北京进行预可研鉴定，13日至16日在北京进行《勘测设计实施细则》评审，我局邀请的专家将参与评审。该标段在5月20日提出定测及勘测资料，与招标工作不同步；六边工程（边设计、边施工、边可研、边科研、）。

2、投资估算情况：全标段编列批复投资8.4亿。

3、标段基本情况：工程起讫里程DK1007+700～DK1056+000（=CK1002+700～CK1051+000）全长48.3公里；线路走行于楚玛尔河高准平原上，平均海拔大于4462米，地形平缓，略有起伏，其间小冲沟较为发育，沿线半固定沙丘分布。地层主要为砂类土及粘性土，植被较为发育，处于可可西里野生动物保护区边缘地带，工程环境保护措施要求高。

（1）、气候条件：本标段属青藏高原冰雪型气候区，气候干燥，气温气压低，春秋季节短暂（专家说只有寒暖季节之分），冻结期为当年9月至次年4月（六个月），长冬无夏；急风、暴雪、雷电等变化剧烈无常，活跃期一日内可出现四季气候特征。根据五道梁气象站资料提供，年平均气温-5.2℃，极端最高气温23.2℃，极端最低气温-37.7℃，年平均降水量290.9㎜，年平均蒸发量1316.9㎜，相对湿度平均为57%，最大风速为31米/秒，主导风向西，平均雷暴日数为36.7天，平均大风日数为120天。

（2）、水文地质条件：标段南部楚玛尔河属长江水系，北端不冻泉属格尔木内河水系；标段地表水主要为冲沟季节性洪水，地下水主要为暖季分布的冻土层上水，受大气降水及暖季冻结层融化水补给，水量一般不大，径流条件差，水质不好，对混凝土具有弱硫酸盐侵蚀性。除不冻泉水可资利用外，其余均不能作为施工和生活用水。

（3）、不良地质及特殊地质：主要为沿线分布的半固定沙丘，特殊地质问题主要为多年冻土，冻土现象表现为冻胀丘和热融湖塘，是全线多年冻土现象表露最为充分和集中的地段；冻胀丘主要分布在DK1017+000～DK1021+000间，热融湖塘主要分布在DK1036+750～DK1056+000间（清水河至楚玛尔河间）。

（4）、地震基本烈度：基本烈度为七度，设计按八度设防。

4、标段工程分布特点：

（1）、   DK1007+700～DK1023+810，14.11公里；工程量集中，计有特大桥2座，约1300米，大桥6座约1300米，中小桥15座，桥梁孔跨多以24、16、8米三种形式布置；路基填高在2.5～3.5米之间；通过富冰、饱冰冻土以及厚层地下冰地层，主要不良地质现象有冻胀丘、冻拔石以及风沙路基。

（2）、DK1023+810～DK1036+750，12.86公里；清水河车站近期不开通,仅设一股道,无大的工程量;该段多以填方路基形式通过，平纵断面均不受限制，平均填高3米，属高温冻土区；无大的结构物，一般以布置动物通道与小桥涵相结合的形式设置；主要不良地质现象为冻胀丘及半固定沙丘。

（3）、DK1036+750～DK1056+000，19.25公里;为全标段地势最为平坦地段,计有大桥三座约长500米，中小桥涵结合动物通道布置（每两公里设置一座）；填方路堤高度平均3米，主要不良地质现象为热融湖塘；路基换填工作量相对较大；楚玛尔河车站位于标段终点（中心里程DK1055+200）填方高度2.5～4.0米，3股道，全长1.5公里。

（4）、试验段：资格预审文件规定为DK1020+100～DK1021+820（=CK1015+100～CK1016+820），1.72公里；该试验段不良地质现象为半固定沙丘，细颗粒高温冻土、热融湖塘、冻胀丘等；其中DK1020+280～DK1020+980、DK1021+134～DK1021+700、DK1021+874～DK1022+100路基需做防护。

DK1020+100～DK1021+600长1500米，为多冰冻土，上限为1.8米。

DK1021+600～DK1021+820长220米，为富冰、饱冰冻土，上限为1.8米。

选择本实验段的目的是针对高温不稳定多年冻土（细颗粒）试验路基边坡坡率、保温护道、保温材料、拼装式矩涵、以桥代路、钻孔灌注桩、钻孔插入桩和拼装式桥梁墩台等的实验研究，其中在DK1021+600～DK1021+820段试验工程以桥代路通过。

试验工点：

（1）、风沙路基：包坡防护，平面防护，防沙栅栏；

（2）、高含冰量冻土：低温冻土（保温、换填粗颗粒），高温冻土，极不稳定的高温冻土（全部换填、以桥代路）；

（3）、热融湖塘：渗水料换填；

（4）、冻胀丘：隔断水源；

5、主要结构物工点情况：

（1）、路南滩特大桥：中心里程DK1014+550，L=660米，桥跨类型待定，墩高约5米。该桥跨三道河沟，均有季节性流水，水量较小，桥位位于饱冰、富冰冻土地段，距109国道2.5公里，河床中有粗砂，级配较差，含泥量偏大，水洗后可用于桥梁圬工，用量不可知，现场地势较为平坦适宜施工布置。

（2）、无名特大桥，中心里程DK1023+810，桥跨布置为23孔-24米，墩高5～16米，旱桥；该桥跨越两道山梁，谷底未见中粗砂；桥位距109国道1公里，地形开阔适宜施工布置。

（3）、无名大桥，中心里程DK1008+021.857，初测定为11孔-24米梁，最大墩高6米，旱桥，受路基填土高度限制设桥通过，桥位位于饱冰、富冰冻土地段，距109国道1.8公里，地势开阔适宜施工布置。

（4）、无名大桥，中心里程DK1010+130，桥长210米，孔跨类型待定；该桥横跨2道小冲沟，主河槽位于南侧，冲沟间夹半固定沙丘，为减少风沙路基工程量合并设置；有季节性流水，桥位位于富冰、饱冰冻土地段；距109国道1.6公里；河床内含有部分中粗砂含泥量偏大，水洗后可用于桥梁圬工；施工布置不受地形条件限制。

（5）、无名大桥，中心里程DK1012+000，10-24米梁；该桥跨冲沟深约3米，河床内有砂，采洗后可用于工程使用；距109国道300米，施工布置简便易行。

（6）、无名大桥，中心里程DK1013+176，初步设计定为9-16米梁；据了解该桥将在大里程方向增加3-16米梁；河床中有砂采洗后满足工程需要；现场布置不受地形条件限制，距青藏公路600米；暖季冲沟内有水。

（7）、巴拉大才曲大桥，中心里程DK1018+092，初设桥跨类型为8-16米；该桥横跨巴拉大才曲河，有季节性流水，河床砂覆盖层厚1.5～3米,水洗后可用于混凝土圬工，距青藏公路3公里，工点范围地形开阔适宜施工布置。

（8）、无名大桥，中心里程1024+067.8，桥长150米，桥跨类型待定。季节性冲沟有水，场地适宜施工布置。距109国道700米。

（9）、清水河1#大桥，中心里程DK1036+750，桥长150米，桥跨类型待定，季节性冲沟，距青藏公路200米。工点地貌简单适宜施工布置。

（10）、清水河2#大桥，中心里程DK1037+250，L=200米，桥跨类型待定。该桥跨清水河，常年有水，水质呈酸性，对混凝土圬工具硫酸盐侵蚀性，距青藏公路150米。原桩基试验场位于该桥右侧，场地可利用。

（11）、无名大桥，中心里程DK1048+720，8-16米梁；因线路穿越热融湖塘而设。距109国道180米，场地适宜施工布置。

（12）、中小桥工点表：

6、路基工点则以湿地、冻胀丘、热融湖塘以及高温冻土地段设置；

7、共性问题：

（1）、水：全标段生活、施工用水只能从不冻泉拉用，清水河、楚玛尔河水含有弱硫酸盐，对混凝土具有侵蚀性。

（2）、砂：少数大桥和特大桥工地河床有砂经过水洗后可用于工程，但储量未知，绝大多数工点无砂需远运。

（3）、电：沿线无电，各施工工点用电将以自发电解决。

（4）、通讯：沿线军用电话线经接洽后可资利用。内部施工调度通讯以解决，对外联系难。

（5）、石子、片石：当地未发现，均须从格尔木（南山口）远运，运距150～190公里。

（6）、主材（钢材、木材、水泥、油料、火工品）：均须从格尔木远运。

（7）、其它辅材：亦须从格尔木远运。

（8）、生活物资供应：主、副食格尔木转运。

三、总体设想与打算

1、工程特点：“高原、冻土”是施工的两大特点；本标段施工技术的难点是冻土地区路基施工技术，施工组织的难点是高原环境下的人员、物资、生活、医疗、设备保障工作；“冻土”环境保护乃至生态环境保护是编标及中标后施工的突出特点，是主线，是贯穿施工全过程的一条纲。

2、总体施工思路：试验段引路，重点工程先行，全线齐头并进。集中全局优势兵力，速战速决。三年建成铺通可以实现。

3、总工期安排：第一年安排试验段工程施工，取得第一手资料，同时着手大临预制构件厂的建设以及大部队上场作战前的准备工作；第二年全面铺开，完成结构物主体及路基主体工程（可望达到80%）；第三年收尾并配合铺架，实现临管运营为后期工程施工创造条件。

4、指挥机构设置：

（1）、局指挥部设置在格尔木，前方设指挥所（可以考虑与处指挥所合并办公）；

（2）、处指挥机构设置在山上各管段范围内，靠前指挥；

（3）、局中心试验室及医疗急救中心拟设置在路南滩特大桥或清水河附近。

5、设营、施工便道：

（1）、为避免对高温冻土的扰动和生态环境的破坏，大临便道设置原则上不考虑纵向贯通便道，至各路基工点和结构物工点的便道均采用与109国道主干线横向沟通或顺接；

（2）、营地设置本着就近方便且固定的方式考虑，在厚层地下冰及饱冰冻土地段营房设置要考虑架空方案；路基工点施工考虑采用棉帐篷或移动房屋；工地发电站考虑架空设置；

（3）、集中拌合站选址考虑在不含厚层地下冰地段设置，减少费用。

6、预制构件厂（三个方案）：

（1）、格尔木市乃吉里预制构件厂(新建)：格尔木市南，相距约35公里，位于109国道主干线左侧，地形平坦开阔，构件预制摆放场地极为宽松；左侧山体为花岗岩可以开采碎石、片石、道碴等，右侧有倒闭的铁合金厂房可资利用，格尔木市水电厂位于右侧500米，施工生活用水、电及运输条件良好，是预制构件厂最佳选择位置。并可以将非标加工、运输队、实验室等合并设置于此。缺点是工程用砂运距较远（约20公里，从格尔木河运来），构件运距大（至山上工点在145～185公里）。

（2）、路南滩特大桥预制构件厂：中心里程DK1014+550，地形平坦开阔，与109国道相距2.5公里，与标段内各工点运距适中；缺点是山上预制人工消耗量大，机械效率低，主、副材及碎石和水等均需远运且养生条件差。

（3）、格尔木市乃及里预制构件厂负责大型构件生产，路南滩特大桥预制构件厂负责小型构件及非标加工件生产；该做法可减少部分结构间转运工作量，起到灵活布置的作用。缺点是不利管理且战线布设长。

此外还考察了

（1）、原师仓库（材料厂）：现为海西州物资公司，由于经营状况不好，效益较差，与之接洽后有合作意愿；该处优点是有专用线通达，预制场场地开阔平坦，有水有电有房且距格尔木市较近，施工管理均较为便利，缺点是主材需转运，碎石运距较大约15公里，砂可以就近采集，可以作为预制构件厂的备选方案。

（2）、格尔木市南山口采石场（原师三十五团后转三十一团），石质为花岗岩，有专用线直通，汽车已可到达；场地开阔平坦，布置极为宽松，据南山口车站2.5公里，附近有部队101油库，距109国道4.3公里；主材供应及转运距离短，有电无水；

（3）、格尔木市采石场（储量丰富）：石质为花岗岩，距109国道1.8公里，无水无电，主材需转运，仅能作为偏食或随时备用场地，作为预制场相对费用要大一些；

7、集中拌合站：根据工程量分布特点，初步拟定在路南滩特大桥和清水河1#、2#大桥间两工点各设一个集中拌合站；

（1）、路南滩特大桥，中心里程DK1014+550，位于本标段工程量集中段中点，场地开阔适宜施工布置，该拌合站配置生能力较大，混凝土集中生产拌合，搅拌运输车输送，施工现场配输送泵完成混凝土浇筑，实现机械化作业。

（2）、清水河1#、2#大桥，中心里程DK1037+000，位于本标段第二中心点附近，工程量相对较少，生产能力配置相对较小，可以满足施工需要。

8、生活供应：由局指集中采购运输供应管理，直接供给伙食单位，可减少不必的浪费。在格尔木设转运站，山上工地设仓储，施工前主食按一个月、副食按一个星期储量考虑。

9、医疗保障体系：按三级设定；

一级为：由施工基层单位（对、公司）或重点工区，如特大桥等设立，职责主要是日常医疗、保健、防疫，及时发现并号并及时上报，早期抢救危重病人，施工期间巡诊。

二级为：由局指组成，在管区中间设立，职责是负责病号的就地治疗、抢救医疗后送医院救治，途中治疗护理。组织指导基层卫生所的业务工作。

三级为：依靠地方医院或部队医院，签订医疗合同。后方医疗点职责：受治抢救病号。

10、物资供应：主材由局指统一供应，地材局指统一指导各施工单位自行采购。局指不设仓库、材料厂，直接供应到供点。

11、局应尽快进行有关青藏线的政策研究，及时出台有关工资、福利、人员休假，轮换、奖励等政策，从管理上做好准备。

第二篇：基于PLS的青藏铁路格拉段职工健康环境影响因素研究

基于PLS的青藏铁路格拉段职工健康环境影响因素研究

施庆生，陈建丽，李金凤

（南京工业大学 应用数学系，江苏 南京 210009）

摘要：青藏铁路格拉段平均海拔4500米，沿线高寒、低氧、气压低、干燥、强辐射。本文采用格拉段沿线10个领工区的环境测试指标及相应工作人员生理指标数据，应用偏最小二乘（PLS）回归方法进行统计分析，探寻格拉段工作人员生理指标（脉搏、收缩压、舒张压、血氧饱和度）的重要环境影响因素，进行高原职业危害因素鉴定，并为制定相应的卫生保障措施提供依据。研究结果表明，气压、氧分压和海拔高度是影响地面作业人员生理指标的主要影响因素，另外，格拉段高寒、多风的气候特点也是重要影响因素。

关键词：青藏铁路；偏最小二乘；生理指标；环境影响因素 中图分类号：O213.9 文献标识码：A

青藏铁路格拉段恶劣的自然环境，对长期工作、生活在这条铁路线上的工作人员的身心健康和劳动能力产生很大的影响。本文采用对格拉段10个领工区的环境测试指标及相应工作生活人员生理指标数据采用偏最小二乘（PLS）模型进行统计分析，探寻高原环境与工作人员生理指标（脉搏、收缩压、舒张压、血氧饱和度）的关系，从而分析高原低压、缺氧、高寒、多风等自然因素对青藏铁路地面作业人员的影响，进行高原职业危害因素鉴定，为制定相应的卫生保障措施提供依据。

[1]

*

一、多因变量偏最小二乘回归原理

由于本文所研究的是格拉段自然环境对地面作业人员多个生理指标之间的建模问题，样本量较少，自变量个数多且共线性复杂的高维数据。在这种条件下，多因变量偏最小二乘（PLS）回归模型是一个比较好的选择。偏最小二乘（PLS）回归分析在建模过程中集中了主成分分析、典型相关分析、多元线性回归分析方法的特点，具有计算量小、预测精度高、无需剔除任何自变量的优点，特别在自变量较多且共线性复杂的情况下相当有效。 1、多变量偏最小二乘回归方法的基本思路

设有q个因变量y1,y2,?,yq和p个自变量x1,x2,?,xp，取n个观测样本点后构成自变量数据集X和因变量数据集Y。偏最小二乘的基本方法是[2]：

首先，在自变量数据集X和因变量数据集Y中分别提取第一成分t1和u1，要求t1和u1尽可 能大地提取各自数据集中的变异信息，且t1和u1的相关程度最大。

然后，建立X对t1的回归及Y对u1的回归，如果回归方程达到满意的精度，则停止计算。否则，利用X被t1解释后的残余信息以及Y被t1解释后的残余信息进行第二成分的提取，直到能达到一个较满意的精度为止。

最后，偏最小二乘建立yk(k?1,2,?,q)对最终对X提取的m个成分t1,t2,?,tm的线性回*

科技部国家科技支撑计划资助项目（2006BAC07B01）。

- 1 -

归，然后再表达成yk(k?1,2,?,q)关于原自变量x1,x2,?,xp的回归方程，即偏最小二乘回归方程。

2、多变量偏最小二乘回归方法的基本算法

第一步：将X和Y进行标准化处理，标准化后的自变量矩阵和因变量矩阵分别记为E0和

F0。

第二步：从E0和F0中分别提取第一个成分，t1?E0w1，u1?F0c1，其中w1为E0的第一主轴w1?1，c1为F0的第一主轴c1?1。为了满足成分提取的要求，则需求解下列优化问题：

maxE0w1,F0c1

w1,c1

?w1?1?w1

,s.t?

?cc?1?11

?F0F0?E0最大特征值的单位特征向量，c1为对应于矩由拉格朗日算法可得，w1为对应于矩阵E0?F0最大特征值的单位特征向量。 阵F0?E0E0

然后，分别求E0和F0对t1,u1的三个回归方程

??F1* F0?t1r1??F1 ??E1 F0?u1q1E0?t1p1

其中，回归系数向量为 p1?

?t1E0t1

2

q1?

F0?u1u1

2

r1?

F0?t1t1

2

。

第三步：用残差矩阵E1和F1取代E0和F0，提取第二个成分t2,u2，并求E1和F1对t2,u2的??E2 F1?t1r2??F2 回归方程E1?t2p2

如此计算下去，如果X的秩为A，则有

??t2p2????tAp???FA E0?t1p1F0?t1r1??t2r2????tArA

A

*

由于t1,t2,?,tA都可以表示成E01,E02,?,E0P的线性组合，以上两式可以还原为yk?F0k

****

关于xj?E0j的回归方程：yk?ak1x1?ak2x2???akpxp?FAk (k?1,2,?,q)，其中系数

*

ak1,ak2,?,akp体现了标准化的向量x1,x2,?,xp对yk的作用强弱。

****

3、成分个数的确定

偏最小二乘多数情形下只需选取前m个成分就可以得到一个比较可靠的模型。如果后续的成分已经不能为解释F0提供更有意义的信息，采用过多的成分只会破坏对统计趋势的认识，引导错误的预测结论。对于成分的提取，本文采用广泛应用的确定成分个数的交叉有效性系数Qh

- 2 -

2

来确定。对全部因变量Y，成分th的交叉有效性定义为

q

Q?1?

2h

?PRESS

k?1q

hk

(h?1)k

?SS

k?1

对每一个因变量yk，定义为 Qhk?1?

2

PRESS

hk

SS(h?1)k

n

n

其中PRESS

hk

?

?

i?1

?hk(?i))2，SS(h?1)k?(yik?y

?(y

i?1

ik

?(h?1)ki)2，y是原始数据?yik

?hk(?i)是利用前h个成分回归建模计算得到的yik的中第i个样本点在第k个因变量上的取值，y

?(h?1)ki是在样本点中去掉第i个样本点，用h?1个成分建模计算出的yik的估计值。 估计值，y

22

当Qh?0.0975，或至少有一个Qhk?0.0975(k?1,2,?,q)时，可以确定成分个数为h。

三、格拉段地面工作人员生理指标自然环境影响因素的PLS回归分析

1、变量与数据选取

本文样本数据来源于中国铁道科学研究院环控劳卫研究所20xx年11月5日到14日采集的格拉段各工区的环境测试数据和环境测试场所相应工作生活人员生理指标数据。剔除缺失数据，最后选择了格尔木、沱沱河、秀水河、五道梁、纳赤台、不冻泉、安多、那曲、当雄、拉萨10个领工区相关数据，分析所用数据为环境测试指标及相应工作生活人员生理指标数据的平均值。自变量即环境测试指标为温度（x1）、湿度(x2)、风速(x3)、气压(x4)、氧分压(x5)、二氧化碳(x6)和海拔高度(x7)。因变量为相应工作生活人员脉搏(y1)、收缩压(y2)、舒张压(y3)、血氧饱和度(y4)。整理后数据如表1。

表1：格拉段10个领工区环境测试指标及相应工作人员生理指标数据

2、环境影响因素的PLS回归分析

表2：自变量间的相关系数

- 3 -

注：**在0.05的显著性水平下显著，*在0.1的显著性水平下显著。

由表2知，多个自变量间的相关系数在0.05的显著性水平下显著，说明自变量之间存在多重共线性问题。

另外，从t1/u1的平面图（图1）可知，解释变量组的第一成分t1和因变量组的第一成分u1

呈现一定的线性形式，这说明这两组变量存在比较强的相关关系。因此，采用偏最小二乘回归方法建立模型是比较合理的。

图1 t1/u1的平面图

2.1 成分个数的确定

为确定成分的个数，我们首先进行交叉有效性分析。由表3知，对全部因变量，从第二个因子开始Q2=－0.0288519<0.0975，分别对四个因变量的交叉有效性从第二个也都为负值，根据交差有效性判断，只需提取一个成分t1即可。第一个成分对自变量集合中的信息提取程度为53.1431%，对自变量系统有较好的代表性。同时，对因变量系统的累积贡献率为53.3356%，也能对因变量做出比较好的解释。

表3 对全体因变量以及对每个因变量的交叉有效性

2

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2.2 格拉段地面工作人员生理指标自然环境影响因素的PLS回归模型

通过提取的1个成分所得到标准化的PLS回归系数见表4.。模型基于标准化后的数据计算，模型的系数反映了各解释变量对生理指标脉搏、收缩压、舒张压及血氧饱和度作用的方向和大小。

表4 标准化的PLS回归系数

表5 原始数据的PLS回归系数

从标准化回归系数的取值可以看出因变量脉搏、收缩压和舒张压的模型系数结构相同，而血氧饱和度的模型系数结构正好与其相反。对四个因变量最为重要的环境影响因素都是气压、氧分压和海拔，其中气压、氧分压对脉搏、收缩压和舒张压有负向作用，而海拔高度对它们有正向作用。与之相反，气压、氧分压对血氧饱和度的影响是正向的，海拔高度对其影响是负向的。另外，温度和风速也是一个不能忽略的环境影响因素，对血氧饱和度具有正向影响作用，而对其他生理指标具有负向影响作用。另外两个环境影响因素湿度和二氧化碳对应的标准化回归系数都很小，可以忽略它们的影响。

青藏铁路格拉段海拔全程均处于海拔3000-5000m的高原上，随着海拔高度的升高，大气压降低，大气中的含氧量和氧分压也随之降低。由于大气中氧含量的的减少，直接造成人体吸入气体和肺泡中氧分压降低、导致动脉血氧饱和度的降低。人体摄入的氧气不足，血红蛋白处于不饱和状态，各部分组织的细胞就会因供氧不足出现一定的变化，表现出相应的缺氧症状，包括呼吸、脉搏加强加快，血压升高，注意力减退等。在高原居住一段时间后，随着人体对低氧环境适应机制的建立，多数人可恢复正常或形成高原低血压。但对于某些高血压倾向的人，高原高压、低氧环境可能会是诱发其血压升高的原因。

另外，格拉段气候寒冷、温差大，且多风，干燥，这种恶劣的气候特点易造成血压波动，随着气温的下降人体内的肾上腺素水平上升，体表血管收缩以减少热量的散发，同时肾上腺素

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可能使心率加快，心输出量增加，这样也会导致血压的升高。 2. 3 变量投影重要性分析

在PLS回归模型中可以用变量投影重要性指标VIPj来衡量自变量Xj对因变量组Y的解释

p

Rd(Y;t1,t2,?,tk

k

能力，其计算公式为VIPj?

Rd(Y;t?)

h?1

h

)whj，其中whj是第h个分量的

2

轴wh的第j个分量。这里，它用于测量xj对成分th的边际贡献。VIPj值越大，Xj对因变量组

Y的解释能力越大，一般认为VIPj大于1的自变量比较重要，小于0.5的不太重要，0.5到1之

间，作用不明显。

由投影重要性指标VIPj直方图（图2）可知，变量气压、氧分压、海拔高度的VIPj都大于1，风速、温度的VIPj值都介于0.5和1.0之间，湿度、二氧化碳VIPj值都小于0.5。因此，从整体来看，在高原作业环境下，气压、氧分压和海拔高度是影响格拉段青藏铁路职工生理指标脉搏、

血压、血氧饱和度的重要影响因素，风速、温度的影响不是特别明显，而湿度和二氧化碳的影响可以忽略。

图2 格拉段环境影响因素投影重要性指标VIPj直方图

四、结论与启示

本文应用偏最小二乘回归分析方法，探讨了青藏铁路格拉段几种环境因素对地面作业人员生理指标的影响。研究结果表明，气压、氧分压和海拔高度是影响地面作业人员生理指标（脉搏、血压、血氧饱和度）的主要影响因素。另外，格拉段高寒、多风的气候候特点也是不可忽略的重要影响因素。

为此，为保障青藏铁路格拉段广大铁路职工的身体健康，确保铁路安全畅通，需根据环境因素的影响情况从以下几个方面做好相应的卫生保障工作[3]。

（1） 开展健康教育和高原病知识培训，提高职工的自我防护意识和防护能力； （2） 增加供氧，提高室内氧分压或间歇式吸氧；

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（3） 控制劳动时间和劳动强度，减少氧耗，避免机体抵抗力下降；

（4） 加强劳动保护工作，及时配置劳动保护用品（如防晒霜、护目镜、遮阳帽、手套及防寒

服等），有效杜绝因自然危害健康的事故发生。

参考文献：

[1] 李谊. 青藏铁路与职业性高原病[J]. 铁道劳动安全卫生与环保. 2004,31（2）:98~101.

[2] 王惠文. 偏最小二乘回归方法及其应用[M]. 北京：国防工业出版社,1999.

[3] 董文秀,马军. 青藏铁路格拉段卫生保障措施和探讨[J]. 铁道劳动安全卫生与环保. 2008,35

（2）:86~90.

[4] 吴天一. 高原低氧环境对人类的挑战[J]. 医学研究杂志，2006.10 35（10）;1~3.

[5] 李天麟.高原与健康[M]. 北京科学技术出版社，2001.4.

[6] 施红生，任安绚，梁渤洲. 青藏铁路运营期卫生保障策略[J[. 中国铁路，2006，3；23~28.

The Study of Environmental Factors for Health of Workers that Working On Golmud-Lhasa

Section of Qinghai-Tibet Railway Based on PLS

Shiqingsheng chenjianli lijinfeng

(Department of Applied mathematics , Nanjing University of Technology, NangJing JiangSu

210009,China)

Abstract: Golmud-Lhasa Section of Qinghai-Tibet Railway lies at an average of 4500 meters above sea-level, characterized by serious cold, lack of oxygen, low pressure and strong radiation climate. Applying the methods of partial least squares(PLS) regression,the paper statistically analyses the data of environmental testing indexes and worker’s physiological indexes in 10 sections along the railway. The main purpose of the analysis is to search for the environmental factors that affect the worker’s physiological indexes(such as pulse, systolic pressure ,diastolic pressure and oxygen saturation of arterial blood),and to confirm the dangerous factors of working in plateau areas, which will be the important foundation of working out measures of health care. The research result shows that the air pressure, oxygen partial pressure and height above sea level are the main factors to affect the worker’s physiological indexes, In addition, the cold and windy climate is the important determining factors. Keywords: Qinghai-Tibet Railway; partial least squares; physiological target; environmental factors

附基金项目及作者简介：

基金项目：科技部国家科技支撑计划资助项目（2006BAC07B01）：青藏铁路运营安全保障系统研究。

施庆生（1959-），男，江苏南京人，南京工业大学应用数学系教授，硕士，研究方向：应用数

学。

陈建丽（1978-），女，山东费县人，南京工业大学应用数学系讲师，硕士，研究方向：应用统

计。

李金凤（1979-），女，黑龙江双鸭山人，南京工业大学应用数学系讲师，硕士，研究方向：

应用统计。

邮寄地址： 南京工业大学理学院应用数学系 施庆生（收） 邮编：210009

联系电话： 138xxxxxxxx

电子邮箱： sqs@

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