白寶丁工程師 申 坤工程師

(1.中建安裝集團有限公司華西公司,陜西 西安 710065;2.中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司,陜西 西安 710065)

0 引言

據統(tǒng)計,2015-2019年房屋建筑與市政工程生產安全事故發(fā)生起數呈現逐年遞增趨勢,由442起增至773起,雖然2020-2022年期間事故起數與死亡人數出現回落,但總體事故數據仍然維持較高水平[1]。通過分析90份事故調查報告發(fā)現,建筑業(yè)安全事故中人的不安全行為造成的事故占比達80%～90%。因此,建筑工人不安全行為干預及管控是目前亟須解決的問題,對改善我國建筑行業(yè)的安全生產形勢有重要意義。

國內外學者對不安全行為的干預進行了大量研究。Yu等[2]通過安全控制、安全文化、安全素質及安全管理體系4種組合策略對礦工不安全行為進行干預,干預效果較為顯著;Mazlin等[3]、Mohammad等[4]分別對泰國、馬來西亞的建筑工人進行干預研究,采用結構方程模型方法檢驗措施的有效性,并構建了相對完整的干預治理模型。還有學者從安全文化[5]、安全氛圍[6]、安全教育培訓投入[7]等組織管理視角開展不安全行為干預的相關研究。也有學者建立不安全行為的系統(tǒng)動力學(System Dynamics,SD)模型,對各類干預措施進行仿真模擬,研究結果顯示,組織管理措施對不安全行為的影響最顯著[8-9]。

綜上所述,學者們主要從個體、組織管理、環(huán)境等視角研究人的不安全行為干預對策,而對干預效果的研究尚且不足。鑒于此,基于系統(tǒng)動力學理論,構建建筑工人不安全行為影響因素的系統(tǒng)動力學干預模型,探究不安全行為影響因素間的作用關系,采用Vensim軟件對建筑工人不安全行為的動態(tài)演化過程進行仿真模擬,以期為管理者提供更全面的不安全行為干預對策和決策依據。

1 因果關系構建

本文通過安全管理網,自治區(qū)、省、市應急管理局官網搜集2015-2022年高處墜落、坍塌事故、機械傷害、物體打擊等90個建筑施工事故案例,總結90個事故案例中由于人的不安全行為導致的事故原因,對不同原因按個體因素、作業(yè)因素、環(huán)境因素進行分類歸納,見表1、2;并繪制其因果關系圖,如圖1。

注:+表示正向促進;-表示反向抑制;→表示影響關系圖1 因果關系圖Fig.1 The casual loop diagram

表1 影響因素及其解釋Tab.1 Influencing factors and their explanations

2 系統(tǒng)動力學模型建立

2.1 模型邊界分析與假設

建筑工人不安全行為影響因素主要受個體安全水平[11]、作業(yè)安全水平[12]、管理作業(yè)水平[12]3個方面影響因素交互作用的影響。在明確研究目標的前提下,引入一定的假設條件:建筑工人安全行為是動態(tài)、連續(xù)的;不考慮不可抗力導致的系統(tǒng)波動;由個體安全水平、作業(yè)安全水平、管理作業(yè)水平3個系統(tǒng)核心變量共同表征建筑工人安全行為水平。

2.2 不安全行為SD仿真模型構建

基于建筑工人安全能力的系統(tǒng)結構與因果關系反饋圖,探究系統(tǒng)各影響因素之間的作用關系,選取31個變量構建建筑工人安全行為系統(tǒng)動力學模型。將變量按照圖1進行整合,得到建筑工人安全行為系統(tǒng)動力學模型流圖(如圖2),可較為全面地描繪出安全行為系統(tǒng)構成及要素間的相互作用機制。

3 系統(tǒng)動力學模型量化

3.1 模型主要參數確定

借助系統(tǒng)動力學軟件Vensim PLE 6.0模型對不安全行為干預效果進行模擬仿真,模型運行范圍為2022年8月～2023年3月,仿真步長為8個月。模型參數主要包括3種類型,分別是常數、初始值與表函數,參數量化的方式主要有以下2種:個體安全水平、作業(yè)安全水平、身體素質等因素權重,主要參考文獻[13-14]進行推導生成;參數初始值主要根據企業(yè)歷史數值趨勢得到,見表3。

表3 單因素干預參數確定Tab.3 Determination of single factor intervention parameters

3.2 模型特征方程確定

構建模型的過程中不斷結合現實經驗數據對變量進行調試,使模型能夠更好地仿真出變量之間的相互關系,力求基本符合建筑工人安全行為的現實情況。模型共設23個方程,見表4。其中,極端天氣、設施損壞率等預測數據與預測月份不存在線性關系,利用基于時間序列的表函數來表示各預測月份的取值;采用擬合Gompertz曲線描述安全教育培訓、安全警示標志、機械設備安全狀態(tài)等與安全投入存在“規(guī)模報酬遞減”的特征,擬合系數主要依據企業(yè)歷史數據。

表4 變量及其特征方程Tab.4 Variables and their characteristic equations

3.3 仿真結果分析

為探究建筑工人安全行為組合干預效果及政策實施力度的改變對工人安全行為水平的影響作用,本文從個體安全、作業(yè)安全和管理安全3個維度出發(fā),選擇權重較大的因素作為組合的對象,其中,組合提升值為初始值提升10%,強化提升值為初始值提升20%,見表5。對比不同維度下組合干預的效果,對安全行為組合干預進行模擬仿真,如圖3、4。

圖3 組合干預八及單一干預措施對比Fig.3 Comparison of No. 8 combination intervention and single intervention measures

表5 組合干預類型Tab.5 Combination intervention types

以強化組合八為例,對比單一干預策略和組合干預策略的實施效果。由圖3可知,組合干預的效果好于單一因素干預的效果;隨著各單一干預策略的實施,建筑工人不安全行為水平皆有所下降,但策略實施后期下降趨勢變緩,表明各單一干預策略對工人不安全行為水平具有“規(guī)模報酬遞減”的特性;員工安全意識和安全教育培訓干預策略的實施效果較初始策略明顯,表明通過加強安全教育培訓、提升工人安全意識可以影響建筑工人對于安全問題的基本判別及看待問題的態(tài)度;在機械設備狀態(tài)干預策略實施初期,工人不安全行為水平較初始策略要高,表明工人對新設備設施、新工藝的熟悉與適應都需要一定的時間。

由圖4可知,在干預策略的選擇中,作業(yè)安全水平及管理安全水平組合干預<個體安全水平及作業(yè)安全水平組合干預≈個體安全水平及管理安全水平組合干預<個體安全水平、作業(yè)安全水平及管理安全水平組合干預。此外,個體安全水平及作業(yè)安全水平組合干預下,知識技能水平、風險感知能力、機械設備狀態(tài)優(yōu)于員工安全意識和安全防護設施的因素干預;個體安全水平及管理安全水平組合干預下,知識技能水平、員工安全意識、安全教育培訓優(yōu)于安全行為習慣和安全監(jiān)督力度因素干預;作業(yè)安全水平及管理安全水平組合干預下,組合五的干預效果略優(yōu)于組合六,但當調控強度增加后,組合六的干預效果優(yōu)于組合五,表明機械設備狀態(tài)與定期安全檢查的因素權重較高,當調控強度提升后對不安全行為水平的影響更大;個體安全水平、作業(yè)安全水平及管理安全水平組合干預下,安全行為習慣、安全防護措施、定期安全檢查優(yōu)于員工安全意識、機械設備狀態(tài)、安全教育培訓的因素組合。

圖4 組合干預仿真對比圖Fig.4 Comparison diagram of combined intervention simulations

4 結論

(1)通過系統(tǒng)動力學揭示了作業(yè)人員不安全行為干預模型的影響路徑,定量地探究了個體因素、作業(yè)因素和管理因素對作業(yè)人員行為的影響,驗證了不安全行為影響因素之間的作用關系。

(2)組合干預的效果好于單一因素干預的效果。3種因素聯合干預對作業(yè)人員不安全行為水平影響最為明顯,其次為個體安全水平及作業(yè)安全水平組合干預、個體安全水平及管理安全水平組合干預,效果最弱的為作業(yè)安全水平及管理安全水平組合干預。在各項因素的具體措施實施中,應優(yōu)先對員工的安全行為習慣、安全防護措施、定期安全檢查進行調控。

(3)建筑工人不安全行為干預是一個緩慢的過程。由于人自身特質的復雜性,需多種干預策略聯合實施,預防建筑工人不安全行為的發(fā)生。