謝 宏，黃漢斌

（華北科技學(xué)院，北京東燕郊 065201）

0 引言

安全評(píng)價(jià)以理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為支撐，識(shí)別和分析企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中潛在的危害和有害因素。 安全評(píng)價(jià)對(duì)于預(yù)測(cè)企業(yè)安全管理中的風(fēng)險(xiǎn)，減少安全生產(chǎn)事故發(fā)生率，及營(yíng)造有利于安全生產(chǎn)的環(huán)境均發(fā)揮著關(guān)鍵作用。 因此，加大企業(yè)安全評(píng)價(jià)的力度，預(yù)防不安全行為的出現(xiàn)，并對(duì)安全生產(chǎn)管理實(shí)施規(guī)范化，對(duì)確保企業(yè)安全至關(guān)重要。

雖然企業(yè)安全評(píng)價(jià)已引起學(xué)者關(guān)注并被實(shí)際應(yīng)用，眾多國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了深入研究［1-4］，但是現(xiàn)有方法存在局限性：不同類(lèi)型評(píng)價(jià)對(duì)象間的結(jié)果難以比較，適用性有限，進(jìn)行全面、系統(tǒng)、清晰的研究仍是一大挑戰(zhàn)。

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)（System Dynamics，SD）是基于系統(tǒng)論、控制論和信息論等數(shù)學(xué)模型的大系統(tǒng)理論，用于計(jì)算機(jī)仿真分析復(fù)雜系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為的方法。 這種方法尤其適合處理高度非線性、多變量和多反饋的復(fù)雜系統(tǒng)［5］。 基于此，學(xué)者們已將SD 應(yīng)用于多方面研究［6-10］，如煤礦安全管理的研究，通過(guò)SD 模型分析安全監(jiān)管、安全投入等因素對(duì)礦安全的影響；對(duì)瓦斯綜合治理的研究，利用SD 理論動(dòng)態(tài)評(píng)估礦井瓦斯災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)管理要點(diǎn)，促進(jìn)瓦斯綜合治理；對(duì)工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)演化評(píng)價(jià)的研究，運(yùn)用SD 理論方法對(duì)石油工程項(xiàng)目進(jìn)行仿真驗(yàn)證，分析各個(gè)因素對(duì)于工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)演化的影響程度，并提出建議；對(duì)安全生產(chǎn)水平預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)的研究，運(yùn)用SD 理論構(gòu)建安全生產(chǎn)水平預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)SD 模型，對(duì)安全生產(chǎn)水平進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)，彌補(bǔ)了安全生產(chǎn)評(píng)價(jià)方法單一性的不足；對(duì)瓦斯抽采穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的研究，運(yùn)用SD 理論建立瓦斯抽采三元體系SD 模型，對(duì)瓦斯抽采達(dá)標(biāo)進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)，豐富了瓦斯抽采安全評(píng)價(jià)方法。

綜上所述，本文在現(xiàn)有評(píng)價(jià)方法的基礎(chǔ)上，基于災(zāi)害致因的邏輯路徑，從系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)視角，基于事故災(zāi)難這一單災(zāi)種為例，以安全能力、安全狀態(tài)和安全業(yè)績(jī)?yōu)楹诵囊?，?gòu)建單災(zāi)種三元安全評(píng)價(jià)體系SD 模型。 通過(guò)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)和仿真分析安全生產(chǎn)狀況，旨在解決實(shí)際安全生產(chǎn)問(wèn)題，同時(shí)拓展安全評(píng)價(jià)的理論與方法范疇。

1 單災(zāi)種三元安全評(píng)價(jià)體系SD 模型構(gòu)建與應(yīng)用

1.1 模型構(gòu)建綜合分析

1.1.1 災(zāi)害形成的邏輯路徑

在風(fēng)險(xiǎn)管理和災(zāi)害研究范式中，單災(zāi)種是指與其他災(zāi)害有明確界限、相互獨(dú)立并有明顯區(qū)別的單一災(zāi)害種類(lèi)，是綜合災(zāi)害的基礎(chǔ)。 在災(zāi)害形成的過(guò)程中，孕災(zāi)環(huán)境、致災(zāi)因子與承災(zāi)體之間相互作用，最終演變?yōu)闉?zāi)情。 災(zāi)害系統(tǒng)包括三個(gè)關(guān)鍵要素［11］：孕災(zāi)環(huán)境、致災(zāi)因子和承災(zāi)體。

探尋災(zāi)害形成的邏輯路徑，有助于找到關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，運(yùn)用其特性構(gòu)建評(píng)價(jià)模型反饋指導(dǎo)防災(zāi)工作。 本文以生產(chǎn)實(shí)踐為例，生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中，人為異動(dòng)（如管理失誤、不安全行為等）和技術(shù)異動(dòng)（如機(jī)械故障、技術(shù)缺陷等）單獨(dú)或共同出現(xiàn)時(shí)，衍生出的致災(zāi)因子與孕災(zāi)環(huán)境本身存在的致災(zāi)因子累加，從而增強(qiáng)了致災(zāi)因子的強(qiáng)度，當(dāng)致災(zāi)因子的強(qiáng)度超出人們的應(yīng)對(duì)能力，導(dǎo)致無(wú)法有效控制時(shí)，就會(huì)對(duì)人類(lèi)的生命和財(cái)產(chǎn)造成重大損失，這時(shí)災(zāi)害因子形成了災(zāi)害，如圖1 所示。

圖1 災(zāi)害形成的邏輯路徑

1.1.2 災(zāi)害系統(tǒng)

面部表情是傳達(dá)內(nèi)心情感、追求內(nèi)在形象的最直接最有效的手段，是對(duì)完整舞蹈的一種補(bǔ)充。舞者應(yīng)正確認(rèn)識(shí)面部表情的基本內(nèi)涵，結(jié)合面部表情的主要作用如突出表演性、加強(qiáng)藝術(shù)性以及突顯獨(dú)特性等，將面部表情、舞蹈動(dòng)作有效結(jié)合。這樣對(duì)于拉丁舞情感的表達(dá)、表演完整性的增強(qiáng)以及拉丁舞氣氛的渲染都可發(fā)揮重要作用。

承災(zāi)體通常指的是直接受到災(zāi)害影響和損害的主體。 這主要包括“人”“機(jī)”“環(huán)”（庫(kù)爾曼，1981）自身及其相互交互組成的社會(huì)系統(tǒng)和人因工程系統(tǒng)（后稱(chēng)“人工系統(tǒng)”）。 因此，本文將承災(zāi)體分為兩大類(lèi)：社會(huì)系統(tǒng)和人工系統(tǒng)。

孕災(zāi)環(huán)境通常指的是自然系統(tǒng)。 然而，在生產(chǎn)實(shí)踐中，孕災(zāi)環(huán)境是由自然與社會(huì)的許多因素相互作用形成的。 在生產(chǎn)實(shí)踐視域下，孕災(zāi)環(huán)境可被視為由社會(huì)系統(tǒng)、人工系統(tǒng)以及自然系統(tǒng)三者相互作用產(chǎn)生的致災(zāi)因子的承載地。

致災(zāi)因子，是由孕災(zāi)環(huán)境產(chǎn)生的各種異動(dòng)因子。 它們可分為三類(lèi)：一是自然異動(dòng)如暴雨、臺(tái)風(fēng)、地震等產(chǎn)生的自然致災(zāi)因子；二是人為異動(dòng)如管理失誤、不安全行為等產(chǎn)生的人為致災(zāi)因子，這些往往會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的社會(huì)災(zāi)害；三是技術(shù)異動(dòng)如機(jī)械故障、技術(shù)缺陷等產(chǎn)生的技術(shù)致災(zāi)因子，這類(lèi)致災(zāi)因子通常源自技術(shù)或工業(yè)環(huán)境，生產(chǎn)上的安全事故就是比較典型的技術(shù)致災(zāi)因子，技術(shù)致災(zāi)因子也可能是自然致災(zāi)因子直接作用的結(jié)果。 為明確界定，本文將社會(huì)系統(tǒng)、人工系統(tǒng)以及自然系統(tǒng)三者相互作用產(chǎn)生的對(duì)人類(lèi)構(gòu)成危害的漸發(fā)或突發(fā)性因素統(tǒng)稱(chēng)為致災(zāi)因子。

綜上所述，在災(zāi)害系統(tǒng)中，保障系統(tǒng)安全的核心在于穩(wěn)定社會(huì)系統(tǒng)、人工系統(tǒng)以及自然系統(tǒng)致災(zāi)因子的狀態(tài)，系統(tǒng)安全問(wèn)題就是三元系統(tǒng)交互的安全問(wèn)題。 基于此，本文提出災(zāi)害致因的三元體系交互模型，如圖2 所示。

圖2 災(zāi)害致因的三元體系交互模型

由圖2 可知，社會(huì)系統(tǒng)本質(zhì)是一系列相互關(guān)聯(lián)的社會(huì)實(shí)體“人”（如個(gè)人、群體、組織和機(jī)構(gòu)）運(yùn)用“管”和“法”進(jìn)行持續(xù)實(shí)踐形成的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)；人工系統(tǒng)本質(zhì)是為了實(shí)現(xiàn)一些特定的目標(biāo)或解決特定問(wèn)題，由“人”通過(guò)理論和科技創(chuàng)造“機(jī)”并與其交互形成的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)；自然系統(tǒng)本質(zhì)是反映出“環(huán)”（自然環(huán)境）的狀態(tài)與進(jìn)程，且不受人類(lèi)直接控制。 在社會(huì)—人工—自然耦合系統(tǒng)中，災(zāi)害的致因變得更加多元和復(fù)雜，災(zāi)害由社會(huì)系統(tǒng)的致災(zāi)因子、人工系統(tǒng)的致災(zāi)因子與自然系統(tǒng)的致災(zāi)因子（三者間相互影響）的交互所致。 具體致因邏輯關(guān)系如下：

（1） “人”在缺失“管”和“法”的前提下發(fā)生不安全行為，產(chǎn)生致災(zāi)因子，使系統(tǒng)內(nèi)各因素之間關(guān)系紊亂，從而使社會(huì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)失衡；

（2） “人”在不安全行為下與“機(jī)”進(jìn)行交互，導(dǎo)致“機(jī)”發(fā)生不穩(wěn)定狀況，產(chǎn)生致災(zāi)因子，致使系統(tǒng)內(nèi)各因素之間關(guān)系紊亂，從而使人工系統(tǒng)動(dòng)態(tài)失衡；

（4） 社會(huì)系統(tǒng)、人工系統(tǒng)和自然系統(tǒng)彼此之間相互擾動(dòng)，災(zāi)害因子彼此之間相互影響，在此情形下，三者所產(chǎn)生的災(zāi)害因子（超限狀態(tài)）耦合形成災(zāi)害。

系統(tǒng)安全是為解決復(fù)雜系統(tǒng)中的安全性問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的一套安全理論和方法體系［12］。 在安全生產(chǎn)領(lǐng)域，影響因素繁多，各個(gè)因素之間以及整體與單個(gè)因素之間的相互作用構(gòu)成了一個(gè)典型的非線性、多變量的復(fù)雜動(dòng)態(tài)反饋系統(tǒng)［13］。 明確災(zāi)害系統(tǒng)內(nèi)部要素之間的關(guān)系對(duì)于預(yù)防災(zāi)害的發(fā)生和保障安全生產(chǎn)至關(guān)重要。 因此，對(duì)災(zāi)害系統(tǒng)進(jìn)行深入的動(dòng)態(tài)分析是必要的步驟。

1.2 單災(zāi)種三元安全評(píng)價(jià)體系SD 模型的構(gòu)建

1.2.1 單災(zāi)種三元安全評(píng)價(jià)體系SD 建模目的

單災(zāi)種三元安全評(píng)價(jià)體系SD 建模是為了更深入地理解和預(yù)測(cè)災(zāi)害發(fā)生的復(fù)雜過(guò)程，評(píng)估安全等級(jí)，并提出針對(duì)性的整改措施，以?xún)?yōu)化安全生產(chǎn)水平。 該模型揭示了災(zāi)害觸發(fā)的因素以及各因素之間的關(guān)聯(lián)，并提供了對(duì)災(zāi)害形成過(guò)程動(dòng)態(tài)變化的見(jiàn)解。 通過(guò)模擬和比較分析不同情景，該模型能夠預(yù)測(cè)在特定條件下災(zāi)害可能的發(fā)展路徑，并據(jù)此為防災(zāi)準(zhǔn)備、災(zāi)害抑制及恢復(fù)管理提供實(shí)用的建議。

1.2.2 單災(zāi)種三元安全評(píng)價(jià)體系SD 模型結(jié)構(gòu)

從微觀角度出發(fā)，并基于系統(tǒng)安全理論及前文討論，可見(jiàn)災(zāi)害系統(tǒng)與社會(huì)系統(tǒng)、人工系統(tǒng)及自然系統(tǒng)等子系統(tǒng)存在著緊密的聯(lián)系。 因此，本研究提出一種結(jié)合安全生產(chǎn)要素的協(xié)調(diào)發(fā)展模型，涉及社會(huì)、人工和自然這三個(gè)系統(tǒng)。 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)SD 模型是一個(gè)開(kāi)放的復(fù)雜系統(tǒng)，運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)軟件Vensim 來(lái)描述系統(tǒng)的因果關(guān)系，并據(jù)此繪制圖3。 本文中，“安全能力”定義為組織應(yīng)對(duì)和控制致災(zāi)因子的能力，此能力是管理和專(zhuān)業(yè)水平的綜合體現(xiàn)。 同時(shí)，“致災(zāi)因子狀態(tài)”表示致災(zāi)因子的強(qiáng)度。 而“安全狀態(tài)”則指災(zāi)害的穩(wěn)定狀態(tài)，它相對(duì)于“致災(zāi)因子狀態(tài)”而言，當(dāng)“安全能力”降低致災(zāi)因子的威脅時(shí)，“安全狀態(tài)”相應(yīng)提升，反之則下降。 “安全業(yè)績(jī)”描述了企業(yè)在災(zāi)害治理和抵御能力上的實(shí)際效能，表現(xiàn)為通過(guò)能力達(dá)到的生產(chǎn)環(huán)境的穩(wěn)定性，體現(xiàn)了減少災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的安全成果。

圖3 因果關(guān)系圖

如圖3 所示，管理與專(zhuān)業(yè)水平可整合為安全能力，而安全能力與安全狀態(tài)共同構(gòu)成了安全業(yè)績(jī)。 安全投入、安全能力、致災(zāi)因子狀態(tài)、安全狀態(tài)及安全業(yè)績(jī)緊密相連并相互影響，形成了系統(tǒng)的反饋機(jī)制。

1.3 單災(zāi)種三元安全評(píng)價(jià)體系SD 模型反饋回路

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)（SD）模型的反饋回路是其核心組成部分，它闡釋了系統(tǒng)內(nèi)各變量之間的相互作用及其對(duì)整體系統(tǒng)行為的影響。 在單災(zāi)種三元安全評(píng)價(jià)體系SD 模型中，反饋回路主要分為兩類(lèi)：首先，正向反饋回路，其中一個(gè)系統(tǒng)變量的改變會(huì)引起其他變量的連鎖反應(yīng)，從而放大了最初的變化；其次，負(fù)向反饋回路，這種回路反映了系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力，某狀態(tài)變量的變化引發(fā)其他變量的調(diào)整，進(jìn)而使系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。

理想中的反饋系統(tǒng)應(yīng)處于封閉狀態(tài)，其內(nèi)部清晰地揭示了研究對(duì)象內(nèi)部各要素之間的相互作用，并闡釋系統(tǒng)內(nèi)的行為模式。 理論上，封閉系統(tǒng)的邊界不允許任何物質(zhì)的流動(dòng)。 但在實(shí)踐中，大多數(shù)系統(tǒng)是開(kāi)放的，它們與外部環(huán)境進(jìn)行著頻繁的變量交換。 由圖3 可知，各系統(tǒng)之間關(guān)系形成一個(gè)復(fù)雜的反饋回路，邏輯路徑為：安全能力上升，致災(zāi)因子狀態(tài)下降，同時(shí)安全狀態(tài)上升；安全能力與安全狀態(tài)上升，安全業(yè)績(jī)上升。

1.4 系統(tǒng)變量的選取

在構(gòu)建系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)（SD）模型的過(guò)程中，選擇恰當(dāng)?shù)南到y(tǒng)變量是關(guān)鍵一步，因?yàn)檫@些變量必須精準(zhǔn)地代表系統(tǒng)的核心特征及其行為模式。 對(duì)于單災(zāi)種三元安全評(píng)價(jià)體系SD 模型，在選取變量時(shí)，既要反映安全業(yè)績(jī)，又要考量直接影響安全業(yè)績(jī)的各種因素和致災(zāi)因子狀態(tài)的影響。 這要求對(duì)組成要素及其體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行深刻且客觀地分析，以確立模型的關(guān)鍵組成。 根據(jù)綜合分析的結(jié)果，最終確定了單災(zāi)種三元安全評(píng)價(jià)體系SD 模型所需的狀態(tài)變量數(shù)量為6 個(gè)，速率變量為6 個(gè)，以及輔助變量為7 個(gè)。 各具體變量說(shuō)明見(jiàn)表1。

表1 變量說(shuō)明

2 單災(zāi)種三元安全評(píng)價(jià)體系SD 模型仿真與應(yīng)用

2.1 SD 模擬仿真

利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)專(zhuān)用軟件Vensim，繪制了系統(tǒng)流圖，如圖4 所示。

圖4 單災(zāi)種三元安全評(píng)價(jià)體系SD 流圖

圖4 中，管理團(tuán)隊(duì)和專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)程度、管理體系完善程度、專(zhuān)業(yè)裝備配備合格程度，反映了企業(yè)在規(guī)章制度和軟硬實(shí)力建設(shè)上的實(shí)施情況；管理水平和專(zhuān)業(yè)水平代表企業(yè)通過(guò)各種舉措所達(dá)到的水平變化存量；安全能力指的是企業(yè)應(yīng)對(duì)災(zāi)害以及治理災(zāi)害因子的水平變化存量；致災(zāi)因子狀態(tài)指的是災(zāi)孕環(huán)境存在的致災(zāi)因子強(qiáng)度的水平變化存量；安全狀態(tài)代表了可接受的作業(yè)環(huán)境或低災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)的水平變化存量；安全業(yè)績(jī)指的是安全能力與安全狀態(tài)函數(shù)和的水平變化存量，用于評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)企業(yè)安全生產(chǎn)活動(dòng)的執(zhí)行情況和結(jié)果。 本文采用了主觀與客觀的量化方法，并主要通過(guò)模擬仿真來(lái)進(jìn)行分析說(shuō)明。

2.2 模擬仿真及評(píng)價(jià)

在系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)中以狀態(tài)變量作為衡量安全能力、安全狀態(tài)及安全業(yè)績(jī)的指標(biāo)，通過(guò)對(duì)變量數(shù)值的調(diào)整，動(dòng)態(tài)觀測(cè)三個(gè)狀態(tài)變量的變化趨勢(shì)及其變化原因。 具體變化趨勢(shì)界面如圖5所示。

圖5 仿真趨勢(shì)

本次模擬仿真用表函數(shù)模擬時(shí)間周期內(nèi)安全投入的變化量，通過(guò)對(duì)增長(zhǎng)速率和下降速率的控制，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行模擬仿真。 由圖5 可知，安全能力的提升可以有效地治理作業(yè)環(huán)境中的災(zāi)害因子，隨著災(zāi)害因子強(qiáng)度的下降，作業(yè)環(huán)境的安全狀態(tài)隨之上升，安全業(yè)績(jī)呈現(xiàn)安全能力變化量和安全狀態(tài)變化量耦合比例上升。 同時(shí)，當(dāng)安全業(yè)績(jī)達(dá)到期望值時(shí)，可以對(duì)安全投入適當(dāng)減少。

3 結(jié)論

（1） 理清了災(zāi)害形成的邏輯路徑，研究分析得出災(zāi)孕環(huán)境中的致災(zāi)因子強(qiáng)度和應(yīng)對(duì)能力為核心要素，以三元體系為軸心，建立單災(zāi)種三元安全評(píng)價(jià)體系SD 模型。

（2） 通過(guò)分析變化趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)安全能力、安全狀態(tài)以及安全業(yè)績(jī)的預(yù)測(cè)。 在不同的情境分析中，還能探尋系統(tǒng)內(nèi)的薄弱環(huán)節(jié)，從而采取措施避免因致災(zāi)因子增強(qiáng)而導(dǎo)致災(zāi)害的發(fā)生。

（3） 后續(xù)研究方向?qū)⒅铝τ诨谙到y(tǒng)動(dòng)力學(xué)的多災(zāi)種評(píng)價(jià)模型的建立，通過(guò)應(yīng)用多災(zāi)種評(píng)價(jià)模型進(jìn)行災(zāi)前預(yù)防的安全評(píng)價(jià)，能夠有效地預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)各類(lèi)災(zāi)害的安全水平變量，通過(guò)分析變化趨勢(shì)，識(shí)別系統(tǒng)內(nèi)的薄弱環(huán)節(jié)，并制定相應(yīng)的整改策略，以確保安全生產(chǎn)。 此外，該模型具有廣泛的應(yīng)用潛力，適用于多個(gè)領(lǐng)域。