田水承，孫璐瑤，唐藝璇，胥 靜，陳小繩

(1.西安科技大學(xué) 安全科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710054；2.西安科技大學(xué) 安全與應(yīng)急管理研究所，陜西 西安 710054；3.陜煤集團(tuán)神木紅柳林礦業(yè)有限公司，陜西 榆林 719300)

0 引 言

當(dāng)?shù)V工長期處于井下惡劣復(fù)雜環(huán)境中，并伴隨著繁重的體力、腦力勞動時，會導(dǎo)致礦工容易處于疲勞、不良情緒、感知失常等不安全狀態(tài)，造成事故的潛在隱患。隨著技術(shù)、設(shè)備的進(jìn)步，其安全性日益提高，然而由于人在生理、心理和精神等方面的特點(diǎn)和極限，人的因素存在較大的差異、不穩(wěn)定性和難控制性。因此，為了保證礦工的安全作業(yè)，需要對其狀態(tài)進(jìn)行綜合評價，建立科學(xué)全面的礦工不安全狀態(tài)評價指標(biāo)體系是監(jiān)測評估人員不安全狀態(tài)的基礎(chǔ)，是有效預(yù)防礦工發(fā)生不安全行為的重要途徑。

近年來，眾多學(xué)者針對煤礦領(lǐng)域人的因素做了很多研究。陰東玲等通過構(gòu)建煤礦人員不安全行為影響因素的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)個人準(zhǔn)備狀態(tài)差是導(dǎo)致其發(fā)生不安全行為的最直接原因[1]。WANG等認(rèn)為個體內(nèi)因主要包含個性氣質(zhì)、生理因素、心理因素、認(rèn)知能力等11個因素[2]。邢寶君等通過建立安全注意力衰減的SEM模型，認(rèn)為安全注意力配置與安全素質(zhì)、工作年限、受教育程度、安全意識、安全心理、安全知識顯著相關(guān)[3]。袁曉芳等認(rèn)為礦工工齡、學(xué)歷和是否歷經(jīng)過煤礦事故等因素等都會對應(yīng)急反應(yīng)能力產(chǎn)生影響[4]。人格特征影響著員工的心理狀態(tài)[5]，劉晟等通過心理測量法掌握了礦山動力機(jī)械操控員工的核心心理素質(zhì)構(gòu)成狀況，探討了其心理水平的區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)[6]。高志揚(yáng)、林健等重點(diǎn)分析了礦工心理、生理狀態(tài)，認(rèn)為疲勞、僥幸心理、情緒心理對礦工的影響最為顯著[7-8]。田水承、王新平、李乃文等均研究了疲勞對人的影響，認(rèn)為疲勞是影響人員行為的重要因素[9-11]。FANG，WANG等認(rèn)為安全認(rèn)知對員工的安全行為的影響更加重要，可以通過安全教育培訓(xùn)來提高人員的安全認(rèn)知水平[12-13]。李國瑞發(fā)現(xiàn)礦工的智力節(jié)律低于其他行業(yè)人員，體力節(jié)律低潮期多且長，情緒節(jié)律易變且變化幅度大于體力節(jié)律[14]。綜上所述，學(xué)者們主要是從個體素質(zhì)、生理因素、心理因素和行為能力水平4個方面來探討人的因素。個體內(nèi)因是復(fù)雜繁多的，人員的不安全狀態(tài)是由多種因素相互作用、相互影響產(chǎn)生的，目前大多數(shù)研究集中于單一因素的影響或者影響因素之間的聯(lián)系，對于人的因素的研究不夠全面系統(tǒng)，針對礦工自身狀態(tài)的研究不夠深入。因此，本研究通過文獻(xiàn)分析法建立礦工不安全狀態(tài)的評價指標(biāo)體系，并結(jié)合層次分析法和熵權(quán)法確定了各指標(biāo)的組合權(quán)重，利用該指標(biāo)體系評價礦工的狀態(tài)。

1 構(gòu)建礦工不安全狀態(tài)評價指標(biāo)體系

1.1 不安全狀態(tài)與不安全行為的關(guān)系

目前大多研究集中于人的不安全行為與物的不安全狀態(tài)，所謂物的不安全狀態(tài)就是曾經(jīng)引起或者可能引起事故的物的狀態(tài)，文中借用此概念并結(jié)合葉龍對于人的安全性評價的定義，文中認(rèn)為人的不安全狀態(tài)主要是指影響人員安全狀況的生理、心理素質(zhì)以及行為能力水平的狀態(tài)[15-16]。人的狀態(tài)對于是否發(fā)生不安全行為、能否及時識別作業(yè)區(qū)域的危險因素并進(jìn)行針對性整改影響巨大。

人的不安全行為是造成大多數(shù)事故發(fā)生的直接原因[17]。不安全行為的實(shí)施主體是人，人的狀態(tài)會影響人員的行為。外界因素的變化會使人的狀態(tài)隨之改變，使人員處于疲勞、不良情緒等不安全狀態(tài)，從而產(chǎn)生不安全行為，如圖1所示。

圖1 不安全狀態(tài)與不安全行為的關(guān)系

礦工的不安全狀態(tài)先于人的不安全行為，它是導(dǎo)致其發(fā)生不安全行為的必要條件，也就是說，當(dāng)?shù)V工產(chǎn)生不安全行為時，其自身一定處于不安全狀態(tài)。由此可見，人員的狀態(tài)與不安全行為、事故之間存在著很大的關(guān)系，應(yīng)該從人員狀態(tài)的角度出發(fā)，去防止人員發(fā)生不安全行為。

1.2 評價指標(biāo)提取

目前，針對礦工的不安全狀態(tài)研究較少，對其不安全行為的研究較多。本研究主要是從行為主體自身角度出發(fā)，聚焦遺傳特征、人格傾向性、安全知識、行為能力、心理與生理狀態(tài)等方面，強(qiáng)調(diào)行為主體自身的屬性對行為決策的決定性作用，文中所研究的不安全狀態(tài)更偏向即時的礦工狀態(tài)，它會導(dǎo)致礦工更容易發(fā)生沖動和無意識的不安全行為。因此，在選擇礦工不安全狀態(tài)的評價指標(biāo)時，主要從不安全行為影響因素中人的因素入手討論。

使用中國知網(wǎng)CNKI數(shù)據(jù)庫檢索文獻(xiàn)，時間跨度從2015年至2020年，以“主題=(礦工and不安全行為)and主題=(影響因素or指標(biāo)體系)”為檢索式進(jìn)行精確檢索，包括博碩士論文及期刊文獻(xiàn)，共有64條檢索結(jié)果，刪除重復(fù)及相關(guān)性不強(qiáng)文章后，共篩選出28篇文獻(xiàn)作為研究對象，詳細(xì)閱讀這28篇文獻(xiàn)，借鑒文獻(xiàn)[18-23]中關(guān)于礦工個體因素的相應(yīng)指標(biāo)，并結(jié)合煤礦生產(chǎn)實(shí)際，整理出礦工不安全狀態(tài)的評價指標(biāo)集合。遵循指標(biāo)設(shè)置的科學(xué)性、全面性、可測性和精簡性原則，通過專家打分法完成了礦工不安全狀態(tài)的評價指標(biāo)的篩選，最終建立了包含4個一級指標(biāo)，17個二級指標(biāo)的礦工的不安全狀態(tài)評價指標(biāo)體系，如圖2所示。

圖2 礦工不安全狀態(tài)評價指標(biāo)體系

1)個體特征層面，包括：礦工年齡和工齡，影響礦工的生理狀態(tài)和對于工作知識技能的熟練程度；性格，影響人員對自身不安全行為的控制能力；學(xué)歷水平，影響礦工對安全知識技能的理解等。

2)心理因素，包括：情緒，主要指負(fù)性情緒，它是個體感受到的消極情感體驗[24]，當(dāng)?shù)V工處于焦慮、恐懼、憂郁、沮喪等不良情緒時更易發(fā)生不安全行為[25]；安全心理主要包括僥幸心理、從眾心理、麻痹心理、逞能心理等；安全態(tài)度是指礦工在工作過程中對安全生產(chǎn)方面具有的價值判斷和心理傾向，影響其對于安全規(guī)章制度的遵守；安全認(rèn)知是指礦工對工作危險的認(rèn)知，礦工的安全認(rèn)知水平低下會導(dǎo)致其更容易發(fā)生無意識不安全行為。

3)生理因素，包括：體力疲勞，礦工工作常伴隨著長時間的重體力勞動，極易產(chǎn)生體力疲勞；腦力疲勞，是指進(jìn)行長時間復(fù)雜的腦力勞動，會導(dǎo)致生理功能低下，產(chǎn)生疲勞感；生理感知，五覺，在作業(yè)過程中影響較大的主要包括視覺和聽覺；身體健康狀況，僅指在身體健康方面的狀況；生物節(jié)律，分為情緒、體力、智力周期，會從人體內(nèi)部自動調(diào)節(jié)和控制人員的行為和活動。

4)能力水平，包括應(yīng)急反應(yīng)能力，指對突發(fā)安全狀況的處置能力；風(fēng)險感知能力，指對作業(yè)過程中風(fēng)險的特征和嚴(yán)重性做出的主觀判斷；安全知識技能，指礦工對煤礦安全生產(chǎn)知識和工作技能的了解情況；行為能力，包括肢體協(xié)調(diào)能力、反應(yīng)能力、空間感覺能力、注意力集中能力等。

2 評價指標(biāo)的權(quán)重分析

本研究的評價對象是礦工的狀態(tài)情況，能夠得到的定量信息較少。綜合考慮賦權(quán)方法的優(yōu)勢與局限性，采用主觀賦權(quán)與客觀賦權(quán)相結(jié)合的方法來確定各指標(biāo)的權(quán)重。

2.1 層次分析法確定權(quán)重

層次分析法所需要的定量數(shù)據(jù)信息較少，能夠從評價者的角度分析評價對象的本質(zhì)，是一種主觀賦權(quán)方法[26]。共選取10位從事煤礦安全管理方向的資深專家，要求各位專家結(jié)合自身的認(rèn)知和經(jīng)驗對各評價指標(biāo)進(jìn)行打分，其中有3位專家是從事相關(guān)研究并且具有高級職稱的高校老師，3位是具有豐富工作經(jīng)驗的安全管理人員，4位是具有10年以上煤礦工作經(jīng)驗的一線工作人員。選中的專家具有一定的代表性且具有豐富的工作經(jīng)驗。確定權(quán)重的步驟如下。

2.1.1 構(gòu)造判斷矩陣

由專家通過1～9標(biāo)度法確定同層次指標(biāo)的相對重要度之比，具體賦值見表1。首先完成一級指標(biāo)元素組的兩兩比較，即U1，U2，U3，U4的兩兩比較；然后依次完成一級指標(biāo)元素組內(nèi)二級指標(biāo)的成對比較，即可構(gòu)造所有的判斷矩陣。

表1 專家賦值參考表

2.1.2 一致性檢驗及指標(biāo)局部排序

利用公式(1)、公式(2)分別計算判斷矩陣的最大特征值λmax和一致性指標(biāo)CR，當(dāng)CR<0.1時，將最大特征值及對應(yīng)的特征向量W進(jìn)行歸一化處理，即可得到該層次中所有評價指標(biāo)相對重要性的權(quán)重值。

判斷矩陣A的最大特征值

(1)

一致性指標(biāo)

(2)

式中Wi為判斷矩陣按行相乘并進(jìn)行歸一化后得到的權(quán)重值；n為判斷矩陣的階數(shù)，RI可通過查表進(jìn)行取值。以某位專家對一級指標(biāo)因素的打分結(jié)果為例，則判斷矩陣

通過計算得到U1，U2，U3，U4的權(quán)重分別為0.091 3，0.245 8，0.609 5，0.091 3。

2.1.3 指標(biāo)全局排序

將一級指標(biāo)權(quán)重W1與二級指標(biāo)相對于一級指標(biāo)的權(quán)重W2相乘得到二級指標(biāo)對于目標(biāo)層的權(quán)重W，即W=W1*W2。

2.2 熵權(quán)法確定權(quán)重

熵權(quán)法是根據(jù)同一指標(biāo)狀態(tài)值之間的差異程度來對指標(biāo)進(jìn)行客觀定權(quán)的方法，反映了該指標(biāo)在評價過程中貢獻(xiàn)有用信息的多少[27]。采用紙質(zhì)問卷與電子問卷相結(jié)合的方式隨機(jī)對100位煤礦及相關(guān)從業(yè)人員進(jìn)行問卷調(diào)查，得到有效問卷96份，熵權(quán)法確定權(quán)重的步驟如下。

1)對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，將所有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為0～1之間的數(shù)，消除物理量的影響。

(3)

式中xij為第i位人員的第j個評價指標(biāo)值(i=1，2，3,…,96；j=1，2，3,…,17)。

2)無量綱計算

(4)

3)熵值計算

(5)

4)評價指標(biāo)的權(quán)重計算。

(6)

2.3 組合賦權(quán)

使用AHP-熵權(quán)法對各指標(biāo)進(jìn)行組合賦權(quán)，能夠確保權(quán)重的客觀性。熵權(quán)層次分析法確定綜合權(quán)重的計算公式

(7)

式中CWj為第j項指標(biāo)的綜合權(quán)重；cj為第j項指標(biāo)由AHP法確定的權(quán)重；sj為第j項指標(biāo)有由熵權(quán)法確定的權(quán)重。通過上述計算過程得到各評價指標(biāo)對目標(biāo)層的權(quán)重，見表2。

表2 評價指標(biāo)對目標(biāo)層的權(quán)重結(jié)果

通過熵權(quán)層次分析法確定了礦工不安全狀態(tài)各個維度和評價指標(biāo)的權(quán)重，權(quán)重越高的指標(biāo)在礦工不安全狀態(tài)評價中所占比重越大，也就是在評價和監(jiān)測人員狀態(tài)時應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)測和防控的關(guān)鍵性指標(biāo)。根據(jù)表2的權(quán)重結(jié)果可得，生理因素的權(quán)重最大，而個體特征的權(quán)重最小，各一級指標(biāo)對礦工不安全狀態(tài)影響程度排序為：生理因素>心理因素>能力水平>個體特征。說明生理因素在評價人員狀態(tài)時最重要，心理因素其次，與文獻(xiàn)[28]研究結(jié)果相同。另外，礦工的生理和心理狀態(tài)經(jīng)常受到工作環(huán)境、家庭因素、突發(fā)事件、工作時長等的影響，容易發(fā)生變化，而個體特征和能力水平由先天性格、原生家庭、長期的教育培訓(xùn)等決定的，不易發(fā)生突變，這也是生理、心理因素權(quán)重較大，而個體特征、能力水平權(quán)重較小的原因之一。因此，為了預(yù)防人員發(fā)生不安全行為，在評價和監(jiān)測人員狀態(tài)時，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注礦工的生理、心理狀況。生理指標(biāo)中體力疲勞、身體健康狀況對礦工的狀態(tài)影響較大，心理因素中各指標(biāo)的權(quán)重相差不多，4項指標(biāo)均需要重點(diǎn)監(jiān)測，在個體特征和能力水平維度，只有風(fēng)險感知能力具有較大權(quán)重，其余指標(biāo)權(quán)重均較小，需要著重培養(yǎng)和提高礦工的風(fēng)險感知能力。令人意外的是安全知識技能所占的權(quán)重僅為1.955%，眾多研究均認(rèn)為安全知識技能對于煤礦管理十分重要，文中認(rèn)同該指標(biāo)的重要性，只是對于礦工的即時安全狀態(tài)的影響較小，只有通過長期的安全教育培訓(xùn)才能夠提高礦工的安全知識技能，因此在監(jiān)測和評價人員狀態(tài)時安全知識技能所占比重較少。另外追溯原始問卷，發(fā)現(xiàn)安全管理人員及專家多認(rèn)為安全知識技能很重要，而煤礦一線工人多認(rèn)為不是很重要，這反映了礦工普遍存在僥幸、憑經(jīng)驗工作等不安全心理，更應(yīng)該加強(qiáng)日常的安全教育培訓(xùn)。

3 實(shí)例分析

采用上述評價指標(biāo)體系，以某一煤礦采煤機(jī)司機(jī)為例，參考文獻(xiàn)[29]將評價結(jié)果分為5個等級，邀請8名熟悉礦工工作的安全管理者對其進(jìn)行評價，被評礦工年齡為42歲，工齡15年，高中學(xué)歷。統(tǒng)計每項指標(biāo)在每個評價等級上的隸屬度，計算結(jié)果見表3。

由表3可得，權(quán)重集合為

表3 評價指標(biāo)權(quán)重及隸屬度計算表

W=[3.038%，4.695%，…，1.955%，2.720%]

評價相對于指標(biāo)集U的隸屬度所構(gòu)成的模糊評判矩陣為

該名礦工的不安全狀態(tài)綜合評價向量為

基于模糊評價法對各二級指標(biāo)的評價結(jié)果,見表4。

表4 評價結(jié)果

該結(jié)果表明被測礦工的不安全狀態(tài)評價結(jié)果為中等水平，觀察專家對該名礦工的評分可以知道，該名礦工的生理狀態(tài)較差，處于疲勞狀態(tài)，另外存在一些不良情緒和不安全心理，說明該礦工需要進(jìn)行一定的休息調(diào)整并且應(yīng)該加強(qiáng)安全教育培訓(xùn)，消除不安全心理，才能保證作業(yè)的安全進(jìn)行。該評價結(jié)果與實(shí)際情況有較高的一致性，應(yīng)及時對二級指標(biāo)評價結(jié)果和綜合評價結(jié)果處于中等水平以下(不包含中等)的人員進(jìn)行調(diào)節(jié)干預(yù)，可以有效預(yù)防不安全行為，提升工作安全水平，降低事故發(fā)生概率。

4 結(jié) 論

1)界定了不安全狀態(tài)的內(nèi)涵。結(jié)合前人對于人的安全性評價的研究成果及物的不安全狀態(tài)的定義，認(rèn)為人的不安全狀態(tài)是指影響人員安全狀況的生理、心理素質(zhì)以及行為能力水平的狀態(tài)。

2)建立了礦工不安全狀態(tài)評價指標(biāo)體系。首先定義了不安全狀態(tài)，并從個體特征、心理因素、生理因素、能力水平4個方面建立了礦工不安全狀態(tài)評價指標(biāo)體系，結(jié)合AHP-熵權(quán)法確定各指標(biāo)權(quán)重，認(rèn)為煤礦企業(yè)應(yīng)該更加重視礦工生理和心理狀態(tài)的調(diào)節(jié)，其中，體力疲勞、風(fēng)險感知能力、身體健康狀況在評價人員的狀態(tài)時占據(jù)決定性地位。

3)礦工不安全狀態(tài)評價指標(biāo)體系是科學(xué)合理的。結(jié)合模糊評價法進(jìn)行實(shí)例分析，某礦工的狀態(tài)評價結(jié)果為中等水平，生理狀態(tài)處于較差水平，與實(shí)際情況符合，說明本研究建立的礦工不安全狀態(tài)評價體系能夠幫助煤礦企業(yè)篩選出處于不安全狀態(tài)的人員。為了進(jìn)一步提高礦工不安全狀態(tài)評價的有效性，未來將從人體生理信號角度，更加客觀、可靠的判斷和預(yù)警人員的不安全狀態(tài)，使該評價指標(biāo)體系更加成熟廣泛地應(yīng)用于實(shí)際評價工作。