馮子陽 孫世梅教授 孫祖航 朱羽喬

(1.吉林建筑大學(xué) 應(yīng)急科學(xué)與工程學(xué)院，吉林 長春 130118；2.吉林建筑大學(xué) 事故預(yù)防科學(xué)研究院，吉林 長春 130118)

0 引言

建筑運營維護(hù)階段，是建筑物全生命周期中最長的一個階段，因此這個階段的安全管理工作是非常重要的。如2020年“3.7”泉州欣佳酒店坍塌事故、2021年“10.21”沈陽市和平區(qū)太原南街爆炸事故、2022年長春“9.28”重大火災(zāi)爆炸事故，均造成人員傷亡、財產(chǎn)損失，以及惡劣的社會影響。為有效預(yù)防和減少建筑運維階段事故的發(fā)生，構(gòu)建與分析建筑運維階段事故致因因素模型尤為重要[1]。1969年美國中西部研究所[2]就可口可樂產(chǎn)品外包裝材料選取對環(huán)境的影響進(jìn)行研究，這一研究成為全生命周期理論發(fā)展的開端；事故致因理論經(jīng)歷Heinrich等[3]的海因里希事故因果連鎖理論、Bird的因果連鎖理論[4]、James的“瑞士奶酪”模型[5]、傅貴等[6]研究提出的事故致因理論模型——行為安全“2-4”模型等。近年來，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論模型[7]為揭示復(fù)雜系統(tǒng)相互作用提供了新的見解；20世紀(jì)60年代，Erd?s和Rényi建立的隨機(jī)圖理論開創(chuàng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論研究[8]；花玲玲等[9]基于Pearson相關(guān)系數(shù)，分析鐵路事故因素的相關(guān)性，建立鐵路事故致因網(wǎng)絡(luò)模型利用度、網(wǎng)絡(luò)直徑及平均路徑長度、聚類系數(shù)、中介中心性等復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)分析網(wǎng)絡(luò)的整體結(jié)構(gòu)，確定需要防控的關(guān)鍵因素；王曉寧等[10]通過應(yīng)用事故樹分析法、層次分析法等建立安全評價指標(biāo)體系，確定指標(biāo)權(quán)重，查找出裝置中存在的具體安全隱患，給出裝置總體安全性評價結(jié)論。目前的建筑運維事故研究大多只關(guān)注一類事故的致因因素，事故致因因素之間的相互關(guān)系研究存在不足，忽略了事故發(fā)生的演變過程。

因此，筆者擬通過建筑運維階段事故案例，運用行為安全“2-4”模型，分析、整理、歸納事故致因因素，構(gòu)建模型；對事故致因因素模型中的指標(biāo)進(jìn)行計算分析，找出關(guān)鍵致因因素，探究事故發(fā)生成因和內(nèi)在聯(lián)系。

1 行為安全“2-4”模型

行為安全“2-4”模型是一個現(xiàn)代事故致因模型，它將事故的原因分為事故發(fā)生組織的內(nèi)部和外部原因。它既是用于事故原因分析的模型，也是用于事故預(yù)防對策設(shè)計的事故預(yù)防模型。事故的各種行為原因均在模型上可見，并被明確定義，在實踐中易操作。行為安全“2-4”模型已經(jīng)在建筑施工企業(yè)安全培訓(xùn)[11]、高處墜落行為管理[12]、電氣火災(zāi)安全管理[13]、天然氣管道[14]等多個領(lǐng)域運用，行為安全“2-4”模型內(nèi)容結(jié)構(gòu)[15]，如圖1。

圖1 行為安全“2-4”模型

2 建筑運維階段事故致因因素網(wǎng)絡(luò)模型

2.1 數(shù)據(jù)收集

從國家應(yīng)急管理部、各地應(yīng)急管理局及其他政府網(wǎng)站，搜集到我國近年發(fā)生的146起建筑運維階段事故，事故類型涉及坍塌、火災(zāi)、爆炸、物體打擊、觸電、其他6種事故類型，其中事故發(fā)生數(shù)量較大的是坍塌事故和火災(zāi)事故，分別為56起和33起，如圖2。

圖2 事故種類統(tǒng)計

2.2 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論簡介

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)是以建模的方法將復(fù)雜的耦合因素以圖形表達(dá)出來的方法。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)用節(jié)點表示系統(tǒng)內(nèi)部的元素，用邊表示元素之間的關(guān)系[16]。建筑運維階段事故的發(fā)生是多種影響因素相互影響、共同作用的結(jié)果，因此，可以將建筑運維階段事故影響因素間的相互作用抽象為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型[17]。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析的統(tǒng)計指標(biāo)主要有節(jié)點度、網(wǎng)絡(luò)直徑、平均路徑長度、聚類系數(shù)、中心中介性，后文將對這些統(tǒng)計指標(biāo)進(jìn)行解釋分析。

2.3 建筑運維階段事故影響因素分析

運用行為安全“2-4”模型對146起建筑運維階段事故進(jìn)行分析，將建筑運維階段事故影響因素分為不安全動作、不安全物態(tài)、安全能力和安全管理體系、安全文化[18]。

結(jié)合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)原理和建筑運維階段事故致因因素分析，建筑運維階段事故致因因素網(wǎng)絡(luò)模型共包括6個層次(5類主因素和事故類型)和77個致因因素，見表1。

表1 建筑運維階段事故致因因素節(jié)點

續(xù)表

3 建筑運維階段事故致因因素網(wǎng)絡(luò)模型分析

3.1 模型總體分析

根據(jù)行為安全“2-4”模型，分析、整理建筑運維階段事故類型的事故影響因素，借助Pajek軟件構(gòu)建建筑運維階段事故致因因素網(wǎng)絡(luò)，如圖3。該網(wǎng)絡(luò)包括77個節(jié)點和1 769條有向邊；節(jié)點S1-S6依次代表坍塌、火災(zāi)、爆炸、物體打擊、觸電、其他這6種事故類型，其他節(jié)點代表不同類型的影響因素。從圖3可以看出，部分節(jié)點周邊的有向邊較為密集，部分節(jié)點周邊的則較為稀疏，表明事故的發(fā)生是各種影響因素相互耦合相互作用的結(jié)果。為深入挖掘建筑運維階段事故的成因，需進(jìn)一步計算網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計指標(biāo)，以尋找建筑運維階段事故的原因。

圖3 建筑運營階段事故致因網(wǎng)絡(luò)

3.2 節(jié)點度計算

有向網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點度是反映節(jié)點影響其他節(jié)點和受其他節(jié)點影響程度的指標(biāo)[19]。運用軟件得出建筑運維階段事故致因因素網(wǎng)絡(luò)模型中節(jié)點的度，其中，入度值排在前5位的節(jié)點有：未對電氣線路及設(shè)備采取保護(hù)措施A11、違規(guī)存儲及使用易燃易爆危險品A16、電氣線路未按規(guī)定設(shè)置A12、冒險作業(yè)A1、維修養(yǎng)護(hù)不足A6，入度值依次為18、17、16、14、14，見表2。事故致因節(jié)點A11的入度值最大，表示將風(fēng)險傳至該節(jié)點的因素節(jié)點最多。如設(shè)備和環(huán)境知識不足C1、未認(rèn)識到安全教育的重要性D2、習(xí)慣性忽視防護(hù)工作E3等節(jié)點在事故致因因素網(wǎng)絡(luò)中都指向A11節(jié)點，這表明有較多的因素可作為導(dǎo)致A11發(fā)生的原因，進(jìn)而增大事故發(fā)生的可能性。通過入度值的計算，可以清晰地得出多個風(fēng)險因素共同作用下的因素節(jié)點，從而幫助決策者發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致事故發(fā)生的因素，并提出針對性措施。

表2 事故致因網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點的入度值

出度值排在前4的節(jié)點有：一切事故均可預(yù)防G2、安全重要程度G1、安全管理制度缺失F1、安全檢查制度缺失F4，出度值依次為56、50、40、36，見表3。根據(jù)出度值計算結(jié)果顯示，事故致因節(jié)點G2(一切事故均可預(yù)防)出度值最大，從節(jié)點出度定義考慮，該因素節(jié)點在傳導(dǎo)風(fēng)險方面具有較強(qiáng)的主動性，是多種事故發(fā)生的主要原因。

表3 事故致因網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點的出度值

總度值排在前4的節(jié)點有：一切事故均可預(yù)防G2、安全管理制度缺失F1、安全重要程度G1、安全檢查制度缺失F4，總度值依次為56、51、50、48，見表4。

表4 事故致因網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點的總度值

續(xù)表

根據(jù)節(jié)點度中入度值、出度值、總度值計算結(jié)果和行為安全“2-4”模型得出：安全文化缺失、安全管理體系缺失是導(dǎo)致建筑運維階段事故發(fā)生的主要原因。因此，科學(xué)有效地進(jìn)行安全文化建設(shè)，構(gòu)建良好的安全管理體系，可以從一定程度預(yù)防和減少事故的發(fā)生。

3.3 網(wǎng)絡(luò)直徑和平均路徑長度

構(gòu)建的建筑運維階段事故致因網(wǎng)絡(luò)的直徑為3，平均路徑長度為1.4，即網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點指向事故的直徑平均不到2就可以達(dá)到，說明各影響因素之間聯(lián)系緊密，很容易造成事故的發(fā)生。因此，為有效預(yù)防事故發(fā)生，應(yīng)建立快速、高效的應(yīng)急救援機(jī)制，防止某個節(jié)點更快向下一個或多個節(jié)點傳遞，避免事故進(jìn)一步擴(kuò)大。

3.4 聚類系數(shù)

聚類系數(shù)是反映節(jié)點間聯(lián)系緊密程度的指標(biāo)。構(gòu)建的建筑運維階段事故致因網(wǎng)絡(luò)的聚類系數(shù)為0.25，節(jié)點和有向邊構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)聚類系數(shù)為1.6，致因網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點聚類系數(shù)，見表5。從表5中可以看出，比較大的聚類系數(shù)有習(xí)慣性儲存大量可燃物品E2、缺少應(yīng)急救援知識C5、吸煙E1、習(xí)慣性違章操作E8，數(shù)值依次為0.428 571、0.400、0.392 857、0.392 857，表明這4個層面的事故致因聚集特性更強(qiáng)。為防止事故的連鎖反應(yīng)，對于這些聚類系數(shù)較高的事故影響因素節(jié)點應(yīng)該提出針對性措施。

表5 致因網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點聚類系數(shù)

續(xù)表

3.5 中介中心性

中介中心性表示不同致因在事故發(fā)生過程中所發(fā)揮的聯(lián)系和傳遞作用。構(gòu)建的建筑運維階段事故致因網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)中心性為0.026，影響因素節(jié)點的中介中心度，見表6。A10、A13、A14、A15、A16、B5、B6、B7、B10、B11、C5、E2、E7、G1-G32這33個節(jié)點的中心中介度為0，說明這些節(jié)點沒有在其他節(jié)點的交互中作為中間節(jié)點。安全管理制度缺失F1、安全作業(yè)制度缺失F2、應(yīng)急救援預(yù)案及體系缺失F3、安全檢查制度缺失F4具有最高的中介中心度，說明這些節(jié)點對事故致因網(wǎng)絡(luò)影響較大。有針對性地控制這些節(jié)點可以有效預(yù)防或減少事故的發(fā)生。

表6 影響因素節(jié)點的中介中心度

續(xù)表

4 結(jié)論

目前的建筑運維事故研究大多只關(guān)注一類事故的致因因素，事故致因因素之間的相互關(guān)系研究存在不足，忽略了事故發(fā)生的演變過程。因此結(jié)合行為安全“2-4”模型，總結(jié)歸納建筑運維階段事故的影響因素，構(gòu)建建筑運維階段事故致因因素模型，基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相關(guān)統(tǒng)計指標(biāo)分析構(gòu)建的致因網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性具有顯著意義。

(1)根據(jù)節(jié)點度計算結(jié)果顯示：一切事故均可預(yù)防G2、安全重要程度G1、安全檢查制度缺失F4、安全管理制度缺失F1等因素是導(dǎo)致建筑運維階段發(fā)生事故的重要原因?？茖W(xué)有效地進(jìn)行安全文化建設(shè)，構(gòu)建良好的安全管理體系，可以從一定程度預(yù)防和較少事故的發(fā)生。

(2)根據(jù)平均路徑和聚類系數(shù)的結(jié)果顯示：數(shù)值較小的平均路徑和數(shù)值較高的聚類系數(shù)，表明一旦某一節(jié)點因素發(fā)生，事故傳播速度快。根據(jù)中介中心度值的結(jié)果顯示：控制中介中心度值大的影響因素可以切斷風(fēng)險的傳播，有效預(yù)防事故的發(fā)生。

在收集事故數(shù)量方面和分析建筑運營階段事故模型方面還不夠全面、深入，下一步將通過分析更多事故案例、豐富網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，進(jìn)一步揭示事故風(fēng)險傳導(dǎo)的客觀規(guī)律。