基于改進的HFACS模型的地鐵施工安全事故編碼

葉海新

摘要：本文在調查分析了2003-2016年間155起地鐵施工事故和參照張永亮在《REASON模型在盾構施工中的應用》中提出的人因分析與分類系統（HFACS）模型的基礎上，提出了適用于地鐵施工事故人因分析的改進后的HFACS，并通過對專家的問卷調查進一步完善了該模型。然后基于改進后的HFACS模型對地鐵施工事故進行事故編碼，通過對事故的編碼建立起地鐵施工事故的人因數據庫，為以后地鐵施工事故原因分析和地鐵施工事故的預防提供參考。

Abstract： This paper propose an improved HFACS method which can be applied to the analysis of subway construction accidents，based on the investigation and analysis of the 155 subway construction accidents in 2003-2016 and referring to Zhang Yongliang proposed HFACS model in the "application of REASON model in shield tunneling construction"， and through the questionnaire survey of experts to further improve the model. Then， based on the improved HFACS model， the subway construction accidents are coded， on this basis， the human resource database for subway construction accidents is established. This provides a reference for the analysis of subway construction accidents and prevention.

關鍵詞：地鐵施工事故；地鐵施工安全；HFACS模型；事故編碼；人因數據庫

Key words： subway construction accident；subway construction safety；HFACS model；accident code；human factors database

中圖分類號：U231+.3；TU714 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）17-0219-03

0 引言

現今，我國各大城市正大力興建地鐵，施工過程中發生的事故數量不斷增加，導致地鐵施工事故的直接原因中，人因因素占絕大多數[1]。據統計，2003-2016年間我國發生的155起地鐵施工事故中，人因因素誘發的事故占到82.6%，從海因里希的統計規律可知，造成事故的原因有三類：人的不安全行為、物的不安全狀態和不可預見因素，然而在這三類導致事故原因中人因因素占比高達88%[2]。由此可以看出人因因素是導致地鐵施工安全事故的主要因素。在事故的人因分析中，Scott A. Shappell與Douglas A. Wiegmann提出的人因分析與分類系統（HFACS）應用較多。該模型是在Reason的“瑞士奶酪”模型的基礎上，綜合分析了來自美國軍方及民用航空的飛行數據提出來的[3]，并廣泛應用于航空、煤礦、醫療、核電等領域。

目前我國并沒有一個管理地鐵施工事故的數據庫。研究人員對事故進行分析研究時，需要耗費大量的時間和精力從各個施工單位、安監部門和各大有關安全的網站等渠道收集研究所需的地鐵施工事故。而且，現有的地鐵施工事故處理通報主要是以文本形式存在的，事故人因分析主要依據事故處理通報進行的。因此，研究人員只能以案例匯編的形式建立其文本數據，使得事故原因分析的查詢和分析非常不方便，也沒有一個統一的標準。因此，有必要對地鐵施工事故處理通報的純文本信息進行規范性和統一性的編碼處理，從而建立起地鐵施工事故數據庫，以便有效地利用地鐵施工事故“大數據”進行人因分析，挖掘導致地鐵施工事故發生的內在規律性和潛在因素。為地鐵施工事故的預防提供參考。

1 改進的HFACS模型

雖然HFACS模型在航空、煤礦、醫療等領域取得了非常顯著的成就，但是HFACS模型最開始是用于分析航空事故中人因因素，而且是以飛行員為研究對象，再加上東西方文化、管理體制等方面的差異，以及地鐵施工環境和飛行員操作環境的不同，所以HFACS不能夠直接應用于地鐵施工事故中的人因分析。因此，本文在研究了我國2003-2016年中發生的155起地鐵施工安全事故和參考了張永亮、羅俊和蔡嗣經在《REASON模型在盾構施工中的應用》中建立的REASON事故致因模型的基礎之上提出了用于地鐵施工事故人因分析的改進HFACS模型。改進后的HFACS模型包括六層，這六層分別是：規劃決策層、組織管理層、安全監督層、不安全行為前提層、不安全行為層和防御修復層[4]。其中，規劃決策層、組織管理層、安全監督層的人為差錯不會直接導致地鐵施工安全事故的發生，都是隱形因素層；不安全行為前提層包括了施工作業人員的個體狀況、環境、施工工藝等因素，其中如果有部分出現失效將有可能直接導致事故的發生，因此，該層屬于半隱性因素層；不安全行為層和應急預控層屬于顯性因素層[4]。具體各層的情況如下：

①規劃決策層。

地鐵施工的風險從項目的規劃、設計開始就存在，在什么地方修建地鐵，采用何種方式修建、投入多少的投資和工期多少等都會對地鐵的施工產生潛在的影響。總體而言，該層的不安全人因主要有：規劃不合理、設計失誤、關于重大事件的決策失誤。關于決策層次的分析是地鐵施工安全人因分析的最高層次分析。規劃決策層的不安全人因的主體主要是規劃管理部門和設計單位。該層具體人因因素如圖1。

②組織管理層。

地鐵施工中危害最大的往往是在時間、空間上遠離風險的隱形差錯，而這些隱形差錯往往存在于施工的組織管理層面。當施工現場沒有出現直接導致事故的行為時，組織管理層的失效一般認為不會對施工的安全構成威脅，因而很難被察覺。施工組織層主要包括安全文化、安全培訓、施工管理、物資設備管理和應急管理等。該層具體的人因因素如圖2。

③安全監督層。

安全監督層主要強調的是施工過程中的安全監督，包括施工單位現場管理人員的監控、監理單位的日常監督、建設單位及上級主管部門的各類安全檢查等。該層的不安全人因主要有：監督計劃不當、監督人員監督不充分、為糾正已知問題和監督違規等。該層具體的人因因素如圖3。

④不安全行為前提層。

不安全行為前提層以一線施工人員的生理、心理、技能、知識為中心，包括施工人員的個體狀況、施工環境以及防護設施的安全情況等。該層具體的人因因素如圖4。

⑤不安全行為層。

不安全行為主要是指現場施工人員做出的可能導致安全事故發生的直接行為，主要包括技能差錯、決策差錯、認知差錯、違章操作等。該層具體人因因素如圖5。

⑥防御修復層。

應急預控層主要是指施工過程中，當風險因素發生時，如果在應急預控層能夠及時發現，及時地將風險因素控制在可控范圍之內，就可以防止安全事故的發生。應急預控層主要包括施工監理、監控量測和應急處置。該層具體人因因素。

針對以上提出的地鐵施工安全人因分析與分類系統，為了使其更加的完善和準確，下面將選用問卷調查的方法，請相關方面的專家對本文提出的地鐵施工安全HFACS中的各因素進行選擇，并對本文沒有涉及的因素進行補充，從而確定是否需要增減因素。本次問卷調查總共發出150份，回收125份有效問卷。問卷調查的對象包括：地鐵安全方面專家20名，地鐵施工單位領導層人員30名，地鐵施工單位管理層人員30名，現場操作層人員45名，共計125名。從統計的結果來看，規劃決策中的施工設計因素和不安全行為前提中的施工工藝因素選擇的最少，而有超過一半的調查對象認為設備狀況因素應該加入地鐵施工安全HFACS中，并分類在不安全行為前提層下。通過問卷調查后確定的適用地鐵施工安全事故人因分析的HFACS包括六層：規劃決策層、組織管理層、安全監督層、不安全行為前提層、不安全行為層和防御修復層。規劃決策層又包括：工期、投資調整、水文、地質勘察、周邊環境調查因素；組織管理層包括：安全文化、施工管理、培訓管理、物資設備管理、應急管理因素；安全監督層包括：監理監督、施工管理人員監督、上級檢查監督因素；不安全行為前提層包括：人員技能水平、人員安全意識、人員生理狀態、人員心理狀態、施工環境、安全設施、施工設備狀況因素；不安全行為層包括：技能差錯、決策差錯、認知差錯、違章操作因素；防御修復層包括：施工監理、監控量測、應急處理因素。

2 地鐵施工安全事故編碼

改進后的HFACS模型從規劃決策、組織管理、安全監督、不安全行為前提、不安全行為和防御修復六個層次對導致地鐵施工安全事故的各種原因進行了全面的分析，其包含了導致地鐵施工安全事故的各層次的人因因素。應用這個改進后的HFACS模型可以分析出哪些因素是導致地鐵施工安全事故的主要因素和層以層之間、層內部之間影響因素的相關性。因此基于改進后的HFACS模型的地鐵施工安全事故進行編碼，能建立一個科學、有效的地鐵施工安全事故人因數據庫。

①編碼原則。

編碼是給事物或概念賦予代碼的過程，代碼表示特定事物（或概念）的一個或一組字符，即編碼是給事物或概念賦予一定規律性的易于人或計算機處理的符號、圖形、顏色、縮減文字等，是人們統一認識、交換信息的一種技術手段。

編碼應遵循下列一般性的原則。唯一性：一個代碼只能唯一地標識一個對象，即代碼與代碼對象只能是一對一的關系。高效性：在滿足要求的情況下，簡短明確，字符最少，位數最短。易用性：代碼便于錄入和辨識。擴充性：留有代碼空間，便于擴充。等長性：在同一代碼體系中，所有編碼對象的代碼長度原則上相等。規范性：代碼的結構應盡量統一。

②地鐵施工事故編碼說明。

1）地鐵施工事故發生的時間。

第一段：可用8位數字代碼表示發生該地鐵施工事故的年、月、日。例如，某地鐵施工事故發生的時間為2015年3月17日，即可用代碼20150317這八位數字表示。

2）地鐵施工事故發生的地點。

第二段：可用6位數字代碼：表示發生該地鐵施工事故的地點。事故發生的地點可根據中華人民共和國行政區劃代碼（6位）表示。可通過中華人民共和國國家統計局網站（http：//www.stats.gov.cn）查詢。例如，某地鐵施工事故發生在江蘇省南京市鼓樓區，則可用代碼320106表示。

3）發生地鐵施工事故的地鐵線路。

第三段：可用2位數數字或字母表示。我國地鐵線路基本上都是以數字命名，如：南京地鐵1號線、2號線、3號線等，這種情況下可用01、02、03表示。但也有少數也采用其它方式命名，如機場S1線、S8號線等，這種情況下我們可以用其前兩個字拼音的首字母進行命名，S1線和S8線對應的編碼是SY和SB。

4）發生地鐵施工事故的企業。

用9位數的單位機構代碼表示，可通過全國組織機構代碼管理中心（http：//www.nacao.org.cn/）查詢。

5）地鐵施工事故的類型。

第四段：可用字母A和2位數字表示。由于地鐵施工事故屬于建筑施工事故的范疇，因此地鐵施工事故的類型可以參照建筑施工事故的類型，依據我國國家安全生產監督管理總局對建筑施工事故類型的分類方法，把建筑施工事故類型分為10類，分別為坍塌（A01）、物體打擊（A02）、高處墜落（A03）、機械傷害（A04）、起重傷害（A05）、車輛傷害（A06）、中毒和窒息（A07）、火災和爆炸（A08）、觸電（A09）、其它類型（A10）。

6）地鐵施工事故的級別。

第五段：可用1位數字表示。根據國務院第493號令《生產安全事故報告和調查處理條例》，生產安全事故分為特別重大、重大、較大和一般生產安全事故。

地鐵施工的特別重大事故、重大事故、較大事故、一般事故分別用1、2、3、4表示。

7）地鐵施工事故的原因分析。

第六段：可用一連串由0、1構成字符串表示。根據第三章得出的改進后的HFACS模型總共由6層25個人因因素構成，分別是：規劃決策層：工期、投資調整、水文、地質勘察、周邊環境調查因素；組織管理層：安全文化、施工管理、培訓管理、物資設備管理、應急管理因素；安全監督層：監理監督、施工管理人員監督、上級檢查監督因素；不安全行為前提層：人員技能水平、人員安全意識、人員生理狀態、人員心理狀態、施工環境、安全設施、施工設備狀況因素；不安全行為層：技能差錯、決策差錯、認知差錯、違章操作因素；防御修復層：施工監理、監控量測、應急處理因素。它們分別對應的表示方法是：X1：X11、X12、X13；X2：X21、X22、X23、X24、X25；X3：X31、X32、X33；X4：X41、X42、X43、X44、X45、X46、X47；X5：X51、X52、X53、X54；X6：X61、X62、X63。Xij值取0或1，否取0，是取1。連起來就構成一串25位數的字符串。

3 地鐵施工事故編碼示例

2008年11月15日下午3：20分，由中鐵建設集團有限公司施工的杭州地鐵一號線蕭山湘湖站工地發生坍塌事故，瞬間形成一個長達100米、寬約50米的深坑，現場路基下陷6米，將施工擋土墻全部腿跨，自來水管、排污管斷裂，大量污水涌入，同時，東側河水及淤泥向施工塌陷地點潰泄，導致施工塌陷區被水淹沒。事故造成21人死亡，24人受傷，直接經濟損失4961萬元。

地鐵施工事故發生的時間：2008年11月15日，記為 20081115；

地鐵施工事故發生的地點：杭州市蕭山區，記為330109；

發生地鐵施工事故的地鐵線路：一號線，記為01；

發生地鐵施工事故的企業：中鐵建設集團有限公司，記為10228709x；

地鐵施工事故的類型：坍塌事故，記為A01；

地鐵施工事故的級別：特別重大事故，記為1；

地鐵施工事故的人因分析：工期壓縮、水文（X11）、地質調查不詳細（X12）、安全文化缺失（X21）、培訓管理不到位（X23）、人員安全意識不足（X42）、違規操作（X54）、監控量測不到位（X62），記為110 10100 000 0100000 0001 010。

所以該地鐵施工事故的編碼是：20081115 330109 01 10228709x A01 1 1101010000001000000001010。

4 結語

按照上述的編碼方法，對發生的地鐵施工事故進行編碼，可建立一個地鐵施工事故人因數據庫，通過這個人因數據庫我們能快速準確地了解到事故發生的時間、發生的地點、發生的線路、發生事故的企業、事故的類型、事故的級別和事故的人因因素，以便有效地利用地鐵施工事故“大數據”進行人因分析，挖掘導致地鐵施工事故發生的內在規律性和潛在因素。同時，也可利用該數據庫分析地鐵施工安全政策和技術在抑制事故發生方面的作用，為政府制定安全政策和企業引入安全技術提供分析和評價依據。

參考文獻：

[1]陳紅.基于人因視角下的地鐵施工安全環境預案的研究[D].天津理工大學，2015.

[2]王純.基于人的不安全行為的地鐵施工安全管理研究[D]. 天津理工大學，2014.

[3]呂春玉，房春花.人為因素分析與分類系統（HFACS）及事故個例分析[J].中國民航飛行學院學報，2009（02）：37-40.

[4]張永亮，羅俊，蔡嗣經.REASON模型在盾構施工中的應用[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2016：73-82.