礦工不安全狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建與分析

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(zhǎng)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(dòng)時(shí)，會(huì)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(duì)其狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，建立科學(xué)全面的礦工不安全狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是監(jiān)測(cè)評(píng)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(lái)，眾多學(xué)者針對(duì)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(gè)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(gè)體內(nèi)因主要包含個(gè)性氣質(zhì)、生理因素、心理因素、認(rèn)知能力等11個(gè)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(shí)、安全心理、安全知識(shí)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(huì)對(duì)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(cè)量法掌握了礦山動(dòng)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(duì)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(duì)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(duì)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(lái)提高人員的安全認(rèn)知水平[12-13]。李國(guó)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(zhǎng)，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(gè)體素質(zhì)、生理因素、心理因素和行為能力水平4個(gè)方面來(lái)探討人的因素。個(gè)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(duì)于人的因素的研究不夠全面系統(tǒng)，針對(duì)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(píng)價(jià)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(píng)價(jià)礦工的狀態(tài)。

1 構(gòu)建礦工不安全狀態(tài)評(píng)價(jià)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(duì)于人的安全性評(píng)價(jià)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(duì)于是否發(fā)生不安全行為、能否及時(shí)識(shí)別作業(yè)區(qū)域的危險(xiǎn)因素并進(jìn)行針對(duì)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(huì)影響人員的行為。外界因素的變化會(huì)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(shuō)，當(dāng)?shù)V工產(chǎn)生不安全行為時(shí)，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(píng)價(jià)指標(biāo)提取

目前，針對(duì)礦工的不安全狀態(tài)研究較少，對(duì)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(shí)、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(duì)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(shí)的礦工狀態(tài)，它會(huì)導(dǎo)致礦工更容易發(fā)生沖動(dòng)和無(wú)意識(shí)的不安全行為。因此，在選擇礦工不安全狀態(tài)的評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，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(guó)知網(wǎng)CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)檢索文獻(xiàn)，時(shí)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(duì)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(gè)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(píng)價(jià)指標(biāo)集合。遵循指標(biāo)設(shè)置的科學(xué)性、全面性、可測(cè)性和精簡(jiǎn)性原則，通過專家打分法完成了礦工不安全狀態(tài)的評(píng)價(jià)指標(biāo)的篩選，最終建立了包含4個(gè)一級(jí)指標(biāo)，17個(gè)二級(jí)指標(biāo)的礦工的不安全狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如圖2所示。

圖2 礦工不安全狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1)個(gè)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(duì)于工作知識(shí)技能的熟練程度；性格，影響人員對(duì)自身不安全行為的控制能力；學(xué)歷水平，影響礦工對(duì)安全知識(shí)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(gè)體感受到的消極情感體驗(yàn)[24]，當(dāng)?shù)V工處于焦慮、恐懼、憂郁、沮喪等不良情緒時(shí)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(duì)安全生產(chǎn)方面具有的價(jià)值判斷和心理傾向，影響其對(duì)于安全規(guī)章制度的遵守；安全認(rèn)知是指礦工對(duì)工作危險(xiǎn)的認(rèn)知，礦工的安全認(rèn)知水平低下會(huì)導(dǎo)致其更容易發(fā)生無(wú)意識(shí)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(zhǎng)時(shí)間的重體力勞動(dòng)，極易產(chǎn)生體力疲勞；腦力疲勞，是指進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間復(fù)雜的腦力勞動(dòng)，會(huì)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(huì)從人體內(nèi)部自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制人員的行為和活動(dòng)。

4)能力水平，包括應(yīng)急反應(yīng)能力，指對(duì)突發(fā)安全狀況的處置能力；風(fēng)險(xiǎn)感知能力，指對(duì)作業(yè)過程中風(fēng)險(xiǎn)的特征和嚴(yán)重性做出的主觀判斷；安全知識(shí)技能，指礦工對(duì)煤礦安全生產(chǎn)知識(shí)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(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重分析

本研究的評(píng)價(jià)對(duì)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(shì)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(lái)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(píng)價(jià)者的角度分析評(píng)價(jià)對(duì)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(yàn)對(duì)各評(píng)價(jià)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(jí)職稱的高校老師，3位是具有豐富工作經(jīng)驗(yàn)的安全管理人員，4位是具有10年以上煤礦工作經(jīng)驗(yàn)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(yàn)。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(duì)重要度之比，具體賦值見表1。首先完成一級(jí)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(jí)指標(biāo)元素組內(nèi)二級(jí)指標(biāo)的成對(duì)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(yàn)及指標(biāo)局部排序

利用公式(1)、公式(2)分別計(jì)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(shí)，將最大特征值及對(duì)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(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)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(duì)一級(jí)指標(biāo)因素的打分結(jié)果為例，則判斷矩陣

通過計(jì)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(jí)指標(biāo)權(quán)重W1與二級(jí)指標(biāo)相對(duì)于一級(jí)指標(biāo)的權(quán)重W2相乘得到二級(jí)指標(biāo)對(duì)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(lái)對(duì)指標(biāo)進(jìn)行客觀定權(quán)的方法，反映了該指標(biāo)在評(píng)價(jià)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(duì)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(duì)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(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)值(i=1，2，3,…,96；j=1，2，3,…,17)。

2)無(wú)量綱計(jì)算

(4)

3)熵值計(jì)算

(5)

4)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算。

(6)

2.3 組合賦權(quán)

使用AHP-熵權(quán)法對(duì)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(jì)算公式

(7)

式中CWj為第j項(xiàng)指標(biāo)的綜合權(quán)重；cj為第j項(xiàng)指標(biāo)由AHP法確定的權(quán)重；sj為第j項(xiàng)指標(biāo)有由熵權(quán)法確定的權(quán)重。通過上述計(jì)算過程得到各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)目標(biāo)層的權(quán)重，見表2。

表2 評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)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(gè)維度和評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)中所占比重越大，也就是在評(píng)價(jià)和監(jiān)測(cè)人員狀態(tài)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)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(gè)體特征的權(quán)重最小，各一級(jí)指標(biāo)對(duì)礦工不安全狀態(tài)影響程度排序?yàn)椋荷硪蛩?心理因素>能力水平>個(gè)體特征。說(shuō)明生理因素在評(píng)價(jià)人員狀態(tài)時(shí)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(shí)長(zhǎng)等的影響，容易發(fā)生變化，而個(gè)體特征和能力水平由先天性格、原生家庭、長(zhǎng)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(gè)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(píng)價(jià)和監(jiān)測(cè)人員狀態(tài)時(shí)，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(duì)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(xiàng)指標(biāo)均需要重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，在個(gè)體特征和能力水平維度，只有風(fēng)險(xiǎn)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(xiǎn)感知能力。令人意外的是安全知識(shí)技能所占的權(quán)重僅為1.955%，眾多研究均認(rèn)為安全知識(shí)技能對(duì)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(duì)于礦工的即時(shí)安全狀態(tài)的影響較小，只有通過長(zhǎng)期的安全教育培訓(xùn)才能夠提高礦工的安全知識(shí)技能，因此在監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)人員狀態(tài)時(shí)安全知識(shí)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(shí)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(yàn)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(píng)價(jià)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(píng)價(jià)結(jié)果分為5個(gè)等級(jí)，邀請(qǐng)8名熟悉礦工工作的安全管理者對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，被評(píng)礦工年齡為42歲，工齡15年，高中學(xué)歷。統(tǒng)計(jì)每項(xiàng)指標(biāo)在每個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)上的隸屬度，計(jì)算結(jié)果見表3。

由表3可得，權(quán)重集合為

表3 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重及隸屬度計(jì)算表

W=[3.038%，4.695%，…，1.955%，2.720%]

評(píng)價(jià)相對(duì)于指標(biāo)集U的隸屬度所構(gòu)成的模糊評(píng)判矩陣為

該名礦工的不安全狀態(tài)綜合評(píng)價(jià)向量為

基于模糊評(píng)價(jià)法對(duì)各二級(jí)指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果,見表4。

表4 評(píng)價(jià)結(jié)果

該結(jié)果表明被測(cè)礦工的不安全狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果為中等水平，觀察專家對(duì)該名礦工的評(píng)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(shuō)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(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況有較高的一致性，應(yīng)及時(shí)對(duì)二級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果和綜合評(píng)價(jià)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(duì)于人的安全性評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)指標(biāo)體系。首先定義了不安全狀態(tài)，并從個(gè)體特征、心理因素、生理因素、能力水平4個(gè)方面建立了礦工不安全狀態(tài)評(píng)價(jià)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(xiǎn)感知能力、身體健康狀況在評(píng)價(jià)人員的狀態(tài)時(shí)占據(jù)決定性地位。

3)礦工不安全狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是科學(xué)合理的。結(jié)合模糊評(píng)價(jià)法進(jìn)行實(shí)例分析，某礦工的狀態(tài)評(píng)價(jià)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(shuō)明本研究建立的礦工不安全狀態(tài)評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)的有效性，未來(lái)將從人體生理信號(hào)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(píng)價(jià)指標(biāo)體系更加成熟廣泛地應(yīng)用于實(shí)際評(píng)價(jià)工作。