基于結構解釋模型的污水處理廠作業安全分析

張亦鋒，嚴 輝，陳培勇

（上海城投污水處理有限公司，上海 201203）

根據近年來污水處理廠事故調研結果表明，在所調查的污水處理廠傷害事件中，傷害的產生主要來源于受害者，事故產生伴隨員工的不安全行為。因此，研究污水處理廠崗位不安全行為，是提高污水處理廠安全管理水平、控制作業過程中事故發生的重要途徑。本文對近年來污水處理廠發生事故的影響因素進行整理歸納，得出各影響因素，利用結構解釋模型進行分析，得出不同層級的影響因素，針對影響因素制定針對性對策措施，以提高污水處理廠企業的整體安全性。

1 解釋結構模型法簡介

解釋結構模型（ISM）是系統工程中應用廣泛的一種結構模型化技術的分析方法，即不損失系統功能具有層次化的最簡拓撲圖，關鍵點是將繁復的系統簡化為簡單要素，在計算機的幫助下將理論與實踐相聯系，構建結構模型。即利用圖形和矩陣描述出系統之間的關系，建立矩陣進行運算，通過運算結果解釋模型元素的關系。其基本步驟如圖1所示。

圖1 構建結構解釋模型基本步驟

2 影響因素的ISM研究

2.1 確定構建模型的可行性

本文選取調研對象為上海某污水處理廠安全管理人員3人，各處理崗位員工共計66人，采取多種研究方法確保本次研究的可行性如：問卷調查法、查詢國內外文獻法、專家指導法等。

2.2 簡化影響因素

結合污水處理行業特性，以及實地調研情況，對污水處理廠一線員工群體進行訪談記錄、查閱資料、實地調查，結合專家意見得出三個層面的影響因素：個體因素、工作因素、組織管理，選取各個層面代表性強、影響較大的因素指標，具體影響因素見表1。

表1 污水處理廠員工不安全行為影響因素

個體因素：由事故致因理論認為事故原因有工作態度不佳、操作生疏、生理因素[1]。事故頻發論認為事故頻發者具有特定的性格特征。心理[2]影響員工的行為，員工的知識水平以及對工作的滿意度都對人的行為產生影響。人失誤的研究表明，當人感到緊張行為上會出現失誤。因此，選取安全態度、心理狀態、生理疲勞、知識技能、工作滿意度、心理緊張、性格特質作為個體因素子因素。

工作因素：研究表明員工行為受作業環境、時間、強度、生產工藝技術等因素影響。不安全行為受工作負荷、勞動方式方法的影響。因此，選取工作方式、工作環境、工作時間、工作壓力、設施設備、生產工藝作為工作因素子因素。

組織管理因素：通過調研發現，管理者增加與員工之間的溝通交流，會增加員工的信任感，促進員工選擇安全行為；在污水處理廠安全管理中，完善的安全制度、獎懲制度，全面的安全教育培訓以及監督管理為員工提供了一定的安全條件；法規表明，安全投入是保證員工在一個安全的工作環境進行工作的前提。由此，選取溝通交流、安全制度、監督管理、獎懲、教育培訓、安全投入作為組織管理子因素。

2.3 建立關系鄰接矩陣

鄰接矩陣：鄰接矩陣是表示各頂點的相鄰關系。設G=（V，E）是一個圖，其中V={v1，v2，…，vn}。

將選取的三個層面上的所有因素進行分析，由式1的邏輯關系得出鄰接矩陣Aij。采用所建立ISM模型分析各層級因素對不安全行為的影響。

要素之間有相互影響，鄰接矩陣元素aij記為1，反之記為0。即

得鄰接矩陣A：

2.4 求可達矩陣

求得鄰接矩陣與單位矩陣，做矩陣A+I的n階冪運算，得可達矩陣M。

基于布爾代數進行運算（邏輯和與邏輯與），各要素之間有可到達的路徑，記可達矩陣M的Mij為1，反之記為0。

2.5 層級關系劃分

通過層級分解明確各因素層次關系，表層表示影響不安全行為的最直接因素，下層因素會導致上一層因素的產生，基于此建立污水處理廠員工不安全行為各因素的層次模型。

（1）可達集合R（Si）：可達矩陣中要素Si對應行包含有1的矩陣元素所對應的列要素的集合。代表從要素Si出發可以到達的全部因素的集合。

（2）先行集合Q（Si）：可達矩陣中要素Si對應列包含有1的矩陣元素所對應的行要素的集合。代表可以到達因素Si的全部因素的集合。

（3）交集A=R（Si）∩Q（Si）

對M矩陣進行層級分解，在表2中列出。

表2 可達集合、先行集合及交集

依據條件R（Si）∩Q（Si）=R（Si）抽取污水處理廠工人不安全行為影響因素的層級。表2中對于i=1，6，12滿足條件，這表示1，6，12為系統的最頂層，也就是直接原因。然后把頂層因素抽取掉，表2中數值1，6，12抽取掉，依次得到2，3，4，5，7，8，9，10，11，15，16，17為第二層，即間接原因。接著把第二層的元素都抽取掉，得到13，18，19為第三層，即系統的最底層—深層原因。

2.6 建立污水處理廠工人安全行為影響因素解釋結構模型

通過對各因素進行層級劃分，可知污水處理廠員工不安全行為影響因素的三個層級。

得出污水處理廠工人不安全行為影響因素ISM，如圖2所示。

圖2 不安全行為模型圖

3 解釋結構模型分析

由圖2可知，員工不安全行為各因素之間是逐層遞階的。不同層次影響因素具體分析如下：

表層影響因素分別是：直接影響員工不安全行為因素為安全態度、知識技能、工作壓力。3個因素均為個體因素，即員工的自身原因直接導致不安全行為的產生。

中層影響因素涉及多個影響因素。員工不同的個性心理決定了對待勞動和安全的不同態度，也決定了行為的產生。員工安全觀念淡漠，嚴重影響了員工的行為；環境惡劣，不合適的濕度、溫度，有毒氣體、噪聲、有限空間等都會增加生理壓力；各工藝環節的崗位操作大多是重復性勞動，單調、重復的工作，易引起生理以及心理的疲勞。此外，若設備設計不符合人機工程學原理，操作程序過于復雜亦會造成操作工的不適和疲勞。污水處理廠工作時間過長，存在倒班作業，生活節律被打亂，員工的體力和精神得不到松弛，易引起心理失調。污水處理廠存在較多水池，設備大多在地下，員工適應能力不匹配，易造成負擔；制度不完善，溝通交流匱乏，不公平公正的組織獎懲，安全投入資金不足，員工的不安全行為也會隨之加重。

深層影響因素體現于教育培訓、監督管理和生產工藝三個方面。

污水處理廠應開展經常性的教育培訓，培養正確的安全道德情操、理想信念等，做到本質安全。企業為追求利益最大化，監督管理不到位的現象普遍存在，這些管理方式導致員工安全心理狀態差。污水處理工藝技術差，技術裝備得不到提升，使得員工的不安全感加深。因此深層因素的影響是深遠的。

4 結語與建議

根據調查調研污水處理廠員工事故發生狀態工作行為，從個體因素、工作因素、組織管理3個層面，構建員工不安全行為影響因素模型，通過模型具體分析得出員工不安全行為的不同層級影響因素。根據員工不安全行為影響因素分析，提出以下建議，為污水處理廠的安全生產預防提供參考。

企業應從深層影響因素出發，從根本上預防和控制員工的不安全行為，企業應提高安全管理水平，使安全管理科學化和人性化，監督管理全面化，安全教育培訓更具體，讓安全意識成為員工意識的一部分，工作環境更具適應性，對各種危險有害因素進行辨識，采用先進的設備設施以及工藝技術，保證員工在安全的環境中作業。合理安排工作，排班、倒班遵循生物節律，減少高負荷工作時長，建議一班連續工作時長小于6h，給員工充分的休息時間從而減少不安全行為的產生，進而減少事故發生。