基于結構方程模型的天然氣增壓集輸站安全影響因素相互關系分析

李紅旭 鄒碧海,2 梁元杰

（1.重慶科技學院安全工程學院，中國 重慶401331；2.重慶市安全生產科學研究院，中國 重慶 401331）

當氣田開采進入后期，地層壓力隨之降低，逐漸無法滿足生產和輸送的要求，增壓集輸站的設置能夠有效地解決此類問題。主要負責天然氣集中和增壓兩大重要工藝，工藝過程非常復雜，涉及到壓縮機、壓力管道、壓力容器等眾多特種設備，且生產介質具有高溫高壓、易燃易爆或腐蝕、有毒等特性。天然氣增壓集輸站是高風險存在并集中的場所，解決天然氣增壓集輸站安全問題尤為迫切。因此，本文從“人員-設備-環境-管理”四個方面分析天然氣增壓集輸站安全影響因素，用結構方程模型分析人員、設備、環境、管理因素與天然氣增壓集輸站安全的關系以及各因素之間的互動關系，以進一步探討天然氣增壓集輸站安全問題，促使天然氣增壓集輸站的整體安全管理水平得到提升。

1 天然氣增壓集輸站安全影響因素分析

1.1 人員影響因素分析

本文認為人員因素在本模型中是一個潛在變量，將人員因素這一潛在變量分解為個人身體素質、個人心理素質、個人技能和個人安全心態四個維度，這四個維度同時又構成了四個不同的潛在變量，其測量變量如下：

個人身體素質（b）的觀測變量為：個人的體力和耐力、抗疲勞能力和各感官的靈敏能力；個人心理素質（m）的觀測變量為：精神集中力、應急處置能力、快速反應能力和果斷決策能力；個人技能（t）的觀測變量為：業務操作熟練程度和理論文化素質；安全心態（p）的觀測變量為：安全觀念、工作態度和工作積極性。

1.2 設備影響因素分析

本文認為設備因素（s）本模型中是一個潛在潛在變量，主要可以通過設備材質達標率、設備腐蝕程度、設備故障率、設備維修保養制度落實情況、維修保養工藝和集輸規程符合度和設備更新率6個觀測變量來測量。

1.3 環境影響因素分析

本文認為環境因素本模型中是一個潛在潛在變量，是由作業環境和自然環境兩個因素構成，這兩個因素各自形成一個潛在變量，這兩個因素的觀測變量如下：[1]

作業環境（w）的觀測變量為：氣體檢測設備配備程度、噪聲控制程度、廠房設備布置的合理性和消防體系的完整性；自然環境（n）的觀測變量為：廠區地理位置的安全性、廠區土壤類別和雷雨天氣頻率。

1.4 管理影響因素分析

本文認為管理因素在本模型中是一個潛在變量，由安全組織機構、安全規章制度、安全培訓和應急管理四個因素構成，這四個因素各自形成一個潛在變量，這四個因素的觀測變量如下：

安全組織機構（o）的觀測變量為：安全組織機構設置的合理性、安全生產責任落實程度、管理機構人員構成及素質情況和配備足夠數量的專兼職安全生產管理人員；安全規章制度（r）的觀測變量為：安全規章制度體系的完善程度、安全規章制度的合理性及可操作性和安全規章制度的有效落實程度；安全教育培訓（c）的觀測變量為：特種作業人員持證上崗率、個人安全培訓矩陣的合理性和員工接受并掌握培訓知識的程度；對應急管理（y）的觀測變量為：應急預案的完整性、應急資源的落實程度、應急隊伍的建設程度和應急預案演練總結程度。

2 天然氣增壓集輸站影響因素初始模型的提出

通過分析，本文假設天然氣增壓集輸站安全各影響因素與天然氣增壓集輸站安全外在表現違章作業率（q1）和安全隱患情況（q2）之間，存在一定因果關系，同時各影響因素之間也存在一定的影響關系，在此基礎上借鑒結構方程模型，對影響天然氣增壓集輸站安全的 “人員——設備——環境——管理”與天然氣增壓集輸站安全之間的關系以及各因素之間的關系進行分析，等到影響關系如圖1所示。

圖1 天然氣增壓集輸站影響因素初始模型

3 天然氣增壓集輸站影響因素關系問卷調查

本次調查問卷的核心部分為天然氣增壓集輸站安全的影響因素分析問題，現根據以確定的40個測量變量設計調查問卷。本文調查問卷的量化采用采用李克特（Likert）五點量表形式，其中，1分對應“沒有影響”，2分對應“影響很小”，3分對應“影響一般”，4分對應“影響較大”，5分對應“影響很大”。在此基礎上對問卷數據進行分析。

3.1 信度分析

在建立模型并完成問卷調研之后，對問卷調研結果進行信度分析。信度指測量結果的一致性和穩定性程度。這里采用反應內部一致性的Cronbach's Alpha指標值測量數據的信度。該值越接近于1，信度越高。一般情況下，若該系數大于0.80，則表明問卷數據具有良好的內部一致性，即可認為問卷數據的內部一致性可以接受。

運用SPSS19.0軟件，使用Alpha模型得到各個因素數據的Cronbach's Alpha如下所示。個人身體因素（b）、個人心理因素（m）、個人技能素質（t）、個人安全心態（p）、設備因素（s）、作業環境（w）、自然環境（n）、安全組織機構（o）、安全規章制度（r）、安全培訓（c）、應急管理 （y）、 現場安全 （q） 對應的Cronbach's Alpha系數分別為0.840、0.977、0.963、0.975、0.914、0.954、0.952、0.869。

從信度分析可知，所有因素的調研結果都處于信度較高水平，因此，問卷數據的內部一致性可以接受。

4 結構方程模型的驗證

4.1 初始假設模型擬合

結構方程模型常用的幾個擬合指標包括卡方自由度比（χ2/df）、漸進殘差均方和平方根（RMSEA）、常規擬合度指標(NFI)、比較擬合度指標（CFI）和增值擬合度指標（IFI）。各指標擬合度可接受范圍如下所示：

χ2/df的可接受范圍為 [1.3]；RMSEA 的可接受范圍為＜0.08；NFI、CFI、IFI的可接受范圍為＞0.80

應用AMOS18.0對初始假設模型進行檢驗，得到的擬合指標如下所示：

χ2/df為2.845，表示模型擬合良好可以接受；RMSEA值為0.093，表示模型尚可具有普通適配；IFI值為0.856，在模型可接受范圍內；CFI值為0.855，在模型可接受范圍內；NFI值為0.795，其擬合條件應為NFI＞0.8，NFI不滿足要求，需要對模型進行修正。

4.2 SEM模型修正

在應用Amos軟件進行模型擬合時，在輸出結構中顯示了修正結果的建議，根據建議，在個人技能和安全規章制度之間增加一條正相關路徑，同時在自然環境和個人安全心態之間增加一條正相關路徑，修正后的模型適配度分析結果：（χ2/df）為 2.727；RMSEA 為 0.090；NFI為0.804；IFI為0.866；CFI為0.865，可見修正后的模型適配度指標均符合模型的要求，說明模型擬合是合適的。

5 結論

模型修正后，可以得到潛在變量間的標準化路徑系數，根據輸出的結果可知，安全規章制度與設備因素、作業環境和個人技能之間的標準化路徑系數分別為0.188、0.189、0.131，說明安全規章制度與這三個因素間之間存在正相關關系，即安全規章制度制定與落實的越好，設備因素、作業環境和個人技能就越好；安全培訓與個人技能之間的標準化路徑系數為0.169，說明兩因素間之間存在正相關關系，公司安全培訓越好，員工的個人技能就越高；個人心理素質、個人技能和個人身體素質三個因素對應急管理的標準化路徑系數分別為0.129、0.147、0.121，說明這三個因素對應急管理起到促進作用；環境因素對個人安全心態起到了促進作用，作業環境的促進作用為.181，自然環境的促進作用為0.195；在直接影響現場安全的因素中應急管理、作業環境和設備因素三個因素對其作用最大分別為0.342、0.312和0.356，需要特別加強管理；個人安全心態、個人技能、安全組織機構對現場安全的促進作用分別為0.204、0.271和0.236；自然環境和個人身體素質對現場的直接影響相對較小分別為0.131和0.119。

［1］夏瑋,李擁軍,張金榮,梁愛國,史建英.高含硫化氫油田集輸系統安全運行評價技術[J].油氣田環境保護,2013,03:69-72.

［2］顧文婷.油氣集輸過程重大危險源的辨識及評價[D].蘭州理工大學,2010.

［3］歐陽金.城市燃氣儲配站站場安全性評價研究[D].西南石油大學,2009.

［4］周昕.基于結構方程模型的南京市居民旅游影響感知研究[D].南京大學碩士學位論文,2009,6.

［5］閆博.基于結構方程理論的評價模型和實證分析[D].西安建筑科技大學,2012.

［6］馮運卿,李雪梅,李學偉,姜愛克.基于結構方程的高速鐵路安全影響因素相互關系分析[J].北京交通大學學報:社會科學版,2013,04:75-83.