礦工不安全行為“行為前-行為中-行為后”組合干預研究*

李　磊，田水承

(1.西安科技大學 安全科學與工程學院，陜西 西安 710054；2.教育部 西部礦井開采及災害防治重點實驗室，陜西 西安 710054)

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礦工不安全行為“行為前-行為中-行為后”組合干預研究*

李磊1，2，田水承1，2

(1.西安科技大學 安全科學與工程學院，陜西 西安 710054；2.教育部 西部礦井開采及災害防治重點實驗室，陜西 西安 710054)

為了預防和控制煤礦工人的不安全行為，從而減少煤礦重大事故的頻發，文中從行為前、行為中、行為后3個方面構建組合干預策略集。采用系統動力學原理，構建礦工不安全行為“行為前-行為中-行為后”組合干預的SD模型，奠定仿真模擬研究基礎。運用Vensim PLE軟件對模型進行仿真模擬研究，通過分析礦工不安全行為水平在干預下變化趨勢，對比分析了礦工不安全行為“行為前-行為中-行為后”的干預效果，結果表明行為前干預效果最顯著。

礦工；不安全行為；組合干預；SD

0　引　言

對國內近30 a的重大事故調查統計結果表明：由人的不安全行為而導致的事故占事故總數的96.5%以上。由此可知，減少煤礦重大事故發生的根本途徑是預防和控制煤礦工人不安全行為的發生[1]。

目前，國內外一些學者如Geller[2]，Helmreich[3]、黃清武[4]、劉雙躍[5-6]、陳紅[7]、陳曦[8]、李乃文[9]、薛韋一[10]、張江石[11]和曹慶仁[12]等學者專家對人的不安全行為干預研究主要集中在對不安全行為影響因素的分析，從個體人、技術設備、組織管理、安全氛圍和環境等因素對人的不安全行為提出矯正與控制對策，但是對不安全行為干預對策的研究尚不夠深入。主要表現在制定煤礦工人不安全行為的干預對策偏籠統或只是簡單涉及，可操作性和有效性不強，并且尚未有效開展組合干預對策的研究，尤其是針對不安全行為全過程的監管措施研究尚不多見或實用性不強。因此，文中針對目前研究存在不足，從如何將多種不安全行為干預對策有效組合起來的視角展開研究，盡可能使干預對策的效用最大化，從而提升煤炭企業不安全行為的管控水平。

1　不安全行為組合干預的定義

李停軍(2013)首次對礦工不安全行為“組合干預”的定義進行了描述，認為組合干預指的是運用一定的手段和方法，將這些手段和方法有機的結合起來，有針對性的對影響礦工不安全行為的某個或者多個因素進行影響，使礦工的不安全行為發生改變，從而達到對礦工不安全行為的矯正的目的。

通過對前期的研究結果進一步完善，認為對礦工不安全行為組合干預的定義還應該更加強調其綜合性、全過程性、有效性等。鑒于此，對礦工不安全行為組合干預定義進行補充，定義為：綜合運用多種手段對礦工不安全行為發生的全過程中進行有效干預，最終達到有效預防和控制不安全行為的目的。

2　組合干預策略集構建

2.1組合干預策略集選取來源

2.1.1文獻提取

通過對文獻的收集和分析，歸納出相關學者和專家在控制礦工不安全行為上所采取的策略和方法，為構建出符合現實實際的控制策略提供指導。以文獻作為收集的來源，共檢索文章近百篇。通過統計分類整理，最終提取的礦工不安全行為干預策略有：①事故案例學習；②員工選拔；③培育企業的安全文化和氛圍；④合理的作息時間；⑤完善用工制度；⑥引進先進技術；⑦落實安全激勵；⑧提高安全投入；⑨健全安全管理制度；⑩考核；安全監察與監督；安全確認；建立冗余系統；作業標準化。

2.1.2事故案例分析

案例選擇范圍為陜西的煤礦企業，收集得到的干預策略主要有：①重視安全培訓，思想上督促員工；②行為上規范員工行為，提升業務能力、技能；③加強管理，完善規章制度并嚴格執行，建設良好的安全文化，合理的獎懲制度；④提供安全的工作環境；⑤提供良好地勞保用品；⑥領導要以身作則，積極落實跟班制度，關懷員工，加強溝通；⑦現場矯正、說服教育、停工培訓；⑧不安全行為納入區隊和個人績效考核；⑨正向激勵、營造安全氛圍。

2.1.3現場調研

設計訪談大綱，共對95人次進行訪談，訪談對象為煤礦員工和管理者。并對訪談所得進行匯總。

2.2組合干預策略集構建

通過上述3種途徑從不同的角度對礦工不安全行為干預策略集的收集，并進行相近性篩選、歸類等處理，形成礦工不安全行為干預對策集，見表1.

表1　礦工不安全行為干預策略集

對于不安全行為干預時間過程的劃分并沒有嚴格的界限。將干預對策假定只屬于“行為前—行為中—行為后”中的某一階段是為了后續研究的方便。但并不是每個干預對策必須準確的對應在“行為前-行為中-行為后”的某一階段，在實踐中存在在部分對策既是屬于行為前，又屬于行為中，亦可屬于行為后。

3　組合干預系統動力學研究

3.1系統動力學概述

SD是系統動力學(system dynamics-SD)的英文簡稱，是由美國麻省理工學院(MIT)的J.W.Forrester教授1956年提出的研究系統動態行為的一種計算機仿真技術，它基于系統論，并吸收控制論、信息論的精髓，是研究高度非線性、高階次、多變量、多重反饋復雜系統的一種定量方法。是一種系統整體思考與分析、綜合與推斷的方法。它是定性分析與定量分析的統一，以定性分析為前提，定量相結合，利用系統動力學的模型模擬研究復雜系統的功能與行為之間的相互作用關系。

3.2基于SD的組合干預模型分析

3.2.1礦工不安全行為行為前的干預系統

在對干預策略集分析的基礎上，運用SD方法得到礦工不安全行為行為前的干預系統作用關系如圖1所示，礦工不安全行為行為前組合干預系統SD模型如圖2所示。

圖1　行為前的干預組合干預因果圖Fig.1　Causality diagram of combination intervence under pro-behaving intervention

圖2　行為前的干預組合干預流圖Fig.2　Flow diagram of combination intervence under pro-behaving intervention

圖1表示的是其相互之間的作用關系，而由圖2可知，狀態變量：L1：行為前干預水平；L2：設備更新域管理水平；L3：安全文化建設水平；L4：安全投入水平。流率變量：R1：行為前干預水平增加量；R2：設備更新域管理水平增加量；R3：安全文化建設水平增加量；R4：安全投入水平增加量。輔助變量：A1：人際關系；A2：合理的休息；A3：控制生產任務量；A4：安全確認；A5：作業標準化；A6：冗余系統；A7：技能與崗位匹配；A8：員工選拔；A9：應急演練；A10：危險辨識。

3.2.2礦工不安全行為行為中的干預系統

同理可得，礦工不安全行為行為中的干預系統作用關系如圖3所示，SD模型如圖4所示。

圖3　行為中的干預組合干預因果圖Fig.3　Causality diagram of combination intervence under behaving intervention

圖4　行為中的干預組合干預流圖Fig.4　Flow diagram of combination intervence under behaving intervention

圖3表示的是其相互之間的作用關系，而由圖4可知，其狀態變量：L5：行為中干預水平；L6：行為觀察與矯正水平。流率變量：R5：行為中干預水平增加量；R6：行為觀察與矯正增加量。輔助變量：A11：溝通與交流；A12：安全激勵；A13：監督檢查。

3.2.3礦工不安全行為行為后的干預系統

同理可得礦工不安全行為行為后的干預系統作用關系如圖5所示，SD模型如圖6所示。

圖5　行為后的干預組合干預因果圖Fig.5　Causality diagram of combination intervence under post-behaving intervention

圖5表示的是其相互之間的作用關系，而由圖6可知，其狀態變量：L7：行為后干預水平；L8：公示與罰款水平；L9：不安全行為上報水平。流率變量：R7：行為后干預水平增加量；R8：公示與罰款水平增加量；R9：上報水平增加量。輔助變量：A14：事故案例學習；A15：考核；A16：建立不安全行為檔案；A17：工友的幫助與指正。

圖6　行為后的干預組合干預流圖Fig.6　Flow diagram of combination intervence under post-behaving intervention

3.2.4礦工不安全行為組合干預系統作用關系總圖

基于上述對各個不安全行為干預子系統的分析以及SD因果反饋原理，構建了礦工不安全行為“行為前-行為中-行為后”干預因果關系圖，如圖7所示。

圖7　礦工不安全行為“行為前-行為中-行為后”干預因果關系Fig.7　Causality diagram of intervention under “pro-behaving-behaving-post-behaving” of coal miners’ unsafe behaviors

3.3礦工不安全行為組合干預系統SD模型構建

礦工不安全行為組合干預策略因果作用關系圖雖然可以表達了干預系統各要素之間的相互作用關系和因果反饋過程，但是卻沒有將各不用性質要素之間的區別顯現出來。所以，文中運用系統動力學原理，在因果作用反饋回路的基礎上，對礦工不安全行為“行為前-行為中-行為后”組合干預系統進行量化處理，并構建出礦工不安全行為“行為前-行為中-行為后”組合干預系統SD模型，如圖8所示。

在圖8中，主要包括3種變量，分別是：輔助變量、狀態變量和流率變量表示見表2.

4　礦工不安全行為組合干預SD仿真研究

4.1礦工不安全行為組合干預SD數學模型的建立

采用Vensim PLE軟件對礦工不安全行為組合干預進行仿真研究。根據礦工不安全行為“行為前-行為中-行為后”組合干預系統SD模型，構建出礦工不安全行為“行為前-行為中-行為后”組合干預內容打分數據表，通過讓有多年現場工作的技術工人和專家對上述3個因素進行打分，并求得平均分值見表3.其中：X1—行為前水平；X2—行為中水平；X3—行為后水平。

圖8　礦工不安全行為“行為前-行為中-行為后”組合干預流圖Fig.8　Flow diagram of combination intervence under“pro-behaving-behaving-post-behaving” of coal miners’ unsafe behaviors

變量類型變量名稱及其表示狀態變量(9個)L1:行為前干預水平;L2:設備更新域管理水平;L3:安全文化建設水平;L4:安全投入水平;L5:行為中干預水平;L6:行為觀察與矯正水平;L7:行為后干預水平;L8:公示與罰款水平;L9:不安全行為上報水平流率變量(9個)R1:行為前干預水平增加量;R2:設備更新域管理水平增加量;R3:安全文化建設水平增加量;R4:安全投入水平增加量;R5:行為中干預水平增加量;R6:行為觀察與矯正增加量;R7:行為后干預水平增加量;R8:公示與罰款水平增加量;R9:上報水平增加量輔助變量(17個)A1:人際關系;A2:合理的休息;A3:控制生產任務量;A4:安全確認;A5:作業標準化;A6:冗余系統;A7:技能與崗位匹配;A8:員工選拔;A9:應急演練;A10:危險辨識;A11:溝通與交流;A12:安全激勵;A13:監督檢查;A14:事故案例學習;A15:考核;A16:建立不安全行為檔案;A17:工友的幫助與指正

表3　礦工不安全行為“行為前-行為中-行為后”各影響因素打分表

針對各礦工不安全行為“行為前-行為中-行為后”干預系統，構建出干預策略的重要性調查問卷。對礦工不安全行為干預策略調查問卷，經SPSS統計軟件分析得到各個干預策略的重要度分值，見表4.其中，R1：人際關系；R2：合理的休息；R3：控制生產任務量；R4：安全確認；R5：作業標準化；R6：冗余系統；R7：技能與崗位匹配；R8：員工選拔；R9：應急演練；R10：危險辨識；R11：溝通與交流；R12：安全激勵；R13：監督檢查；R14：事故案例學習；R15：考核；R16：建立不安全行為檔案；R17：工友的幫助與指正。

表4　礦工不安全行為“行為前-行為中-行為后”干預策略重要性得分表

利用所得數據，對SD模型中各變量之間數量關系進行分析，并建立礦工不安全行為組合干預SD數學模型進行分析。確定各干預策略的干預系數值。

利用MATLAB軟件算出各不安全行為干預子系統中干預策略的干預系數值，見表5.

表5　 “行為前-行為中-行為后”干預策略干預系數表

4.1.1模型的輸入

礦工不安全行為“行為前-行為中-行為后”干預中各個變量依據對陜西等地煤礦問卷調研數據及專家對礦工不安全行為的實際情況打分，統計分析得到各個狀態變量的初值，見表6.

表6　礦工不安全行為狀態變量打分表

4.1.2模型的輸出與響應

通過對陜西某煤礦進行現場礦工不安全行為的調研，選取不安全行為水平(不安全行為發生次數)作為礦工不安全行為水平模型運行的輸出響應。

4.1.3響應結果對比分析

對陜西某煤礦過去12個月進行了仿真驗證，通過模型的有效性驗證，并經過適當調整和模型修正，使所構建的模型基本符合SD研究的要求，具體仿真結果見表7.

表7　模型響應輸出誤差統計表

注：文中原始數據結果來源于該礦每個月員工不安全行為水平統計表報。

從上述對礦工不安全行為水平和安全行為水平這2個輸出響應指標的仿真結果的模擬值和原始數據值的對比情況來看誤差率均不超過5%.這說明運行仿真模擬值和實際值擬合比較好，同時也表明文中研究所構建的礦工不安全行為組合模型的結構和參數的設置比較合理。

4.2SD仿真結果輸出與分析

對礦工不安全行為“行為前-行為中-行為后”組合干預模型進行SD仿真，運行結果分別如圖9所示。

圖9　“行為前-行為中-行為后”組合干預仿真模擬圖Fig.9　Analog simulation diagram of influential factors of under combination intervence in “pro-behaving-behaving-post-behaving”

由圖9可知，對礦工不安全行為的干預效果的明顯程度依次為：行為前>行為中>行為后。所以可得干預效果最好的是行為前干預，最后的是行為后干預。

通過以上分析可以得出，行為前組合干預對策明顯好于行為中組合干預和行為后組合干預。因此對不安全行為的預防要關口前移提前預防，對不安全行為的干預應注重崗前辨識和崗前干預。

5　結　論

1)構建了組合干預SD模型，奠定仿真研究基礎。運用系統動力學原理，在構建礦工不安全行為“行為前-行為中-行為后”組合干預模型的基礎上，分別建立礦工不安全行為“行為前-行為中-行為后”組合干預SD模型，為仿真模擬研究奠定了基礎；

2)基于仿真模擬研究，對比干預效果的明顯程度。對組合干預模型進行了仿真模擬研究，分析礦工不安全行為水平在干預下變化趨勢，對比對礦工不安全行為行為前、行為中、行為后的干預效果，得出干預效果的明顯程度依次為：行為前>行為中>行為后；

3)加強不安全行為日常管理，突出關口前移。對于煤礦企業的不安全行為的日常管理，在制定相應的對策措施時應強調不安全行為的行為前管控，也應同時注重對不安全行為的全過程管理，加強“行為前-行為中-行為后”組合干預對策的落實與實施。

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“Pre-behaving-behaving-post-behaving” combination intervence of coal miners’ unsafe behaviors

LI Lei1，2，TIAN Shui-cheng1，2

(1.CollegeofSafetyScienceandEngineering，Xi’anUniversityofScienceandTechnology，Xi’an710054，China；2.KeyLaboratoryofWesternMineExplorationandHazardPrevention，MinistryofEducation，Xi’an710054，China)

In order to prevent and control the unsafe behaviors of coal miners，it is a basic way to reduce coal mines fatal accidents.This paper constructed combination intervence strategies from three aspects in pre-behaving，behaving and post-behaving.And then using the system dynamic theory,we built SD model of combination intervence in the “pre-behaving，behaving and post-behaving” of unsafe behaviors of coal miners，which would lay a foundation for the study of analog simulation.And the simulation model was studied by the Vensim PLE software.By the analysis of the trend in coal miners’ unsafe behaviors level under the intervention,compared the effect of the intervention during “pre-behaving，behaving and post-behaving” in unsafe behaviors of coal miners.The results indicated that the most significant effect of intervention is pre-behaving.

coal miner；unsafe behaviors；combination intervence；SD

10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2016.0403

1672-9315(2016)04-0463-07

2016-03-25責任編輯：劉潔

國家自然科學基金青年科學基金(51504185)；國家自然科學基金(71271169；71273208)；西安科技大學培育基金(2014060)；西安科技大學能源學院青年教工創新項目(2014-NY-009)

李磊(1983-)，男，陜西榆林人，博士，講師，E-mail：lilei_xust@163.com

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