基于可拓優度的電力建設工人安全心理過程風險評價

高崇陽，邵 輝，張志鵬

(1.常州大學環境與安全工程學院，江蘇 常州 213164;2.中國石油化工集團南京工程公司， 江蘇 南京 211100)

電力建設是基礎設施建設的重要組成部分，主要包括電源建設、電網建設。電力建設施工環境的特殊性，決定了施工現場作業環境惡劣、突發事件多，對工人的心理素質要求非常高。心理過程安全被認為是高效率班組的主要特征之一，心理安全研究是安全人因研究的一個方面，但長期以來國內電力建設企業對安全人因方面重視不夠，從近期國內電力建設行業的人因事故統計結果來看[1-2]，人因事故的比例已超過了物因和意外事故的總和，因此對傳統的從事建設活動行為人的安全心理三個維度[3](動機安全、安全心理過程、安全心理特性)之一的安全心理過程進行風險評價研究，對減少和預防人因事故的發生具有重要的意義[4]。

目前國內外學者對于人的安全心理過程風險評價方法進行了大量研究。如Mohd等[5]利用TOPSIS模型對海上人員分散注意力的根源進行排序；劉浩燃等[6]利用基于18種心理指標的模糊綜合評價模型對建筑工人心理安全進行了評估；Arlene[7]運用心理契約模型對員工安全心理過程進行了評估。但這些研究主要是對安全心理過程的定性研究，尚缺乏對安全心理過程的定量風險評價研究。為此，本文運用可拓優度評價法對電力建設工人安全心理過程進行了研究，主要通過建立物元模型形式化、定量化地處理安全心理過程這一矛盾問題，并綜合改進的層次分析法和熵權法確定指標權重，利用關聯函數確定最終的風險等級。該研究可為安全心理過程風險評價提供一種新的思路。

1 構建電力建設工人安全心理過程可拓優度風險評價模型

1. 1 可拓優度評價法的基本原理

可拓優度評價法是可拓學中研究對象、策略、方法等優劣的基本方法[8-9]，可拓學的物元概念可以確切地反映事物與數量之間的關系，明確地表示出客觀事物的變化過程。該評價方法首先根據安全心理過程的危險等級及評價指標，建立相應的經典域和節域來描述各危險等級與評價指標的模型；然后確定待評價指標與各危險等級之間的關聯函數以及各評價指標的權重系數，進而得出待評價指標與各危險等級的優化關聯系數；最后通過計算綜合加權關聯度來判斷出安全心理過程的危險等級。

1. 2 電力建設工人安全心理過程分析

電力建設工人的安全心理過程，是工人能動地反映生產實踐和客觀事物的心理過程，主要包括工人在電力建設中對安全的認知能力、安全情感的表達和意志、安全注意力的分配三種形式[10]。安全認知心理過程是以工人為主體的一項復雜的認知信息處理過程，工人通過眼、耳、鼻、手、腳等生理器官，接受來自客體的信息并進行有效的信息加工處理，從而做出正確的判斷，保證實施安全行為。安全情感和意志是一種基本心理過程，情感是對客觀事物的態度體驗和行為反應，意志是情感表達的高級表現形式，是對態度體驗和行為反應進行的自我約束、自我調節和控制。安全注意力是指人心理活動對與安全相關對象的指向和集中，是個體進行信息加工后完成各種行為的重要條件。

1.3 電力建設工人安全心理過程影響因素指標體系的建立

對安全心理過程影響因素的研究方法有觀察法、訪談法、問卷法、實驗法[11]。本文首先通過分析國家能源局安全司2010—2016年的電力監管報告[2]，綜合了其中由于人因導致的事故，然后再逐一通過互聯網和電話咨詢盡可能地尋找人因事故的具體情況，最后利用Bow-tie模型[12]對其中深層次的心理原因進行探究，總結出其中影響人的安全心理過程的因素，并結合相關文獻[1,10]最終確定了13個影響電力建設工人安全心理過程的因素，用魚刺圖來表示，如圖1所示。

圖1 電力建設工人安全心理過程影響因素的魚刺圖Table 1 Fishbone chart of the affecting factors of the safe psychological process of electric power construction workers

1. 4 確定經典域和節域

根據設定的風險等級標準，將安全風險過程劃分為y個等級，則經典域可表示為

R0j=(N0j,ck,V0j)=N0jc1V0j1

c2V0j2

??

cnV0jn〗

=N0jc1(a0j1,b0j1)

c2(a0j2,b0j2)

??

cn(a0jn,b0jn)〗

(1)

式中:N0j為安全心理過程的風險等級；V0jk為等級j在第k個指標上的值域；(a0jk，b0jk)為指標ck取值范圍的上限和下限，j=1,2,…,m,k=1,2,…,n。

建立節域模型為

Rp=(Np,ck,Vp)=Npc1Vp1

c2Vp2

??

cnVpn〗

=Npc1(ap1,bp1)

c2(ap2,bp2)

??

cn(apn,bpn)〗

(2)

式中：Np為物元系統中安全心理過程風險等級的全體；vpk為指標ck的值域;(apk，bpk)為指標ck取值范圍的上限和下限，其中p=1,2,…,m,k=1,2,…,n。

1. 5 確定待評價物元

待評物元可表示為

R=(N，c,V)=Nc1V1

c2V2

??

cnVn〗

(3)

式中:N為安全心理過程的風險等級；Vk為風險等級N所能得到的評價指標ck的量值，其中k=1,2,…,n。

1. 6 計算安全心理過程風險評價指標的關聯度

評價指標的關聯度計算公式為

Djk=δ(Vk,V0jk)δ(Vk,Vpk)-δ(Vk,V0jk) (Vk∈V0jk)

-δ(Vk,V0jk)|V0jk| (Vk?V0jk)

(4)

其中:

δ(Vk,V0jk)=|Vk-12(a0jk+b0jk)|-12(b0jk-a0jk);

δ(Vk,Vpk)=|Vk-12(apk+bpk)|-12(bpk-apk);

|V0jk|=|b0jk-a0jk|(j=1,2,…,m;k=1,2,…,n).

式中：δ(Vk,V0jk)為量值Vk與V0jk區間的距；δ(Vk,Vpk)為量值Vk與Vpk區間的距(距是用來刻畫點與區間的位置關系)。

1. 7 指標綜合權重的確定

1.7.1 改進的三標度(0,1,2)層次分析法確定指標權重

層次分析法(AHP)是薩蒂等于20世紀70年代提出的一種新型決策方法，該方法利用逐層比較其關聯因素來分析和預測事故的發展。傳統的層次分析法主要采用九標度并基于專家的主觀打分來對指標的重要性進行判斷，容易造成評判結果的錯誤，而且需要對生成的判斷矩陣進行一致性檢驗，如果沒有通過一致性檢驗則需要重新建立判斷矩陣。本文主要采用改進的三標度(0，1，2)層次分析法[13]來確定指標的權重，通過構造最優傳遞矩陣，省略了一致性檢驗的步驟，簡化了計算過程，同時利用三標度降低了矩陣元素間比較時容易出現錯誤的概率。其具體步驟如下：

(1) 構造判斷矩陣R:

R=(rxy)n×n

(5)

(x=1,2,…,n;y=1,2,…,n)

若rxy=1，則表示指標x和y同等重要;若rxy=0，則表示x比y重要;若rxy=2，則表示y比x重要。

(2) 構造最優傳遞矩陣S及一致性矩陣G:最優傳遞矩陣S中的元素sxy=1n∑nk=1(rxk+ryk)，一致性矩陣G中的元素gxy=expsxy。

(3) 計算一致性矩陣G的特征向量ω:先計算一致性矩陣G中每一行元素的乘積，有Px=∏ny=1gxy，然后計算x=nPx，并對向量=[1,2,…,n]T進行歸一化處理，進而得到一致性矩陣G的特征向量ω=[ω1,ω2，…,ωn]T，即為各指標的權重系數。

1.7.2 熵權法確定指標權重

熵權法是一種客觀賦權法，該方法先根據各指標的變異程度，利用信息熵計算出各指標的熵權，再通過熵權對各指標進行修正，從而得出指標權重。指標的信息熵越大，指標的變異程度越小，所能提供的信息量就越小，指標權重就越小；相反，指標的信息熵越小，則指標的變異程度越大，所能提供的信息量就越大，指標權重也越大。假設有m個工人，n個評價指標，構造原始數據矩陣R=(ruv)m×n(u=1,2,…,m;v=1,2,…,n)，采用熵權法確定指標權重的具體步驟如下：

(1) 對指標進行標準化后，得到第v個評價指標下的第u個工人的比重為

Puv=ruv∑mi=1ruv

(6)

(2) 計算各指標的信息熵Ev：

Ev=∑mv=1PuvlnPuvlnm

(7)

式中:當Puv=0時，令PuvlnPuv=0。

(3) 計算各指標的權重wv:

wv=1-Ev∑nv=1(1-Ev)

(8)

1.7.3 指標綜合權重的確定

三標度層次分析法主要考慮了專家的知識和經驗以及決策者的意向和偏好，卻無法克服主觀隨意性較大的缺陷，熵權法挖掘了原始數據本身蘊含的信息，其結果比較客觀，卻不能反映專家和決策者的意見。本文將改進的三標度層次分析法和熵權法相結合，從而得到綜合考慮主客觀因素的各評價指標的綜合權重向量λ：

λ=αωx+(1-α)wv(0≤α≤1)

(9)

式中：α為偏重系數，綜合權重λ隨α的改變而改變，由于此次研究需要側重于工人本身的情況，因此經過專家確定α取0.4。

1. 8 計算指標的優化關聯度

為了獲得最合適的優度，需要將各評價指標的關聯度進行規范化，從而得到各評價指標的優化關聯度djk，其計算公式為

djk=Djkmax|Djk|

(10)

1. 9 確定安全心理過程的風險等級

計算安全心理過程風險物元N關于等級j的綜合加權關聯度Kj(N)的公式為

Kj(N)=∑nk=1(λ×djk)

(11)

(k=1,2,…,n;j=1,2,…,m)

取Kj為關聯度Kj(N)中的最大值，即

Kj=max{Kj(N),j=1,2,…,m}

(12)

利用公式(12)，即可判定安全心理過程物元N所屬的風險等級。

2 實例應用與分析

本文以中石化某電力建設項目部為研究對象，通過問卷調查的方式基于可拓優度評價方法對該電力建設項目部一線工人安全心理過程進行了風險評價。問卷調查的過程大致分為探索性工作、提出課題、研究假設、概念界定、變項設計、指標設計、提出具體問題。首先采用改進的三標度(0，1，2)層次分析法設計專家問卷調查表(I)，選擇15名有5年以上安全教學與管理經驗的專家，發放15份問卷，回收問卷12份，有效問卷回收率為80%，其中各項目安全總監7人、安全教授2人、項目主任2人、項目經理1人，通過對問卷各個指標建立判斷矩陣并通過一致性檢驗后，得到指標c1～c13的權重排序為：c10>c3>c9>c7>c13>c4>c5>c1>c2>c6>c12>c8>c11；然后征求心理學專家意見并結合工人實際工作情況和受教育水平[14]，選擇前6個關鍵因素，設計15道問題(包括3道測謊題制作調查問卷(II)),對該電力建設項目部一線工人安全心理過程進行調查。

2. 1 電力建設工人安全心理過程風險等級的劃分

本文參考了建筑工人的安全心理過程綜合評價模型[6]和該項目問卷調查表的打分情況,邀請3名安全專家進行討論，通過比較普通建筑工人和電力建設工人的事故率，擬采取如表1所示的安全心理過程風險等級評分標準作為此次研究的風險等級劃分依據，并對原分級點進行標準化，分為4個等級：I級(差)表示安全心理過程風險高，不適合進行工作；II級(中)表示安全心理過程風險較高，需要在監督下工作；III級(良)表示安全心理過程風險一般，基本可以進行工作；IV級(優)表示安全心理過程風險低，完全具備工作的條件。

表1 安全心理過程風險等級評分標準

2. 2 問卷調查與分析

本次對該電力建設項目部一線工人進行的問卷調查，主要是針對安全心理過程主觀性因素的調查。從注意力、意志力、知覺力、學習能力4個方面出題，具體調查內容詳見表2。問卷回答選項設置采用李克特五點測量法，每道題包含5個選項，分別賦予1～5的分值，共發放150份問卷，回收問卷145份，有效問卷回收率96.6%，有5份問卷因為測謊題不過關被棄。

本文利用SPSS 22.0軟件對工人每道題的得分情況進行了統計分析，并對問卷的信度和效度進行了檢驗，結果顯示：問卷的Cronbach’sα系數為0.834，在0.8以上，表明問卷的信度較高;對問卷的內容效度進行檢驗，根據KMO檢驗結果，KMO值為0.876，大于0.5，Bartlett球形檢驗顯著性水平為0.000，表明問卷的效度較好，可不刪除題目。綜上所述，問卷適合進行因子分析。

表2 安全心理過程問卷調查表的主要內容

c9(操作熟練程度)和c13(操作的規范性)屬于表現安全心理過程的客觀性評價因素，從工人在項目上的平時操作表現、獎勵情況,尤其是參加職工技能比武大賽的表現情況，邀請5名此項目高級管理人員進行模糊綜合打分，取5人打分的平均值作為每個工人此項指標的最終得分，表3為模糊評價指標的量化表。

表3 專家模糊評價指標的量化表

對調查問卷得分與模糊綜合打分的最終結果進行標準化[15]處理，取各個指標的平均值作為此次被調查工人安全心理過程風險的評價值，詳見表4。

表4 工人安全心理過程風險的評價值

但此次調查需要說明的是：①問題是在結合行為心理學的基礎上制定的，每個問題只表示一種因子的影響程度；②逆向題型的回答選項都設置成逆向回答，以保證所有回答選項匯總分數的方向一致；③此電力建設項目是長期的項目，人員不會輕易變動，高級項目管理人員對150名工人進行打分有效；④安全心理過程風險程度評價涉及人復雜的心理過程，不同于常規的系統風險評價，評價采用了主觀因素指標(注意力、意志力、知覺力、學習能力)和客觀因素指標(操作熟練程度、操作的規范性)，且在具體評價過程中，根據這兩類指標的相對數值來綜合評判心理過程的安全程度。

2. 3 電力建設工人安全心理過程的可拓風險評價

(1) 根據公式(1)、(2)、(3)，分別確定經典域Rj、Rp和待測評物元R：

(2) 根據公式(4)和(10)，分別計算c10、c3、c7、c4、c13、c9評價指標的關聯度和優化關聯度，詳見表5和表6。

表5 各評價指標的關聯度(Djk)

(3) 根據三標度層次分析法、熵權法和公式(9)，確定各評價指標的AHP權重、熵權重和綜合權重，詳見表7。

表6 各評價指標的優化關聯度(djk)

表7 各評價指標的權重

(4) 根據公式(11)，計算綜合加權關聯度，并確定風險等級，見表8。

表8 綜合加權關聯度(Kj(N))及風險等級

由表8可見，綜合加權關聯度Kj(N)最大值為0.060，說明該項目部一線工人安全心理過程風險評價對應的等級為III級，處于一般風險程度。

2. 4 評價結果分析與建議

從該項目部一線工人安全心理過程風險評價的結果來看，工人的意志力和學習能力的風險等級處于II級，因此建議由安全部門和政工部門等相關部門幫助員工們制定學習計劃，并對工人們進行定期培訓與考察；同時，項目部可以設置專門的或者兼職的心理咨詢師，幫助員工解決工作中的安全心理問題，并積極引入國外流行的員工援助計劃。

3 結 語

本文在對電力建設工人安全心理過程風險評估的過程中，堅持了安全防護中“以人為本”的理念，采用問卷調查的方法，并結合心理學，綜合考慮到電力建設工人心理因素和實際工作情況，選取6個關鍵因素設計了相對準確的問題對電力建設工人安全心理過程進行了調查，改變了過去僵硬的多層遞階評估，滿足了對小樣本的調查需求，也保證了結果的相對準確性，為企業預防和減少事故的發生提供了一種新的思路。

本文率先將可拓優度評價方法用于電力建設工人安全心理過程的風險評價，創新性地研究了人的心理安全矛盾問題，并結合綜合權重的確定方法，提高了指標權重系數的準確性。該方法不僅可以應用于電力建設工人，經過部分修改后，也可用于礦工、高壓電工等高危作業人員的安全心理過程風險評價。

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