傷害事故安全信息認知建模與機理研究*

羅通元 ，吳 超

(1.中南大學 資源與安全工程學院，湖南 長沙 410083；2.中南大學 安全理論創新與促進研究中心，湖南 長沙 410083)

0 引言

人類認識客觀世界包括研究安全科學都是經歷了物質、能力、信息三個步進的認識歷程[1]。傳統的認知局限于當時的科學發展水平，用物質和能量層面的認知來解決安全科學及事故問題，但事故的本質并非單個模型可以詮釋。根據海因里希事故法則可知，要減少傷害事故，就不可忽視傷害事故，要致力于降低一般性的傷害事故[2]。傷害事故是指發生健康損害、人身傷亡、重大財產損失與環境破壞的事故。傷害事故是占據事故總數的絕大多數的，根據事故統計研究發現，傷害事故往往是重特大事故的積累后果[3]。量變引起質變用來解釋傷害事故的發生是可行的。發生一次傷害事故往往不會引起人從根本上改變不安全認知，傷害的后果就是不斷的重復和循環，從心理上更加麻痹和放松，人們對于這些事件不容易重視，進而會漸漸喪失安全意識。生產現場如果沒有及時發現和糾錯機制，很容易滋生冒險和違章行為，這些都是傷害事故認知的偏差導致的，為傷害事故的發生埋下了隱患。事故的后果是隨機的，但是事故的致因是一致的[4]。根據之前建立的安全信息認知通用模型可知，人對安全信息的認知經歷7個過程，由于在認知的過程中存在信息的失真或不對稱，導致人形成錯誤的認知并做出不安全行為。從行動結果來看，造成的無傷害事故是多數的，實質上并沒有造成傷害或破壞。

盡管許多研究者對安全模型進行了大量研究，文獻[5-11]均是對安全模型進行深入系統的研究，針對事故分析較多的是傷害事故，但是，對于傷害事故缺乏專門的理論研究，有關傷害事故的安全信息認知模型的研究仍然為空白。根據已建立的安全信息認知通用模型和文獻[12]，提出具體的以人的行為導致的主要結果維度考慮的傷害事故的安全信息認知模型(Injured Accident-Safety Information Cognition，簡稱IA-SIC模型)是必要和重要的。

1 傷害事故模型構建

在安全信息通用模型[13]基礎上構建出具體的IA-SIC模型，試圖解釋那些經常發生但未引起傷害的事故機理，以更好地認知傷害事故的本質，提出控制和杜絕措施，從源頭上扼制其發展和傷害。為了構建傷害事故安全信息認知模型，有必要闡明一些相關概念。①安全信息：人與人之間、人與物之間和人與環境之間發生安全活動時聯系的媒介；②事故：在安全信息認知的事件過程中存在信息缺失或信息不對稱，致使信源不透明、信息傳播不真、信道不暢或信宿認知失能等狀態后，發生了違背人意志的不期望事件。安全信息不可能沒有載體，只能由一個載體傳遞到另一個載體，安全信息永遠無法與現實的載體分離。安全信息載體分為信源載體、信道載體和信宿載體。

基于上述描述，可以構建出傷害事故的安全信息認知模型，如圖1所示。

圖1 傷害事故的安全信息認知模型Fig.1 Model of safety information cognition without injury

2 模型的內涵

從圖1可知，建立的IA-SIC模型包含以下的內容：

1)本模型與香農-韋弗信息傳播模式[14]具有很大不同，后者只是注重信息傳播機理。本模型比已構建的安全信息通用認知模型內容更具體和形式更豐富，在適用性上本模型是針對相應行動的后果上來考量構建的，是用來解釋事故惡化程度及結果的。

2)傷害事故安全信息認知過程是從人的認知角度揭示事故發生的機理，從圖中可以看出傷害事故發生的幾種思路：①真信源到信源載體的信息缺失或偽信源自身缺陷；②信源載體到信道載體的信息不對稱；③信道載體到信宿載體的信息失真；④信宿載體到感覺安全信息的信息缺失；⑤感覺安全信息到認知信息的信息衰減；⑥響應行為的后果不可預知性。以上6種思路可作為研究傷害事故的主要途徑，通過深入分析傷害事故的致因機理進行針對性防控。

4)IA-SIC模型將信源分為有源信源SIA和無源信源SIP是考慮到事故具有的偶然性和必然性的基本特征。從本質上講，事故無論是傷害事故還是傷害事故都是可能發生也可能不發生的隨機事件，但是某些條件下事故的發生與否是可控可調的，有源信源就是可控的信源，無源信源則不可控。可控性代表著必然性的增強和偶然性的削弱，不可控則相反。事故研究中SIA是絕大多數的，而SIP少見于因不可抗力或超出人類認知的事件或現象等。

5)模型中所謂的真偽信源是指因人的感覺錯位或生理心理因素產生對信源的實在性區別，實實在在客觀存在的能被人感知的東西就是真信源SIT，虛幻或非客體的東西就是偽信源SIF。例如高速上疾馳的汽車和真實存在的街邊建筑等是真信源；人因幻覺而“看到”的高速行駛汽車以及“海市蜃樓”都是偽信源。IA-SIC中的信源指的是一切不安全的物質因素。

6)信道CI分為外部信道CIE和內部信道CII，前者是與人無關的外界物質、環境和能量的安全信息傳遞過程中的信道，是物質不安全狀態的傳播媒介，如空氣、電線和水等；后者是人體自身的神經傳導系統，如神經元及其回路。信道在傷害事故中對人的防護起到重要作用，信道的通斷有無決定事故對人的影響程度。

7)信躁NS在IA-SIC模型中是對信道CI直接作用的，是信息傳遞中的各種干擾因素。對安全信息的影響可能在信源、信道和信宿及其內部，對安全信息載體的影響是最直觀的。噪音無處不在，噪音的影響效果都是具有負效應的，也就是說，可能削弱或改變安全信息的內容及功能。對于傷害事故而言，信躁就是一切導致事故發生的負面因素和干擾因子。

8)安全信息在人的大腦中的認知經歷感覺、知覺和最終的形成認知過程。感覺信息到知覺信息需經歷整體的加工和形成完整屬性認知，感覺到不安全再形成不安全狀態認知要后天培養。知覺安全信息經過加工形成認知信息，認知信息是指導行為的最重要信息，認知信息因人而異，是與人年齡、知識、經驗等密切相關的。傷害事故中人的認知信息起到避免傷害但不足以避免事故的信息作用。

9)響應動作是人對不安全狀態和自身環境刺激做出的反應，常用的動作如手、指、腕、臂、身、腿、腳等部位做出的碰、觸、抓、放、踏、走、壓、按、旋、彎、起、坐等動作[13]。動作的結果往往有避免傷害事故及傷害事故發生兩種，對于事故是否發生很大程度上取決于人的行為。有些事故發生卻不帶來人身傷害，是因為人采取了正確的行動或物自身的安全設計，采取正確行動避免傷害的事故是事故類型中值得研究的重要內容，人的行為安全在傷害預防中的作用借助本模型可得到啟示。

3 事故機理分析

通過上述闡釋可知，事故的發生存在諸多環節上的信息失真和缺失，主要體現在幾個方面：①信源到信源載體的信息缺失。信源自身具有的危險特征和不安全狀態概率等信息不能完全準確地被人感知到，即第一類危險源的信息無法表達或難以感知。信源危害信息的缺失和難以感知是事故發生的第一層次原因，信息發生第一次失真。②信源載體到信道載體的信息失真。信息在載體間傳遞的時候因外界干擾或載體自身缺陷導致信源危險信息缺失，在進入信道傳播前信息的形式發生變化，如熱信源信息轉換成電信息。這種轉換存在缺失或失真，分為不完全轉換、雜糅轉換、變異轉換和完全不轉換等，這是事故發生的第二層次原因，信息發生第二次失真。③信道載體到信宿載體的信息失真。這個過程就是信噪干擾的過程，干擾可以是聲、光、電、熱和形等多種形式，也有信道傳輸的信息泄漏存在。④信宿載體到感覺安全信息的信息缺失。人的感覺信息獲取由于自身缺陷，如耳聾、眼瞎等導致無法獲取危險信息而導致事故發生，也有人因感覺器官部分缺陷導致部分地接收外部信息。這是事故發生的第四層次原因，信息發生第四次失真。⑤感覺安全信息到認知信息的信息衰減。感覺到的信息如果不能加工組織成完整的屬性認知就不能形成有效的認知信息。認知形成是個復雜的心理生理過程，其中涉及的記憶(編碼)的過程會受到各種噪音的干擾，因此會存在感覺和記憶的不完整甚至錯誤。這是事故發生的第五層次原因，信息發生第五次失真。

從事故機理來看，IA-SIC過程發生了安全信息的4次失真或衰減。簡單說明如下：在SIC過程中存在的5次失真同時也會帶來5次信息時間傳播延遲現象，總結為SI→CIS的延時ξ1，CIS→CIC的延時ξ2，CIC→CIH的延時ξ3，CIH.→IS的延時ξ4。認知過程總的延遲時間為：ξ=ξ1+ξ2+ξ3+ξ4。從空間錯位來看可能存在信息傳播時出現載體改變而偏離原傳播路徑，如信道的突然改變導致信息無法按原方式傳播而進入新的傳播途徑。事故的機理簡述如表1所示。

表1 無傷害事故的安全信息認知模型Table 1 Model of safety information cognition without injury

事故安全信息認知傳播圖如圖2所示，從圖中可以看出隨著層層衰減和缺失，安全信息所帶來的事故風險越強，信息的可認知性越弱。越往后剩余的有效信息越少，摻雜的無效信息越多，信源的安全信息與人認知的安全信息差距越大。

圖2 安全信息流動阻滯過程Fig.2 The flowing obstruct process of safety information

4 模型的特點和價值

前文構建的IA-SIC模型旨在從信息認知的層面深挖認知內部機制對傷害事故機理的指導作用，其具有深遠的價值前景。本文從安全信息認知視角構建的IA-SIC模型具有的理論和實踐意義如下。

1)建立學科基礎 IA-SIC模型是安全信息與認知科學結合而產生的，是對安全信息學大框架下的事故后果模型的具體開拓，是安全信息認知研究在事故機理方面的開創性研究。該模型是基于已建立的安全信息認知通用模型具體化展開的，因此具有重要的基礎支撐和可行性，對于安全信息學學科的創建又提供了事故后果維度下的理論準備和研究基礎。

2)豐富事故理論。按照以往側重管理和技術觀點，事故機理的研究更多傾向于物質、能力或者系統思維。但是從人的認知角度出發闡釋事故機理，尤其是對傷害事故的研究匱乏。因此，IA-SIC模型的針對性更強，對于豐富事故機理體系，拓展安全領域至關重要。

3)健全安全管理。傳統的安全管理涉及到人的管理主要是制度性和原則性要求，常見行為觀察方法，通過培訓和宣傳增長員工的安全知識、提高安全認識[15]。安全管理的核心就是行為管理，行為安全管理是將人的不安全行為作為管理的著眼點，避免或消除員工不安全行為，進而達到有效地控制事故的目的[16]。該模型可以拓展出關于人的行為安全管理相關理論，例如建立安全行為與動作學可以更深入全面的對人進行安全管理，通過研究人的心理生理及行為規律，真正落實健全安全管理的人本管理理念。

4)指導事故調查。根據IA-SIC模型可以對傷害事故發生的原因進行全面分析，調查事故發生的信源、載體、信道及信宿等是否存在安全信息的缺失或失真，以安全信息流動阻滯過程來分析事故發生的各個環節，提出更具操作性的事故預防措施。例如物質危害信息的及時公示，監控裝置的維護保養等。

5)加強現場管理。現場應用時可以建立專門的人因事故管理制度，從工人的操作及日常行為進行管控，細化作業區域，界定責任區間。實施網格化精準安全管理，減少安全信息延遲發生。加強現場物質的安全可視化和透明化，將隱性的安全信息顯示出來，通過色彩管理標示出一切與安全相關的數據信息和狀態特征，實現安全信息的可視可感。

5 事故預防的策略

基于IA-SIC模型可以提出事故預防的策略，針對傷害事故重點還是在于提高人的自身安全意識，加強對于物質的管理和維護，減少不安全狀態的出現。人的不安全行為在事故預防中的作用是非常重要的，模型中的5層失真和4次延遲是引發事故的根本原因。因此，杜絕安全信息的失真或缺失就是事故預防的基本思路。關于事故預防的具體策略如表2所示。

表2 事故預防的主要策略Table 2 Major strategies for accident prevention

由前述的5個層次的失真和4次時間延遲和上述策略分析也可以獲得事故預防的基本途徑，即可從真偽信源、信源載體、信道載體、信噪、信宿載體、感覺信息、知覺信息、認知信息、響應動作等9個方面以及它們之間的信息傳播失真或缺失形式來預防和控制事故的發生。事故預防不能單一依靠安全信息的某一方面，需依靠綜合運用法律法規、設備和人員等多角度收集安全信息形成綜合預防機制。

6 結論

1)論述IA-SIC模型建立的理論基礎就是安全信息，厘清安全信息認知下事故的基本概念，對于研究安全信息及事故機理提供本質屬性準備，安全信息在事故機理研究具有必要性和重要意義。在通用模型基礎上構建出具體的事故模型以闡釋傷害事故安全信息認知過程，同時對事故機理給出解釋。

2)選取從安全信息傳播和行為認知相結合的角度建立模型，該模型體現了由于安全信息失真或缺失引發的傷害事故，提出了傷害事故發生的5層失真和4次延遲的事故機理，建立出安全信息流阻滯過程，明確安全信息層層衰減或缺失是導致傷害事故發生的根本原因。

3)從IA-SIC模型的內涵和特點推論出其具有的重要理論和實踐價值，為完善安全科學學科、豐富事故理論和指導事故調查等6個方面均體現了深刻的價值。為未來創建安全信息學、安全行為管理學等新學科分支提供了啟示。

4)提出的主要事故預防策略是針對5層失真、4次延遲和錯位而得出的，提出15條具有指導意義的策略，雖然某些缺乏可行性但是也不失為一種思維策略。在IA-SIC模型基礎上其實可以繼續延伸和具體提出傷害事故和特大事故的信息認知模型，以完善事故機理和預防策略。

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