特種設(shè)備作業(yè)人員安全能力評估預(yù)警體系研究

楊德屏 熊治 王桂素 汪曉 姜楠心

摘? ?要：從保證特種設(shè)備作業(yè)人員作業(yè)安全的角度出發(fā)，基于特種設(shè)備作業(yè)人員不安全行為產(chǎn)生的原因，本文提出了特種設(shè)備作業(yè)人員安全能力評估預(yù)警體系的總體技術(shù)路線。根據(jù)安全能力的定義，以橋式起重機司機和叉車司機為切入對象，通過對不同作業(yè)項目的作業(yè)人員進行安全素質(zhì)能力評估、行為表現(xiàn)評估、所從事相應(yīng)崗位的作業(yè)風(fēng)險評估，建立一套基于安全能力與崗位作業(yè)相匹配的人員安全能力評估預(yù)警體系，實現(xiàn)特種設(shè)備作業(yè)人員的安全能力與不安全行為動態(tài)評估與預(yù)警。最后依據(jù)上述評估預(yù)警體系，對30名叉車司機的安全能力進行實證研究，并以其中2名具有代表性學(xué)員為例進行詳細評估過程與結(jié)果展示，驗證了體系的可行性。

關(guān)鍵詞：特種設(shè)備作業(yè)人員? 安全能力? 崗位作業(yè)風(fēng)險? 評估預(yù)警

Abstract： From the perspective of ensuring special equipment operators safety， this paper puts forward the overall technical route of the early warning system for safety capability assessment of special equipment operators， based on the causes of their unsafe behaviors. According to the definition of safety capability， taking bridge crane driver and forklift driver as an example， through the evaluation of safety quality ability， behavior performance and the operational risk assessment of the corresponding positions， a set of early warning system of personnel safety capability assessment based on safety capability and post task match is established to achieve the dynamic assessment and early warning of the safety capability and unsafe behavior of special equipment operators. In the end， based on the aforementioned assessment and early warning system， an empirical study was conducted on the safety capabilities of 30 forklift driver trainees and the feasibility of this system is verified by taking the evaluation results of two of them as an example.

特種設(shè)備廣泛用于國民生產(chǎn)和人民生活，因其具有較大危險的特性，一旦發(fā)生事故可能會造成嚴重的人身傷亡及重大財產(chǎn)損失。多年來，國家通過健全特種設(shè)備法規(guī)體系，加大監(jiān)管力度，強化企業(yè)主體責(zé)任等多種舉措加強風(fēng)險防控和隱患治理，有效防范和堅決遏制了重特大事故發(fā)生。參考全國特種設(shè)備安全狀況通報（2009—2018），對10年的安全狀況數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，全國萬臺特種設(shè)備死亡率從2009年的0.76下降到了2018年的0.22。雖然特種設(shè)備總體安全形勢較平穩(wěn)，但事故造成的社會影響常使其處于輿論的風(fēng)口浪尖。

據(jù)統(tǒng)計，接近80%的事故發(fā)生在使用環(huán)節(jié)，作業(yè)人員違章操作、違規(guī)使用、管理不善等是造成事故的主要原因。近5年來，起重機械和場（廠）內(nèi)專用機動車輛的事故起數(shù)和死亡人數(shù)在所有特種設(shè)備種類中占比最大，且在進行操作時人機交互頻繁。因此，以橋式起重機司機和叉車司機為切入對象，進行特種設(shè)備作業(yè)人員安全能力評估預(yù)警體系研究，對于掌握作業(yè)人員安全狀態(tài)、降低事故發(fā)生率具有重要意義。

為科學(xué)評估相關(guān)崗位作業(yè)人員的安全能力，國內(nèi)外眾多學(xué)者展開了系列研究。周鵬等[1]指出從業(yè)人員的安全能力與崗位要求相匹配的重要性，由此設(shè)計出從業(yè)人員安全能力的評估系統(tǒng);Liu Q L等[2]在充分研究風(fēng)險因素和安全控制能力對應(yīng)關(guān)系的基礎(chǔ)上，利用安全熵安全木桶理論建立了指標(biāo)模型;馮云曉等[3]基于“情景—任務(wù)—能力”的規(guī)劃分析過程，建立了事故應(yīng)急準(zhǔn)備能力評估指標(biāo)體系;劉玉等[4]基于能崗互交原則，提出保持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行的前提是保證員工內(nèi)在特質(zhì)與其作業(yè)任務(wù)需求相匹配，并構(gòu)建了電力企業(yè)作業(yè)人員安全能力評價體系。為實現(xiàn)作業(yè)人員安全預(yù)警，蘭國輝等[5]明晰了環(huán)境因素對員工安全行為表現(xiàn)的主要影響地位，并針對環(huán)境建立測量平臺實施動態(tài)預(yù)警;撒文齊等[6]引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，搭建施工信息平臺，實現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)的實時動態(tài)采集、傳輸和判斷;S.U.Han等[7]基于視覺監(jiān)控，評估了一種運動分類方法檢測特定運動數(shù)據(jù)，提供對工人行為的預(yù)警以及確定適當(dāng)?shù)某C正。

上述文獻為本次安全能力的研究提供了一定的理論基礎(chǔ)和實踐指導(dǎo)，然而在安全能力方面，人崗之間的匹配關(guān)系較模糊，關(guān)于人的因素的安全預(yù)警不夠。且就特種設(shè)備行業(yè)而言，研究多針對設(shè)備安全進行評估[8-11]，涉及人員安全的研究較少。本文從特種設(shè)備作業(yè)人員不安全行為產(chǎn)生的原因出發(fā)，建立安全能力與崗位作業(yè)風(fēng)險相匹配的安全能力評估預(yù)警體系，采用多種測量方式進行科學(xué)測評，最終實現(xiàn)特種設(shè)備作業(yè)人員安全能力與不安全行為的動態(tài)評估與預(yù)警。

1? 特種設(shè)備作業(yè)人員安全能力評估預(yù)警體系構(gòu)建

特種設(shè)備作業(yè)人員安全能力評估預(yù)警是指從內(nèi)在因素與外在行為表現(xiàn)對各作業(yè)項目的人員安全能力和崗位的作業(yè)風(fēng)險進行科學(xué)的量化評估后，結(jié)合二者匹配結(jié)果和不安全行為的記錄與評估情況，對作業(yè)人員的安全能力勝任情況和操作過程中不安全行為進行動態(tài)監(jiān)控及預(yù)警，體系如圖1所示。

1.1 特種設(shè)備作業(yè)人員安全能力評價體系

本文通過研究眾多學(xué)者對安全能力的定義、涉及的研究對象及學(xué)科范圍，結(jié)合特種設(shè)備作業(yè)內(nèi)容、特點及事故成因，重點從特種設(shè)備作業(yè)人員的不安全行為產(chǎn)生的原因出發(fā)進行系統(tǒng)分析，將特種設(shè)備作業(yè)人員安全能力定義為：在作業(yè)現(xiàn)場，通過運用自身的知識技能、良好的生理素質(zhì)及心理素質(zhì)完成作業(yè)任務(wù)，并將不安全行為發(fā)生的概率降到最低的能力。根據(jù)定義，為更好量化評估，從作業(yè)人員的內(nèi)在因素即安全素質(zhì)能力和外在行為表現(xiàn)這兩個維度進行安全能力的評估。

1.1.1 安全素質(zhì)能力評價指標(biāo)體系

通過對特種設(shè)備作業(yè)人員的人因事故進行統(tǒng)計和分析，在參考相關(guān)研究文獻的基礎(chǔ)上，結(jié)合不同作業(yè)項目工作內(nèi)容，初步確定指標(biāo)庫;成立由特種設(shè)備行業(yè)專家、監(jiān)察人員、有多年實操經(jīng)驗的培訓(xùn)教師組成的10人專家團隊（后文均稱為專家團隊），采用專家打分法來表征各指標(biāo)的必要程度和重要程度，經(jīng)過分析歸納，最后確定特種設(shè)備作業(yè)人員安全素質(zhì)能力的評價指標(biāo)體系A(chǔ)如圖2所示。安全素質(zhì)能力體系由生理素質(zhì)B1、心理素質(zhì)B2、知識及技能素質(zhì)B3等3個一級指標(biāo)、38個二級指標(biāo)組成。

1.1.2 行為表現(xiàn)評價體系

本文的行為表現(xiàn)主要指作業(yè)人員在作業(yè)過程中安全行為表現(xiàn)，即對作業(yè)人員在作業(yè)過程中出現(xiàn)的不安全行為進行記錄并評估。通過對國內(nèi)連續(xù)8年的典型特種設(shè)備事故進行統(tǒng)計分析，參考眾多學(xué)者的研究結(jié)果，結(jié)合實地調(diào)研記錄，根據(jù)專家團隊意見，確定關(guān)鍵不安全行為;統(tǒng)計各類事故發(fā)生頻率及事故發(fā)生的后果，結(jié)合專家打分法確定的各不安全行為風(fēng)險值及等級，最終形成行為表現(xiàn)評價體系。

1.2 特種設(shè)備作業(yè)人員崗位作業(yè)風(fēng)險評價指標(biāo)體系

本文中特種設(shè)備作業(yè)人員崗位作業(yè)指作業(yè)人員從事對應(yīng)作業(yè)項目的全部作業(yè)內(nèi)容。對作業(yè)人員的相關(guān)事故進行統(tǒng)計分析，并采用系統(tǒng)分析法對指標(biāo)進行篩選、歸類，最后采用調(diào)查問卷法對專家進行調(diào)研分析剩余指標(biāo)，最終得出作業(yè)人員崗位作業(yè)風(fēng)險評估體系X如圖3所示

2? 特種設(shè)備作業(yè)人員安全能力評估預(yù)警模型構(gòu)建

2.1 安全能力評估

特種設(shè)備作業(yè)人員安全能力S是對作業(yè)人員的內(nèi)在因素即安全素質(zhì)能力A和外在行為表現(xiàn)B進行評估，如式（1）：

其中，s為作業(yè)人員的安全能力得分，a為作業(yè)人員的安全素質(zhì)能力測試得分，b為作業(yè)人員的行為表現(xiàn)得分;α和β分別為安全素質(zhì)能力和行為表現(xiàn)權(quán)重，且α+β=1。

2.1.1 安全素質(zhì)能力的確定

采用專家打分法綜合確定安全素質(zhì)能力各指標(biāo)權(quán)重，根據(jù)作業(yè)人員各指標(biāo)測評得分，可以根據(jù)加權(quán)平均法計算出作業(yè)人員的安全素質(zhì)能力A，如式（2）：

式中，a為作業(yè)人員的安全素質(zhì)能力測試得分，δ、ε、γ分別為安全素質(zhì)能力各一級指標(biāo)（即生理素質(zhì)、心理素質(zhì)和知識技能素質(zhì)）權(quán)重，且δ+ε+γ=1;mij表示第j個一級指標(biāo)下第i個二級指標(biāo)的權(quán)重，nij表示第j個一級指標(biāo)下第i個二級指標(biāo)的得分，且。

2.1.2 行為表現(xiàn)的評判及量化

根據(jù)不安全行為的危險程度，將不安全行為等級劃分為五級，設(shè)置評判集V={ν1，ν2，ν3，ν4，ν5}，其中ν1、ν2、ν3、ν4、ν5分別對應(yīng)可接受風(fēng)險不安全行為、一般風(fēng)險不安全行為、較大風(fēng)險不安全行為、重大風(fēng)險不安全行為和特別重大風(fēng)險不安全行為，不同風(fēng)險等級對應(yīng)不同的扣分標(biāo)準(zhǔn)。

由于不安全行為的考核較為細微，數(shù)目較多且扣分標(biāo)準(zhǔn)分值較重，難以用百分制進行考核，因此確定行為表現(xiàn)B得分為得分占總分的百分占比，如式（3）：

式中，b為特種設(shè)備作業(yè)人員的行為表現(xiàn)得分;假設(shè)該作業(yè)項目有n種不安全行為，qi表示第i種不安全行為的標(biāo)準(zhǔn)扣分分值，fi表示第i種不安全行為在實測中的出現(xiàn)次數(shù)。

2.2 崗位作業(yè)風(fēng)險評估

特種設(shè)備崗位影響因素復(fù)雜，具有不確定性、難以精確描述的特點。集對分析法能有效考慮事物確定與不確定性之間相互關(guān)系，可較好判斷崗位作業(yè)風(fēng)險等級[12-14]。

2.2.1 集對分析法原理

集對分析法的基本理論是兩個集合Z和P建立集對H（Z，P），在這兩個集合的特性上是進行同異反的分析比較，聯(lián)系度μ表示為

式中，N為集對H共有的特性;為集對H相同的特性個數(shù);β為集對H相對立的特性個數(shù);為集對H中既不相同又不相對立的特性個數(shù);i為差異度系數(shù)，;j為對立系數(shù)，一般取-1。

2.2.2 基于集對分析法的崗位作業(yè)風(fēng)險評價模型

結(jié)合崗位作業(yè)風(fēng)險指標(biāo)體系，基于集對分析方法，建立崗位作業(yè)風(fēng)險評價模型，確定崗位作業(yè)風(fēng)險等級。

（1）崗位作業(yè)風(fēng)險評價集。

為滿足各崗位作業(yè)風(fēng)險評價的需要，依據(jù)作業(yè)風(fēng)險程度，將風(fēng)險等級劃分為五級，設(shè)置評價集，其中ω1、ω2、ω3、ω4、ω5分別對應(yīng)可接受風(fēng)險、一般風(fēng)險、較大風(fēng)險、重大風(fēng)險和特別重大風(fēng)險。

（2）集對模型的構(gòu)建。

由于研究建立了崗位作業(yè)風(fēng)險評價指標(biāo)體系X和評價集W，設(shè)集合表示各指標(biāo)評價值集合，集合P表示各指標(biāo)所對應(yīng)的評價等級標(biāo)準(zhǔn)的集合，根據(jù)集對分析基本理論，建立兩集合的集對H（Z，P），其中：

（3）聯(lián)系度的確定。

確定準(zhǔn)確的聯(lián)系度是決策結(jié)果可信的關(guān)鍵。具體構(gòu)造方法為當(dāng)作業(yè)風(fēng)險指標(biāo)處于級別范圍內(nèi)時，則認為是同一，聯(lián)系度1;若作業(yè)風(fēng)險指標(biāo)處于相隔的級別中，則認為是對立，聯(lián)系度為-1。

（4）確定加權(quán)平均聯(lián)系度。

由上述（8～12）式，可得到求出各指標(biāo)各等級的聯(lián)系度矩陣μij后，結(jié)合專家打分法確定的評價指標(biāo)權(quán)重向量，確定評價對象的綜合聯(lián)系度矩陣μj，即評價對象整體與各評價等級的聯(lián)系度。

（5）確定風(fēng)險等級。

對于聯(lián)系度矩陣μj，依據(jù)μp=maxμj，1≤j≤5，p∈{1，2，…，5}取矩陣中的最大值，則該值對應(yīng)的評價等級為作業(yè)風(fēng)險評價等級wp。

2.3 預(yù)警的實現(xiàn)

在對作業(yè)人員的安全能力和崗位的作業(yè)風(fēng)險評估進行科學(xué)的量化評估后，結(jié)合二者匹配結(jié)果和不安全行為的記錄與評估情況，對作業(yè)人員的安全能力勝任情況和操作過程中不安全行為狀態(tài)進行動態(tài)監(jiān)控及預(yù)警。為安全管理人員做出相應(yīng)決策提供依據(jù)。預(yù)警體現(xiàn)在如下兩方面：

（1）對作業(yè)人員的安全能力是否能勝任崗位安全需求進行預(yù)警。將各作業(yè)項目對應(yīng)的崗位作業(yè)風(fēng)險等級ω與作業(yè)人員安全能力水平s進行匹配，當(dāng)實際安全能力得分未達到崗位作業(yè)風(fēng)險等級所要求的安全能力得分時，則判斷為不匹配，并進行及時預(yù)警。

（2）對作業(yè)人員出現(xiàn)的不安全行為進行預(yù)警。根據(jù)作業(yè)人員日常生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的不安全行為及其等級ν，對較大風(fēng)險不安全行為ν3等級及以上的不安全行為進行預(yù)警，預(yù)警內(nèi)容實時更新。

3? 案例分析

3.1 案例背景

為了驗證安全能力評估預(yù)警體系的準(zhǔn)確性和合理性，我們在重慶選取了準(zhǔn)備參加叉車司機取證考試的30名學(xué)員進行應(yīng)用研究。通過實驗測量、量表測量及實作測量的方式，對其安全能力進行量化評價。根據(jù)評價結(jié)果，年齡較小、學(xué)歷較高、實際工作經(jīng)驗較豐富的人安全能力較高，他們均能達到崗位的安全勝任力要求。由此可見，對叉車司機安全作業(yè)能力的量化評價，較為全面客觀地反映了不同層次人員的安全能力水平，且通過各指標(biāo)的實際得分和作業(yè)過程中的不安全行為記錄結(jié)果，證明所設(shè)計的特種設(shè)備作業(yè)人員安全能力評估預(yù)警體系可用于特種設(shè)備作業(yè)人員的安全能力和不安全行為的評估預(yù)警。為了直觀地介紹評估過程和輸出結(jié)果，現(xiàn)選取6號和10號測試者的成績?yōu)槔M行分析。其中6號測試者36歲，學(xué)歷為本科，實際工作經(jīng)驗較豐富;10號測試者46歲，學(xué)歷為初中，實際工作經(jīng)驗較少。

3.2 評估過程

3.2.1 安全能力評估

（1）安全素質(zhì)能力評估。

由專家打分法確定安全能力各級指標(biāo)權(quán)重，其中素質(zhì)能力指標(biāo)權(quán)重α為0.5028，行為表現(xiàn)權(quán)重β為0.4972。通過實驗法、量表測量法對測試者進行指標(biāo)打分，其中對測試成績建立五級評價集Z={優(yōu)秀（z1），良好（z2），中等（z3），一般（z4），較差（z5）}，使用等差打分法對每個等級賦值分別為95、85、75、65、55，結(jié)果詳見表1。

（2）行為表現(xiàn)評估。

采用LSR評價法和專家打分法確定叉車司機各不安全行為的風(fēng)險值，根據(jù)實作扣分標(biāo)準(zhǔn)對不同風(fēng)險等級的不安全行為進行賦分，叉車司機不安全行為總分為690分，其扣分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。對6號和10號測試者進行實操評估，記錄其出現(xiàn)的不安全行為及次數(shù)如表3和表4所示。

根據(jù)以上測評結(jié)果，按照式（1）～（3）可得6號和10號測試者的安全能力得分分別為s6=85.22分和s10=74.16分。

（3）叉車司機作業(yè)風(fēng)險評估。

采用專家打分法確定叉車司機作業(yè)風(fēng)險體系X中15個指標(biāo)的權(quán)重，得到對應(yīng)權(quán)重集為：R={0.0841，0.0946，0.0517，0.0707，0.0767，0.0709，0.0779，0.0585，0.0686，0.0526，0.0594，0.0625，0.0607，0.0532，0.0579}。

評價指標(biāo)體系多為定性指標(biāo)，難以量化，為便于專家評判，指標(biāo)采用將0～25按等級劃分區(qū)間的方法進行專家賦值，且本研究中各指標(biāo)評價標(biāo)準(zhǔn)相同，建立的叉車司機作業(yè)各指標(biāo)風(fēng)險等級評價標(biāo)準(zhǔn)如下表5所示，確定各指標(biāo)的風(fēng)險評價值如表6所示。

根據(jù)式（8）～（13）計算得到叉車司機作業(yè)風(fēng)險各等級加權(quán)平均關(guān)聯(lián)度如表7所示。

根據(jù)式，由此可以初步判定叉車司機作業(yè)風(fēng)險等級為ω3級，為較大作業(yè)風(fēng)險。

3.3 預(yù)警

由崗位作業(yè)風(fēng)險評估結(jié)果可得叉車司機作業(yè)風(fēng)險級等級為ω3級，根據(jù)安全能力與崗位作業(yè)風(fēng)險等級匹配要求如表8所示，可判斷兩名叉車司機學(xué)員的安全能力水平是否達到安全勝任力最低要求。

分別對6號叉車司機和10號叉車司機做出如下預(yù)警：

（1）6號叉車司機。

①安全能力得分s6為85.38分，達到崗位做作業(yè)的安全能力最低要求。

（2）10號叉車司機。

①安全能力得分s10為74.3分，未達到崗位作業(yè)的安全能力最低要求。需時刻注意自身的血壓情況，多鍛煉自己的色覺辨別能力，有意識訓(xùn)練和提高自身的速度知覺、手指靈活性、手腳協(xié)調(diào)性、雙臂協(xié)調(diào)能力、應(yīng)急能力及操作能力和溝通協(xié)調(diào)能力。避免省能心理、單獨一個人在一起。多參加專業(yè)知識及技能的培訓(xùn)，強化實際操作。

②將表4中的較大風(fēng)險不安全行為ν3等級及以上的不安全行為進行顯示并發(fā)出需進行不安全行為矯正的預(yù)警。

4? 結(jié)語

（1）針對特種設(shè)備作業(yè)的特點，系統(tǒng)分析了影響作業(yè)人員不安全行為的眾多因素，從安全素質(zhì)能力和行為表現(xiàn)出發(fā)，以橋式起重機司機及叉車司機為切入對象，較全面地建立了特種設(shè)備作業(yè)人員安全能力評估指標(biāo)體系。

（2）針對不同作業(yè)項目的特種設(shè)備作業(yè)人員，借鑒“人-機-環(huán)境-管理”系統(tǒng)工程理論，以橋式起重機司機及叉車司機為切入對象，梳理了崗位作業(yè)風(fēng)險指標(biāo)，結(jié)合集對分析法對崗位作業(yè)風(fēng)險進行等級評價，建立了特種設(shè)備作業(yè)各崗位作業(yè)風(fēng)險評估模型，充分考慮了各子系統(tǒng)評判的客觀性，解決了指標(biāo)模糊性的問題。

（3）基于“安全能力-崗位作業(yè)”相匹配的設(shè)計思路，結(jié)合作業(yè)人員安全能力和崗位作業(yè)風(fēng)險等級，實現(xiàn)了特種設(shè)備作業(yè)人員的安全能力與不安全行為的動態(tài)評估與預(yù)警。

（4）研究重點在安全能力評估預(yù)警指標(biāo)體系、模型的建立以及信息化實現(xiàn)，而在數(shù)據(jù)自動采集和大數(shù)據(jù)分析方面，僅作初步探討，未來需要深入研究。

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