工作場所正念視角下智慧礦山礦工安全行為演化博弈*

王新平，張子鳴，孫林輝，蘇 暢，王筱揚

(1.西安科技大學(xué) 管理學(xué)院，陜西 西安 710054; 2.西安科技大學(xué) 安全科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710054)

0 引言

由于生產(chǎn)條件和工作環(huán)境的特殊性，礦工面臨的危險遠遠高于其他職業(yè)。隨智慧礦山的提出，大量現(xiàn)代化開采設(shè)備被應(yīng)用到煤礦企業(yè)中，煤礦生產(chǎn)環(huán)境得到極大改善，煤礦事故死亡人數(shù)和煤炭百萬噸死亡率分別由2001年的5 670人、5.28下降至2020年的228人、0.059,分別下降了96.0%和98.9%[1]，但煤礦安全生產(chǎn)形勢依舊不容樂觀。現(xiàn)有研究表明，礦工不安全行為是導(dǎo)致事故發(fā)生的主要原因[2]，96.5%以上的煤炭事故均與人的不安全行為有關(guān)[3]。因此，對礦工不安全行為進行研究意義重大。

針對礦工不安全行為的研究主要在于其產(chǎn)生原因方面，包括安全管理能力、生產(chǎn)環(huán)境及設(shè)備條件、角色壓力[4]、個人控制力[5]、礦工心理及生理因素[6]等。隨智慧礦山的提出和發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能、機器人化裝備等與現(xiàn)代礦山開發(fā)技術(shù)融合,形成礦山互聯(lián)互通的完整智能系統(tǒng)，極大改善了礦工工作條件，解決傳統(tǒng)礦山企業(yè)在進行現(xiàn)代化信息建設(shè)時缺乏標(biāo)準(zhǔn)的問題[7]，因生產(chǎn)環(huán)境及設(shè)備條件引發(fā)的不安全事故大幅減少。作為智慧礦山信息化中重要組成部分的數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)，主要用于監(jiān)控煤礦日常生產(chǎn)中各環(huán)節(jié)運行狀態(tài)，為礦山長期安全生產(chǎn)提供重要保障[8]，同時，個體將以越來越薄弱的資源持續(xù)對抗資源損耗和外部監(jiān)控的雙重壓力[9]，注意力下降和心理成本增大又會增添新的不安全因素。由此，角色壓力、控制力、安全心理、注意力[10]、工作厭惡[11]等因素對安全行為的影響同樣不容忽視。

正念在工作場所研究中被定義為“一種對當(dāng)前事件和經(jīng)歷的可接受的注意力和覺知”[12]。工作場所正念涉及4個要素：持續(xù)的注意力、覺知、關(guān)注當(dāng)下和不加評判的接納[13]，大量研究表明，工作場所正念能夠有效提升員工的工作績效[14]。Amy等[15]根據(jù)496份問卷報告研究發(fā)現(xiàn)，工作場所正念可有效提升員工幸福感、促進交流溝通和調(diào)節(jié)情緒；Jahanzeb等[16]研究發(fā)現(xiàn)正念能夠克服工作場所排斥對工作績效的影響；Chang等[17]研究發(fā)現(xiàn)正念可以改善工作成果、減少工作壓力、增加注意力、提升工作表現(xiàn)；Wendy等[18]通過實證發(fā)現(xiàn)感知壓力的降低、幸福感的提高、團隊和組織氣氛及個人績效增加與正念有關(guān)；柴帥等[19]通過對343份有效問卷進行實證分析得出，正念對礦工安全行為有顯著正向影響。同時，員工通過練習(xí)和正念干預(yù)可以提升自身正念水平，管理者通過組織情景，例如工作設(shè)計和物理空間的改善孕育更有正念的工作者[20]。綜上，工作場所正念可有效克服工作場所排斥、增加注意力，提升員工工作效率并減少不安全行為的發(fā)生。現(xiàn)有研究主要基于實證的方法對工作場所正念進行研究，缺乏規(guī)范研究視角下對該問題的研究和拓展。

對比現(xiàn)有研究，本文主要有以下3點創(chuàng)新：1)在智慧礦山背景下，充分考慮角色壓力、控制力、注意力、安全心理、工作厭惡等心理及生理因素，探究礦工不安全行為的發(fā)生和規(guī)范。2)采用博弈論的方法對工作場所正念進行規(guī)范研究，探求智慧礦山背景礦工安全行為的演化規(guī)律。3)考慮外部監(jiān)管因素，研究外部監(jiān)管因素對礦工安全行為的影響。

1 博弈模型構(gòu)建

1.1 基本假定

為構(gòu)建礦工安全行為博弈模型以研究礦工安全行為，作以下2個參數(shù)假定：

1)假定1：三方博弈主體參數(shù)假定。3方博弈主體分別為安全管理人員、礦工、政府監(jiān)管部門。根據(jù)對正念的投入程度(例如資金投入，對正念宣傳、訓(xùn)練的重視)和監(jiān)管的投入與力度的不同，安全管理人員的策略選擇可分為完全工作場所正念投入與監(jiān)督、不完全工作場所正念投入與監(jiān)督，以下簡稱完全投入及不完全投入。受角色壓力、自身注意力、控制力、工作厭惡情緒以及外部環(huán)境因素影響，礦工的工作投入程度不同，其策略選擇可分為安全行為、不安全行為。政府監(jiān)管部門的策略選擇可分為弱監(jiān)管、強監(jiān)管。其中，弱監(jiān)管主要表現(xiàn)為監(jiān)管力度較弱，對不安全行為的獎懲機制較不完善，缺乏創(chuàng)新監(jiān)管策略的動機，傾向于維持現(xiàn)狀；強監(jiān)管主要表現(xiàn)為監(jiān)管力度較強，獎懲機制較為完善，以發(fā)展的眼光對待監(jiān)管和煤炭行業(yè)的發(fā)展，傾向于督促煤炭企業(yè)在智慧礦山背景下不斷發(fā)展創(chuàng)新，以更好地減少安全事故的發(fā)生并保障煤礦安全。各主體均為風(fēng)險中性。

2)假定2：工作場所正念參數(shù)假定。工作場所正念按照層次不同可分為組織和個體2個層級。組織正念的存在表示個體層面正念的存在，個人正念是發(fā)展組織正念的必要條件。在組織中訓(xùn)練個人正念可以發(fā)展和形成組織正念[21]。本文假設(shè)礦工可以從正念的訓(xùn)練和培育中提升工作效率、得到自身注意力、控制力等方面的提升，同時組織也會因此受益，安全管理水平和組織正念得到提升。基于此，設(shè)置正念轉(zhuǎn)移系數(shù)作為參數(shù)，探求博弈過程中個體正念和組織正念之間的關(guān)系。

1.2 模型構(gòu)建

基于上述假定，得到博弈支付矩陣，見表1。博弈支付矩陣具體參數(shù)設(shè)定見表2。

表1 博弈支付矩陣Table 1 Game payment matrix

表2 博弈支付矩陣參數(shù)符號及其含義Table 2 Parameter symbols and meanings of game payment matrix

2 各博弈主體策略穩(wěn)定性分析

2.1 安全管理人員策略穩(wěn)定性分析

安全管理人員選擇完全投入或不完全投入的期望收益，策略選擇的復(fù)刻動態(tài)方程和一階導(dǎo)數(shù)分別如式(1)～(3)所示：

(1)

(2)

(3)

命題1：當(dāng)g>g0時，安全管理人員的穩(wěn)定策略是完全投入；當(dāng)g

命題1表明，若政府監(jiān)管部門能夠以發(fā)展的眼光看待煤炭行業(yè)的監(jiān)管，以相關(guān)政策作為綱領(lǐng)，監(jiān)管不僅聚焦于安全事故的防范，更聚焦于煤炭企業(yè)的智慧發(fā)展和安全管理人員現(xiàn)代化管理技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新，此時，如果安全管理人員的投入仍不充分，會受到政府的處罰、礦工的舉報。因此，隨著政府監(jiān)管部門強監(jiān)管概率的增加，安全管理人員的穩(wěn)定策略為完全投入。

2.2 礦工策略穩(wěn)定性分析

礦工選擇安全行為或不安全行為的期望收益，策略選擇的復(fù)刻動態(tài)方程和一階導(dǎo)數(shù)如式(4)～(6)所示：

(4)

(5)

(6)

命題2：當(dāng)p>p0時，礦工的穩(wěn)定策略是選擇安全行為；當(dāng)p

命題2表明，若安全管理人員重視工作場所正念與監(jiān)管的作用，積極投入資源于工作場所正念培育與訓(xùn)練以提升礦工注意力、控制力和減輕角色壓力、工作厭惡，嚴(yán)格監(jiān)控各生產(chǎn)環(huán)節(jié)運行狀態(tài)以杜絕不安全行為的發(fā)生，此時礦工工作效率和安全績效得到提升，并避免因不安全行為所受的懲罰與自身損失。因此，隨安全管理人員完全投入概率的增加，礦工的穩(wěn)定策略為選擇安全行為。

2.3 政府監(jiān)管部門策略穩(wěn)定性分析

政府監(jiān)管部門選擇強監(jiān)管或弱監(jiān)管的期望收益，策略選擇的復(fù)刻動態(tài)方程和一階導(dǎo)數(shù)如式(7)～(9)所示：

(7)

(8)

(9)

命題3：當(dāng)ee0時，其穩(wěn)定策略是選擇弱監(jiān)管；當(dāng)e=e0時，不能確定穩(wěn)定策略；其中閾值e0=-Cg-pRa+(1-p)(1+μ)Fb+(1-p)βFd+θFc/θFc+(1-p)βRb。

命題3表明，若礦工重視安全事故的防范，選擇安全行為，政府監(jiān)管部門的策略選擇更傾向于弱監(jiān)管。這是因為礦工安全行為概率增高時，安全事故發(fā)生概率減少，整個煤炭企業(yè)表現(xiàn)出風(fēng)險防范狀況良好、管理體系有效、安全管理人員與礦工關(guān)系和諧，政府監(jiān)管部門選擇強監(jiān)管的期望收益變低，政府監(jiān)管部門的策略選擇會穩(wěn)定于弱監(jiān)管。反之，若礦工輕視安全事故的防范，選擇不安全行為，此時政府監(jiān)管部門選擇強監(jiān)管的期望收益變高，政府監(jiān)管部門的策略選擇會穩(wěn)定于強監(jiān)管。

3 策略組合穩(wěn)定性分析

均衡點的穩(wěn)定可根據(jù)Lyapunov間接法進行判斷，復(fù)刻動態(tài)系統(tǒng)的Jacobian矩陣如式(10)所示：

(10)

均衡點穩(wěn)定性分析見表3。

表3 均衡點穩(wěn)定性分析Table 3 Stability analysis of equilibrium points

1)推論1：當(dāng)滿足條件①時，點(0,1,0)為復(fù)刻動態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定點。

推論1表明，當(dāng)政府監(jiān)管部門監(jiān)管成本較高或懲罰力度較小時，政府監(jiān)管部門的策略選擇會穩(wěn)定于弱監(jiān)管，安全管理人員投機收益則明顯變高，復(fù)刻系統(tǒng)最終將穩(wěn)定于(不完全投入，安全行為，弱監(jiān)管)，此時煤礦安全完全依賴于礦工的自發(fā)行為，安全管理人員內(nèi)部監(jiān)管和政府監(jiān)管部門外部監(jiān)管缺乏效力，為避免穩(wěn)定策略(不完全投入，安全行為，弱監(jiān)管)的出現(xiàn)，政府監(jiān)管部門應(yīng)積極攻克監(jiān)管環(huán)節(jié)中的難點，降低監(jiān)管成本，同時設(shè)立完善且嚴(yán)格的懲罰機制，提高對違規(guī)行為的懲罰力度。

2)推論2：當(dāng)滿足條件②時，點(1,1,0)為復(fù)刻動態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定點。

推論2表明，當(dāng)組織對礦工的工作場所正念投入與監(jiān)管有效且對組織的反饋支撐作用增大時，安全管理人員對正念和監(jiān)管投入的積極性較高，復(fù)刻系統(tǒng)將穩(wěn)定于(完全投入，安全行為，弱監(jiān)管)，此時煤炭企業(yè)內(nèi)部穩(wěn)定、風(fēng)險管控狀況良好，政府監(jiān)管部門可選擇節(jié)約監(jiān)管成本。礦工工作場所正念的培育能夠提高礦工工作效率、減少情緒、注意力分散等不穩(wěn)定因素對安全行為的影響，有積極的正向調(diào)節(jié)作用。同時，礦工工作場所正念的培育可反饋組織，形成良好工作環(huán)境和組織氛圍，有助于良好管理模式和投入機制的形成。因此，完善工作場所正念的投入機制和反饋機制對形成良好的安全氛圍、杜絕安全事故的發(fā)生有重要作用。

3)推論3：當(dāng)滿足條件③時，點(0,1,1)為復(fù)刻動態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定點。

推論3表明，當(dāng)安全管理人員違規(guī)行為所受懲罰和合規(guī)行為所得獎勵較小時，安全管理人員對正念和監(jiān)管投入的積極性較低，復(fù)刻系統(tǒng)將穩(wěn)定于(不完全投入，安全行為，弱監(jiān)管)，安全管理人員“搭便車”等短視行徑的期望收益明顯增大，不利于煤礦企業(yè)的發(fā)展和風(fēng)險的管控。因此，對安全管理人員違規(guī)行為的嚴(yán)格懲處以及對其合規(guī)行為的及時獎勵，有助于調(diào)動其對正念和監(jiān)管投入的積極性，有助于煤炭企業(yè)的長期發(fā)展和風(fēng)險管控。

4 仿真分析

為更直觀展示復(fù)刻動態(tài)系統(tǒng)中關(guān)鍵要素對博弈演化過程及演化結(jié)果的影響，運用MATLAB R2020b對各博弈方的演化軌跡進行數(shù)據(jù)仿真。參數(shù)初始設(shè)定見表4。

表4 初始參數(shù)設(shè)定Table 4 Setting of initial parameters

4.1 正念轉(zhuǎn)移系數(shù)的影響

為探求不同正念轉(zhuǎn)移系數(shù)對策略演化的影響，通過定性定量結(jié)合，設(shè)置低、中、高3個參數(shù)值，即α={0.2,0.5,0.8}，3方博弈主體策略演化過程及結(jié)果如圖1所示。

圖1 正念轉(zhuǎn)移系數(shù)對策略演化的影響Fig.1 Impact of mindfulness transfer coefficient on evolution of strategies

由圖1可知，隨正念轉(zhuǎn)移系數(shù)的逐漸增大，安全管理人員完全投入概率將最終穩(wěn)定于1。因此，可通過建立完善的正念投入機制和反饋機制促使安全管理人員積極履職。

4.2 反饋概率的影響

為探求礦工反饋概率對策略演化的影響，通過定性定量結(jié)合，設(shè)置低、中、高3個參數(shù)值，即β={0.1,0.5,0.9}，3方博弈主體策略演化過程及結(jié)果如圖2所示。

圖2 反饋概率對策略演化的影響Fig.2 Impact of feedback probability on evolution of strategies

由圖2可知，安全管理人員完全投入的概率隨礦工反饋概率的增大而增大，隨著礦工對安全管理人員監(jiān)督作用的增強，政府監(jiān)管部門強監(jiān)管的概率逐漸降低。因此，可以通過建立完善的礦工反饋機制以確保煤礦企業(yè)內(nèi)部監(jiān)管效力。

4.3 政府監(jiān)管部門監(jiān)管成本的影響

為探求監(jiān)管成本對政府監(jiān)管部門監(jiān)管策略選擇的影響，通過定性定量結(jié)合，設(shè)置低、高2個參數(shù)值，即Cg={2,100}，3方博弈主體策略演化過程及結(jié)果如圖3所示。

圖3 政府監(jiān)管部門監(jiān)管成本對策略演化的影響Fig.3 Impact of supervision costs of government supervision department on evolution of strategies

由圖3可知，當(dāng)政府監(jiān)管部門監(jiān)管成本較低時，復(fù)刻動態(tài)系統(tǒng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，博弈主體的策略組合均不具有穩(wěn)定性。當(dāng)政府監(jiān)管部門監(jiān)管成本逐漸變高時，復(fù)刻動態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定于(不完全投入，安全行為，弱監(jiān)管)。此時，由于礦工安全意識足夠強，不安全行為發(fā)生的概率較低，安全管理人員可以選擇不完全投入，政府監(jiān)管部門可以選擇弱監(jiān)管。因此，要不斷降低政府監(jiān)管部門的監(jiān)管成本，以防止政府監(jiān)管部門和安全管理人員“搭便車”等短視行徑的發(fā)生。

5 結(jié)論

1)工作場所正念對礦工安全行為存在積極影響，礦工工作場所正念的形成對組織有正向的反饋支持作用。安全管理人員完全投入、礦工正念培育與形成傳遞給組織的轉(zhuǎn)移系數(shù)增大、政府監(jiān)管部門增大對完全投入和不完全投入的獎懲力度能夠切實有效減少礦工不安全行為發(fā)生，從而降低安全事故的發(fā)生概率。

2)智慧礦山背景下，政府監(jiān)管部門強監(jiān)管能夠有效規(guī)范煤礦企業(yè)的管理行為并引導(dǎo)其現(xiàn)代化、數(shù)字化、智能化發(fā)展。政府監(jiān)管成本的降低、監(jiān)管得當(dāng)?shù)穆曌u收益以及監(jiān)管不當(dāng)?shù)穆曌u損失的增加能夠促進政府監(jiān)管部門強監(jiān)管；政府監(jiān)管部門對安全管理人員獎懲力度的增大、懲罰折扣系數(shù)的增大均能夠規(guī)范安全管理人員的投機行為。

3)礦工反饋機制的設(shè)立和完善能有效保障礦工權(quán)益，提升內(nèi)外部監(jiān)管效力。礦工反饋概率增加、反饋收益成本之差降低、礦工反饋與投訴后政府監(jiān)管部門對安全管理人員失職的懲罰力度增加能夠提升煤礦安全系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提升監(jiān)管的正外部性。