電梯PAR安全信息流管理模型構建及應用*

廖志剛，潘 偉，申海瑛，李添添

(1.中南大學 資源與安全工程學院，湖南 長沙 410083；2.青海師范大學 數學與統計學院，青海 西寧 810016；3.湖南省特種設備檢驗檢測研究院 檢驗業務部，湖南 長沙 410117)

0 引言

隨著經濟快速發展，城市化腳步加快，電梯行業也隨之蓬勃發展[1]，電梯已在住宅、商業建筑、施工單位、交通樞紐等各項公共建筑中廣泛使用[2]。電梯的廣泛使用給人們日常工作、生活帶來極大的便利，但也時有安全事故發生，造成人身傷害和財產損失[3]。根據《市場監管總局關于2020年全國特種設備安全狀況的通告(2021年第12號)》可知，全國電梯注冊數量786.55萬臺，全國總增長量達10.82%。2020年全國共發生特種設備事故107起，其中電梯事故25起，造成19人死亡，占比23.36%[4]，導致事故發生的主要原因為設備制造、安裝、維修、使用過程中安全管理不當。可見，傳統電梯監督管理模式存在管理資源分配不均、主體間關系復雜、多方主體協同能效弱等問題，已不能適應電梯行業發展新態勢。

針對上述問題，有學者分別從人因層面[3-4]、管理層面[5-7]、技術層面[8-10]開展研究，以期提升電梯安全水平。但鮮有學者從安全信息視角來分析電梯安全事故發生的原因以及建立相關管理模型。

隨著大數據信息技術的發展，電梯安全管理也逐步向信息化管理發展，吳超[11]指出安全信息關聯系統中的一切要素，各環節的管理都離不開精準有效的安全信息。光夏磊等[12]提出的PAR事故致因模型從安全信息視角出發，全周期多層次分析事故致因，符合信息化管理模式，對電梯這種涉及多方管理主體的復雜系統，該模型能夠協助多主體協同管理，更好地適應電梯行業的新發展態勢[13]，值得深入研究。因此本文從安全信息角度出發，建立電梯PAR安全信息流管理模型，從行業環境層、決策管理層、執行操作層分析失誤模式，提升電梯多主體協同管理能力。并基于區域電梯監管信息服務需求，結合大數據構建電梯信息綜合監管服務體系，將電梯PAR安全信息流管理模型中信息服務形式具體化，為電梯安全提供全方位信息服務。

1 電梯PAR安全信息流管理模型構建

1.1 理論依據

PAR事故致因模型[12]是從安全信息視角出發，以哲學認識論、信息學和安全行為科學為理論基礎構建的PAR行為鏈(安全感知-安全分析-安全應答)事故致因模型，克服傳統事故致因模型專注于個體行為失誤、專注結果事件分析原因，對組織管理層面考慮不充分等缺陷。從社會環境層(宏觀層)-決策管理層(中觀層)-執行操作層(微觀層)進行事故致因因素分析，通過安全信息將各層級有機聯系，更加全面地分析事故致因因素。

1.2 模型構建

本文基于管理學、邏輯學和安全信息學理論，以系統安全行為鏈為基礎[14]，安全感知-安全分析-安全應答(PAR)行為鏈為關鍵點，以特種設備安全監察局、電梯服務組織、電梯執行操作主體為主要研究對象，研究各層級組織內部安全信息流動路徑，多層面分析管理失誤的關鍵點，構建電梯PAR安全信息流管理模型，如圖1所示。

圖1 電梯PAR安全信息流管理模型Fig.1 PAR safety information flow management model of elevators

1.3 模型內涵解析

電梯PAR安全信息流管理模型信息流向邏輯嚴謹，從縱向看，行業環境層、決策管理層以及執行操作層3條管理子鏈構成模型主鏈，分別對應電梯管理體系的宏觀層、中觀層、微觀層，從橫向看，每條子鏈均涉及組織或個人安全認知的關鍵環節，即安全感知-安全分析-安全應答(PAR)。

1)行業環境層。行業環境層是指國家政府以及下屬監督管理單位或組織對整個電梯行業安全形勢的科學認識和精準把控。這里指國家特種設備安全監察局對電梯領域存在的一系列安全問題，通過頂層設計，從宏觀層面制定科學、合理的法律法規、方針和措施等，為整個電梯行業營造良好的安全環境。如果行業環境層面存在缺陷(如安全感知受阻、安全頂層設計中存在安全欺騙，領導者研判偏差)，行業安全環境就存在紕漏，將直接影響決策管理層的安全研判和執行操作層的安全實踐操作。

2)決策管理層。決策管理層處于模型的中間環節，起著承上啟下的作用。該層級是指電梯全生命周期服務組織，如電梯生產制造單位、電梯安裝單位、電梯維護保養單位、檢驗檢測單位、行業協會等，是具有決策和執行能力的有機整體。該層級向下(執行操作層)傳遞國家總體安全方針、政策，傳遞國家特種設備安全監督局有關電梯的規程、規范，并制定相應的安全行為準則。向上(行業環境層)反饋實際操作運行過程中的電梯安全信息，幫助改善整個電梯行業的安全環境。

3)執行操作層。即直接作用于電梯的相關執行操作主體，包括電梯的生產制造單位、安裝單位、檢驗檢測單位、維護保養單位的一線工作人員以及電梯使用主體。該層級屬于監督管理的底層實踐環節，底層組織對電梯的安全實踐成功與否直接決定事故的發生與否。因此，對于執行操作環節的安全防控效果最為顯著。

4)安全感知。即人或組織對目標事物信息覺察、感覺、知覺的一系列過程[12,15]，對目標事物的安全信息及安全現象的感性認識階段。

5)安全信息、必要安全信息、必要安全信息缺失。

安全信息是指表征系統當下或未來安全狀態的信息集合[16]，在這里指表征整個電梯領域的安全狀態的信息集合，如安全規章制度、操作規程等。必要安全信息指足夠保障系統安全狀態的最少安全信息集合。必要安全信息缺失指獲取的最少安全信息不足以保障系統安全行為的完成，如安全感知過程受阻、安全欺騙、安全感知必要信息缺失。

6)安全分析。即各層級主體通過展現出的安全現象/特征分析得到有指向性的安全判斷，通過預測技術、方法、手段對安全現象的預測判斷。

7)安全欺騙。即個體或者組織在安全信息充足的情況下誘導其他人或組織相信自己傳遞的虛假安全信息的行為表現。

8)安全應答。指對于電梯系統在運行過程中存在的安全問題，相關監督管理單位通過分析判斷進行安全決策，進一步將安全決策貫徹執行以控制或降低風險的過程。

9)應答錯誤。即組織或行為主體在安全信息充足，前期安全感知、安全分析正確的情況下，由于個人組織或外部環境因素的影響下而做出錯誤行為。主要指政府監督管理單位、生產制造單位、安裝單位、維保單位、檢驗檢測單位等傳遞安全信息偏差；執行操作者因個人生理、心理狀態差，能力不足、外界環境影響造成失誤；電梯各服務組織向執行操作主體傳遞決策指令失誤；特種設備安全監督管理局向下級部門傳遞信息出現偏差等。

10)行業安全環境、組織安全環境、電梯系統安全。行業安全環境是指政府監管部門對電梯領域進行合理有效監管，包括安全政策方針的合理制定，法律法規的有效落實等。組織安全環境是電梯制造、安裝、維護保養、檢驗檢測單位進行有效安全管理，全面落實標準規范等。電梯系統安全指電梯系統安全穩定運行。

11)Y(Yes)和N(No)。即安全感知、安全分析、安全應答中的每個環節都存在2種結果：成功(Y)和失敗(N)。

12)行為失誤致因。即安全感知-安全分析-安全應答每個環節響應失敗的致因因素。

另外，電梯PAR安全信息流管理模型以安全信息為關鍵要素將各個管理層級有機聯系在一起，從邏輯關系看，該模型邏輯架構能與當下大數據、云計算、GIS系統等新型管理技術結合，通過對電梯安全信息進行實時分析，并依據智慧安全管理模型和安全理論進行判斷、決策，以更加智慧、高效的模式協助電梯安全管理，提升電梯安全監督成效，優化監督管理資源，提升多主體協同效能，有利于實現智慧城市[17]的建設。

1.4 模型優勢分析

1)傳統電梯安全管理模式存在3方面問題：①各主體協同不到位。主要體現在主導電梯監督管理的政府相關部門、盈利性機構和非營利性組織和業主間的協同問題[13]。②多方協同管理機制不完善，不能有效協調各方。③監督管理組織各自獨立，安全信息不共享，不能充分挖掘信息。

2)與傳統電梯安全管理模式不同，電梯PAR安全信息流管理模型將安全管理環節信息化。其優勢分析具體見表1。

表1 電梯PAR安全信息流管理模型優勢分析Table 1 Advantage analysis on PAR safety information flow management model of elevators

3)面對同一電梯安全問題，因認識主體層次不同而存在差異，認識目的和認識結果也不同。電梯安全事故的發生，往往是在特定的電梯系統內，而事故的深層原因不僅局限于執行操作主體和電梯系統，還涉及決策管理層、行業安全環境層事故致因因素。相比于單從個體層面、技術層面和管理層面分析事故致因，電梯PAR安全信息流管理模型以安全信息建立各層級聯系，將各層級的事故致因因素信息化，不僅有利于尋找層級內部安全致因因素，更有利于對電梯管理體系存在風險的定量評價。安全信息在各層級之間的流通能保持頂層設計與底層實踐的動態平衡，提高電梯管理系統的安全韌性，使電梯安全管理體系滿足不同安全狀態下的管理與實踐需求。

2 模型服務形式

2.1 電梯信息綜合監管服務體系搭建

聯合互聯網、大數據、云計算等高新技術，基于電梯PAR安全信息流管理模型的邏輯架構和電梯監督管理信息服務需求，搭建以用戶層-安全信息服務層-安全數據資源層-支撐層為框架[18]，以安全科學理論為基礎的電梯信息綜合監管服務體系，具體如圖2所示。

圖2 電梯信息綜合監管服務體系Fig.2 Information comprehensive supervision service system of elevators

1)用戶層

用戶層是整個電梯信息綜合監管服務體系的目標層，包括政府監督管理單位、電梯生產制造單位、安裝單位、維護保養單位、檢驗檢測單位、應急救援單位、使用單位、使用主體等。首先，用戶層獲得通過采集、分類、挖掘分析處理后的安全信息，將電梯狀態以最直觀的信息形式展現給各方，提升電梯信息的公開化和數字化，協助各方高質量完成管理工作。其次，用戶層各方也是信息源頭，各方收集的安全信息及時反饋給電梯信息綜合監管服務體系，服務體系挖掘有價值的安全信息再反饋給各方。通過各層級及整個社會的協同監管，提升電梯安全管理效率和水平。

2)安全信息服務層

安全信息服務層是電梯信息綜合服務體系中電梯監管的應用層面，該層級包含安全應急管理、常態化安全管理、電梯安全信息處理3模塊和1個中心邏輯模塊。3模塊的運行邏輯遵從安全感知-安全分析-安全應答的安全行為鏈邏輯進行信息加工處理，以保證信息充分挖掘。

常態化安全管理模塊包含政府監管部門、電梯生產制造單位、電梯安裝單位、電梯維保單位、電梯檢測檢驗單位、電梯日常使用等實時信息的監測與顯示，并通過相關指標參數建立數學模型，對電梯生命周期內的安全狀態進行實時評價，客觀真實反應電梯安全狀態，協助各方對電梯安全狀態進行預判。安全應急管理模塊包括應急決策、應急響應、應急恢復。應急決策是對接收到的安全預警信息立即進行處置，確定事故發生地，被困人員數量及人員狀態，故障部位，救援隊伍及物質的安排及應急預案選擇做出決斷。應急響應是協調各方快速展開救援、就醫、安撫被救人員等。應急恢復是對解除危險后，對設備設施故障的排除，展開事故調查，輿論的控制等。電梯安全信息處理是在數據挖掘、云計算等技術支撐下對實時監測數據進行挖掘并和歷史數據庫中數據進行比對分析，進行預測預判，生成最有價值的安全信息，確保信息的精確性。

3)安全數據資源層

安全數據資源層是整個電梯信息綜合監管服務體系的數據基礎，是歸集、整合各方數據的平臺，將電梯生產制造數據庫、電梯安裝數據庫、電梯維保數據庫、電梯檢測數據庫、應急救援數據庫、電梯故障數據庫、電梯實時數據庫、GIS、通信數據庫、地理信息數據庫、歷史安全事件數據庫等眾多不同類型的數據通過統一的數據傳輸協議，將多樣、多類型的數據整合，按照電梯管理的現實需求，建立專門服務于電梯系統的電梯GIS信息庫、應急救援物資庫、電梯各附件運行數據庫、安全事件庫、故障庫等信息庫，按照服務標準，規范化管理。

4)技術支撐層

技術支撐層是實現整個電梯信息綜合監管服務體系的基礎，包含硬件支撐和技術支撐，硬件支撐主要是計算機、網絡設施、數據采集裝置、數據儲存設施、傳感器、監控等用于傳輸、存儲、分析數據的設施設備；技術支撐是指5G技術、大數據、云計算、AI、GIS技術等。有硬件和技術的支持，才能實時高效的收集，存儲、分析、傳播可靠有價值的安全信息。

2.2 電梯信息綜合監管服務體系價值

1)打破電梯傳統監管模式中各方數據不互通的局面。將電梯服務生命周期內的各方數據整理歸集，避免數據孤島形成，實現多方數據融合。有效解決當前電梯監管服務平臺的功能單一，涉及各方主體不全面等缺陷。

2)為電梯全生命周期內各方數據深度挖掘提供理論方案。該信息綜合監管服務體系不僅將涉及電梯各方的安全數據進行歸集整理，還將地理信息，通信信息、政策信息、輿論信息及歷史安全事件信息等各類信息通過數據轉換、歸集，將其分類整合形成新的專屬數據庫，為電梯信息的數字化、智能化管理提供信息資源支持。

3)提升多方主體協同治理能力。電梯信息綜合監管服務體系同時向政府、電梯生產制造單位、安裝單位、維護保養單位、檢驗檢測單位、第三方管理單位、使用主體等多方提供信息服務，信息公開透明，時刻受其他各方監督，對公眾反饋信息及時接收處理反饋至相關各方，相關方在各方督促下對工作進行改進。以此機制能提升各方協同治理能力，提升電梯監管效能。

4)加強公眾對電梯全生命周期的監督管理。電梯信息綜合監管服務體系為電梯管理透明化、信息化管理提供理論依據。該體系將電梯運行情況實時傳送給用戶層各方，電梯使用者能將發現的問題及時反饋各方，提升監管效率。

3 模型應用案例分析

為驗證電梯PAR安全信息流管理模型的應用實踐價值，選取湖北省武漢市“12·3”電梯一般事故[19]進行分析論證。

案例描述：2020年12月3日上午，湖北省武漢市某小區住戶在乘坐電梯下樓時，電梯出現異常，隨后電梯發生墜落蹲底事故。事故造成直接經濟損失約70萬元，事故直接原因是電梯運行過程中由于鋼絲繩張力不均，發生徑向跳動磨損和擠壓擋繩裝置，導致一側吊板被磨穿，鋼絲繩全部從轎廂反繩輪脫落，最終轎廂墜落；轎廂墜落時，由于安全鉗楔塊表面存在不明污垢及未調整到位等原因，導致安全鉗制動力不足，不能有效制停轎廂，造成轎廂內1名乘客受重傷，電梯曳引鋼絲繩、轎廂、重量平衡裝置、限速器張緊輪、緩沖裝置等設備基本被損壞。

運用電梯PAR安全信息流管理模型，以政府監管部門(行業環境層)、電梯維保單位(決策管理層)、現場維保人員(執行操作層)為對象，運用層級內部安全行為鏈和層級間信息流向邏輯分析事故原因，分析結果如表2所示。

表2 運用電梯PAR安全信息流管理模型的事故分析結果Table 2 Accident analysis results of PAR safety information flow management model of elevators

4 結論

1)針對電梯行業監督管理模式陳舊、事故定責困難等諸多問題，以安全信息為主線，安全行為鏈(PAR)為關鍵點，構建以行業安全環境層(宏觀層)、決策管理層(中觀層)、執行操作層(微觀層)為3條子鏈的電梯PAR安全信息流管理模型，通過子鏈分析安全行為關鍵點的失誤模式，并用電梯PAR安全信息流管理模型對湖北省武漢市某小區電梯事故進行原因分析，分析結果與事故調查報告一致，證實模型科學性與有效性。

2)基于電梯PAR安全信息流管理模型，搭建電梯信息綜合監管服務體系，將電梯PAR安全信息流管理模型的服務形式具體化。該體系將電梯常態安全管理模塊和應急管理模塊融合，實現電梯的全生命周期管理。將電梯管理各方數據融合歸集，通過大數據、云計算等技術處理，形成特有的電梯數據庫，為各方提供實時信息資源。該體系對于推進智慧電梯建設具有重要的理論指導意義。