地鐵施工中未遂事件的識別與防范研究*

郭慶軍 閆竑宇 吳 杰 王 瑋 趙 鑫

(西安工業(yè)大學建筑工程學院 西安 710021)

0 引 言

據不完全統(tǒng)計數據顯示，2017年年底30座城市軌道交通新增63條即將開工線路，合計里程為1 581.35 km，車站826座，總投資額為11 480.21億元?！蹲》砍青l(xiāng)建設事業(yè)“十三五”規(guī)劃綱要》指出：到2020年，我國至少將有50個城市建有地鐵，城市軌道交通線路長度將達到6 000 km以上[1]，這為地鐵工程建設帶來更大的發(fā)展機遇。雖然我國地鐵建設取得了巨大的成就，但因地鐵施工作業(yè)環(huán)境復雜、勞動強度大、交叉作業(yè)頻繁等特點，常發(fā)生機械傷害、物體打擊、坍塌、爆炸、高處墜落等安全事故，導致經濟損失、人員傷亡等重大問題。國內外研究人員和從業(yè)人員一直在關注如何降低地鐵施工中的風險，減少施工現(xiàn)場安全事故的發(fā)生，但安全問題依然頻繁顯現(xiàn)。

面對嚴峻的安全形勢，為提升安全管理水平，國家多次將安全生產列入規(guī)劃綱要，制定相關政策，加大對軌道交通工程新開工、風險事故頻發(fā)，以及發(fā)生較大事故城市的監(jiān)督檢查力度。2016年12月，中共中央國務院印發(fā)《關于推進安全生產領域改革發(fā)展的意見》，構建安全風險分級管控和隱患排查治理雙重預防工作機制；2017年2月，國務院辦公廳印發(fā)《安全生產“十三五”規(guī)劃》，加強施工現(xiàn)場安全管理、建設安全生產行政審批“一庫四平臺”和安全生產誠信系統(tǒng)，明確建筑施工事故是防范重點；2018年，住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布《住房城鄉(xiāng)建設部關于開展建筑施工安全專項治理行動的通知》提出“隱患就是事故”的理念，加強安全事前管控力度。

海因里希法則表明，每起重大事故發(fā)生前都會出現(xiàn)大量的未遂事件(near-miss)，又稱險兆事件，引入未遂事件管理這一新的管理思維，符合當前安全管理由“問題導向型”向“問題發(fā)現(xiàn)性”發(fā)展的主流方向[2]。未遂事件具有隱患特質，目前在航空業(yè)、石油工業(yè)、消防部門、醫(yī)療行業(yè)、經濟行業(yè)引起廣泛關注，研究基礎扎實、方法成熟。將安全管理重心由事故后轉移至事故前，樹立“隱患即事故”的理念，重點關注未遂事件導致事故的作用路徑、如何進行防范，實現(xiàn)安全的全過程動態(tài)、即時管理，有助于保障地鐵施工現(xiàn)場安全，為提升地鐵施工安全管理水平提供借鑒。

1 相關概念辨析

危險源、隱患、未遂事件、事故之間具有關聯(lián)性。危險源強調區(qū)域、設施設備或人的意識上具有的破壞性能量，隱患在本質上是人或物的不安全狀態(tài)，未遂事件具有發(fā)生事故的征兆，與事故有相同的致因，三者在引發(fā)條件充分的情況下都可能轉化為事故。未遂事件是一種可能導致?lián)p失、傷害的事件或現(xiàn)象，由于防御成功或引發(fā)事故的條件不足，沒有導致?lián)p失、傷害或只有輕微損失、傷害，但環(huán)境稍有改變，在機會因素的參與下就可能會轉變?yōu)槭鹿?。未遂事件與隱患、事故之間的概念關系見圖1。

圖1 概念關系圖Fig.1 Conceptual diagram

借鑒事故致因理論和事故致因“2-4”模型進行探究，未遂事件和隱患是危險源在能量釋放過程中產生的，危險源的存在決定事故發(fā)生的類型及嚴重程度，隱患決定未遂事件及事故發(fā)生的可能性，是未遂事件和事故發(fā)生的必要條件。例如，1名機上工人在班前對橋式起重機的制動器進行了測試，并完成檢驗。但工人在作業(yè)期間，制動臂突然失靈，高空作業(yè)的工人及時躲閃，未造成人員傷亡。在該未遂事件中，“起重機的制動器”即危險源，“測試制動器”即對危險源進行了防御，工人未仔細檢查的行為造成一種隱患，“制動失靈”說明隱患在事故鏈上蔓延，“工人及時躲閃”在未遂事件中即為“引發(fā)條件不足”[2]。

2 未遂事件的識別與防范

地鐵施工本身的復雜性、廣泛性等特征會引發(fā)地鐵系統(tǒng)的脆弱性。脆弱性是由人、機械、環(huán)境、管理之間的耦合作用形成的，可能會導致故障發(fā)生、人為失誤、協(xié)調度降低等未遂事件的頻發(fā)，對地鐵事故的發(fā)生、蔓延和最終損失有關鍵性影響。若未遂事件與機會因素的能量交換低于閾值，就不會發(fā)生損失，反之會導致事故。為保證地鐵施工高效、安全地運行，需要識別未遂事件、尋找未遂事件的作用機理、利用防范設計減少事故的發(fā)生，從根源上提高地鐵施工的安全管理能力，見圖2。

圖2 地鐵施工安全管理系統(tǒng)Fig.2 Security management system forsubway construction

2.1 地鐵施工系統(tǒng)脆弱性

脆弱性是系統(tǒng)的固有隱藏屬性，包括內部存在不穩(wěn)定性、外界干擾的敏感性，以及損失難恢復性，在地鐵施工過程中表現(xiàn)出分布的集中性和影響的擴散性等特點，是事故形成的基本原因之一。在系統(tǒng)的脆弱處，安全影響因素更容易聚集，影響因素間耦合的概率增大，事故率增高。所以，降低脆弱性是提升地鐵施工安全管理水平的首要步驟。

脆弱性在生態(tài)系統(tǒng)[3]、電力系統(tǒng)[4]、地鐵運營[5]，以及交通路網[6]等領域有廣泛研究，與魯棒性呈現(xiàn)對應關系，是系統(tǒng)受到災害事件時的負面回應程度[7]。基于網絡的拓撲特性角度[8]、功能與界面關系[9]對系統(tǒng)脆弱性進行分析，通過測量節(jié)點的危險臨界值度量脆弱性[10]，構建系統(tǒng)脆弱鏈模型，借助交叉影響矩陣相乘法構建依賴度象限圖，將脆弱因子進行分類[11]，明確脆弱因子間的遞階層次結構，發(fā)掘系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。

地鐵施工與相鄰建筑、管線、道路錯綜交叉，是一個開放、動態(tài)的復雜系統(tǒng)，系統(tǒng)內外的諸多影響因素會相互作用、疊加反應，增大系統(tǒng)脆弱性，嚴重阻礙地鐵施工的正常運行。來自外界干擾的突發(fā)事件的破壞性不僅取決于事故的源發(fā)強度，還取決于人員、設備、環(huán)境自身應對各類事故表現(xiàn)出的抵抗能力。從韌性或魯棒性角度，以“抵抗→恢復→適應”為流程，加強地鐵安全管理，既要注重系統(tǒng)內部穩(wěn)定性，又要關注系統(tǒng)對外部環(huán)境敏感性。通過收集脆弱因子，按照脆弱性淺層、中層、深層的影響程度，將脆弱因子進行分類，探究脆弱因子間的關系。關注硬件設備設施的狀態(tài)、人員意識及操作流程、信息管理水平、組織結構構建、安全投入量、應急處置效率等，對系統(tǒng)脆弱性進行評價，增加地鐵施工系統(tǒng)的抗擾動能力，為安全管理提供前期基礎。有效地降低脆弱性既可以減少員工行為的異化，又可以增進安全影響因素間的相互協(xié)調，提高管理效率，降低安全事故發(fā)生概率。

2.2 未遂事件識別

基于前饋信號角度研究地鐵施工安全管理，將傳統(tǒng)的“問題出發(fā)型”的安全管理模式，發(fā)展為“問題發(fā)現(xiàn)型”的安全管理模式，識別廣泛存在的未遂事件，有助于及時采取措施糾正潛在問題，進行安全防范。

利用眼動試驗[12]、借助穿戴式設備和無人機巡視[13]識別建筑業(yè)中具有隱患特質的未遂事件，統(tǒng)計施工中的安全事故數據，通過篩選有用的數據，并對其進行標準化處理，構建未遂事件知識庫[14]。采用Apriori算法[15]，對數據記錄進行挖掘，探索未遂事件影響因素間的關聯(lián)規(guī)則。

地鐵施工中未遂事件的來源廣泛，僅通過管理者發(fā)起、安全技術檢查員的檢查來識別未遂事件，存在收集未遂事件不夠全面的問題，需要作業(yè)人員及普通員工在現(xiàn)場識別并主動報告未遂事件。未遂事件的主動上報水平受到作業(yè)人員認知影響，與地鐵施工中安全事故的防控水平成正相關，所以提高系統(tǒng)的有效運轉，需要管理者對作業(yè)人員進行安全培訓，鼓勵各級員工自愿參與其中。由于事件隱匿性，使其在收集過程中出現(xiàn)認知偏差，影響個體對突發(fā)事件風險的決策與處理。所以，在未遂事件的收集過程中，應結合“互聯(lián)網+監(jiān)測”、視線追蹤等技術，基于逆向思維和雙盲試驗，采用定性與定量相結合的方法，重視對潛在的隱式證據的收集，從根源上對認知偏差實施干預對策，為后期風險評估提供數據支撐。但是事故數據屬于企業(yè)的敏感保密數據，不同行業(yè)領域的安全管理內容存在不同程度的差異，安全事故繁多，對于地鐵未遂事件的識別方法只能借鑒不能照搬，所以未遂事件識別在實際生產操作中存在一定的難度。

2.3 未遂事件作用路徑

未遂事件管理是事故防御的最后一道屏障，一旦防御失效，未遂事件在事故鏈上蔓延，隨機地與機會因素相結合，導致事故的發(fā)生。探尋復雜環(huán)境下安全管理系統(tǒng)中要素的作用機理，有助于認識復雜管理系統(tǒng)的運行規(guī)律和特征，是進行有效防范的基礎。

收集并分析訪談資料及未遂事件案例，確定未遂事件發(fā)生的性質、頻率和比率，運用扎根理論質性研究方法[16]，對其影響因素在時空的交互作用進行探究[17]，采用灰色關聯(lián)分析法得出未遂事件發(fā)生原因的平均關聯(lián)度[18]，建立解釋結構模型對影響因素進行分層[19]，明確未遂事件的致因及作用機理。

煤礦、石油、化工、醫(yī)療等領域探索未遂事件的致因因素及因素間的相互作用，為地鐵施工中的安全管理提供基礎數據和研究方法。未遂事件隨機地與人的不安全行為、機械設備的不安全狀態(tài)、環(huán)境的潛在危險、管理的缺陷等機會因素相結合。機會因素的參與，使人員受到傷害或工作中斷的嚴重程度具有隨機性。當某種形式的能量接觸和交換超出一定范圍界限致使防御失效，造成的損失擾亂原有的工作秩序，可能導致人員傷亡、財產損失或工作中斷。根據能量交換的程度將機會因素分為傷害的嚴重性、接觸的結果和能量是否接觸。機會因素作用下未遂事件的多條作用路徑見圖3。

圖3 未遂事件作用路徑Fig.3 Near-miss incidents action path

借鑒事故致因理論，從個體行為、設備狀態(tài)、環(huán)境條件、組織失誤等4個宏觀層面分析地鐵施工中的未遂事件，探尋每個宏觀層面下的微觀致因因素，包括安全氛圍、安全意識、激勵機制、作業(yè)環(huán)境、技術水平等。通過建立貝葉斯網絡模型換算微觀致因因素耦合數值，使用系統(tǒng)動力學模型構建因果關系回路圖，確定關鍵致因因素中的主觀可控因素，采用邊緣分布計算、眼動實驗和風險分解結構方法，形成由“隱患→未遂事件→事故”和“隱患→未遂事件”、“未遂事件→事故”兩種事件鏈，到“隱患→未遂事件→事故”概率事件網的模型。運用風險矩陣法，按照概率等級和損失等級對未遂事件進行分級，有助于未遂事件的有效防范。

2.4 未遂事件防范設計

由于未遂事件與事故有相同的致因，對未遂事件的防范設計可基于事故致因。通過量化復雜多樣的事故致災因素，對地鐵施工復雜系統(tǒng)行為進行有效分析，探索員工的制度遵從行為，實現(xiàn)“情境應對”，對未遂事件起到防范作用。

研究表明道德推脫會對員工的職場反生產行為、偏差行為產生顯著正向影響[20]，借助事故致因“2-4”模型，分析顯性人為差錯事件，通過面板模型分析傳染程度，構建傳染病模型的集群內異質企業(yè)間的知識傳播模型[21]，驗證“叫醒服務”的傳染效應[22]。采用CREAM基本法[23]和二元行為管理制度模型[24]，探究實際和設定情景環(huán)境下的人因可靠性，以及制度的結構和要素的合理性，明確預防事故的重點和具體措施。

基于未遂事件發(fā)生的規(guī)律，借鑒行為控制理論，設計未遂事件防范機制，切斷產生安全事故的作用路徑；利用傳染病模型，減少員工對未遂事件相關行為的模仿，消除未遂事件的影響，進而削弱未遂事件與機會因素的耦合作用，從源頭制止安全事故的發(fā)生。防范機制設計路徑見圖4。

圖4 防范機制設計路徑Fig.4 Design path of prevention mechanism

地鐵施工項目組織系統(tǒng)龐大、參與者眾多且行為復雜，作業(yè)人員不能最大化地遵從管理制度，引起防范設計的失效。防范設計應注重行為偏差，確保設計的科學性、適用性和有效性。通過研究員工的制度遵從行為，構建不安全行為間關系網絡模型，基于行為科學原理與安全管理學方法，詮釋個人、組織、安全與不安全等4種行為間的相互關系，從組織活動、人員行為、效果評估、反饋機制與安全文化等5個方面進行設計，實現(xiàn)防范的基礎、調節(jié)、宣傳功能。未遂事件防范只有在管理者提議、領導和支持的情況下才能成功，需要管理者具有權變管理的思想，營造更積極的管理氛圍，及時進行安全溝通和安全激勵，賦予員工對安全負責的使命感，使其積極參與防范工作。

2.5 未遂事件防范實施途徑

仿真系統(tǒng)的模型開發(fā)環(huán)境是一個核心環(huán)節(jié)，人工社會模型是解決復雜系統(tǒng)管理控制的主要方法，將兩者結合可增加未遂事件防范實施的適用性和針對性。

基于計算機的模擬測試平臺測試一組預定義人工社會的涌現(xiàn)行為實驗，找出能夠對人群的格局和動態(tài)產生影響的內外因素[25]，通過探討人工社會中事件、信息、心理以及行為之間的關系[26]，使用歸納邏輯編程框架對人工社會的涌現(xiàn)行為進行仿真，構建人工智能驅動系統(tǒng)[27]和安全事件的模型體系結構[28]，搭建面向特定領域人工社會環(huán)境[29]。

人工社會滲透到社會學、組織理論、環(huán)境科學、語言學、文化學等社會科學領域，是社會科學研究的重要方法，可將其應用到地鐵施工未遂事件的防范實施中，采用復雜系統(tǒng)中自下而上的建模方法，結合人工智能、Agent技術、計算機仿真、社會科學等技術，使未遂事件的防范措施更加具體。使用人工社會準確模擬人的集群行為，采用虛實結合的方法，構建人工社會模型，仿真模擬未遂事件的發(fā)生情境，形成具體的防范措施，通過泛在技術對施工現(xiàn)場實時監(jiān)控，驗證防范措施的實用性。采用人工社會對設計的防范機制進行仿真，將多主體建模工具Net Logo應用到防范設計中，通過仿真實驗模擬Agent在不同機會因素與未遂事件的耦合程度，考查所設計的防范機制對Agent行為選擇的影響，可使防范機制設計更具有實用性和可操作性。

未遂事件的防范實施應具備持續(xù)改進性，使每一個循環(huán)的結束都解決遺留問題，同時挖掘出新存在的問題，并將其帶入下一個循環(huán)，作為未遂事件識別的開端。實施未遂事件的信息化機制，可以實現(xiàn)每個環(huán)節(jié)的緊緊相扣，借助信息化平臺的便捷性和時效性，構建未遂事件信息系統(tǒng)，將未遂事件的信息和數據上傳到地鐵施工管理的總數據庫中，實現(xiàn)數據共享、資源共享。安全調查員可以根據需要隨時調用數據庫中的數據，全體員工也可以登錄未遂事件信息系統(tǒng)，及時了解各類未遂事件的信息，以及對各種未遂事件的處理措施和預防效果，使信息得到充分利用和共享。

3 結束語

未遂事件作為事故反饋的補充，具有其特殊性和必要性，受到政治環(huán)境、經濟教育、教育程度、文化素質和科學水平的影響。將未遂事件顯性化，發(fā)現(xiàn)作用路徑，找出致因因素，結合人工社會和仿真模擬實施信息化機制，對未遂事件進行有針對性的防范，對降低地鐵安全事故有重要的借鑒意義。應重視安全事故前饋控制，與傳統(tǒng)事故致因研究視角互為補充，有助于全面提升安全事故管控水平。