基于24Model的不安全動作內在致因研究

付 凈，韓子鵬，劉 虹，聶方超

(1.吉林化工學院資源與環(huán)境工程學院，吉林 吉林 132022；2.中國礦業(yè)大學(北京) 應急管理與安全工程學院，北京 100083)

不安全動作作為導致事故的直接原因，一直是組織行為管理的重點[1]。生產(chǎn)過程中組織成員不安全動作的管控效果對企業(yè)安全績效的改善具有重要影響[2]。除了外部監(jiān)管的約束措施外，對于不安全動作個體的內在主觀判斷對企業(yè)安全績效起到了更強的支配作用。如何明確個體內在關鍵控制要素，充分調動主觀行為決策的主導優(yōu)勢是值得思考的問題。

相關學者曾指出，對不安全動作的控制應突出自我判斷基礎上的規(guī)范和約束，外部條件的監(jiān)管和制約僅為輔助手段[3]。有關不安全動作的個體內在影響因素研究中，Paul等[4]強調情緒對不安全動作的關鍵影響作用；Fu等[5]指出知識水平對不安全動作具有重要的指導作用；此外，還有學者提出性格、心理、態(tài)度和注意力等均會影響不安全動作的產(chǎn)生[6]。由于分析角度及關注點不同，因此不安全動作內在致因影響的判斷結果各異。事實上，不安全動作作為離事故最近的要素，有必要從事故致因的角度開展更細致化的研究，從致因模塊間的內部作用關系出發(fā)，突出個體內在致因對不安全動作的調節(jié)作用。

因此，本文主要遵循24Model基本思想，根據(jù)致因要素間的邏輯關系構建不安全動作內在致因分析模型，利用隨機森林方法探究各能力要素對不安全動作的影響程度，并通過定量、可視化的手段評估、判斷關鍵控制要素，以此明確個體內在致因的作用機制，有助于組織制定行為控制策略，實現(xiàn)組織成員行為的自我管理。

1 不安全動作的內在致因分析模型及程序設定

1.1 構建分析模型

本文充分考慮不安全動作內在致因要素間的邏輯關系，根據(jù)24Model的動態(tài)及靜態(tài)結構特征，構建個體不安全動作的內在致因分析模型，主要包括安全知識、安全意識、安全習慣、安全心理、安全生理5個能力要素，見圖1(a)、(b)；考慮箭頭指向動作模塊的最近路徑，擬定關聯(lián)主路徑5條，見圖1(c)[7-8]。每個能力要素均涉及具體的衡量維度因子，依據(jù)信息加工的程序，明確安全知識要素由理論知識(SK1)、技能知識(SK2)、經(jīng)驗知識(SK3)3個維度因子構成；安全意識要素可反映信息的歸屬，具體涉及法規(guī)意識(SA1)、風險意識(SA2)和情景意識(SA3)3個維度因子；安全習慣要素根據(jù)24Model的動作分類標準分為習慣性行動或操作(SH1)和習慣性指揮(SH2)2個維度因子；安全心理要素根據(jù)心理活動特征，考慮省能(PS1)、麻痹(PS2)、僥幸(PS3)和其他心理(如從眾、冒險、逆反等)(PS4)4個維度因子；安全生理要素強調生理機能的差異，通過知覺障礙(PH1)、身體疲勞(PH2)和生理問題(PH3)3個維度因子來考量，具體涉及15條內在致因子路徑[9-10]。

圖1 個體不安全動作的內在致因分析模型及路徑設定

1.2 設定分析程序

通過不安全動作內在致因分析模型和路徑關系系統(tǒng)，分析個體能力要素各維度因子對不安全動作的影響程度，明確4階段分析程序。

(1) 明確目標人員。在組織內部每一個不安全動作均有歸屬的不安全動作主體即組織成員。組織成員由于崗位職責、組織角色、教育程度等因素的差異會影響不安全動作的內在致因效果，因此首先要明確研究人員即目標人員。目標人員界定的依據(jù)可參考職業(yè)類別或工種分類，亦或根據(jù)組織實際崗位規(guī)定進行，可涉及單一崗位或多崗位人員。但無論采用何種界定方式需保證人員崗位職責清晰，以便后續(xù)不安全動作的歸類。

(2) 確定并提取目標不安全動作。目標人員發(fā)出的不安全動作即為目標不安全動作?？蓮氖鹿拾咐龍蟾婧同F(xiàn)場調研獲取的三違信息中提取顯性不安全動作，此外還涉及潛在的不安全動作需要重點參考崗位職責及工作要點進行邏輯推理，如事故案例報告中涉及的規(guī)章制度不健全可推測管理層或相關人員未制定有效的規(guī)章制度這類不安全動作。目標不安全動作提取的原則遵循墨菲定律和最大化最小原則，即考慮所有可能發(fā)生的不安全動作，通過控制最大危險實現(xiàn)不安全動作的全面控制[11-12]。

(3) 推理能力要素并構成分類集合。將已提取的目標不安全動作依據(jù)24Model的分析路徑推理可能存在的能力要素原因項，構成能力要素分類集合[13]。分析過程遵循WBA邏輯推理過程，涉及5個能力要素判斷模塊、15個子路徑?jīng)Q策環(huán)節(jié)、1個循環(huán)決策環(huán)節(jié)，能力要素具體的邏輯推理程度，見圖2[14]。

(4) 定量分析能力要素對不安全動作內在致因的影響。基于目標不安全動作和能力要素分類集合，采用量化的分類及預測方法挖掘能力要素對目標不安全動作內在致因的影響，明確顯著內在致因項。

2 定量分析方法選取

為了進一步探究能力要素對不安全動作內在致因的影響效果，本文選取隨機森林(RF)方法對推理獲得的關聯(lián)數(shù)據(jù)進行深度挖掘。RF方法具有較高的分類精度和抗噪聲干擾性能，對特征屬性存在差異且非連續(xù)性數(shù)據(jù)具有較好的訓練與預測效果[15-16]。

2.1 特征重要度的確定

設定目標不安全動作為分類標簽Y，能力原因要素為變量特征Ai，計算特征重要度，并根據(jù)特征重要度排序定量評估能力要素與不安全動作之間的影響程度。

特征重要度表示變量特征Ai的貢獻率，具體描述為對變量特征Ai加入噪聲前后誤差數(shù)值的比較關系[17]。設原始誤差為Error1，加入噪聲后誤差為Error2，決策樹個數(shù)為N，特征重要度可用公式表示為∑(Error1-Error2)/N，計算獲得的特征重要度數(shù)值越大，表明變量特征的貢獻率越高。

2.2 分類參數(shù)的選擇

為了有效避免分類數(shù)據(jù)過擬合，同時保證訓練效果達到滿意的精度，可采用Bootstrap抽樣方法，即將決策樹個數(shù)取值范圍設定為[5,10,20,30,40,50,100]，特征選擇標準設為[‘gini’,‘entropy’]，最大深度選取范圍為[2,3,4,5,6]，分裂最小樣本數(shù)范圍為[2,4,6,8,10]，最小樣本葉子數(shù)范圍為[2,3,4,5][18]，利用網(wǎng)格搜索進行參數(shù)的最優(yōu)化匹配與選擇，尋找到分析參數(shù)的最佳組合，并明確分類器精度，最后根據(jù)運行結果獲取每個特征項對分類標簽的貢獻率，通過比較特征重要度數(shù)值來明確關鍵的內在致因項。

3 實證分析

3.1 不安全動作歸類提取

首先確定目標人員及信息來源。本研究選取中基層專職煤礦安全專業(yè)人員為研究對象，具體可劃定為位于現(xiàn)場一線的特種作業(yè)人員即煤礦安全檢查工、管理層的煤礦安全生產(chǎn)管理機構負責人及管理人員(簡稱煤礦安全部門管理人員)，并參照文獻[19]、[20]等來明確目標人員的崗位職責及工作要點。

本研究事故案例樣本選取2010—2019年發(fā)生的79起重大及以上煤礦安全事故，現(xiàn)場調研范圍為5個煤礦項目部，通過訪談、問卷和“三違”記錄查詢等方式獲取信息，并從事故案例報告、文獻資料和調研信息中提取或推測目標人員的不安全動作，共提取目標不安全動作87項，出現(xiàn)頻次為365次，再根據(jù)動作表征的一致性進行不安全動作歸類，最終列出出現(xiàn)頻次大于30次的不安全動作類型及其具體表征，詳見圖3。

圖3 煤礦安全專業(yè)人員高頻次目標不安全動作歸類

煤礦安全專業(yè)人員不安全動作主要表現(xiàn)為違規(guī)行動類(VA)和違規(guī)指揮類(VC)不安全動作，出現(xiàn)頻次占比分別為63.01%和26.30%。該類人員的不安全動作很少位于致因鏈條中的近因位置，現(xiàn)有樣本分析均表明其主要歸屬于間接不安全動作，會對導致事故的直接不安全動作產(chǎn)生影響。

3.2 內在致因要素的確定

根據(jù)能力要素的邏輯推理程序，針對每個不安全動作表征進行能力原因要素推測，其中生理因素信息由于在事故案例報告中鮮有提及，在“三違”記錄中僅個別提及由于疲勞未履行崗位職責坐崗或躺崗，而針對高頻次不安全動作有關生理因素的描述或可推測信息較少。本文以出現(xiàn)頻次最高的不安全動作歸類UAe1“未能開展培訓或培訓不到位”為例進行能力原因要素推測，主要涉及安全知識、安全意識、安全習慣和安全心理4類能力要素，具體維度因子描述見表1。綜合分析全部不安全動作的能力要素缺欠項，共推測出維度因子觀測量1 076個，出現(xiàn)總頻次為2 368次，具體能力要素維度因子出現(xiàn)的頻次，見圖1。

表1 UAe1類不安全動作對應的能力要素缺欠項

3.3 內在致因要素的貢獻度分析

利用RF方法以安全專業(yè)人員的不安全動作為分類標簽，能力原因要素為變量特征，計算特征貢獻度。本次選定抽樣次數(shù)為150次，利用網(wǎng)格搜索選擇最優(yōu)化參數(shù)，最大深度為5，最小樣本葉子數(shù)為2，分裂最小樣本數(shù)為4，決策樹個數(shù)為40，分類器精度為0.833 333。

3.3.1 分類重要度分析

以出現(xiàn)頻次最高的UAe1類目標不安全動作為例，個體各能力要素維度因子對UAe1類目標不安全動作的特征重要度排序，見圖4。

圖4 個體能力要素維度因子對UAe1類目標不安全動作的特征重要度排序

由圖4可知：SH1對應的特征重要度數(shù)值最大為0.111 36，突出習慣性行動或操作對UAe1類目標不安全動作的影響，表明個體內在致因中工作習慣不佳是導致未組織安全培訓或培訓不到位的主要內在致因能力要素，而習慣性忽視安全培訓的作用或對安全培訓內容、計劃、程序及方式缺少必要的調整和變通影響了安全培訓工作的效果。

針對其他類高頻次目標不安全動作的個體能力要素維度因子的特征重要度排序結果，見圖5。

圖5 個體能力要素維度因子對其他類高頻次目標不安全動作的特征重要度排序

由圖5可知：針對UAe2類目標不安全動作“未糾正不正確行為或識別危險行為”的特征重要度曲線呈現(xiàn)出3個較大峰值，分別位于SK2、PS1和SH2維度因子處，表明內在致因能力要素中技能知識、省能心理和習慣性違章指揮對UAe2類目標不安全動作具有較大的影響；針對UAe3類目標不安全動作“未對規(guī)章制度執(zhí)行情況進行有效監(jiān)督”的特征重要度曲線較大峰值分別位于SK1、SA1和PS4維度因子處，表明對于該UAe2類目標不安全動作有關法律規(guī)章的理論知識不足、法規(guī)意識欠缺以及從眾等不安全心理狀態(tài)是重要的內在致因能力要素；針對UAe4類目標不安全動作“未能處理安全隱患并采取更正措施”，能力要素中理論知識(SK1)和風險意識(SA2)兩個維度因子對其的影響最突出，其次為省能、自負麻痹和僥幸的心理狀態(tài)。

綜合上述分析結果可知：個體能力要素對于不安全動作的影響程度存在差異，具體表現(xiàn)為針對同類型不安全動作各維度因子的貢獻度不同，針對不同類型不安全動作內部致因的影響效果不同即特征貢獻度突出的維度因子類型不同。分類數(shù)據(jù)的獲取將有利于針對特定類型不安全動作的內在機理進行研究，以明確預控的重點內在致因環(huán)節(jié)。

3.3.2 綜合貢獻度分析

每類目標人員可能存在多種類型的不安全動作，明確共性內在致因規(guī)律更有利于制定集中的不安全行為糾錯策略。本文針對與目標不安全動作相關的個體能力要素維度因子的特征重要度進行綜合排序并求取平均值，并繪制個體能力要素維度因子的平均特征重要度分布曲線，見圖6。

圖6 個體能力要素維度因子的平均特征重要度分布曲線

由圖6可知：個體能力要素維度因子平均特征重要度曲線峰值位于PS1維度因子處，表明省能心理對于目標不安全動作的貢獻度最大，影響最為明顯，其次為理論知識(SK1)和技能知識(SK2)，說明目標人員知識水平對其管理行為的有效性具有較大的影響；個體能力要素維度因子平均特征重要度綜合排序表現(xiàn)為PS1>SK1>SK2>SK3>SH2>PS2>SH1>SA1>PS3>SA2>SA3>PH2>PS4>PH1>PH3。按照個體能力要素特征重要度綜合排序為SK(0.090 28)>PS(0.087 33)>SA(0.047 9)>SH(0.042 94)>PH(0.032)，個體內在致因中的安全知識要素對于目標不安全動作的影響最大，其次為安全心理要素的影響。通過實證量化的數(shù)據(jù)表明提升組織成員的安全理論和技能知識水平、改善省能僥幸的心理狀態(tài)，將有助于強化不安全行為糾錯效果，并可通過安全培訓教育、心理測評與建設、行為績效評估和輔助激勵策略等手段最大限度地提升個體行為控制能力。

4 結論與建議

(1) 本文構建了涉及5項能力要素、15個維度因子的不安全動作內在致因分析模型，同時設定了4階段分析程序，包括明確目標人員、確定并提取目標不安全動作、推理能力要素并構成分類集合和定量分析能力要素對不安全動作內在致因的影響，并應用該分析模型及分析程序開展了以人員分類為基礎的不安全動作內在致因研究，為特定人員不安全動作的分類糾錯和綜合預控提供理論參考和方法支持。

(2) 以煤礦安全專業(yè)人員為研究對象開展了不安全動作內在致因的實證研究，驗證了該分析模型及分析程序的有效性和適用性。利用隨機森林(RF)方法定量化地描述了能力要素對目標不安全動作的貢獻程度，為明確兩者之間的致因關系提供了量化支持。分類結果顯示：個體能力要素對目標不安全動作(同一類型或不同類型)的影響在維度因子特征重要度數(shù)值或整體分布規(guī)律上存在差異。綜合分析結果突出了安全知識和安全心理要素對目標不安全動作的貢獻度最大，其中特征重要度數(shù)值位于前三位的維度因子為PS1、SK1和SK2，三者的重要度之和大于0.098 8，表明安全理論和技能知識水平的提高以及省能心理狀態(tài)的改善是實現(xiàn)組織成員行為自控能力提升的重要手段。

(3) 由于信息數(shù)據(jù)的有限性，實證研究結果僅代表所設定目標人員不安全動作的內在致因關系，后續(xù)研究的重點將考慮擴大研究樣本及目標人員范圍，進一步檢驗分析模型及分析程序的普遍適用性，以獲取更多有利于組織實現(xiàn)對各類成員不安全行為管控的有效信息。