基于WSR-云組合測度模型的礦山安全文化建設評價*

劉孫政, 黃德鏞, 黃日勝

(昆明理工大學 國土資源工程學院，云南 昆明 650093)

0 引言

安全文化建設是對企業(yè)文化的變革和創(chuàng)新，影響著企業(yè)的發(fā)展方向[1]。礦山一直都是事故多發(fā)的重點領域，由于采礦環(huán)境(尤其是深部開采)的不確定性，礦山的整體安全形勢依然嚴峻[2]。建立適合礦山企業(yè)的安全文化評價體系，有助于企業(yè)科學管理，最終實現(xiàn)本質安全化[3]。目前，很多企業(yè)在安全文化建設過程中，缺乏有效的安全文化測量、評價和監(jiān)督體系，對于如何開展下一階段的建設工作缺乏指導思想。

國內外學者對不同行業(yè)的安全文化指標體系進行了研究。WANG等[4]通過分析大量的安全文化評價體系，認為其至少應包含領導承諾、管理層參與、員工授權、報告制度和績效考評制度這5個通用的安全文化評價因素。宋曉燕[5]從時間維、空間維和組織結構維的視角出發(fā)，構建了4個層次的企業(yè)安全文化評價系統(tǒng)模型。AQ/T9005-2008《企業(yè)安全文化建設評價準則》將安全文化建設評價指標分為了11個一級指標、42個二級指標和147個三級指標，但因指標眾多，且難以量化，在礦山企業(yè)中推廣難度較大。在構建評價指標體系的基礎上，一些學者用數學方法來檢驗指標體系的有效性。田水承等[6]對安全文化建設評價指標體系進行了結構效度、信度和相關性檢驗。謝振華等[7]以SMART標準為基礎，將相關文獻與行業(yè)標準相結合，基于AHP方法以及模糊綜合評價理論構建了礦山企業(yè)安全文化建設的評價模型，并在實踐中加以驗證；但模糊分析法在礦山系統(tǒng)危險源推理分析、多源因素反饋與表述及危害聯(lián)系分析等方面存在一定的局限性。馬躍等[8]基于現(xiàn)代事故致因鏈的行為安全“2-4”模型理論，使用逐階分層法建立了企業(yè)安全文化建設評價指標體系，研究發(fā)現(xiàn)安全文化對事故具有預防作用。梁玉霞等[9]利用多學科交叉理論，基于“互聯(lián)網+”深入分析安全文化體系的結構要素，剖析各要素之間的層次、聯(lián)系以及實施關鍵點，提出了基于熵值-TOPSIS深度分析模型，深層次地解構安全文化成效。上述研究表明，雖然企業(yè)安全文化研究是目前安全領域的研究熱點，也取得了許多有益的成果，但缺乏建立評價指標體系的充分理論依據，評價指標過多且分散，指標權重的確定相對簡單且主觀性較強，導致評價結果具有片面性。同時，安全文化相較于其他管理理念更為抽象，致使其難以用通用標準來評判，目前尚無統(tǒng)一的指標或維度來衡量安全文化。鑒于此，本文在分析礦山企業(yè)安全文化要素的基礎上構建安全文化評價指標體系，并提出基于WSR-云組合的測度模型，通過對企業(yè)安全文化的實際狀況進行客觀測量，驗證了評價指標體系的合理性。

1 基于WSR方法的評價指標體系構建

物理-事理-人理(WSR)方法論在分析復雜系統(tǒng)問題時，可以將研究對象本身考慮在內[10]，體現(xiàn)了理論的系統(tǒng)性、科學性和合理性，避免了因指標過多或過少造成的計算繁雜或考慮因素不全面的問題，有助于構建更為科學、連貫的安全文化評價指標體系?；谠摲椒ㄕ?，結合企業(yè)安全文化內涵，從物、事和人3個方面概括出礦山企業(yè)安全文化的主要指標體系?！拔锢?W)”是指客觀真理和科學認知，如人類客觀活動的周邊環(huán)境、生產設備、制定的法律法規(guī)等?！笆吕?S)”主要是指做事的依據和道理，主要解決采用何種方式去做事的問題。“人理(R)”是指人員的認知行為、文化背景和周圍環(huán)境的相互作用對人的影響。即安全文化本身因素(物理層面)、實現(xiàn)安全文化物本身因素(事理層面)和安全文化人員因素(人理層面)。通過對相關文獻進行梳理總結[11-19]以及專家訪談，再根據礦山企業(yè)自身實際情況，最終確立了6個結構要素：安全工作環(huán)境、安全制度環(huán)境、安全管理、安全情報、安全認知和安全行為。在此基礎上，根據專家意見和礦山實地調研，以WSR方法作為指導理論構建包括6個一級指標、21個二級指標的礦山企業(yè)安全文化建設評價指標體系。

2 測度模型建立

將“礦山企業(yè)安全文化建設水平”作為定性指標，專家對其進行測度就是圍繞某個數值重心作一定幅度的擺動而做出主觀判斷的過程。

2.1 改進CRITIC法確定權重

傳統(tǒng)的CRITIC法相較均方差法、熵權法兼顧了各指標間的沖突性和相關聯(lián)性來評判指標權重[20-21]，但對兩者之間的結合性較差。本文采用改進CRITIC法[22]確定權重，具體計算步驟如下。

步驟1：邀請相關專家對礦山企業(yè)安全文化建設評價指標重要程度進行打分，構建初始評價矩陣D。

步驟2：將評價矩陣D中各指標進行標準化，計算公式為

(1)

式中，n表示專家人數。

步驟3：確定指標變異系數，計算公式為

(2)

步驟4：根據步驟2得出的標準化評價矩陣D計算指標間的相關系數，得出相關系數矩陣Q。

步驟5：確定各安全文化建設評價指標的綜合性系數，計算公式為

(3)

式中，vj為第j個指標的綜合性系數，m表示指標個數，qij為第j個指標下第i個項目的評價值。

步驟6：確定各安全文化建設評價指標權重，計算公式為

(4)

2.2 模型構建

云模型是一種基于模糊理論和概率論處理定性概念和定量數據的雙向轉換模型[23]，該模型充分考慮了所獲數據的模糊性和隨機數列特征，有效解決了評估過程中的不確定性問題，客觀反映了安全文化建設指標因素的分布狀況，可用于企業(yè)內部的安全文化建設評估。云模型由期望值Ex(不確定性)、熵En(模糊性)和超熵He(隨機性)3個數字特征值組成。通過云發(fā)生器進行計算，按功能分為正向云發(fā)生器和逆向云發(fā)生器[24]。參數特征值計算公式為

(5)

云模型構建步驟如下：

a.構建評價目標α0以及評價指標集α={α1，α2，…，αm}，將目標指標的影響因素劃分為若干子指標，并明確規(guī)定每個層次的影響因素和目標。

c.構建評價語集R={r1,r2,…,rp}，基于DEMATEL法向專家發(fā)放調查問卷，采用“雙邊約束”原則，要求對每項指標在[0,1]區(qū)間內打出最高分和最低分。

d.計算數字特征值。通過逆向云發(fā)生器將指標評語值轉化為云模型的區(qū)間下限和區(qū)間上限的特征值，再由式(6)向上擬合為該指標評價的云模型。

(6)

e.多層次綜合評價確定評判結果。在得出指標評價云模型的情況下，由于父云數字特征受下一層級指標權重vi的影響，優(yōu)化式(6)得到式(7)，由式(7)將下一層云逐級向上擬合為上一級父云，一直擬合至最高級父云——評價云圖l0。

(7)

f.確定安全文化建設等級。l0通過正向云發(fā)生器形成的云滴{xi,ui}生成評價云圖，研判l(wèi)0云距離相鄰且云相似度較高的兩朵基準云。再依據式(8)、式(9)計算出兩朵相鄰基準云間的精確云距離d(l1,l2)以及云相似度Sim(l1,l2)。得出Sim(l1,l2)值較大、d(l1,l2)較小的評語基準云涵蓋的評語區(qū)間即為評價結果。d(l1,l2)和Sim(l1,l2)的計算式分別為

(8)

(9)

表1 各指標的權重值Table 1 Weight value of each index

3 應用實例

本文以位于云南省的S礦業(yè)有限公司為例，檢驗本文構建的評價模型的可行性。

3.1 確立等級云區(qū)間

參照以往安全文化建設級別劃分習慣，將礦山安全文化建設評價指標由低到高分為5個等級作為云圖的繪制依據；通過“黃金分割法”將企業(yè)安全文化建設的5個等級在[0,1]區(qū)間內依次劃分為初始級、基礎級、可管理級、持續(xù)改進級、本質安全級；生成云標尺模型，即R={r1,r2,r3,r4,r5}，其對應的評語值范圍依次為本質安全級(1,0.103 1,0.013)、持續(xù)改進級(0.691，0.064，0.008)、可管理級(0.5，0.039，0.005)、基礎級(0.309,0.064,0.008)和初始級(0,0.103 1,0.013)。

3.2 指標值獲取與云特征值的轉化擬合

選取人員結構、文化程度和工作年限作為安全文化影響因子設計問卷，共發(fā)放360份問卷作為調查樣本，調查對象涉及企業(yè)內部人員236人：中、高領導層19人，基層管理者45人，基層員工172人；外部人員46人，礦山業(yè)內人士37人，企業(yè)安全領域研究學者41人。通過信度、效度分析剔除無效問卷28份，最終的有效問卷為332份。通過對數據進行初步處理，由逆向云發(fā)生器計算得到“安全生產設備”區(qū)間上限為(0.924，0.119，0.021)，區(qū)間下限為(0.728，0.144，0.021)，根據式(5)、式(6)得出各級指標云特征值(見表2、表3)。將物理指標安全云、事理指標安全云、人理指標安全云以及S企業(yè)安全文化建設綜合云放入云標尺內，結果如圖1-圖4所示。

表2 二級指標的數值特征值Table 2 Numerical eigenvalues of secondary indexes

表3 一級指標和目標層的數值特征值Table 3 Numerical eigenvalues of primary indexes and the objective

圖1 S企業(yè)安全文化建設綜合云圖Fig.1 The integrated cloud chart for safety culture construction of company

圖2 物理指標安全文化建設云圖Fig.2 Cloud chart for safety culture construction with Wuli indexes

圖3 事理指標安全文化建設云圖Fig.3 Cloud chart for safety culture construction with Shili indexes

圖4 人理指標安全文化建設云圖Fig.4 Cloud chart for safety culture construction with Renli indexes

由圖1可知，S企業(yè)的安全文化建設云介于持續(xù)改進級(0.691，0.064，0.008)與可管理級(0.5，0.039，0.005)之間，初步判斷更靠近持續(xù)改進級。由圖2-圖4可知，物理指標和事理指標更接近持續(xù)改進級，人理指標“安全認知”和“安全行為”接近可管理級，需要重點關注。因與持續(xù)改進級距離更近，相似度更高，故S企業(yè)的企業(yè)安全文化建設水平屬持續(xù)改進級。評價結果與該公司實際情況相符，證明了該模型的科學性與合理性。

4 結論

a.依據礦山安全文化基本理論，分析礦山安全文化產生機理；將WSR系統(tǒng)理論應用于礦山安全文化評價體系中，分析體系要素之間的層次關系，避免了要素考慮不周的問題，兼具可行性和科學性。

b.WSR-云組合測度模型考慮了指標數據的隨機性和模糊性，運用改進CRITIC法提升了權重分配準確度，云模型客觀反映了安全文化建設指標因素的分布狀況，使得評估結果更加合理。

c.運用WSR-云組合測度模型判斷出S礦業(yè)有限公司安全文化建設程度等級為持續(xù)改進級，整體安全文化建設水平相對良好。安全認知、安全行為兩個維度需要加強，該公司應注重人理層面的關懷，重塑員工安全行為觀，尤其要注重安全認知觀的建設。