基于改進(jìn)的HFACS模型的地鐵施工安全事故編碼

葉海新

摘要：本文在調(diào)查分析了2003-2016年間155起地鐵施工事故和參照張永亮在《REASON模型在盾構(gòu)施工中的應(yīng)用》中提出的人因分析與分類系統(tǒng)（HFACS）模型的基礎(chǔ)上，提出了適用于地鐵施工事故人因分析的改進(jìn)后的HFACS，并通過(guò)對(duì)專家的問(wèn)卷調(diào)查進(jìn)一步完善了該模型。然后基于改進(jìn)后的HFACS模型對(duì)地鐵施工事故進(jìn)行事故編碼，通過(guò)對(duì)事故的編碼建立起地鐵施工事故的人因數(shù)據(jù)庫(kù)，為以后地鐵施工事故原因分析和地鐵施工事故的預(yù)防提供參考。

Abstract： This paper propose an improved HFACS method which can be applied to the analysis of subway construction accidents，based on the investigation and analysis of the 155 subway construction accidents in 2003-2016 and referring to Zhang Yongliang proposed HFACS model in the "application of REASON model in shield tunneling construction"， and through the questionnaire survey of experts to further improve the model. Then， based on the improved HFACS model， the subway construction accidents are coded， on this basis， the human resource database for subway construction accidents is established. This provides a reference for the analysis of subway construction accidents and prevention.

關(guān)鍵詞：地鐵施工事故；地鐵施工安全；HFACS模型；事故編碼；人因數(shù)據(jù)庫(kù)

Key words： subway construction accident；subway construction safety；HFACS model；accident code；human factors database

中圖分類號(hào)：U231+.3；TU714 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）17-0219-03

0 引言

現(xiàn)今，我國(guó)各大城市正大力興建地鐵，施工過(guò)程中發(fā)生的事故數(shù)量不斷增加，導(dǎo)致地鐵施工事故的直接原因中，人因因素占絕大多數(shù)[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2003-2016年間我國(guó)發(fā)生的155起地鐵施工事故中，人因因素誘發(fā)的事故占到82.6%，從海因里希的統(tǒng)計(jì)規(guī)律可知，造成事故的原因有三類：人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)和不可預(yù)見因素，然而在這三類導(dǎo)致事故原因中人因因素占比高達(dá)88%[2]。由此可以看出人因因素是導(dǎo)致地鐵施工安全事故的主要因素。在事故的人因分析中，Scott A. Shappell與Douglas A. Wiegmann提出的人因分析與分類系統(tǒng)（HFACS）應(yīng)用較多。該模型是在Reason的“瑞士奶酪”模型的基礎(chǔ)上，綜合分析了來(lái)自美國(guó)軍方及民用航空的飛行數(shù)據(jù)提出來(lái)的[3]，并廣泛應(yīng)用于航空、煤礦、醫(yī)療、核電等領(lǐng)域。

目前我國(guó)并沒有一個(gè)管理地鐵施工事故的數(shù)據(jù)庫(kù)。研究人員對(duì)事故進(jìn)行分析研究時(shí)，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力從各個(gè)施工單位、安監(jiān)部門和各大有關(guān)安全的網(wǎng)站等渠道收集研究所需的地鐵施工事故。而且，現(xiàn)有的地鐵施工事故處理通報(bào)主要是以文本形式存在的，事故人因分析主要依據(jù)事故處理通報(bào)進(jìn)行的。因此，研究人員只能以案例匯編的形式建立其文本數(shù)據(jù)，使得事故原因分析的查詢和分析非常不方便，也沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。因此，有必要對(duì)地鐵施工事故處理通報(bào)的純文本信息進(jìn)行規(guī)范性和統(tǒng)一性的編碼處理，從而建立起地鐵施工事故數(shù)據(jù)庫(kù)，以便有效地利用地鐵施工事故“大數(shù)據(jù)”進(jìn)行人因分析，挖掘?qū)е碌罔F施工事故發(fā)生的內(nèi)在規(guī)律性和潛在因素。為地鐵施工事故的預(yù)防提供參考。

1 改進(jìn)的HFACS模型

雖然HFACS模型在航空、煤礦、醫(yī)療等領(lǐng)域取得了非常顯著的成就，但是HFACS模型最開始是用于分析航空事故中人因因素，而且是以飛行員為研究對(duì)象，再加上東西方文化、管理體制等方面的差異，以及地鐵施工環(huán)境和飛行員操作環(huán)境的不同，所以HFACS不能夠直接應(yīng)用于地鐵施工事故中的人因分析。因此，本文在研究了我國(guó)2003-2016年中發(fā)生的155起地鐵施工安全事故和參考了張永亮、羅俊和蔡嗣經(jīng)在《REASON模型在盾構(gòu)施工中的應(yīng)用》中建立的REASON事故致因模型的基礎(chǔ)之上提出了用于地鐵施工事故人因分析的改進(jìn)HFACS模型。改進(jìn)后的HFACS模型包括六層，這六層分別是：規(guī)劃決策層、組織管理層、安全監(jiān)督層、不安全行為前提層、不安全行為層和防御修復(fù)層[4]。其中，規(guī)劃決策層、組織管理層、安全監(jiān)督層的人為差錯(cuò)不會(huì)直接導(dǎo)致地鐵施工安全事故的發(fā)生，都是隱形因素層；不安全行為前提層包括了施工作業(yè)人員的個(gè)體狀況、環(huán)境、施工工藝等因素，其中如果有部分出現(xiàn)失效將有可能直接導(dǎo)致事故的發(fā)生，因此，該層屬于半隱性因素層；不安全行為層和應(yīng)急預(yù)控層屬于顯性因素層[4]。具體各層的情況如下：

①規(guī)劃決策層。

地鐵施工的風(fēng)險(xiǎn)從項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)開始就存在，在什么地方修建地鐵，采用何種方式修建、投入多少的投資和工期多少等都會(huì)對(duì)地鐵的施工產(chǎn)生潛在的影響?？傮w而言，該層的不安全人因主要有：規(guī)劃不合理、設(shè)計(jì)失誤、關(guān)于重大事件的決策失誤。關(guān)于決策層次的分析是地鐵施工安全人因分析的最高層次分析。規(guī)劃決策層的不安全人因的主體主要是規(guī)劃管理部門和設(shè)計(jì)單位。該層具體人因因素如圖1。

②組織管理層。

地鐵施工中危害最大的往往是在時(shí)間、空間上遠(yuǎn)離風(fēng)險(xiǎn)的隱形差錯(cuò)，而這些隱形差錯(cuò)往往存在于施工的組織管理層面。當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)沒有出現(xiàn)直接導(dǎo)致事故的行為時(shí)，組織管理層的失效一般認(rèn)為不會(huì)對(duì)施工的安全構(gòu)成威脅，因而很難被察覺。施工組織層主要包括安全文化、安全培訓(xùn)、施工管理、物資設(shè)備管理和應(yīng)急管理等。該層具體的人因因素如圖2。

③安全監(jiān)督層。

安全監(jiān)督層主要強(qiáng)調(diào)的是施工過(guò)程中的安全監(jiān)督，包括施工單位現(xiàn)場(chǎng)管理人員的監(jiān)控、監(jiān)理單位的日常監(jiān)督、建設(shè)單位及上級(jí)主管部門的各類安全檢查等。該層的不安全人因主要有：監(jiān)督計(jì)劃不當(dāng)、監(jiān)督人員監(jiān)督不充分、為糾正已知問(wèn)題和監(jiān)督違規(guī)等。該層具體的人因因素如圖3。

④不安全行為前提層。

不安全行為前提層以一線施工人員的生理、心理、技能、知識(shí)為中心，包括施工人員的個(gè)體狀況、施工環(huán)境以及防護(hù)設(shè)施的安全情況等。該層具體的人因因素如圖4。

⑤不安全行為層。

不安全行為主要是指現(xiàn)場(chǎng)施工人員做出的可能導(dǎo)致安全事故發(fā)生的直接行為，主要包括技能差錯(cuò)、決策差錯(cuò)、認(rèn)知差錯(cuò)、違章操作等。該層具體人因因素如圖5。

⑥防御修復(fù)層。

應(yīng)急預(yù)控層主要是指施工過(guò)程中，當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)因素發(fā)生時(shí)，如果在應(yīng)急預(yù)控層能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)地將風(fēng)險(xiǎn)因素控制在可控范圍之內(nèi)，就可以防止安全事故的發(fā)生。應(yīng)急預(yù)控層主要包括施工監(jiān)理、監(jiān)控量測(cè)和應(yīng)急處置。該層具體人因因素。

針對(duì)以上提出的地鐵施工安全人因分析與分類系統(tǒng)，為了使其更加的完善和準(zhǔn)確，下面將選用問(wèn)卷調(diào)查的方法，請(qǐng)相關(guān)方面的專家對(duì)本文提出的地鐵施工安全HFACS中的各因素進(jìn)行選擇，并對(duì)本文沒有涉及的因素進(jìn)行補(bǔ)充，從而確定是否需要增減因素。本次問(wèn)卷調(diào)查總共發(fā)出150份，回收125份有效問(wèn)卷。問(wèn)卷調(diào)查的對(duì)象包括：地鐵安全方面專家20名，地鐵施工單位領(lǐng)導(dǎo)層人員30名，地鐵施工單位管理層人員30名，現(xiàn)場(chǎng)操作層人員45名，共計(jì)125名。從統(tǒng)計(jì)的結(jié)果來(lái)看，規(guī)劃決策中的施工設(shè)計(jì)因素和不安全行為前提中的施工工藝因素選擇的最少，而有超過(guò)一半的調(diào)查對(duì)象認(rèn)為設(shè)備狀況因素應(yīng)該加入地鐵施工安全HFACS中，并分類在不安全行為前提層下。通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查后確定的適用地鐵施工安全事故人因分析的HFACS包括六層：規(guī)劃決策層、組織管理層、安全監(jiān)督層、不安全行為前提層、不安全行為層和防御修復(fù)層。規(guī)劃決策層又包括：工期、投資調(diào)整、水文、地質(zhì)勘察、周邊環(huán)境調(diào)查因素；組織管理層包括：安全文化、施工管理、培訓(xùn)管理、物資設(shè)備管理、應(yīng)急管理因素；安全監(jiān)督層包括：監(jiān)理監(jiān)督、施工管理人員監(jiān)督、上級(jí)檢查監(jiān)督因素；不安全行為前提層包括：人員技能水平、人員安全意識(shí)、人員生理狀態(tài)、人員心理狀態(tài)、施工環(huán)境、安全設(shè)施、施工設(shè)備狀況因素；不安全行為層包括：技能差錯(cuò)、決策差錯(cuò)、認(rèn)知差錯(cuò)、違章操作因素；防御修復(fù)層包括：施工監(jiān)理、監(jiān)控量測(cè)、應(yīng)急處理因素。

2 地鐵施工安全事故編碼

改進(jìn)后的HFACS模型從規(guī)劃決策、組織管理、安全監(jiān)督、不安全行為前提、不安全行為和防御修復(fù)六個(gè)層次對(duì)導(dǎo)致地鐵施工安全事故的各種原因進(jìn)行了全面的分析，其包含了導(dǎo)致地鐵施工安全事故的各層次的人因因素。應(yīng)用這個(gè)改進(jìn)后的HFACS模型可以分析出哪些因素是導(dǎo)致地鐵施工安全事故的主要因素和層以層之間、層內(nèi)部之間影響因素的相關(guān)性。因此基于改進(jìn)后的HFACS模型的地鐵施工安全事故進(jìn)行編碼，能建立一個(gè)科學(xué)、有效的地鐵施工安全事故人因數(shù)據(jù)庫(kù)。

①編碼原則。

編碼是給事物或概念賦予代碼的過(guò)程，代碼表示特定事物（或概念）的一個(gè)或一組字符，即編碼是給事物或概念賦予一定規(guī)律性的易于人或計(jì)算機(jī)處理的符號(hào)、圖形、顏色、縮減文字等，是人們統(tǒng)一認(rèn)識(shí)、交換信息的一種技術(shù)手段。

編碼應(yīng)遵循下列一般性的原則。唯一性：一個(gè)代碼只能唯一地標(biāo)識(shí)一個(gè)對(duì)象，即代碼與代碼對(duì)象只能是一對(duì)一的關(guān)系。高效性：在滿足要求的情況下，簡(jiǎn)短明確，字符最少，位數(shù)最短。易用性：代碼便于錄入和辨識(shí)。擴(kuò)充性：留有代碼空間，便于擴(kuò)充。等長(zhǎng)性：在同一代碼體系中，所有編碼對(duì)象的代碼長(zhǎng)度原則上相等。規(guī)范性：代碼的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量統(tǒng)一。

②地鐵施工事故編碼說(shuō)明。

1）地鐵施工事故發(fā)生的時(shí)間。

第一段：可用8位數(shù)字代碼表示發(fā)生該地鐵施工事故的年、月、日。例如，某地鐵施工事故發(fā)生的時(shí)間為2015年3月17日，即可用代碼20150317這八位數(shù)字表示。

2）地鐵施工事故發(fā)生的地點(diǎn)。

第二段：可用6位數(shù)字代碼：表示發(fā)生該地鐵施工事故的地點(diǎn)。事故發(fā)生的地點(diǎn)可根據(jù)中華人民共和國(guó)行政區(qū)劃代碼（6位）表示?？赏ㄟ^(guò)中華人民共和國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站（http：//www.stats.gov.cn）查詢。例如，某地鐵施工事故發(fā)生在江蘇省南京市鼓樓區(qū)，則可用代碼320106表示。

3）發(fā)生地鐵施工事故的地鐵線路。

第三段：可用2位數(shù)數(shù)字或字母表示。我國(guó)地鐵線路基本上都是以數(shù)字命名，如：南京地鐵1號(hào)線、2號(hào)線、3號(hào)線等，這種情況下可用01、02、03表示。但也有少數(shù)也采用其它方式命名，如機(jī)場(chǎng)S1線、S8號(hào)線等，這種情況下我們可以用其前兩個(gè)字拼音的首字母進(jìn)行命名，S1線和S8線對(duì)應(yīng)的編碼是SY和SB。

4）發(fā)生地鐵施工事故的企業(yè)。

用9位數(shù)的單位機(jī)構(gòu)代碼表示，可通過(guò)全國(guó)組織機(jī)構(gòu)代碼管理中心（http：//www.nacao.org.cn/）查詢。

5）地鐵施工事故的類型。

第四段：可用字母A和2位數(shù)字表示。由于地鐵施工事故屬于建筑施工事故的范疇，因此地鐵施工事故的類型可以參照建筑施工事故的類型，依據(jù)我國(guó)國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局對(duì)建筑施工事故類型的分類方法，把建筑施工事故類型分為10類，分別為坍塌（A01）、物體打擊（A02）、高處墜落（A03）、機(jī)械傷害（A04）、起重傷害（A05）、車輛傷害（A06）、中毒和窒息（A07）、火災(zāi)和爆炸（A08）、觸電（A09）、其它類型（A10）。

6）地鐵施工事故的級(jí)別。

第五段：可用1位數(shù)字表示。根據(jù)國(guó)務(wù)院第493號(hào)令《生產(chǎn)安全事故報(bào)告和調(diào)查處理?xiàng)l例》，生產(chǎn)安全事故分為特別重大、重大、較大和一般生產(chǎn)安全事故。

地鐵施工的特別重大事故、重大事故、較大事故、一般事故分別用1、2、3、4表示。

7）地鐵施工事故的原因分析。

第六段：可用一連串由0、1構(gòu)成字符串表示。根據(jù)第三章得出的改進(jìn)后的HFACS模型總共由6層25個(gè)人因因素構(gòu)成，分別是：規(guī)劃決策層：工期、投資調(diào)整、水文、地質(zhì)勘察、周邊環(huán)境調(diào)查因素；組織管理層：安全文化、施工管理、培訓(xùn)管理、物資設(shè)備管理、應(yīng)急管理因素；安全監(jiān)督層：監(jiān)理監(jiān)督、施工管理人員監(jiān)督、上級(jí)檢查監(jiān)督因素；不安全行為前提層：人員技能水平、人員安全意識(shí)、人員生理狀態(tài)、人員心理狀態(tài)、施工環(huán)境、安全設(shè)施、施工設(shè)備狀況因素；不安全行為層：技能差錯(cuò)、決策差錯(cuò)、認(rèn)知差錯(cuò)、違章操作因素；防御修復(fù)層：施工監(jiān)理、監(jiān)控量測(cè)、應(yīng)急處理因素。它們分別對(duì)應(yīng)的表示方法是：X1：X11、X12、X13；X2：X21、X22、X23、X24、X25；X3：X31、X32、X33；X4：X41、X42、X43、X44、X45、X46、X47；X5：X51、X52、X53、X54；X6：X61、X62、X63。Xij值取0或1，否取0，是取1。連起來(lái)就構(gòu)成一串25位數(shù)的字符串。

3 地鐵施工事故編碼示例

2008年11月15日下午3：20分，由中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司施工的杭州地鐵一號(hào)線蕭山湘湖站工地發(fā)生坍塌事故，瞬間形成一個(gè)長(zhǎng)達(dá)100米、寬約50米的深坑，現(xiàn)場(chǎng)路基下陷6米，將施工擋土墻全部腿跨，自來(lái)水管、排污管斷裂，大量污水涌入，同時(shí)，東側(cè)河水及淤泥向施工塌陷地點(diǎn)潰泄，導(dǎo)致施工塌陷區(qū)被水淹沒。事故造成21人死亡，24人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失4961萬(wàn)元。

地鐵施工事故發(fā)生的時(shí)間：2008年11月15日，記為 20081115；

地鐵施工事故發(fā)生的地點(diǎn)：杭州市蕭山區(qū)，記為330109；

發(fā)生地鐵施工事故的地鐵線路：一號(hào)線，記為01；

發(fā)生地鐵施工事故的企業(yè)：中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司，記為10228709x；

地鐵施工事故的類型：坍塌事故，記為A01；

地鐵施工事故的級(jí)別：特別重大事故，記為1；

地鐵施工事故的人因分析：工期壓縮、水文（X11）、地質(zhì)調(diào)查不詳細(xì)（X12）、安全文化缺失（X21）、培訓(xùn)管理不到位（X23）、人員安全意識(shí)不足（X42）、違規(guī)操作（X54）、監(jiān)控量測(cè)不到位（X62），記為110 10100 000 0100000 0001 010。

所以該地鐵施工事故的編碼是：20081115 330109 01 10228709x A01 1 1101010000001000000001010。

4 結(jié)語(yǔ)

按照上述的編碼方法，對(duì)發(fā)生的地鐵施工事故進(jìn)行編碼，可建立一個(gè)地鐵施工事故人因數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)這個(gè)人因數(shù)據(jù)庫(kù)我們能快速準(zhǔn)確地了解到事故發(fā)生的時(shí)間、發(fā)生的地點(diǎn)、發(fā)生的線路、發(fā)生事故的企業(yè)、事故的類型、事故的級(jí)別和事故的人因因素，以便有效地利用地鐵施工事故“大數(shù)據(jù)”進(jìn)行人因分析，挖掘?qū)е碌罔F施工事故發(fā)生的內(nèi)在規(guī)律性和潛在因素。同時(shí)，也可利用該數(shù)據(jù)庫(kù)分析地鐵施工安全政策和技術(shù)在抑制事故發(fā)生方面的作用，為政府制定安全政策和企業(yè)引入安全技術(shù)提供分析和評(píng)價(jià)依據(jù)。

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