化工行業(yè)施工作業(yè)演化博弈行為分析與管理策略研究

李緒延

（中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院，山東 青島 266071）

化工行業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，同時也是危險性較大的行業(yè)，具有易燃易爆、有毒有害、高溫高壓等特點(diǎn)。由于化工行業(yè)施工作業(yè)比較復(fù)雜，時刻面臨化學(xué)反應(yīng)危險，需要遵循嚴(yán)格的操作規(guī)范，因此施工作業(yè)成為事故發(fā)生率較高、事故多發(fā)的“重災(zāi)區(qū)”?；ば袠I(yè)施工作業(yè)事故不僅造成重大的人身傷害和直接的財產(chǎn)損失，還對周邊的生態(tài)環(huán)境造成極大傷害和長期影響，因此對施工作業(yè)的管理亟待加強(qiáng)[1-4]。

一般情況下，化工行業(yè)的施工作業(yè)通常委托外部承包商進(jìn)行，企業(yè)則對承包商施工過程進(jìn)行監(jiān)管。但在以往的承包商事故調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，在作業(yè)環(huán)節(jié)始終存在“企業(yè)無監(jiān)管或監(jiān)管不到位”以及“承包商未執(zhí)行施工方案、作業(yè)規(guī)程、慣例”的問題。2012年，金輝[2]深入分析了石油化工企業(yè)直接作業(yè)環(huán)節(jié)的管理現(xiàn)狀和不足，系統(tǒng)性提出將承包商管理與作業(yè)監(jiān)管兩方面相結(jié)合以提升管理水平。2015年，Smith[5]等指出了企業(yè)對作業(yè)人員監(jiān)管以及相關(guān)的安全投入的重要性。2005年，李世峰和程景林[6]從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度分析承包商施工環(huán)節(jié)的行為，建立了監(jiān)理單位和承包商直接的兩方博弈模型，提出了提高施工質(zhì)量的對策。本文基于企業(yè)和承包商“有限非理性”的特點(diǎn)，應(yīng)用演化博弈，對企業(yè)、與承包商行為策略的演化穩(wěn)定均衡問題進(jìn)行分析及策略研究。

1 企業(yè)與承包商之間的演化博弈對策模型

基于信息不確定性、環(huán)境復(fù)雜性等多因素影響，企業(yè)和承包商這兩個行為主體會表現(xiàn)出有限非理性的特征，其兩者之間存在相互作用的對策、學(xué)習(xí)以及均衡的關(guān)系，即演化博弈的過程[7]。

1.1 模型建立

博弈的參與方有兩個，一方為監(jiān)管主體即企業(yè)，假定其策略有“監(jiān)管到位”與“無監(jiān)管/監(jiān)管不到位”兩種，一方為被監(jiān)管的承包商，假設(shè)其策略有“合規(guī)作業(yè)”和“違章作業(yè)”兩種，企業(yè)和承包商之間不存在尋租行為。

1.1.1 模型參數(shù)

對企業(yè)和承包商的成本收益情況進(jìn)行如下參數(shù)假設(shè)：

1）假定企業(yè)監(jiān)管成本為C，當(dāng)企業(yè)“監(jiān)管到位”時，則承包商在“違章作業(yè)”時會被查處和罰款，承包商最終獲得收益為I，這時企業(yè)獲得的額外收益為R（對承包商的罰款或處罰），若承包商“合規(guī)作業(yè)”，則其將獲得固定收益F（I＜F）；

2）當(dāng)企業(yè)“無監(jiān)管/監(jiān)管不到位”時，若承包商“合規(guī)作業(yè)”，企業(yè)則會因?yàn)殚e暇或休息而獲得S的正效用，承包商獲得固定收益F不變。

3）當(dāng)企業(yè)“無監(jiān)管/監(jiān)管不到位”時，若承包商“違章作業(yè)”，此時會存在兩種情況：一種是發(fā)生事故，一種是不發(fā)生事故。發(fā)生事故的概率為β。當(dāng)不發(fā)生事故，承包商將獲得超額利潤V。當(dāng)發(fā)生事故，會對企業(yè)和承包商分別造成f1V和f2V的損失，其中，f1和f2分別是因事故發(fā)生帶來的企業(yè)損失擴(kuò)大系數(shù)和承包商損失擴(kuò)大系數(shù)。

1.1.2 支付矩陣的建立

根據(jù)上訴的參數(shù)假設(shè)，建立起企業(yè)與承包商雙方的支付矩陣，各數(shù)組第一個數(shù)字（逗號前）表示企業(yè)的收益，第二個數(shù)字（逗號后）表示承包商的收益，如表1所示。

表1 企業(yè)與承包商的支付矩陣

1.2 演化博弈模型求解

假設(shè)企業(yè)“監(jiān)管到位”的概率為p，則“無監(jiān)管/監(jiān)管不到位”的概率為1-p；同樣，以q代表承包商中“合規(guī)作業(yè)”的概率，而“違章作業(yè)”的比例為1-q。

1）企業(yè)的收益矩陣表示如下：

給定承包商“合規(guī)作業(yè)”的概率是q，則企業(yè)選擇“監(jiān)管到位”（p＝1）和“無監(jiān)管/監(jiān)管不到位”（p＝0）的期望收益分別為：

則企業(yè)的演化博弈復(fù)制動態(tài)方程[8-10]為：

2）承包商的收益矩陣表示如下：

給定企業(yè)“監(jiān)管到位”的概率是p，則承包商選擇“合規(guī)作業(yè)”（q＝1）和“違章作業(yè)”（q＝0）的期望收益分別為：

則承包商的演化博弈復(fù)制動態(tài)方程為：

3）企業(yè)與承包商的兩個群體里系統(tǒng)平衡點(diǎn)穩(wěn)定性可以建立雅克比矩陣進(jìn)行局部穩(wěn)定性分析得到，其雅克比矩陣[11-12]為：

于是有：

對（0，0），（0，1），（1，0），（1，1），（pF，qF）這5個平衡點(diǎn)的局部穩(wěn)定性進(jìn)行分析，其中如表2所示。

表2 系統(tǒng)平衡點(diǎn)及其行列式和跡

當(dāng)演化博弈的平衡點(diǎn)滿足trJ＜0且detJ＞0時，該平衡點(diǎn)即為系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略（ESS）。

①第一種情況假設(shè)：R＜S-βf1V，且β＜即承包商“違章作業(yè)”受到的罰款或處罰小于某個值，且事故發(fā)生的概率同樣小于某個值。對5個均衡點(diǎn)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，具體見表3。

表3 第一種情況的系統(tǒng)平衡點(diǎn)及局部穩(wěn)定性

從表3可以看出，當(dāng)R＜S-βf1V，且β＜系統(tǒng)存在唯一演化穩(wěn)定解（0，0）、1個不穩(wěn)定點(diǎn)（1，0）以及兩個鞍點(diǎn)（0，1）、（1，1）。因此，在此條件下，不管系統(tǒng)初始為何種狀態(tài)，其最終都會演化至穩(wěn)定點(diǎn)（0，0），即表明企業(yè)和承包商最終的演化均衡策略是“無監(jiān)管/監(jiān)管不到位”以及“違章作業(yè)”。

表4 第二種情況的系統(tǒng)平衡點(diǎn)及局部穩(wěn)定性

1.3 情景仿真模擬分析

對以上兩種情景進(jìn)行數(shù)值模擬分析，根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場情況對參數(shù)取值進(jìn)行歸一化，可以觀察到隨著時間的推移，企業(yè)和承包商最佳策略演化的過程。

1）第一種情況模型參數(shù)設(shè)置：R＝0.3，S＝0.5，F(xiàn)＝2，V＝5，I＝1.7，f1＝f2＝5，β＝0.01，p0＝q0＝0.8。時間段T取值為[0，50]，情景仿真過程如圖1、圖2所示。

從圖1和圖2可以看出，企業(yè)和承包商是否選擇“監(jiān)管到位”或者“合規(guī)作業(yè)”的策略，與企業(yè)對承包商因?yàn)椤斑`章作業(yè)”所進(jìn)行的罰款或處罰力度R、企業(yè)因?yàn)殚e暇或休息而獲得S的正效用、事故發(fā)生的概率β、事故發(fā)生后對企業(yè)以及承包商所造成的損失有直接的關(guān)系。當(dāng)承包商所受到罰款、事故發(fā)生的概率、以及事故發(fā)生后對企業(yè)和承包商所造成的損失較小時，企業(yè)會松懈安全監(jiān)管，承包商也會傾向于不執(zhí)行施工方案、作業(yè)規(guī)程、慣例。且當(dāng)企業(yè)員工意識中的事故發(fā)生概率越小，其選擇“監(jiān)管不到位”的趨勢越明顯。

2）第二種情況模型參數(shù)設(shè)置：R＝0.4，S＝0.5，F(xiàn)＝2，V＝5，I＝1.7，f1＝f2＝5，β＝0.06，p0＝q0＝0.4。時間段T取值為[0，50]，情景仿真過程如圖3所示。

從圖3可以看出，事故發(fā)生的概率、以及事故發(fā)生后對企業(yè)和承包商所造成的損失較大時，承包商將會認(rèn)真執(zhí)行施工方案，并遵守作業(yè)規(guī)程以及慣例，但企業(yè)依舊會有松懈安全監(jiān)管的傾向。

兩種情況假設(shè)綜合分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段的制度下，企業(yè)的演化穩(wěn)定策略（ESS）均為“無監(jiān)管/監(jiān)管不到位”，承包商事故調(diào)查結(jié)果也反映出來，“企業(yè)無監(jiān)管或監(jiān)管不到位”為主要原因的事故占相當(dāng)一部分比例。從演化博弈模型分析發(fā)現(xiàn)，造成這種ESS是因?yàn)槿狈ι霞壊块T對企業(yè)無監(jiān)管進(jìn)行處罰的制度，因此可以通過引入上級部門懲罰機(jī)制對企業(yè)的安全監(jiān)管進(jìn)行控制。

2 施工作業(yè)管理策略研究

2.1 加強(qiáng)安全文化建設(shè)，提高員工安全意識

通過演化博弈行為分析，當(dāng)事故多發(fā)，安全形勢嚴(yán)峻的情況下，企業(yè)和承包商人員均趨向于安全行為。因此加強(qiáng)企業(yè)安全文化建設(shè)，管理層面安全大會、安全文件、安全工作三位一體，建立安全文化管理框架；意識層面事故教訓(xùn)、作業(yè)警告、安全警示無縫銜接，提高企業(yè)與承包商的風(fēng)險意識；教育層面安全生產(chǎn)教育、宣傳和培訓(xùn)嚴(yán)格落實(shí)，杜絕形式化，加大安全教育培訓(xùn)力度。重點(diǎn)建設(shè)企業(yè)和承包商良好的安全生產(chǎn)工作習(xí)慣、正確的安全生產(chǎn)價值取向，強(qiáng)化員工自我保護(hù)、自我安全意識，樹立承包商主人翁意識，建設(shè)“人人講安全、人人為安全負(fù)責(zé)”的安全文化氛圍，完成由“要我安全”向“我要安全”的轉(zhuǎn)變，從而整體提升企業(yè)安全文化水平，有效避免事故事件發(fā)生，提高安全生產(chǎn)績效[13]。

2.2 提升安全監(jiān)管力度，人防技防相結(jié)合

提升安全監(jiān)管的質(zhì)量和效率，對促進(jìn)承包商選擇合規(guī)作業(yè)有著重要作用，是施工作業(yè)安全的主要關(guān)注點(diǎn)。企業(yè)要明確、統(tǒng)一安全監(jiān)管內(nèi)容，形成標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)管流程，樹立科學(xué)監(jiān)管框架。同時提升直接作業(yè)環(huán)節(jié)安全監(jiān)督人的素質(zhì)，包括職業(yè)素養(yǎng)和個人素質(zhì)，強(qiáng)化現(xiàn)場安全監(jiān)督人的職責(zé)落實(shí)，監(jiān)督人要熟知崗位的危險特性，要具備一定的應(yīng)變能力，既要嚴(yán)格指揮又要避免瞎指揮；賦予對安全監(jiān)督人員充分權(quán)利，要有停工權(quán)利、整改權(quán)利、處罰權(quán)利，突出現(xiàn)場監(jiān)管有問必改、有責(zé)必罰的監(jiān)管力度[14-15]。

另一方面，煉化企業(yè)施工作業(yè)存在“點(diǎn)多面廣”的特點(diǎn)，僅依靠安全監(jiān)管人員現(xiàn)場監(jiān)管，不僅會加重安全監(jiān)管投入，還會由于監(jiān)管任務(wù)的繁重引發(fā)監(jiān)管松懈，降低現(xiàn)場監(jiān)管的有效性。因此，要形成一種“人防、技防相結(jié)合”的科學(xué)監(jiān)管機(jī)制。實(shí)現(xiàn)作業(yè)安全監(jiān)管信息化、智能化，依托人員定位、氣體檢測、移動視頻監(jiān)控及視頻智能分析等技術(shù)，強(qiáng)化施工作業(yè)全流程過程管控，提升作業(yè)現(xiàn)場監(jiān)管的有效性。

2.3 監(jiān)管制度升級，管理方法科學(xué)化

承包商監(jiān)管制度升級化，對承包商的人員培訓(xùn)、勞保配置、作業(yè)安全多方位進(jìn)行監(jiān)管。加強(qiáng)承包商違規(guī)作業(yè)懲戒力度，通報、批評、處罰多種方式結(jié)合，提高承包商違規(guī)作業(yè)成本；提升承包商安全績效管理，建立承包商黑名單制度，網(wǎng)上共享黑名單信息；建立承包商正激勵制度，通過建立承包商積分榜對優(yōu)秀承包商給予獎勵和榮譽(yù)證明，鼓勵承包商長期合規(guī)作業(yè)。建立科學(xué)的管理方法，完善事故懲罰、安全獎勵、工傷保險、事故賠償?shù)仁侄危瑥?qiáng)化安全的經(jīng)濟(jì)管理和績效管理。對承包商實(shí)施安全“零容忍”制度，強(qiáng)化隱患管理，做到隱患與事故一樣管理問責(zé)到位，對作業(yè)現(xiàn)場監(jiān)管到位，對事故責(zé)任人處理到位（包括企業(yè)監(jiān)督人和承包商作業(yè)人員）。

3 結(jié)語

通過建立煉化企業(yè)作業(yè)環(huán)節(jié)中企業(yè)與承包商之間的兩方演化博弈模型，對比分析企業(yè)與承包商行為策略的演化穩(wěn)定均衡，得出當(dāng)承包商所受到罰款、事故發(fā)生的概率、以及事故發(fā)生后對企業(yè)和承包商所造成的損失較小時，企業(yè)會松懈安全監(jiān)管，承包商也會傾向于不執(zhí)行施工方案、作業(yè)規(guī)程、慣例。對作業(yè)環(huán)節(jié)監(jiān)管策略要：①加強(qiáng)對承包商以及企業(yè)自身的作業(yè)環(huán)節(jié)安全管理教育，提高風(fēng)險意識，建設(shè)安全文化氛圍；②“人防技防相結(jié)合”的監(jiān)管手段，依托科技升級形成監(jiān)管合力，提高企業(yè)監(jiān)管效率；③建立承包商績效管理、獎懲結(jié)合的科學(xué)化管理方法，提升企業(yè)監(jiān)管的有效性。