基于ISM的建筑施工高處墜落事故因素分析*

李明柱 許曉燦

(吉林建筑大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院 長(zhǎng)春 130118)

0 引言

現(xiàn)代建筑業(yè)的高速發(fā)展呈現(xiàn)出新的趨勢(shì)，建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，作業(yè)環(huán)境苛刻，施工流動(dòng)性大，施工復(fù)雜度逐年上升，因此對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的安全管理工作提出了更高的挑戰(zhàn)。隨著持續(xù)深化的供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，建筑業(yè)也在蓬勃發(fā)展，大范圍的建筑業(yè)生產(chǎn)提供了大量的工作崗位，創(chuàng)造了龐大的社會(huì)效益，成為社會(huì)持續(xù)發(fā)展不可忽視的支柱產(chǎn)業(yè)。據(jù)建筑業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒顯示，2019年全國(guó)建筑業(yè)企業(yè)總產(chǎn)值24.8萬(wàn)億元，從業(yè)人數(shù)5 427.4萬(wàn)人，但在光鮮的數(shù)據(jù)背后，建筑施工安全事故卻層出不窮，安全事故發(fā)生數(shù)量和事故死亡人數(shù)逐年上升，以住建部網(wǎng)站公布的事故數(shù)據(jù)為例， 2019年上半年，全國(guó)建筑施工生產(chǎn)共發(fā)生安全事故382例，其中高處墜落事故201起，占比53%，死亡460人，是發(fā)生頻率最高的一類事故，因此有必要對(duì)高處墜落的事故致因進(jìn)行研究，以便控制事故發(fā)生的內(nèi)在致因，減少事故的發(fā)生頻率。

張明軒等[1]使用FTA模型對(duì)高處墜落事故進(jìn)行分析，計(jì)算各事故的重要度和發(fā)生機(jī)理，指導(dǎo)預(yù)防高處墜落事故的發(fā)生。趙金娜等[2]基于脆性理論，結(jié)合AHP方法得出主要脆性源。劉勇等[3]通過(guò)對(duì)高處施工建立復(fù)雜系統(tǒng)分析，構(gòu)建了AHP模糊綜合評(píng)價(jià)模型，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)分析方法的局限和不足。鄭霞忠等[4]通過(guò)統(tǒng)計(jì)152起事故調(diào)查報(bào)告，修訂了HFACS框架，提出了預(yù)防事故的人因干預(yù)策略。張洪、孫世梅等[5-6]采用行為安全“2-4”模型研究典型的高處墜落事故的行為原因，建立了原因分析模型。張衛(wèi)等[7]運(yùn)用DEA方法，分析與高處墜落事故密切相關(guān)的安全投入效率。使用不同的分析方法分析高處墜落事故的成因可以從多個(gè)角度了解事故，本文通過(guò)分析高處墜落安全事故的致因因素和外部社會(huì)環(huán)境影響因素，使用ISM構(gòu)建層次關(guān)系，可以更好地找出關(guān)鍵因素，提出針對(duì)關(guān)鍵因素的預(yù)防措施，發(fā)揮關(guān)鍵的管理作用。

1 解釋結(jié)構(gòu)模型

解釋結(jié)構(gòu)模型(Interpretative Structural Modeling，簡(jiǎn)稱ISM)是J·華費(fèi)爾特在1973年為了分析經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)而開(kāi)發(fā)的分析方法，可以解決復(fù)雜的系統(tǒng)問(wèn)題。引入ISM對(duì)建筑事故分析可以將繁多的思想和看法轉(zhuǎn)換為具有良好結(jié)構(gòu)關(guān)系的模型，目前這種分析方法已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在安全、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等領(lǐng)域的各個(gè)方面，特別適用于變量眾多、關(guān)系復(fù)雜的系統(tǒng)分析。

通過(guò)對(duì)收集到的調(diào)查報(bào)告進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，提取出其中蘊(yùn)含的致因因素，可以發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致高處墜落事故的因素有很多，各種因素相互影響，關(guān)系復(fù)雜，本文引入ISM研究方法，通過(guò)系統(tǒng)研究，找出導(dǎo)致事故發(fā)生的深層次原因，有助于分析事故發(fā)生的管理缺陷，并據(jù)此提出可行的預(yù)防措施，削減由于事故引發(fā)的社會(huì)不良影響和財(cái)產(chǎn)損失，提高企業(yè)管理水平。

ISM建模步驟如下：

(1)建立系統(tǒng)要素表S。分析高處墜落事故的致因因素，將所要研究的系統(tǒng)因素Si整合，建立系統(tǒng)要素表S={S1,S2,S3,…，Sn}。

(2)建立鄰接矩陣A。A={aij}n×n，用來(lái)描述相關(guān)因素的關(guān)系，通過(guò)轉(zhuǎn)換可以將感性的描述轉(zhuǎn)換為理性的數(shù)字表示，這個(gè)過(guò)程需要一個(gè)轉(zhuǎn)換的說(shuō)明，因此元素aij具有如下定義：

(3)生成可達(dá)矩陣。將鄰接矩陣A與單位矩陣I相加，對(duì)構(gòu)造矩陣(A+I)進(jìn)行冪運(yùn)算，直至得到符合公式M=(A+I)n+1=(A+I)n≠…≠(A+I)1，n=1,2,3…，n的結(jié)果。矩陣M=(A+I)n稱為可達(dá)矩陣。一些復(fù)雜的鄰接矩陣一般是通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算求取。

使用M，求解可達(dá)集R(Si)、前因集A(Si)以及他們的交集共同集C(Si)=R(Si)∩A(Si)。

對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行層級(jí)劃分，當(dāng)R(Si)=C(Si)時(shí)，此時(shí)Si被稱為第一層要素，將第一層在要素中去除，以此推導(dǎo)出剩余要素的首層，直至劃分出所有層次，將各層要素從高到底排列，即得到所有要素的層級(jí)劃分。

(4)解釋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建。依據(jù)A、M各要素之間的聯(lián)系，對(duì)產(chǎn)生的層級(jí)進(jìn)行劃分，通過(guò)對(duì)不同層級(jí)的種類進(jìn)行分析，可以繪制出系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)圖，最終創(chuàng)建為ISM模型，完成復(fù)雜的事故原因分析。

2 高處墜落致因因素提取

采用案例分析的方法，從全國(guó)各省市應(yīng)急管理局網(wǎng)站查詢公開(kāi)的建筑施工高處墜落事故調(diào)查報(bào)告，時(shí)間范圍為2017—2020年，主要統(tǒng)計(jì)調(diào)查報(bào)告中涉及到的致因因素。在此范圍內(nèi)篩選出79例典型的建筑施工高處墜落事故案例，對(duì)事故調(diào)查報(bào)告涉及的事故原因關(guān)鍵詞進(jìn)行提取，可以列出17種致因因素，在此基礎(chǔ)上通過(guò)文獻(xiàn)分析[8]，合并近似因素，最終確定了13種因素作為最終要素，因素編碼及詞頻統(tǒng)計(jì)如表1。

表1 高處墜落事故致因因素頻率統(tǒng)計(jì)

在高處墜落的事故原因中人的因素和管理因素是占比最大的兩類，表明人和管理因素是預(yù)防此類事故發(fā)生所要重點(diǎn)防控的類別。人的因素中，作為直接原因的不安全操作S1的比例最大，其次為未正確使用安全防護(hù)裝置S2；物的因素中，頻率呈現(xiàn)最高的是安全裝置缺失S6；在安全管理中，作為間接原因出現(xiàn)頻率較高的是安全管理不到位S9，安全教育培訓(xùn)不到位S11；環(huán)境因素在直接和間接原因中均有出現(xiàn)；其他因素主要是出現(xiàn)在間接因素中的相關(guān)部門監(jiān)督管理不到位S13。從上述分析來(lái)看，直接原因主要體現(xiàn)在人和物的因素，來(lái)自施工現(xiàn)場(chǎng)直接管理，間接原因是管理和其他因素，來(lái)自于企業(yè)自身的管理水平和外部政府的監(jiān)管。

3 高處墜落事故ISM模型構(gòu)建

3.1鄰接矩陣

由上述獲取到的高處墜落事故致因因素構(gòu)造鄰接矩陣A:

3.2 可達(dá)矩陣

通過(guò)公式M=(A+I)n+1=(A+I)n≠…≠(A+I)1計(jì)算可達(dá)矩陣M，當(dāng)r=4時(shí)，求得可達(dá)矩陣:

3.3 區(qū)域劃分

以求得的M為基礎(chǔ)，劃分R(Si)、A(Si)以及C(Si)，見(jiàn)表2。

表2 可達(dá)集、前因集和共同集

3.4 層級(jí)劃分

通過(guò)對(duì)元素劃分層級(jí)，可以將13個(gè)致因因素分為6個(gè)層級(jí)，見(jiàn)表3。

3.5 解釋結(jié)構(gòu)模型

依據(jù)表3層級(jí)劃分的結(jié)果及矩陣顯示的各要素相互關(guān)系綜合分析，繪制高處墜落致因的系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)圖，展現(xiàn)要素之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖1。將繪制的圖1轉(zhuǎn)化為最終的ISM模型，見(jiàn)圖2。

圖1 系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

圖2 解釋結(jié)構(gòu)模型

表3 層級(jí)劃分

4 高處墜落事故因素的層級(jí)分析

依據(jù)解釋結(jié)構(gòu)模型可以將高處墜落安全事故致因因素劃分為3個(gè)大的方面[9]，第1，2，3層是淺層因素，第4，5是中層因素，第6層是深層因素，從各層要素的相互關(guān)系來(lái)看，淺層次原因主要為人的不安全操作和設(shè)備故障，從結(jié)果分析來(lái)看這兩項(xiàng)通常為直接因素，而人的不安全操作又與作業(yè)環(huán)境、安全裝置缺失、未正確使用安全防護(hù)裝置以及技術(shù)交底不到位有關(guān)，其中工人的安全意識(shí)淡薄是影響正確使用防護(hù)裝置和產(chǎn)生不安全行為的深度因素。設(shè)備故障則是由機(jī)械設(shè)備管理不到位所影響。

中層因素體現(xiàn)的是安全管理制度缺失和安全管理不到位之間的相互影響關(guān)系，而這兩項(xiàng)又影響安全教育培訓(xùn)不到位，相應(yīng)的，提升從業(yè)單位的安全管理水平和健全安全制度可以促進(jìn)工人的人身安全和提高機(jī)械設(shè)備的維護(hù)能力。

深層要素主要是體現(xiàn)出相關(guān)部門的監(jiān)督管理對(duì)高處墜落事故的作用是深層次的，社會(huì)的監(jiān)督和行政上的監(jiān)管有助于提升企業(yè)安全管理水平，可以考慮引入信息化管理，更加公開(kāi)透明的處理建筑業(yè)安全管理信息，對(duì)于安全的影響是十分重大的。

5 結(jié)論

(1)本文通過(guò)對(duì)79份建筑施工高處墜落安全事故調(diào)查報(bào)告的統(tǒng)計(jì)分析，經(jīng)過(guò)文獻(xiàn)分析合并近似因素最終得出13種高處墜落致因因素。

(2)分析調(diào)查報(bào)告中直接和間接因素對(duì)于高處墜落不同程度的影響，發(fā)現(xiàn)施工人員的不安全行為和物體的危險(xiǎn)狀態(tài)是造成事故的重要原因，為安全管理提供重點(diǎn)對(duì)象。

(3)使用解釋結(jié)構(gòu)模型分析了高處墜落事故的致因因素相互間的作用關(guān)系，將致因因素分為三大方面，揭示因素間的層次關(guān)系，表明深層因素是影響事故的重要原因，為安全管理提供了需要加強(qiáng)的方向。