基于安全信息傳遞管理（IT-IM）系統(tǒng)安全模型的電力基建安全管理研究

■ 何宛容 陳建宏

中南大學(xué)資源與安全工程學(xué)院 長沙 410083

0 引言

電力基建作為大型建筑施工項目，現(xiàn)場具有典型的人、機(jī)、料空間動態(tài)集中的特征，安全隱患多、管理難度大、生產(chǎn)權(quán)責(zé)不明等是其關(guān)鍵安全問題[1]。國家能源局公布數(shù)據(jù)顯示，2015～2019年我國共發(fā)生電力建設(shè)事故63 起，其中超7 成為人因誘發(fā)的高處墜落事故。采取有效的安全監(jiān)管機(jī)制以提高施工現(xiàn)場的安全性勢在必行[2]。

Alruqi等[3]研究分析了14 個常用安全氛圍維度對評估企業(yè)安全氛圍預(yù)測未來傷害的貢獻(xiàn)度，發(fā)現(xiàn)管理層的安全角色和承諾與傷害率的相關(guān)性最高。Winge 等[4]綜合比較12 個建設(shè)項目，發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場管理、操作風(fēng)險管理以及人員管理的優(yōu)劣直接影響項目安全績效。在另一項決定施工安全因素的研究中，也得出項目安全組織和成員安全素質(zhì)是提高項目安全性的前提條件[5]。Kim等[6]則進(jìn)一步提出安全激勵與安全管理體系的相互作用對安全績效具有積極而顯著的影響。Amir 等[7]通過仿真建模論證了施工事故是動態(tài)環(huán)境以及多影響因素共同作用導(dǎo)致的系統(tǒng)故障，事故調(diào)查等根本原因的線性研究不再適用于建筑施工事故的原因調(diào)查，研究還發(fā)現(xiàn)項目進(jìn)度延遲會導(dǎo)致更多事故發(fā)生，即壓力誘導(dǎo)事故。而針對如何主動預(yù)防事故的方面，Vahid 等[8]在研究安全溝通與安全氛圍的相互作用時發(fā)現(xiàn)，在有效溝通的信息網(wǎng)絡(luò)下安全氛圍對安全結(jié)果的影響力將擴(kuò)大，強(qiáng)調(diào)了信息交換效率的提高對于安全績效的積極作用。此外高科技在現(xiàn)場安全管理中的作用也備受關(guān)注，Nazi 等[9]對2008～2018年間實時定位系統(tǒng)技術(shù)在建筑安全管理中的應(yīng)用進(jìn)行了綜述分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前定位技術(shù)提供的安全方案僅在解決某些特定設(shè)備和個別施工任務(wù)的管理問題上發(fā)揮作用。Zou 等[10]也提出現(xiàn)代技術(shù)、自動化和安全管理系統(tǒng)不足以進(jìn)一步提高現(xiàn)場的安全性能的觀點(diǎn)，研究強(qiáng)調(diào)高度自動化的生產(chǎn)過程以及極其復(fù)雜的管理系統(tǒng)，都無法將管理人員與過程或系統(tǒng)完全分離，安全管理仍必須由人來控制生產(chǎn)并干預(yù)計劃外事件的發(fā)生。

圖1 安全信息傳遞管理IT-IM系統(tǒng)安全模型

綜上所述，施工現(xiàn)場安全管理相關(guān)的研究大多集中在安全氛圍、事故調(diào)查、主動預(yù)防以及管理模式等方面，研究方法繁雜、能效各異且標(biāo)準(zhǔn)不一，極難形成統(tǒng)一的理論體系[11]。研究表明，大多數(shù)事故均可歸因于系統(tǒng)存在必要或關(guān)鍵安全信息缺失[12-15]。其中，趙潮鋒等[14]綜合分析了20種典型事故致因理論，提出可用安全信息概念統(tǒng)一事故致因因素的觀點(diǎn)。雷志梅等[15]研究了信息缺失的形成機(jī)理、缺失種類、產(chǎn)生原因及作用影響并建立了信息缺失形成模型。王秉等[16]探討了安全信息缺失的問題，提出解決問題的關(guān)鍵是充分有效的安全信息供給。劉仕浩等[17]構(gòu)建和演示了基于IFDA 安全信息處理模式的生產(chǎn)流程安全信息模型，并提出了安全信息價值的評價方法和安全信息降級的處理方式。但總體上，基于安全信息視角[18]的安全管理應(yīng)用研究還不太多，仍停留在建立模型和發(fā)展相關(guān)理論的階段，對于真正能夠應(yīng)用到具體情景的研究還太少。鑒于此，本文創(chuàng)新地提出一種將安全信息域與安全信息管理域相結(jié)合的安全信息傳遞管理(Information Transmission-Information Management, IT-IM)系統(tǒng)安全模型，用以探究電力建設(shè)項目中安全信息傳遞失真和不對稱對系統(tǒng)安全的影響，以期得出可行且適用的安全信息管理對策。

1 安全信息傳遞管理IT-IM 系統(tǒng)安全模型的構(gòu)建及其構(gòu)成要素

1.1 模型的構(gòu)建

基于系統(tǒng)安全信息傳遞及管理的科學(xué)理論，以信息科學(xué)、行為科學(xué)以及管理科學(xué)為基礎(chǔ)，依據(jù)兩個主要“閉環(huán)過程”的嵌套建立起安全信息傳遞管理IT-IM 系統(tǒng)安全模型，如圖1所示。這兩個“閉環(huán)過程”分別是：①由“采篩過程→預(yù)測過程→決策過程→執(zhí)行過程→收集過程”形成的信息傳遞行為閉環(huán)過程以及②由“知覺處理→思維處理→行動處理”形成的管理域信息處理閉環(huán)過程。按照這樣的兩個過程展開的IT-IM 系統(tǒng)安全模型，體現(xiàn)了安全信息缺失成因、事故發(fā)生發(fā)展機(jī)理以及信息處理供給邏輯的內(nèi)在聯(lián)系。

1.2 模型的構(gòu)成要素

由圖1可見，模型主要由安全信息傳遞空間和安全信息管理空間內(nèi)外兩部分組成。其主旨是圍繞安全信息視域下信息傳遞（Information Transmission,IT）以及信息管理（Information Management, IM）展開系統(tǒng)安全管理的研究。以下對模型的主要構(gòu)成要素作簡要解釋：

圖2 系統(tǒng)安全信息庫

a.安全信息傳遞（IT）空間表示的是系統(tǒng)安全信息及其主要傳遞行為。①安全信息庫。在施工現(xiàn)場的管理中涉及到的安全信息主要是人、機(jī)、料、法、環(huán)、管6 個層面的信息[17]，根據(jù)事故致因因素以及現(xiàn)行法律法規(guī)的規(guī)定得出這5 個層面主要的涉及安全信息的種類及細(xì)節(jié)（見圖2）。②安全信息傳遞活動。在（IT）空間內(nèi)安全信息在系統(tǒng)中的傳遞活動是：由信息采集者采集活動開始，經(jīng)各個安全信道流向系統(tǒng)經(jīng)典三大信宿（安全預(yù)測者、安全決策者和安全執(zhí)行者），最終完成系統(tǒng)安全活動后，經(jīng)由收集過程輸回系統(tǒng)安全信息庫。在安全信息的傳遞活動中體現(xiàn)了典型申農(nóng)-韋弗模型提出的：信息其實就是“信息+噪音”的觀點(diǎn)，在安全信息流經(jīng)系統(tǒng)各個節(jié)點(diǎn)均會出現(xiàn)來自系統(tǒng)其他信息庫的信噪干擾，致使安全信息出現(xiàn)缺失和增添，此外傳遞過程還可能受信息欺騙嚴(yán)重影響。③安全信息失真、不充分以及事故致因原理。將安全信息在信息通道上傳遞的信息均會不同程度的發(fā)生增添、缺失，甚至出錯的情況統(tǒng)稱為安全信息失真。會發(fā)生失真現(xiàn)象的不光是用于解題的安全信息還包括安全問題信息。用圖中安全信息（訊息）來表示安全信息失真即：

由此系統(tǒng)解決問題的能力也會因此下降，若用CEPi(Ii)= 1來表征信息Ii能夠解決問題Pi那么安全信息不足以解決系統(tǒng)問題的情況（即信息不充分）可以表述為：

由于安全信息在一個回合的傳遞中表現(xiàn)為單向路徑傳遞的特征，以上的安全信息失真以及信息能力不充分都會在單向的傳遞行為中不斷累積，以影響信息傳遞行為主體（安全信宿）的安全問題判斷，最終造成不安全行為（或狀態(tài)）的產(chǎn)生。而且這些不安全行為（或狀態(tài)）的信息有可能匯入安全信息庫加入下一次的安全信息循環(huán)過程中。

b.安全信息管理（IM）空間表示的是系統(tǒng)安全信息管理行為。主要由信息管理者和信息管理活動構(gòu)成，其中信息管理者的安全信息管理活動按照邏輯處理的順序(知覺→思維→行動)分為了3 部分的信息處理器行為。由圖1可知，安全信息管理者會從安全信息傳遞空間內(nèi)提取和收集安全信息，經(jīng)由知覺處理器完成對信息的提純和整理，再交由思維處理器進(jìn)行依規(guī)的安全信息評價分級以及按部門安全職責(zé)確定應(yīng)供給的信息范圍和內(nèi)容，最終輸出到行動處理器，通過正確高效的程序和方式進(jìn)行對信息傳遞域的必要安全信息供給和向安全信息庫的信息整理輸入。另外，模型還體現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)外環(huán)境對安全信息管理活動和安全信息傳遞活動的影響。下面對關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步說明：①知覺處理器：通過系統(tǒng)安全信息庫和信道等處的信息采集活動收集到的信息，往往不是第一手信息通常會攜帶來自系統(tǒng)其他信息庫的信息噪音甚至安全欺騙信息，需要信息管理者在此環(huán)節(jié)正確運(yùn)用觀察、溝通、檢查、監(jiān)測等信息辨識方法將信息盡可能地去掉信噪等干擾錯誤信息，以確保后期安全信息的供給使用。②思維處理器：在思維處理器中安全信息管理者不可避免需要引入對收集整理好的安全信息進(jìn)行評價分級操作以便于確定和分配供給內(nèi)容。③行動處理器：信息的提供環(huán)節(jié)是整個信息管理網(wǎng)絡(luò)中看似最簡單實際最難以保障質(zhì)量和效率的一環(huán)，在此應(yīng)該特注意供給的程序和供給的方式。在“供給→有效傳遞→正確接收并反饋→再供給”這個循環(huán)供給程序中，需要特別指出的是：反饋是傳遞效果的重要參照。

2 IT-IM系統(tǒng)安全模型內(nèi)涵

概括來說，IT-IM 系統(tǒng)安全模型的主要包含兩層內(nèi)涵，即系統(tǒng)安全信息傳遞空間的信息傳遞失誤機(jī)理以及系統(tǒng)安全信息管理空間的安全信息有序供給理論。

a.信道傳遞累積失誤模式。設(shè)U為系統(tǒng)安全信息庫內(nèi)信息的集合，由圖3a可見信道兩端的安全信息（訊息）存在包含和相異的部分，令信道左方安全信息（訊息）Ii為解決問題Pii的必要安全信息Mi，Ai和Ci分別為經(jīng)過第i信道時發(fā)生的信息增添出錯以及安全欺騙的集合，則可見信道左右兩安全信息（訊息）Ii和Iii之間相異的部分分別正是必要安全信息缺失?Mi以及Ai和Ci的并集，相異部分的并集就是傳遞失誤的原因集，即是：

同理可得安全問題信息（訊息）的傳遞中也存在這樣的關(guān)系，用“′”記號將其與安全信息（訊息）區(qū)別開來，即是：

圖3 模型信息傳遞失誤模式示意圖

用記號Y(Yes)和N(No)分別表示各節(jié)點(diǎn)安全信宿的信息行為失誤與否的情況，那么安全信息信道傳遞失誤模式Ni（以及各個節(jié)點(diǎn)的信息行為失誤的情況）就可以分別表示為：

信道傳遞失誤模式不僅可以體現(xiàn)信息傳遞失誤導(dǎo)致安全信息行為失誤的情況，還可以體現(xiàn)在信道傳遞中產(chǎn)生的問題和解題信息不對稱的情況。此外，這些必要信息缺失、失真和安全欺騙的情況還會隨系統(tǒng)信息傳遞過程的循環(huán)而累積（見圖3b），可將信道傳遞累積失誤模式G（也即是系統(tǒng)不安全行為或狀態(tài)的成因）表示為：

b.安全信息供給以及信息評價分級理論。信道傳遞累積失誤是系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生事故或產(chǎn)生安全隱患的根本原因，解決這些信息失真和不對稱的問題最根本的辦法就是充分供給和管理系統(tǒng)安全信息庫[16]。要想正確必要的內(nèi)容得到有效有序的供給，對安全信息進(jìn)行合理的評價分級是關(guān)鍵。因為安全信息的價值應(yīng)與其對系統(tǒng)安全風(fēng)險的影響是成正比的，因此參考經(jīng)典的LEC 評價方法[19]并結(jié)合對安全信息的真實性和供給需求的考量，最終確定與安全信息評級相關(guān)的因素主要有：事故轉(zhuǎn)化率、來源真實性、供給需求量、預(yù)期嚴(yán)重度以及出現(xiàn)頻繁程度，基于AHP層次分析法[20]分析取得最符合安全信息特性的評級方案。

①構(gòu)造評價層次結(jié)構(gòu)（見圖4）。

②根據(jù)判斷矩陣的標(biāo)度方法讓專家對事故轉(zhuǎn)化率B1、來源真實性B2、供給需求量B3、預(yù)期嚴(yán)重度B4以及出現(xiàn)頻繁程度B5這些因素依次比較重要程度進(jìn)行打分，構(gòu)造判斷矩陣A。

圖4 安全信息評價分級方案AHP層次結(jié)構(gòu)模型圖

再根據(jù)對方案層的影響因素，構(gòu)造準(zhǔn)則層的判斷矩陣B1、B2、B3、B4以及B5。

③進(jìn)行一致性檢驗以驗證以上判斷矩陣的合理性。其計算方法是：先計算判斷矩陣的單排序權(quán)重向量ω，再依次求得λmax、CI和CR，只有當(dāng)CR≤0.1 時判斷矩陣才符合一致性要求。

表1 檢驗結(jié)果

表2 準(zhǔn)則層因素的權(quán)重和排序

表3 方案層因素的權(quán)重和排序

其中n為判斷矩陣的項數(shù)；RI為隨機(jī)一致性指標(biāo)只與n有關(guān)可查表得到。計算得到的一致性檢驗結(jié)果見表1，可見設(shè)定的判斷矩陣均滿足一致性要求，符合進(jìn)一步研究因素權(quán)重的要求。

④準(zhǔn)則層和方案層因素的權(quán)重及排序結(jié)果分別見表2和表3。計算結(jié)果表明，準(zhǔn)則層中各項準(zhǔn)則的重要程度依次是：來源真實性B2>預(yù)期嚴(yán)重度B4>事故轉(zhuǎn)化率B1>供給需求量B3=及出現(xiàn)頻繁程度B5；而方案層中各個評價方案的重要程度依次是：方案一C1>方案二C2>方案四C4>方案三C3>方案五C5。

⑤按照AHP層次分析法的結(jié)果，采納方案一的因素來進(jìn)行安全信息的評價分級。結(jié)合方案一中三項準(zhǔn)則的權(quán)重比值（B1:B2:B4=2:5:3），得到安全信息評價分級關(guān)系式：

I= 2C× 5R× 3S

其中I表示安全信息評分，C表示安全信息的事故轉(zhuǎn)化能力，R表示安全信息的真實度，S表示安全信息轉(zhuǎn)化成事故的預(yù)期嚴(yán)重度。參考LEC 作業(yè)條件危險性評價方法初步得出的各因子取值參數(shù)表，見表4。

利用評價分級公式和設(shè)置的參數(shù)表就可以向安全信息傳遞（IT）空間分級有序地進(jìn)行安全信息充分供給活動。在實際使用中可以根據(jù)企業(yè)需求合理調(diào)節(jié)參數(shù)表中評語等級以及各項分值，從而細(xì)化信息等級以便更加符合系統(tǒng)實際的要求，但建議不要盲目設(shè)定太多等級以免過分加重信息管理工作的負(fù)擔(dān)。

3 電力基建案例分析

為探究安全信息傳遞失真對電力基建安全管理的影響，以江西豐城發(fā)電廠三期擴(kuò)建工程發(fā)生的“11·24”特別重大安全生產(chǎn)事故[21,22]為例，運(yùn)用IT-IM 系統(tǒng)安全模型進(jìn)行分析。

a.分析存在的信息傳遞失真。該事故系統(tǒng)中主要存在兩個獨(dú)立卻又相互關(guān)聯(lián)的信息傳遞過程，它們分別是：調(diào)整混凝土配比信號傳遞過程和拆模作業(yè)信號傳遞過程，這里僅展示拆模作業(yè)信號傳遞失真分析的結(jié)果，見表5（表中各節(jié)點(diǎn)信息失真是向下不斷累積的）。

根據(jù)表5的分析情況，可將拆模作業(yè)發(fā)生事故的原因歸納總結(jié)為：I2≠I22；I3≠I33；I333≠I4；CEP4(I4)< 1。其信道傳遞累積失誤模式 G 可以表示為：?M1?A2?A3??M4?A4?C4??M5=G。其涵義是：拆模作業(yè)行為失誤，直接原因是安全信道中存在信息缺失、信噪以及信息欺騙，以致執(zhí)行者獲取的信息不足以解決執(zhí)行問題。

b.信息分級管理。對系統(tǒng)中必要信息評價分級，結(jié)果見表6。表中五級、四級安全信息的分級結(jié)果與事故直接、間接原因基本一致，證明評價分級的方法可行，可將其應(yīng)用到電力基建現(xiàn)場安全管理工作中。

表4 安全信息評價分級的參數(shù)表

表5 事故中拆模作業(yè)信號傳遞失真分析

表6 安全信息評價分級結(jié)果

4 結(jié)論

（1）構(gòu)建了安全信息傳遞管理IT-IM 系統(tǒng)安全模型，并提出了安全信道傳遞累積失誤模式。揭示了電力基建施工中安全信息對施工現(xiàn)場安全管理的重要性，闡明了安全信道、安全信息（包括問題信息）以及行為失誤之間的聯(lián)系且明晰了安全信息失真和不對稱的事故致因機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)，在管理難度極大的電力基建現(xiàn)場，極易出現(xiàn)安全信息失真以及不對稱的情況，這是電力基建大型事故頻發(fā)的重要誘因。

（2）利用AHP 層次分析法，得出了科學(xué)合理的安全信息評級方案和公式。使得模型具有致因和對策結(jié)合、定性和定量共存的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)對電力基建施工現(xiàn)場安全信息的精準(zhǔn)管控。

（3）為電力基建項目現(xiàn)場安全管理提供了一種新的角度和機(jī)制。企業(yè)可以通過合理利用IT-IM 系統(tǒng)安全模型：①進(jìn)行系統(tǒng)信息傳遞回溯分析，找出信息傳遞域的不安全節(jié)點(diǎn)，以找出系統(tǒng)安全隱患；②設(shè)定符合現(xiàn)場要求的參數(shù)表，通過安全信息辨識評級操作以找出系統(tǒng)需重點(diǎn)關(guān)注、反復(fù)記憶的必要安全信息，并在后期對其加強(qiáng)管理和供給；③落實基建施工現(xiàn)場的定崗定責(zé)制度，提高系統(tǒng)安全績效；④轉(zhuǎn)變企業(yè)安全管理視角，不再過多關(guān)注較難以評定和量化的人的安全行為和狀態(tài)，而是將視角轉(zhuǎn)向更易管理、操控和評價的安全信息的傳遞管理。