裝配式建筑施工安全人為影響因素研究

楊彥 祝連波 石振群 許小進(jìn) 黃一雷

摘 要：為控制和預(yù)防由人為因素引起的裝配式建筑施工安全事故，提高施工階段的安全性，在文獻(xiàn)分析和專家訪談的基礎(chǔ)上，提出了裝配式建筑人為因素分析與分類系統(tǒng)（HFACSPC），共包括5個(gè)致因?qū)哟魏?0個(gè)致因因素?；谠撓到y(tǒng)框架應(yīng)用問卷調(diào)查法和結(jié)構(gòu)方程模型建模，構(gòu)建了二階裝配式建筑施工安全人為因素模型，分析了人為因素對(duì)施工安全的影響程度，并提出相關(guān)對(duì)策建議。研究結(jié)果表明，致因?qū)哟螌?duì)裝配式建筑施工安全的影響程度排名依次為不安全行為的前提、不安全行為、外界因素、企業(yè)影響、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督與管理;致因因素對(duì)裝配式建筑施工安全的影響程度排名依次為機(jī)械設(shè)備缺陷（不安全行為的前提層）、認(rèn)知差錯(cuò)（不安全行為層）、政府部門安全監(jiān)管不足（外界因素層）、監(jiān)督不充分（現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督與管理層）、組織氛圍差（企業(yè)影響層）。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;施工安全;人為因素;結(jié)構(gòu)方程模型（SEM）

中圖分類號(hào)：X 948;TU 714

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-7312（2022）01-0075-07

Abstract：In order to control and prevent the construction safety accidents of prefabricated buildings caused by human factors and improve the safety in the construction phase，based on literature analysis and expert interviews，a system for analyzing and classifying human factors of prefabricated buildings （HFACSPC） is put forward，which includes five contributing levels and twenty contributing factors.Based on the framework of the system，the questionnaire survey method and structural equation model are used to build a secondorder human factor model of prefabricated building construction safety，then analyze the influence of human factors on construction safety，and put forward relevant countermeasures and suggestions.The results show that the influence degree from high to low of potential variables on the construction safety of prefabricated buildings is ranked as follows：Preconditions for Unsafe Acts，Unsafe Acts，External Factors，Enterprise Influence，Site supervision and management;The degree of influence of observation variables on the construction safety of prefabricated buildings is ranked as follows：mechanical equipment defects（Preconditions for Unsafe Acts），Cognitive error（Unsafe Acts），Insufficient safety supervision of government departments（external factors），Inadequate supervision（Site Supervision and Management），Poor organizational atmosphere（Enterprise Influence）.

Key words：prefabricated buildings;construction safety;human factors;structural equation model（SEM）

0 引言為實(shí)現(xiàn)我國(guó)建筑業(yè)由粗放式到精細(xì)化發(fā)展的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)、綠色發(fā)展的建設(shè)要求，建筑工業(yè)化的發(fā)展勢(shì)在必行[1]。相較于傳統(tǒng)建筑，裝配式建筑的作業(yè)環(huán)境、施工工藝都發(fā)生了較大的改變，在工程實(shí)踐中，從預(yù)制構(gòu)件工廠生產(chǎn)、物流運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)堆放到吊裝過程中，多維作業(yè)空間的并行施工極易疊加安全風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而誘發(fā)安全事故[2-3]，因此研究如何控制和預(yù)防施工安全事故具有重要意義。近些年，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此展開了相關(guān)研究。FRANCISCO等對(duì)裝配式建筑吊裝過程中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，提出了應(yīng)用于裝配式建筑吊裝階段的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論[4];ISIAM等使用模糊層次法分析了裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸和吊裝過程中的安全隱患[5];楊斯玲等從人、物、環(huán)境、管理、技術(shù)的角度構(gòu)建了裝配式建筑施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)[6];馮亞娟等使用熵權(quán)法確定了裝配式建筑安全評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，使用五元聯(lián)系數(shù)的集對(duì)勢(shì)分析預(yù)測(cè)了施工安全的發(fā)展態(tài)勢(shì)[7]。綜上所述，現(xiàn)有研究多是從某一施工階段出發(fā)，基于人、物、環(huán)境、技術(shù)和管理角度構(gòu)建安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并未考慮各因素間的交互影響，而裝配式建筑安全事故的發(fā)生往往是由眾多因素交互作用的結(jié)果[8-9]，其中人為因素又是影響裝配式建筑施工安全的第一要素[10-11]。鑒于此，在人為因素分析與分類系統(tǒng)[12-13]（human factors analysis and classification system，HFACS）的基礎(chǔ)上結(jié)合裝配式建筑施工特點(diǎn)，確定裝配式建筑施工安全人為影響因素，采用結(jié)構(gòu)方程模型（structural equation model，SEM）的方法量化并分析人為因素對(duì)裝配式建筑施工安全的影響程度。以期為施工安全事故的預(yù)防和控制提供決策建議，并為探索裝配式建筑施工安全提供新的方法思路。

1 裝配式建筑人為因素分析與分類系統(tǒng)

1.1 HFACSPC的模型構(gòu)建HFACS模型是由美國(guó)學(xué)者WIEGMANN和SHAPPELL針對(duì)航空領(lǐng)域安全事故所提出的系統(tǒng)性理論模型，該理論可以同時(shí)考慮人的不安全行為及其潛在因素，系統(tǒng)分析人為因素及其內(nèi)在關(guān)聯(lián)性[14]。當(dāng)前該理論模型在航空、煤炭等領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用[15]，它將安全事故的致因劃分為組織影響、不安全的監(jiān)督、不安全行為的前提、不安全行為4個(gè)層詞。但是在裝配式建筑領(lǐng)域，場(chǎng)地、設(shè)備、人員都與航空、煤炭領(lǐng)域有著較大差異，因此本文基于我國(guó)近年來裝配式建筑施工事故，運(yùn)用文獻(xiàn)分析法以及專家咨詢法，通過提取安全事故致因因素，構(gòu)建了裝配式建筑人為因素分析與分類系統(tǒng)（HFACSPC），該模型共包括5個(gè)人為致因?qū)哟危上碌缴弦来螢椴话踩袨?、不安全行為的前提、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督與管理、企業(yè)影響、外界因素，具體定義見表1。

1.1.1 不安全行為

1）技能差錯(cuò)。指的是施工人員在執(zhí)行生產(chǎn)活動(dòng)時(shí)，因技能生疏或不熟練導(dǎo)致操作不當(dāng)，施工工序遺漏等方面的差錯(cuò)，其表現(xiàn)形式包括施工人員技術(shù)水平不足、施工工序遺漏和操作過程不當(dāng)。

2）決策差錯(cuò)。指的是施工人員按照預(yù)先制定的計(jì)劃執(zhí)行了行為，但是該行為不符合當(dāng)前的情景需要，導(dǎo)致對(duì)隱患或事故的判斷不準(zhǔn)確，處理問題采取的措施不當(dāng)?shù)葐栴}，其表現(xiàn)形式包括對(duì)于安全隱患的判斷失準(zhǔn)、對(duì)于事故結(jié)果的判斷失準(zhǔn)和處理問題采取的措施不當(dāng)。

3）認(rèn)知差錯(cuò)。認(rèn)知差錯(cuò)產(chǎn)生的原因是施工人員對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)活動(dòng)認(rèn)知不足而出現(xiàn)偏差。其表現(xiàn)形式包括對(duì)自己盲目自信、對(duì)安全事故存在僥幸心理和個(gè)人經(jīng)驗(yàn)主義。4）違規(guī)。包括習(xí)慣性違規(guī)和偶然性違規(guī)。其表現(xiàn)形式為違反安全條例或規(guī)章制度。

1.1.2 不安全行為的前提

1）機(jī)械設(shè)設(shè)備缺陷。指的是由于人為原因或者可以通過人為干預(yù)來預(yù)防和消除的設(shè)備缺陷。其表現(xiàn)形式包括機(jī)械設(shè)備不具有合格證書和機(jī)械設(shè)備缺乏定期維護(hù)。

2）協(xié)調(diào)與溝通不暢。指的是參與裝配式建筑施工生產(chǎn)活動(dòng)的主體人員間溝通不暢、缺乏團(tuán)隊(duì)協(xié)同。其表現(xiàn)包括不同班組間缺乏專業(yè)協(xié)同和分包方間推諉，扯皮。

3）違章指揮。指的是管理人員違反安全生產(chǎn)條例，盲目指揮工人進(jìn)行施工。其表現(xiàn)形式包括安排未經(jīng)培訓(xùn)/不具備資格證的人員施工和為搶工期盲目指揮，冒險(xiǎn)作業(yè)。

4）環(huán)境因素。產(chǎn)生的原因是施工人員在惡劣環(huán)境下進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)。其表現(xiàn)形式包括大風(fēng)雨雪天氣施工、作業(yè)環(huán)境臟亂和光線昏暗，缺乏照明。

5）精神狀態(tài)差。指的是施工人員精神狀態(tài)不佳。其表現(xiàn)形式包括注意力不集中、意志渙散和精神疲憊。

6）生理狀態(tài)差。指的是施工人員生理狀態(tài)不佳。其表現(xiàn)形式包括年齡過大/過小、生病和先天性身體局限。

7）安全意識(shí)差。指的是施工人員安全意識(shí)淡薄。其表現(xiàn)形式包括對(duì)安全問題不重視、未按培訓(xùn)要求作業(yè)和工作粗心，玩忽職守。

1.1.3 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督與管理

1）監(jiān)督不充分。指的是管理人員由于疏忽或遺漏導(dǎo)致的，未按照生產(chǎn)條例對(duì)施工人員進(jìn)行監(jiān)督和引導(dǎo)。其表現(xiàn)形式包括安全隱患排查不及時(shí)和發(fā)現(xiàn)問題未及時(shí)糾正。

2）安全管理混亂。指的是管理機(jī)構(gòu)人員不足，管理人員不具備相關(guān)專業(yè)知識(shí)等導(dǎo)致的不能按照計(jì)劃實(shí)行施工任務(wù)的情況。其表現(xiàn)形式包括項(xiàng)目經(jīng)理/項(xiàng)目經(jīng)理部形同虛設(shè)和管理人員不具備專業(yè)知識(shí)。

3）監(jiān)督違規(guī)。指的是管理人員在對(duì)施工人員執(zhí)行監(jiān)管責(zé)任時(shí)，刻意違背規(guī)章制度或安全生產(chǎn)條例。其表現(xiàn)形式包括隱瞞或謊報(bào)事故現(xiàn)場(chǎng)情況和偽造作業(yè)區(qū)域，逃避檢查。

1.1.4 企業(yè)影響

1）制度體系缺陷。指的是組織內(nèi)部為了實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)而構(gòu)建的組織體系，組織結(jié)構(gòu)存在問題。其表現(xiàn)形式包括安全管理機(jī)構(gòu)不健全、安全管理體系缺失和規(guī)章制度不完善。

2）組織氛圍差。指的是企業(yè)內(nèi)部對(duì)于安全管理、安全生產(chǎn)的重視程度低。其表現(xiàn)形式包括安全教育缺失、安全投入資金少和安全會(huì)議流于形式。

3）全過程管理漏洞。指的是對(duì)裝配式建筑施工全過程各階段所需的人力、資金、設(shè)備、設(shè)施等資源缺乏管控。其表現(xiàn)形式包括項(xiàng)目資金、人工、設(shè)備管理不當(dāng)和施工組織，進(jìn)度計(jì)劃執(zhí)行不當(dāng)。

1.1.5 外界因素

1）政府部門安全監(jiān)管不足。其表現(xiàn)形式包括監(jiān)督檢查次數(shù)少或不嚴(yán)格和對(duì)違規(guī)企業(yè)處罰較輕。

2）設(shè)計(jì)缺陷。其表現(xiàn)形式包括施工圖設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)、施工組織設(shè)計(jì)存在問題或設(shè)計(jì)遺漏。

3）社會(huì)環(huán)境。其表現(xiàn)形式包括法律法規(guī)不完善、經(jīng)濟(jì)保障措施不足和群眾對(duì)安全施工認(rèn)知不足。

2 數(shù)據(jù)的收集

2.1 問卷調(diào)查根據(jù)HFACSPC中的20個(gè)致因因素編制調(diào)查問卷，采用李克特5級(jí)量表建立1～5分的評(píng)價(jià)維度，問卷內(nèi)容主要包括3個(gè)部分。①被調(diào)查者基本情況，包括性別，年齡，工作單位等;②問卷量表，被調(diào)查者根據(jù)人為因素的重要性進(jìn)行評(píng)價(jià);③其他反饋意見。問卷調(diào)查以線上線下共同發(fā)放的形式向全國(guó)各地的裝配式建筑專家、學(xué)者以及從業(yè)人員發(fā)放，共發(fā)放問卷430份，回收問卷397份，回收率92.3%，去除明顯答題不認(rèn)真或作答無效問卷48份，實(shí)際回收有效問卷439份，問卷有效率為87.91%。

2.2 信效度檢驗(yàn)Cronbach’s Alpha系數(shù)可以對(duì)問卷各變量的內(nèi)部一致性及穩(wěn)定性進(jìn)行檢驗(yàn)，使用SPSS 24.0軟件對(duì)問卷信度分析，其中Cronbach’s Alpha系數(shù)為0.985，大于0.9，表示數(shù)據(jù)信度較好，通過信度檢驗(yàn)。KMO檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量是用于比較變量間簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)和偏相關(guān)系數(shù)的指標(biāo)，Bartlett球形檢驗(yàn)用于檢驗(yàn)各個(gè)變量是否各自獨(dú)立，統(tǒng)計(jì)學(xué)中通常使用它們進(jìn)行效度檢驗(yàn)，采用SPSS 24.0軟件進(jìn)行KMO及Bartlett球形檢驗(yàn)，KMO值為0.987，大于0.9，Bartlett球形檢驗(yàn)值在P=0.000上顯著，表示數(shù)據(jù)效度較好，通過效度檢驗(yàn)。

3?基于SEM的裝配式建筑施工安全人為因素分析

3.1 研究假設(shè)和指標(biāo)選取CHIN[16]指出使用結(jié)構(gòu)方程模型時(shí)需要對(duì)每一條路徑提出假設(shè)，因此根據(jù)HFACSPC模型，將外界因素、企業(yè)影響、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督與管理、不安全行為的前提、不安全行為等5個(gè)致因?qū)哟卧O(shè)為潛在變量，并擬定潛在變量對(duì)裝配式建筑施工安全存在正向作用路徑;將包括政府部門安全監(jiān)管不足、制度體系缺陷、監(jiān)督不充分、機(jī)械設(shè)備缺陷、技能差錯(cuò)等20個(gè)致因因素設(shè)為觀測(cè)變量。在構(gòu)建結(jié)構(gòu)方程模型時(shí)，需要使用適配度指標(biāo)進(jìn)行模型檢驗(yàn)，擬采用國(guó)際范圍內(nèi)認(rèn)可度較高的χ2/df（Normed Chisquare）、GFI（goodness of fit index）、

AGFI（adjustedgoodnessoffit index）、IFI（incremental fit index）、TLI（nonnormed fit index）、CFI（comparative fix index）、RMSEA（root mean square error of approximation）、SRMR（standardized root mean square residual）等8個(gè)模型適配度指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)。

3.2 一階結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建將問卷數(shù)據(jù)導(dǎo)入AMOS 24.00軟件中，得到一階驗(yàn)證性因子分析標(biāo)準(zhǔn)化模型，如圖1所示。根據(jù)軟件計(jì)算結(jié)果，一階模型不存在負(fù)誤差項(xiàng)，且最大標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)為0.803小于0.950，通過違規(guī)估計(jì)檢查。因此可以對(duì)模型擬合結(jié)果進(jìn)行分析，擬合結(jié)果中，χ2/df=1.611/3.00、GFI=0.925>0.90、AGFI=0.902>0.90、IFI=0.978>0.90、TLI=0.974>0.90、CFI=0.978>0.90、RMSEA=0.420<0.05、SRMR=0.029<0.05，表明模型適配度和擬合度良好。潛在變量之間的相關(guān)性在0.59～0.72之間，且C.R值（t值）均大于1.96，說明模型內(nèi)全部指標(biāo)均達(dá)到了0.05的顯著水平，5個(gè)潛在變量之間存在較高的相關(guān)性，可能會(huì)有另一個(gè)更高階的共同因素對(duì)其產(chǎn)生影響，可以采用二階模型進(jìn)一步分析。

3.3 二階結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建根據(jù)上述分析可知，一階模型中潛在因素間存在較高的相關(guān)性，很可能受一個(gè)更高階的共同因素影響。因此根據(jù)問卷調(diào)查設(shè)計(jì)以及因子分析結(jié)果，可以假設(shè)更高階的共同潛在因素，即裝配式建筑施工安全風(fēng)險(xiǎn)，在一階模型的基礎(chǔ)上根據(jù)調(diào)查問卷結(jié)果和假設(shè)繪制二階模型，結(jié)果如圖2所示。二階模型的擬合結(jié)果中，χ2/df=1.579/3.00、GFI=0.924>0.90、AGFI=0.903>0.90、IFI=0.979>0.90、TLI=0.975>0.90、CFI=0.979>0.90、RMSEA=0.410<0.05、SRMR=0.029<0.05，表明模型適配度和擬合度良好，且模型潛在變量的C.R值（t值）均大于2.58，說明模型內(nèi)全部指標(biāo)均達(dá)到了0.01的顯著水平，上述假設(shè)成立，二階結(jié)構(gòu)方程模型是眾模型中最優(yōu)的。裝配式建筑施工安全人為影響因素模型共由6個(gè)潛在變量，20個(gè)觀測(cè)變量以及變量間的相互關(guān)系組成，其中測(cè)量模型和結(jié)構(gòu)模型的路徑結(jié)果均大于0.6，該結(jié)果表示數(shù)據(jù)擬合程度很高，能有效反映變量對(duì)裝配式建筑施工安全的影響。

3.4 人為因素對(duì)裝配式建筑施工安全影響程度分析

為了找出各人為因素對(duì)裝配式建筑施工安全的影響程度大小，在二階結(jié)構(gòu)方程模型的基礎(chǔ)上，采用加權(quán)平均數(shù)算法進(jìn)行影響程度大小量化與排序，具體方法步驟如下。

1）設(shè)一階潛變量（外界因素、企業(yè)影響、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督與管理、不安全行為的前提、不安全行為）與二階潛變量（裝配式建筑施工安全）之間的標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)為qi（i=1，2，3，4，5）。

2）設(shè)一階潛變量（外界因素、企業(yè)影響、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督與管理、不安全行為的前提、不安全行為）與各層次對(duì)應(yīng)的觀測(cè)變量之間的標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)為qij（i=1，2，3，4，5; j=1，2，3，…，20）。

3）設(shè)一階潛變量（外界因素、企業(yè)影響、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督與管理、不安全行為的前提、不安全行為）對(duì)二階潛變量（裝配式建筑施工安全風(fēng)險(xiǎn)）的影響程度系數(shù)為Qi（i=1，2，3，4，5）。

4）設(shè)各觀測(cè)變量對(duì)各層次所在的一階潛變量（外界因素、企業(yè)影響、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督與管理、不安全行為的前提、不安全行為）的影響程度系數(shù)為Qij（i=1，2，3，4，5; j=1，2，3，…，20）。

5）設(shè)各觀測(cè)變量對(duì)二階潛變量（裝配式建筑施工安全）的影響程度系數(shù)為Qj（j=1，2，3，…，20）。

則影響程度系數(shù)Qi與Qj的計(jì)算公式分別見式（1）、式（2）、式（3）。

4 結(jié)論與建議

1）針對(duì)政府部門安全監(jiān)管不足，可以通過委托和聘請(qǐng)第三方專項(xiàng)專家提供咨詢及檢查服務(wù)，聘請(qǐng)專家進(jìn)行安全監(jiān)管，既可以彌補(bǔ)人員不足的問題，又可以提供專業(yè)檢查思路，與政府部門的安全監(jiān)管人員形成互補(bǔ)，專項(xiàng)檢查一些難以發(fā)現(xiàn)的安全隱患。

2）針對(duì)組織氛圍差，根據(jù)“破窗理論”，人們會(huì)對(duì)不良的風(fēng)氣和行為進(jìn)行模仿，而在企業(yè)內(nèi)部，中高層領(lǐng)導(dǎo)人員具有較高的話語權(quán)，他們的行為和態(tài)度觀念往往具有表率性作用。因此企業(yè)在營(yíng)造良好組織氛圍、引導(dǎo)安全管理風(fēng)尚時(shí)，應(yīng)注重中高層人員的模范帶頭作用，鼓勵(lì)其以身作則，為基層員工樹立榜樣。

3）針對(duì)監(jiān)督不充分，可以通過開發(fā)電腦軟件，結(jié)合“大數(shù)據(jù)”“云計(jì)算”等技術(shù)手段，以實(shí)現(xiàn)安全隱患智能分析。依托大數(shù)據(jù)進(jìn)行安全分析，提醒相關(guān)人員進(jìn)行安全施工，可有效避免由于監(jiān)管人員的主觀行為導(dǎo)致的安全事故，從而減少安全隱患被忽視發(fā)生的概率。

4）針對(duì)機(jī)械設(shè)備缺陷，首先保證機(jī)械設(shè)備的采購(gòu)過程具有完善的招標(biāo)體系，對(duì)于供應(yīng)商的銷售資格、生產(chǎn)許可證等進(jìn)行嚴(yán)格的把控，其次施工過程中高頻率的機(jī)械設(shè)備使用必然帶來磨損與老化，因此施工過程中的機(jī)械設(shè)備必須根據(jù)不同的類型建立資料檔案，由專門的人員負(fù)責(zé)日常維護(hù)和保養(yǎng)。

5）針對(duì)認(rèn)知差錯(cuò)，必須提高其安全意識(shí)，除了傳統(tǒng)的線下崗前培訓(xùn)、安全教育培訓(xùn)制度外，企業(yè)還應(yīng)當(dāng)優(yōu)化教育培訓(xùn)內(nèi)容，可通過線上網(wǎng)絡(luò)課程結(jié)合線下課程共同培訓(xùn)與考核，實(shí)現(xiàn)“線上+線下”“理論+實(shí)踐”相結(jié)合的培訓(xùn)形式。對(duì)于考核結(jié)果優(yōu)秀的從業(yè)人員，給予額外的物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)表彰，以調(diào)動(dòng)施工人員提高專業(yè)技能的積極性。

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（責(zé)任編輯：張 江）