工作場所正念視角下智慧礦山礦工安全行為演化博弈*

王新平，張子鳴，孫林輝，蘇 暢，王筱揚(yáng)

(1.西安科技大學(xué) 管理學(xué)院，陜西 西安 710054; 2.西安科技大學(xué) 安全科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710054)

0 引言

由于生產(chǎn)條件和工作環(huán)境的特殊性，礦工面臨的危險遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他職業(yè)。隨智慧礦山的提出，大量現(xiàn)代化開采設(shè)備被應(yīng)用到煤礦企業(yè)中，煤礦生產(chǎn)環(huán)境得到極大改善，煤礦事故死亡人數(shù)和煤炭百萬噸死亡率分別由2001年的5 670人、5.28下降至2020年的228人、0.059,分別下降了96.0%和98.9%[1]，但煤礦安全生產(chǎn)形勢依舊不容樂觀?，F(xiàn)有研究表明，礦工不安全行為是導(dǎo)致事故發(fā)生的主要原因[2]，96.5%以上的煤炭事故均與人的不安全行為有關(guān)[3]。因此，對礦工不安全行為進(jìn)行研究意義重大。

針對礦工不安全行為的研究主要在于其產(chǎn)生原因方面，包括安全管理能力、生產(chǎn)環(huán)境及設(shè)備條件、角色壓力[4]、個人控制力[5]、礦工心理及生理因素[6]等。隨智慧礦山的提出和發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能、機(jī)器人化裝備等與現(xiàn)代礦山開發(fā)技術(shù)融合,形成礦山互聯(lián)互通的完整智能系統(tǒng)，極大改善了礦工工作條件，解決傳統(tǒng)礦山企業(yè)在進(jìn)行現(xiàn)代化信息建設(shè)時缺乏標(biāo)準(zhǔn)的問題[7]，因生產(chǎn)環(huán)境及設(shè)備條件引發(fā)的不安全事故大幅減少。作為智慧礦山信息化中重要組成部分的數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)，主要用于監(jiān)控煤礦日常生產(chǎn)中各環(huán)節(jié)運(yùn)行狀態(tài)，為礦山長期安全生產(chǎn)提供重要保障[8]，同時，個體將以越來越薄弱的資源持續(xù)對抗資源損耗和外部監(jiān)控的雙重壓力[9]，注意力下降和心理成本增大又會增添新的不安全因素。由此，角色壓力、控制力、安全心理、注意力[10]、工作厭惡[11]等因素對安全行為的影響同樣不容忽視。

正念在工作場所研究中被定義為“一種對當(dāng)前事件和經(jīng)歷的可接受的注意力和覺知”[12]。工作場所正念涉及4個要素：持續(xù)的注意力、覺知、關(guān)注當(dāng)下和不加評判的接納[13]，大量研究表明，工作場所正念能夠有效提升員工的工作績效[14]。Amy等[15]根據(jù)496份問卷報告研究發(fā)現(xiàn)，工作場所正念可有效提升員工幸福感、促進(jìn)交流溝通和調(diào)節(jié)情緒；Jahanzeb等[16]研究發(fā)現(xiàn)正念能夠克服工作場所排斥對工作績效的影響；Chang等[17]研究發(fā)現(xiàn)正念可以改善工作成果、減少工作壓力、增加注意力、提升工作表現(xiàn)；Wendy等[18]通過實(shí)證發(fā)現(xiàn)感知壓力的降低、幸福感的提高、團(tuán)隊和組織氣氛及個人績效增加與正念有關(guān)；柴帥等[19]通過對343份有效問卷進(jìn)行實(shí)證分析得出，正念對礦工安全行為有顯著正向影響。同時，員工通過練習(xí)和正念干預(yù)可以提升自身正念水平，管理者通過組織情景，例如工作設(shè)計和物理空間的改善孕育更有正念的工作者[20]。綜上，工作場所正念可有效克服工作場所排斥、增加注意力，提升員工工作效率并減少不安全行為的發(fā)生?，F(xiàn)有研究主要基于實(shí)證的方法對工作場所正念進(jìn)行研究，缺乏規(guī)范研究視角下對該問題的研究和拓展。

對比現(xiàn)有研究，本文主要有以下3點(diǎn)創(chuàng)新：1)在智慧礦山背景下，充分考慮角色壓力、控制力、注意力、安全心理、工作厭惡等心理及生理因素，探究礦工不安全行為的發(fā)生和規(guī)范。2)采用博弈論的方法對工作場所正念進(jìn)行規(guī)范研究，探求智慧礦山背景礦工安全行為的演化規(guī)律。3)考慮外部監(jiān)管因素，研究外部監(jiān)管因素對礦工安全行為的影響。

1 博弈模型構(gòu)建

1.1 基本假定

為構(gòu)建礦工安全行為博弈模型以研究礦工安全行為，作以下2個參數(shù)假定：

1)假定1：三方博弈主體參數(shù)假定。3方博弈主體分別為安全管理人員、礦工、政府監(jiān)管部門。根據(jù)對正念的投入程度(例如資金投入，對正念宣傳、訓(xùn)練的重視)和監(jiān)管的投入與力度的不同，安全管理人員的策略選擇可分為完全工作場所正念投入與監(jiān)督、不完全工作場所正念投入與監(jiān)督，以下簡稱完全投入及不完全投入。受角色壓力、自身注意力、控制力、工作厭惡情緒以及外部環(huán)境因素影響，礦工的工作投入程度不同，其策略選擇可分為安全行為、不安全行為。政府監(jiān)管部門的策略選擇可分為弱監(jiān)管、強(qiáng)監(jiān)管。其中，弱監(jiān)管主要表現(xiàn)為監(jiān)管力度較弱，對不安全行為的獎懲機(jī)制較不完善，缺乏創(chuàng)新監(jiān)管策略的動機(jī)，傾向于維持現(xiàn)狀；強(qiáng)監(jiān)管主要表現(xiàn)為監(jiān)管力度較強(qiáng)，獎懲機(jī)制較為完善，以發(fā)展的眼光對待監(jiān)管和煤炭行業(yè)的發(fā)展，傾向于督促煤炭企業(yè)在智慧礦山背景下不斷發(fā)展創(chuàng)新，以更好地減少安全事故的發(fā)生并保障煤礦安全。各主體均為風(fēng)險中性。

2)假定2：工作場所正念參數(shù)假定。工作場所正念按照層次不同可分為組織和個體2個層級。組織正念的存在表示個體層面正念的存在，個人正念是發(fā)展組織正念的必要條件。在組織中訓(xùn)練個人正念可以發(fā)展和形成組織正念[21]。本文假設(shè)礦工可以從正念的訓(xùn)練和培育中提升工作效率、得到自身注意力、控制力等方面的提升，同時組織也會因此受益，安全管理水平和組織正念得到提升?；诖耍O(shè)置正念轉(zhuǎn)移系數(shù)作為參數(shù)，探求博弈過程中個體正念和組織正念之間的關(guān)系。

1.2 模型構(gòu)建

基于上述假定，得到博弈支付矩陣，見表1。博弈支付矩陣具體參數(shù)設(shè)定見表2。

表1 博弈支付矩陣Table 1 Game payment matrix

表2 博弈支付矩陣參數(shù)符號及其含義Table 2 Parameter symbols and meanings of game payment matrix

2 各博弈主體策略穩(wěn)定性分析

2.1 安全管理人員策略穩(wěn)定性分析

安全管理人員選擇完全投入或不完全投入的期望收益，策略選擇的復(fù)刻動態(tài)方程和一階導(dǎo)數(shù)分別如式(1)～(3)所示：

(1)

(2)

(3)

命題1：當(dāng)g>g0時，安全管理人員的穩(wěn)定策略是完全投入；當(dāng)g

命題1表明，若政府監(jiān)管部門能夠以發(fā)展的眼光看待煤炭行業(yè)的監(jiān)管，以相關(guān)政策作為綱領(lǐng)，監(jiān)管不僅聚焦于安全事故的防范，更聚焦于煤炭企業(yè)的智慧發(fā)展和安全管理人員現(xiàn)代化管理技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新，此時，如果安全管理人員的投入仍不充分，會受到政府的處罰、礦工的舉報。因此，隨著政府監(jiān)管部門強(qiáng)監(jiān)管概率的增加，安全管理人員的穩(wěn)定策略為完全投入。

2.2 礦工策略穩(wěn)定性分析

礦工選擇安全行為或不安全行為的期望收益，策略選擇的復(fù)刻動態(tài)方程和一階導(dǎo)數(shù)如式(4)～(6)所示：

(4)

(5)

(6)

命題2：當(dāng)p>p0時，礦工的穩(wěn)定策略是選擇安全行為；當(dāng)p

命題2表明，若安全管理人員重視工作場所正念與監(jiān)管的作用，積極投入資源于工作場所正念培育與訓(xùn)練以提升礦工注意力、控制力和減輕角色壓力、工作厭惡，嚴(yán)格監(jiān)控各生產(chǎn)環(huán)節(jié)運(yùn)行狀態(tài)以杜絕不安全行為的發(fā)生，此時礦工工作效率和安全績效得到提升，并避免因不安全行為所受的懲罰與自身損失。因此，隨安全管理人員完全投入概率的增加，礦工的穩(wěn)定策略為選擇安全行為。

2.3 政府監(jiān)管部門策略穩(wěn)定性分析

政府監(jiān)管部門選擇強(qiáng)監(jiān)管或弱監(jiān)管的期望收益，策略選擇的復(fù)刻動態(tài)方程和一階導(dǎo)數(shù)如式(7)～(9)所示：

(7)

(8)

(9)

命題3：當(dāng)ee0時，其穩(wěn)定策略是選擇弱監(jiān)管；當(dāng)e=e0時，不能確定穩(wěn)定策略；其中閾值e0=-Cg-pRa+(1-p)(1+μ)Fb+(1-p)βFd+θFc/θFc+(1-p)βRb。

命題3表明，若礦工重視安全事故的防范，選擇安全行為，政府監(jiān)管部門的策略選擇更傾向于弱監(jiān)管。這是因?yàn)榈V工安全行為概率增高時，安全事故發(fā)生概率減少，整個煤炭企業(yè)表現(xiàn)出風(fēng)險防范狀況良好、管理體系有效、安全管理人員與礦工關(guān)系和諧，政府監(jiān)管部門選擇強(qiáng)監(jiān)管的期望收益變低，政府監(jiān)管部門的策略選擇會穩(wěn)定于弱監(jiān)管。反之，若礦工輕視安全事故的防范，選擇不安全行為，此時政府監(jiān)管部門選擇強(qiáng)監(jiān)管的期望收益變高，政府監(jiān)管部門的策略選擇會穩(wěn)定于強(qiáng)監(jiān)管。

3 策略組合穩(wěn)定性分析

均衡點(diǎn)的穩(wěn)定可根據(jù)Lyapunov間接法進(jìn)行判斷，復(fù)刻動態(tài)系統(tǒng)的Jacobian矩陣如式(10)所示：

(10)

均衡點(diǎn)穩(wěn)定性分析見表3。

表3 均衡點(diǎn)穩(wěn)定性分析Table 3 Stability analysis of equilibrium points

1)推論1：當(dāng)滿足條件①時，點(diǎn)(0,1,0)為復(fù)刻動態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定點(diǎn)。

推論1表明，當(dāng)政府監(jiān)管部門監(jiān)管成本較高或懲罰力度較小時，政府監(jiān)管部門的策略選擇會穩(wěn)定于弱監(jiān)管，安全管理人員投機(jī)收益則明顯變高，復(fù)刻系統(tǒng)最終將穩(wěn)定于(不完全投入，安全行為，弱監(jiān)管)，此時煤礦安全完全依賴于礦工的自發(fā)行為，安全管理人員內(nèi)部監(jiān)管和政府監(jiān)管部門外部監(jiān)管缺乏效力，為避免穩(wěn)定策略(不完全投入，安全行為，弱監(jiān)管)的出現(xiàn)，政府監(jiān)管部門應(yīng)積極攻克監(jiān)管環(huán)節(jié)中的難點(diǎn)，降低監(jiān)管成本，同時設(shè)立完善且嚴(yán)格的懲罰機(jī)制，提高對違規(guī)行為的懲罰力度。

2)推論2：當(dāng)滿足條件②時，點(diǎn)(1,1,0)為復(fù)刻動態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定點(diǎn)。

推論2表明，當(dāng)組織對礦工的工作場所正念投入與監(jiān)管有效且對組織的反饋支撐作用增大時，安全管理人員對正念和監(jiān)管投入的積極性較高，復(fù)刻系統(tǒng)將穩(wěn)定于(完全投入，安全行為，弱監(jiān)管)，此時煤炭企業(yè)內(nèi)部穩(wěn)定、風(fēng)險管控狀況良好，政府監(jiān)管部門可選擇節(jié)約監(jiān)管成本。礦工工作場所正念的培育能夠提高礦工工作效率、減少情緒、注意力分散等不穩(wěn)定因素對安全行為的影響，有積極的正向調(diào)節(jié)作用。同時，礦工工作場所正念的培育可反饋組織，形成良好工作環(huán)境和組織氛圍，有助于良好管理模式和投入機(jī)制的形成。因此，完善工作場所正念的投入機(jī)制和反饋機(jī)制對形成良好的安全氛圍、杜絕安全事故的發(fā)生有重要作用。

3)推論3：當(dāng)滿足條件③時，點(diǎn)(0,1,1)為復(fù)刻動態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定點(diǎn)。

推論3表明，當(dāng)安全管理人員違規(guī)行為所受懲罰和合規(guī)行為所得獎勵較小時，安全管理人員對正念和監(jiān)管投入的積極性較低，復(fù)刻系統(tǒng)將穩(wěn)定于(不完全投入，安全行為，弱監(jiān)管)，安全管理人員“搭便車”等短視行徑的期望收益明顯增大，不利于煤礦企業(yè)的發(fā)展和風(fēng)險的管控。因此，對安全管理人員違規(guī)行為的嚴(yán)格懲處以及對其合規(guī)行為的及時獎勵，有助于調(diào)動其對正念和監(jiān)管投入的積極性，有助于煤炭企業(yè)的長期發(fā)展和風(fēng)險管控。

4 仿真分析

為更直觀展示復(fù)刻動態(tài)系統(tǒng)中關(guān)鍵要素對博弈演化過程及演化結(jié)果的影響，運(yùn)用MATLAB R2020b對各博弈方的演化軌跡進(jìn)行數(shù)據(jù)仿真。參數(shù)初始設(shè)定見表4。

表4 初始參數(shù)設(shè)定Table 4 Setting of initial parameters

4.1 正念轉(zhuǎn)移系數(shù)的影響

為探求不同正念轉(zhuǎn)移系數(shù)對策略演化的影響，通過定性定量結(jié)合，設(shè)置低、中、高3個參數(shù)值，即α={0.2,0.5,0.8}，3方博弈主體策略演化過程及結(jié)果如圖1所示。

圖1 正念轉(zhuǎn)移系數(shù)對策略演化的影響Fig.1 Impact of mindfulness transfer coefficient on evolution of strategies

由圖1可知，隨正念轉(zhuǎn)移系數(shù)的逐漸增大，安全管理人員完全投入概率將最終穩(wěn)定于1。因此，可通過建立完善的正念投入機(jī)制和反饋機(jī)制促使安全管理人員積極履職。

4.2 反饋概率的影響

為探求礦工反饋概率對策略演化的影響，通過定性定量結(jié)合，設(shè)置低、中、高3個參數(shù)值，即β={0.1,0.5,0.9}，3方博弈主體策略演化過程及結(jié)果如圖2所示。

圖2 反饋概率對策略演化的影響Fig.2 Impact of feedback probability on evolution of strategies

由圖2可知，安全管理人員完全投入的概率隨礦工反饋概率的增大而增大，隨著礦工對安全管理人員監(jiān)督作用的增強(qiáng)，政府監(jiān)管部門強(qiáng)監(jiān)管的概率逐漸降低。因此，可以通過建立完善的礦工反饋機(jī)制以確保煤礦企業(yè)內(nèi)部監(jiān)管效力。

4.3 政府監(jiān)管部門監(jiān)管成本的影響

為探求監(jiān)管成本對政府監(jiān)管部門監(jiān)管策略選擇的影響，通過定性定量結(jié)合，設(shè)置低、高2個參數(shù)值，即Cg={2,100}，3方博弈主體策略演化過程及結(jié)果如圖3所示。

圖3 政府監(jiān)管部門監(jiān)管成本對策略演化的影響Fig.3 Impact of supervision costs of government supervision department on evolution of strategies

由圖3可知，當(dāng)政府監(jiān)管部門監(jiān)管成本較低時，復(fù)刻動態(tài)系統(tǒng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，博弈主體的策略組合均不具有穩(wěn)定性。當(dāng)政府監(jiān)管部門監(jiān)管成本逐漸變高時，復(fù)刻動態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定于(不完全投入，安全行為，弱監(jiān)管)。此時，由于礦工安全意識足夠強(qiáng)，不安全行為發(fā)生的概率較低，安全管理人員可以選擇不完全投入，政府監(jiān)管部門可以選擇弱監(jiān)管。因此，要不斷降低政府監(jiān)管部門的監(jiān)管成本，以防止政府監(jiān)管部門和安全管理人員“搭便車”等短視行徑的發(fā)生。

5 結(jié)論

1)工作場所正念對礦工安全行為存在積極影響，礦工工作場所正念的形成對組織有正向的反饋支持作用。安全管理人員完全投入、礦工正念培育與形成傳遞給組織的轉(zhuǎn)移系數(shù)增大、政府監(jiān)管部門增大對完全投入和不完全投入的獎懲力度能夠切實(shí)有效減少礦工不安全行為發(fā)生，從而降低安全事故的發(fā)生概率。

2)智慧礦山背景下，政府監(jiān)管部門強(qiáng)監(jiān)管能夠有效規(guī)范煤礦企業(yè)的管理行為并引導(dǎo)其現(xiàn)代化、數(shù)字化、智能化發(fā)展。政府監(jiān)管成本的降低、監(jiān)管得當(dāng)?shù)穆曌u(yù)收益以及監(jiān)管不當(dāng)?shù)穆曌u(yù)損失的增加能夠促進(jìn)政府監(jiān)管部門強(qiáng)監(jiān)管；政府監(jiān)管部門對安全管理人員獎懲力度的增大、懲罰折扣系數(shù)的增大均能夠規(guī)范安全管理人員的投機(jī)行為。

3)礦工反饋機(jī)制的設(shè)立和完善能有效保障礦工權(quán)益，提升內(nèi)外部監(jiān)管效力。礦工反饋概率增加、反饋收益成本之差降低、礦工反饋與投訴后政府監(jiān)管部門對安全管理人員失職的懲罰力度增加能夠提升煤礦安全系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提升監(jiān)管的正外部性。