事故致因“軌跡雙耦合”模型構(gòu)建及實證研究

梁 清工程師

(中鐵寶橋集團有限公司，陜西 寶雞 721006)

0 引言

安全科學是通過理論研究進行事故預防的科學[1]，而事故致因理論是研究安全科學的基礎(chǔ)，從理論層面為事故預防提供依據(jù)[2]。研究事故致因理論，首先要明確事故發(fā)生的通用機理，以及機理中各因素的相互作用關(guān)系[3]。只有掌握事故發(fā)生的基本規(guī)律，識別并控制好機理中的各因素，阻斷事故致因鏈，才可預防事故的發(fā)生。

關(guān)于事故致因理論的研究，主要分為3個方面：事故致因鏈、事故歸因論、安全積累原理，其中事故致因鏈研究最為廣泛，也是基礎(chǔ)理論研究的主要方向[4]。關(guān)于事故致因鏈的研究分為傳統(tǒng)類和現(xiàn)代類。傳統(tǒng)類從1919年GREENWOOD和WOODS提出的“事故頻發(fā)傾向理論”開始，到1967年HADDON的能量學說為止，期間，MINTZ、北川徹三、SURRY、JOHNSON等提出很多的事故致因鏈[5-8]，其中，最著名的就是HEINRICH事故因果連鎖論[9]。HEINRICH在傳統(tǒng)的事故致因理論中，進一步完善了事故致因鏈，第一次明確提出事故發(fā)生的直接原因為人的不安全行為與物的不安全狀態(tài)[4]；根據(jù)有關(guān)文獻[4]，現(xiàn)代類事故致因理論起源于1972年WIGGLESWORTH提出的教育模型和1976年BIRD、LOF-TUS提出的事故致因鏈，經(jīng)發(fā)展形成有代表性的事故致因理論，見表1。

表1 有代表性的現(xiàn)代類事故致因理論

與傳統(tǒng)理論相比，現(xiàn)代事故致因理論分別從行為與風險2個方面進行分析、研究，完善了事故致因鏈，豐富了致因內(nèi)容。尤其是將事故致因鏈向原因端延伸到管理體系及組織文化層面，向結(jié)果端延伸到險兆事件層面，從深層次為預防事故提供理論基礎(chǔ)與方法。但是，目前事故致因理論還存在以下不足：一是研究集中在線性模型，未進行多因素系統(tǒng)分析；二是未將行為與風險2條事故致因鏈組合起來分析，未明確兩者相互作用關(guān)系；三是對于險兆事件在事故致因鏈中的關(guān)鍵作用分析不夠深入，使用不夠廣泛。

基于上述分析，本研究將行為與風險2條事故致因鏈結(jié)合起來，突出險兆事件在事故致因鏈中的關(guān)鍵作用，提出軌跡雙耦合事故致因理論，為事故預防提供一種新的思路與方法。

1 軌跡雙耦合理論依據(jù)

在軌跡交叉理論中，許多關(guān)聯(lián)事件順序發(fā)展，最終體現(xiàn)為人的不安全行為與物的不安全狀態(tài)2條線。2條線在各自發(fā)展的過程中，在一定時間、空間發(fā)生交叉，使能量逆流于人體時，傷害事故就會發(fā)生[16]。軌跡交叉理論的一個顯著特征就是將人的不安全行為與物的不安全狀態(tài)有效結(jié)合在一起，明確兩者相互影響、相互作用的關(guān)系。在軌跡交叉理論中，從主觀方面來說，不安全行為向致因鏈原因端延伸可到個體因素。傅貴教授等[17]提出個體因素又受到管理因素的影響，管理因素又受到文化因素的影響。因此，從文化到管理到個體因素再到不安全行為，形成主觀層面的事故致因鏈。主觀層面事故致因鏈相對成熟，已經(jīng)得到業(yè)內(nèi)專家、學者的普遍認可，不需要再做過多的分析與推導。從客觀方面來說，不安全狀態(tài)向致因鏈前端延伸可到危險因素。田水承教授等[18]提出不安全狀態(tài)受到危險源的影響，危險源與不安全狀態(tài)具有直接的因果關(guān)系。根據(jù)構(gòu)建雙重預防機制達成的普遍共識，危險源又涵蓋在風險單元中。黃守坤等[19]將風險單位定義為可能遭受損失的人、場所或事物，是風險研究者進行風險管理、控制、預測和分析的獨立單元。基于此，將風險單元定義為：可能遭受損失的活動、場所或設(shè)備等。而這些設(shè)備、活動、場所又因生產(chǎn)經(jīng)營活動而產(chǎn)生，因此，從生產(chǎn)經(jīng)營活動到風險單元到危險源再到不安全狀態(tài)，形成客觀層面的事故致因鏈。同時軌跡交叉理論還可以向結(jié)果端延伸，梁清[20]將人的不安全行為與物的不安全狀態(tài)延伸到險兆事件，將險兆事件作為事故發(fā)生前的最終端因素。因此，構(gòu)成主、客觀2條事故致因鏈：一條是以主觀的組織和人為致因鏈條，即文化—管理—個體因素—行為—險兆事件，命名為“行為鏈”；另一條是以客觀的活動和風險為致因的鏈條，即活動—風險單元—危險源—不安全狀態(tài)—險兆事件，命名為“風險鏈”。行為鏈與風險鏈是事故的2條主要致因鏈條，其發(fā)展到特定節(jié)點上，條件具備就會進行耦合、交叉。

為考察專業(yè)人員對以上論述的認同度，筆者以2條致因鏈為依據(jù)，設(shè)計調(diào)查問卷進行實證。問卷設(shè)計為：對每個致因因素認同加一分，不認同不加分。調(diào)查采用線上方式進行，選取安全專業(yè)畢業(yè)的人員作為樣本，職業(yè)涵蓋政府與事業(yè)單位管理人員、高校與科研機構(gòu)科研人員、企事業(yè)單位技術(shù)人員等。共計發(fā)放問卷500份，回收有效問卷486份，有效率為97.2%，對回收的問卷進行統(tǒng)計分析，見表2。

表2 事故致因因素統(tǒng)計分析

由表2可以看出，在事故致因鏈中，每個因素的得分百分比都在90%以上，說明2條事故致因鏈得到專業(yè)人士的普遍認可，符合事故致因的客觀規(guī)律。事故致因鏈主要由2條鏈組成，主觀層面為：組織安全文化、安全管理體系、行為安全因素、不安全行為、險兆事件、事故；客體層面為：生產(chǎn)經(jīng)營活動、風險單元、危險源、不安全狀態(tài)、險兆事件、事故。依據(jù)對事故原因的闡述度的不同將2條軌跡的因素設(shè)定不同的名稱：軌跡1中的組織安全文化是大文化的重要組成部分，是安全管理的根本，所以設(shè)定為根本原因；軌跡2中的生產(chǎn)經(jīng)營活動，由于只要單位正常運行，就必定存在生產(chǎn)經(jīng)營活動，因此將其定義為根本原因。軌跡1中的安全管理體系很大程度上受到組織安全文化的影響，同時其又屬管理深層次范疇，影響行為安全因素，因此將其定義為深層原因；軌跡2中的風險單元因生產(chǎn)經(jīng)營活動而產(chǎn)生，其又附著危險源，是事故出現(xiàn)的深層次因素，定義為深層原因。不安全行為與不安全狀態(tài)定義為直接原因，與經(jīng)典事故致因理論保持一致。行為安全因素與危險源分別直接導致不安全行為與不安全狀態(tài)的發(fā)生，又介于深層原因與直接原因之間，定義為中間原因。因為險兆事件與事故后果具有直接的因果關(guān)系，為最終端的因素，因此將其定義為終端原因。

2 軌跡雙耦合模型構(gòu)建

2.1 模型提出

生產(chǎn)經(jīng)營單位是一個動態(tài)不穩(wěn)定系統(tǒng)，含有許多不穩(wěn)定因素。對于主觀(行為鏈)層面，致因鏈上的要素之間都是因果關(guān)系，從組織安全文化到行為安全因素，是不穩(wěn)定因素穿過屏障漏洞的過程[21]。若組織安全文化作為一道屏障，其有漏洞，那么不穩(wěn)定因素就會穿過此屏障，導致管理體系受到影響。如果管理體系有漏洞，不穩(wěn)定因素同樣會穿過這個屏障，進而導致個體行為安全因素受到影響。對于客觀(風險鏈)層面，致因鏈上的因素之間也是因果關(guān)系，是一種客觀存在的致因鏈。只要有生產(chǎn)經(jīng)營活動，不管有沒有漏洞，總會存在風險單元，只要有風險單元，一定會含有危險源，這是一種必然的因果關(guān)系。行為鏈與風險鏈本來是2個平行發(fā)展的致因鏈條，直至發(fā)展到行為安全因素與危險源，兩者發(fā)生第一次耦合，產(chǎn)生直接事故隱患(人的不安全行為和物的不安全狀態(tài))。定位于此是由于不良行為安全因素只有以危險源為載體，才會發(fā)生作用產(chǎn)生事故隱患。行為與狀態(tài)進一步發(fā)展，發(fā)生第二次耦合，產(chǎn)生險兆事件。險兆事件達到接觸臨界能量且符合機會因素就會發(fā)生事故，見表3。

表3 事故致因鏈具體原因?qū)?yīng)關(guān)系

在表3中，根本原因與深層原因?qū)用?，所有的因素都因組織而產(chǎn)生，因此這些因素稱為組織原因，風險鏈在這個過程是客觀的存在，不會與行為鏈進行耦合。中間原因與直接原因?qū)用?，由于事故的發(fā)生往往是大量隱患累積的結(jié)果，這些隱患會出現(xiàn)在群體中不同個體身上，因此這些原因稱為群體原因。行為安全因素與危險源耦合，形成直接事故隱患。在大量的行為與狀態(tài)中，只有個體的行為與狀態(tài)耦合，才會導致事件的發(fā)生，這些事件就是險兆事件。險兆事件是終端原因，與事故后果具有直接因果關(guān)系。接觸能量和機會因素是條件原因，也是觸發(fā)事故的條件因素。能量不夠或沒有機會接觸，只會發(fā)生有事故征兆的險兆事件，不會發(fā)生事故。在這個階段，所有的因素都是個體因素，因此這些原因稱為個體原因。根據(jù)以上分析，構(gòu)建軌跡雙耦合事故致因模型，如圖1。

圖1 軌跡雙耦合事故致因模型

2.2 模型分析

(1)模型整體上是一個不穩(wěn)定系統(tǒng)，其具有動態(tài)性和不穩(wěn)定性。在系統(tǒng)的2條致因鏈中，每個因素發(fā)生變化，都會影響到系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性。從風險鏈來說，生產(chǎn)經(jīng)營活動發(fā)生變化，就會導致風險單元和危險源發(fā)生變化；從行為鏈來說，組織安全文化發(fā)生變化，就會導致安全管理體系與行為安全因素發(fā)生變化，從而導致事故隱患、險兆事件，甚至接觸能量和機會因素發(fā)生變化，影響發(fā)生事故的概率和后果。

(2)與風險鏈相比，行為鏈更復雜，應(yīng)當予以重點關(guān)注。目前對行為安全因素的研究分類非常多[22-23]。筆者綜合歸納專家學者的研究成果，采用結(jié)構(gòu)化思維的二分法[24]將行為安全因素歸納為技術(shù)因素、生理因素、心理因素、意識因素4個方面，如圖2。

圖2 軌跡雙耦合模型解釋圖

(3)險兆事件是事故發(fā)生的終端原因，與事故后果具有直接因果關(guān)系。險兆事件是具備事故征兆的特點，并與事故后果具有直接因果關(guān)系，且未造成或造成輕微損失的事件[25]。由險兆事件轉(zhuǎn)化為事故，應(yīng)當同時具備2個基本條件：接觸的能量達到臨界值；有事故發(fā)生的機會因素存在。因此，本模型將險兆事件定義為：因保險或屏障破壞產(chǎn)生的具有事故征兆特點，并因接觸能量不足或缺少機會因素導致的輕微損失事件。

(4)第一次耦合，產(chǎn)生直接事故隱患，第二次耦合，產(chǎn)生險兆事件。危險源是可能導致人身傷害和(或)健康損害的根源、狀態(tài)或行為，或其組合[26]。模型中的危險源是導致人身傷害的根源，這種根源是固有屬性，它具備能量，且為能量的載體。其與行為安全因素進行耦合產(chǎn)生事故隱患。事故隱患中的行為與狀態(tài)二次耦合產(chǎn)生險兆事件，如圖2。

2.3 模型作用

(1)將風險鏈與行為鏈結(jié)合，實現(xiàn)事故致因精準分析。將行為致因鏈與風險致因鏈作為2條平行鏈進行分析，通過一次耦合形成直接事故隱患?？蓮娜?、物2個層面對事故進行分析，使事故的分析更加系統(tǒng)、全面、科學。

(2)引入險兆事件，延長致因鏈，為事故預防提供新的思路。通過將人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)進行2次耦合形成險兆事件，突出險兆事件在事故致因鏈中的終端作用，可在險兆事件層面(識別、報告、處置)阻斷事故致因鏈，為事故預防提出新的思路和方法。

(3)分別從組織、群體、個體層面確定事故預防的3道防線。通過將事故致因鏈進行分解，明確組織層面的原因、群體層面的原因、個體層面的原因，為阻斷事故致因鏈，制定事故預防措施提供3道有效防線。

3 軌跡雙耦合模型實證

作為事故致因分析的通用模型，軌跡雙耦合理論提供新的分析方法，并且為事故預防提供新的思路。為進一步證實模型的科學性、有效性、適用性，選擇珠海市興業(yè)快線(南段)一標段工程石景山隧道“7.15”重大透水事故進行分析。2021年7月15日3時30分，珠海市興業(yè)快線(南段)一標段工程石景山隧道發(fā)生透水事故，造成14人死亡，直接經(jīng)濟損失3 678.677萬元。根據(jù)事故調(diào)查報告，認定該起事故是一起生產(chǎn)安全責任事故。事故原因為：隧道下穿吉大水庫時遭遇富水花崗巖風化深槽，在未探明事發(fā)區(qū)域地質(zhì)情況、未超前地質(zhì)鉆探、未超前注漿加固的情況下，不當采用礦山法臺階方式掘進開挖(包括爆破、出渣、支護等)、小導管超前支護措施加固和過大的開挖進尺，導致右線隧道掌子面拱項坍塌透水[27]。運用軌跡雙耦合模型進行事故原因分析，并制定組合干預策略，見表4。

表4 石景山隧道事故致因鏈

(1)個體原因中，直接原因有不當采用礦山法臺階方式掘進開挖、小導管超前支護加固和過大的開挖尺寸。開挖失誤與未錨噴支護發(fā)生耦合，導致險兆事件(掉渣滴水)出現(xiàn)，由于接觸能量不足，距事故發(fā)生有近1h時間，人員有充足的時間逃離現(xiàn)場。另6月19-23日也發(fā)生過拱頂坍塌險兆事件。

(2)群體原因中，風險因素為隧道地處水庫下方，易誘發(fā)松軟土體坍塌透水。行為安全因素主要有直接原因反映出的技術(shù)、生理、心理、意識等問題。大量的不安全行為與不安全狀態(tài)由于事故報告中未明確，故不做詳述。

(3)組織原因，組織層面有2個方面的問題，安全管理體系不健全、存在風險單元。管理方面的問題暴露出施工單位安全管理體系有缺失、不健全。風險單元施工客觀存在，但應(yīng)當合理劃分，避免誘發(fā)事故。以上安全管理體系的問題，體現(xiàn)出施工單位對安全工作不重視，工作停留在紙面，單位整體安全氛圍不濃厚，安全文化建設(shè)薄弱。

針對以上原因，施工單位層面應(yīng)當加強組織安全文化建設(shè)、完善管理體系。根據(jù)有關(guān)要求，開展安全標準化體系建設(shè)，嚴格落實安全標準化要求[28]。施工單位應(yīng)當從組織架構(gòu)上認真分析原因，根據(jù)有關(guān)研究成果，提出對應(yīng)的組合干預策略[29]。

4 結(jié)論

(1)通過文獻分析與問卷調(diào)查，明確事故通過風險與行為2條致因鏈形成。行為鏈主要為：組織安全文化、安全管理體系、行為安全因素、不安全行為、險兆事件、事故。風險鏈主要為：生產(chǎn)經(jīng)營活動、風險單元、危險源、不安全狀態(tài)、險兆事件、事故。

(2)構(gòu)建軌跡雙耦合事故致因模型。在模型中，明確組織安全文化、安全管理體系、生產(chǎn)經(jīng)營活動、風險單元為組織原因；行為安全因素、危險源、群體的不安全行為、不安全狀態(tài)為群體原因；具體不安全行為、不安全狀態(tài)與險兆事件為個體原因，并通過案例實證分析，驗證軌跡雙耦合模型的合理性和有效性。

(3)軌跡雙耦合事故致因模型中行為安全因素與危險源發(fā)生第一次耦合，產(chǎn)生直接事故隱患，行為與狀態(tài)二次耦合，產(chǎn)生險兆事件，預防事故發(fā)生的核心就是防止致因鏈2次耦合，實踐中在發(fā)生險兆事件后，可通過減少接觸能量或接觸機會，阻斷事故發(fā)生。