基于HFACS的建筑施工起重傷害事故致因分析

許素睿副教授 韓 夢

(1.中國勞動關(guān)系學院 安全工程學院,北京 100048;2.中國礦業(yè)大學(北京) 應急管理與安全工程學院,北京 100083)

0 引言

建筑施工作業(yè)過程涉及許多人力無法完成的重物提升作業(yè),因此起重機械等設(shè)備的使用越來越多。起重機的使用雖然給建筑行業(yè)帶來極大的便利,但由此引發(fā)的起重傷害問題也不容忽視。2020年,起重機械事故27起,死亡31人[1];2021年,起重機械事故29起,死亡30人[2]。由此可見,起重傷害屬于易發(fā)且極易造成人員傷亡的事故,直接影響施工人員的人身安全,也給建筑業(yè)發(fā)展帶來較大影響[3]。

目前,有關(guān)起重傷害的研究大多集中在加強起重機械的安全性能和起重作業(yè)的安全管理。姜勇等[4]分析建筑施工中起重機械安全管理相關(guān)的法規(guī)體系、安拆管理、安全監(jiān)控系統(tǒng)應用等方面存在的問題,并提出相應對策,以加強起重機械安全管理;黃維宇[5]通過研究起重機械設(shè)備的應用情況,對近年來起重傷害事故原因進行分析,并在此基礎(chǔ)上提出優(yōu)化建議;晉良海等[6]采用數(shù)學模型和建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)技術(shù)相結(jié)合的方法優(yōu)化起重作業(yè)照明燈源的光學參數(shù),以此提升夜間起重機工作的可行性和安全性;吳明慶等[7]以中國知網(wǎng)和Web of Science中的核心合集為數(shù)據(jù)來源,運用CiteSpace軟件開展起重機械安全管理計量統(tǒng)計分析,得出起重機械的研究前沿和熱點趨勢。結(jié)合近幾年有關(guān)起重傷害的研究可以得到,有關(guān)起重傷害的研究主要是從技術(shù)的角度對起重機工作過程可能出現(xiàn)的機械故障進行研究[8-10],較少從導致起重傷害的人因角度進行分析[11-12],而人的不安全行為是導致起重傷害事故發(fā)生的主要原因[13]。因此從人因入手開展預防工作是有必要的。

人因分析與分類系統(tǒng)(Human Factor Analysis and Classification System,HFACS)作為人因分析的有效工具,被廣泛應用于煤礦[14]、化工[15]、航海[16]、特種設(shè)備[17]等領(lǐng)域,并取得較好的效果。但其在建筑施工領(lǐng)域的運用較少,因此本文使用HFACS模型來分析建筑施工起重傷害事故,以期從一個新的角度對事故進行原因分析,能夠達到更好的預防效果。

1 人因分析與分類系統(tǒng)

HFACS是Shappell和Wiegmann在“瑞士奶酪”模型的基礎(chǔ)上,綜合對美國航空飛行數(shù)據(jù)分析,總結(jié)得出的模型[18]。HFACS模型將導致事故發(fā)生的因素分為4個層次:不安全行為、不安全行為的前提條件、不安全監(jiān)管和組織影響。HFACS模型,如圖1。

圖1 HFACS模型Fig.1 HFACS model

HFACS不僅可以同時考慮人的不安全行為及其潛在因素,還能系統(tǒng)地分析人為因素,對確定事故人為因素及制定相應的事故預防措施都有重大意義[19]。

2 建筑施工起重傷害事故HFACS模型分析

根據(jù)學者們使用HFACS進行致因分析的結(jié)果對建筑施工過程中的致因因素進行詳細解釋[20-21],我國建筑施工起重傷害事故的致因因素表現(xiàn)形式如下:

(1)組織影響。建筑施工起重傷害事故中,資源管理不當表現(xiàn)為人員配備不足、資金投入不足、起重設(shè)備存在故障、未及時進行維修;不良組織氛圍表現(xiàn)為組織結(jié)構(gòu)復雜,安全文化難以創(chuàng)建;組織過程漏洞主要表現(xiàn)為起重機械安全管理相關(guān)的規(guī)章制度不完善。

(2)不安全監(jiān)管。監(jiān)管不充分主要表現(xiàn)為沒有提供安全教育和培訓;運行計劃不適當表現(xiàn)為未對承包單位安全工作統(tǒng)一協(xié)調(diào)、管理;無效糾正主要表現(xiàn)為有關(guān)監(jiān)督部門下達整改通知后,未及時整改舊作業(yè);監(jiān)管違規(guī)主要表現(xiàn)為作業(yè)人員未持特種作業(yè)操作證上崗、安裝公司無起重機械安裝資質(zhì)。

(3)不安全行為的前提條件。人員因素包括班組溝通不到位和個人準備不足,其中溝通不到位主要表現(xiàn)為工作人員之間對檢查結(jié)果未及時交流,導致檢查不到位;個人準備不足主要表現(xiàn)為操作者不熟悉操作,操作生疏。個體狀態(tài)包括個體的精神和生理狀態(tài)差、能力受限,其中,精神狀態(tài)差表現(xiàn)為操作者精神疲勞,警惕性低;生理狀態(tài)差表現(xiàn)為操作者患病;身體/智力等能力限制表現(xiàn)為視覺局限。環(huán)境因素包括現(xiàn)場的物理環(huán)境和技術(shù)環(huán)境,物理環(huán)境表現(xiàn)為照明不足、亮度不夠和大風等惡劣天氣;不良技術(shù)環(huán)境表現(xiàn)為顯示裝置設(shè)計不合理。

(4)不安全行為。技能差錯主要表現(xiàn)為捆綁方式錯誤;決策差錯主要表現(xiàn)為作業(yè)過程采取錯誤的補救措施;認知差錯表現(xiàn)為操作者對視覺信息理解不當導致的失誤;習慣性違規(guī)表現(xiàn)為吊物超載、作業(yè)人員乘坐吊斗等;偶然性違規(guī)表現(xiàn)為作業(yè)中未仔細觀察外部環(huán)境。

2.1 樣本選擇

高處墜落、物體打擊、起重機械傷害、坍塌是建筑施工過程中常見的事故,其中起重機械傷害事故是除高處墜落外的又一多發(fā)、易發(fā)的事故類型[22]。在建筑施工中,起重機械事故類型通常表現(xiàn)為擠傷事故、機體毀壞事故、墜落事故、重物墜落事故。因此,本文在應急管理部和各省市的應急管理局已公布的建筑施工事故中選取2017-2021年共計50起起重機械傷害事故作為典型案例進行分析,其事故類型和發(fā)生頻次,如圖2。

尼康D500推出時曾讓我們驚嘆，在其APS-C產(chǎn)品線全線換裝2400萬像素傳感器時，D500卻使用了一塊像素更低的“特殊”傳感器。伴隨這款傳感器的還有超越當時所有APS-C機型的處理速度以及4K視頻的能力。此外，D500的ISO范圍在當時也是極大的賣點，原生感光度最高可達ISO 51200，拓展后更是達到驚人的ISO 164000。相比之下，發(fā)布更晚的X-H1在傳感器配置上傳統(tǒng)得多，不僅和更低級的機型共享了傳感器，最高感光度也只能達到ISO 25600。

圖2 不同類型事故發(fā)生頻次占比Fig.2 Proportion of frequency of different types of accidents

從圖2可以看出,50起建筑施工起重傷害事故中,有17起重物墜落事故,占總事故數(shù)的34%;15起墜落事故,占總事故數(shù)的30%;12起機體毀壞事故,占總事故數(shù)的24%;6起擠傷事故,占總事故數(shù)的12%。按照事故等級劃分標準:一般事故41起,較大事故9起。50起事故共導致76人死亡,22人受傷。

50起事故中涉及的起重機械類別,如圖3。

圖3 起重機械類別占比Fig.3 Proportion of lifting machinery categories

由圖3可知,50起建筑施工起重傷害事故中,26起事故為塔式起重機,占總事故數(shù)的52%;16起事故為流動式起重機,占總事故數(shù)的32%;7起事故為升降機,占總事故數(shù)的14%;1起事故為橋式起重機,占事故總數(shù)的2%。

綜上,選取的事故樣本涉及的事故類型涵蓋了典型起重機械事故,且起重機械類別與建筑施工現(xiàn)場常用類別相一致,說明樣本的選取具有科學性和代表性。

2.2 建筑施工起重傷害事故的HFACS分析

基于HFACS模型,對上述選取的50起典型建筑施工起重傷害事故進行致因分析,統(tǒng)計各原因因素出現(xiàn)的頻次和占比,并對分析結(jié)果進行匯總,見表1。

表1 基于HFACS的建筑施工起重傷害事故致因分析結(jié)果Tab.1 Causes analysis results of lifting injuries in building construction based on HFACS

從表1中可以得出,在組織影響中,54%的事故與資源管理不當有關(guān);52%與組織過程漏洞有關(guān)。在不安全監(jiān)管中,94%的事故與監(jiān)管不充分有關(guān);64%與監(jiān)管違規(guī)有關(guān);40%與運行計劃不適當有關(guān);32%與沒有糾正問題有關(guān)。在不安全行為的前提中,36%的事故與個人準備不足有關(guān)。在不安全行為中,86%的事故與習慣性違規(guī)有關(guān);32%與技能差錯有關(guān)。

資源管理不當主要體現(xiàn)在起重設(shè)備管理不當,未定期進行維修、保養(yǎng),安全保護裝置不全或失效。組織過程漏洞主要體現(xiàn)為起重機械安全管理相關(guān)的規(guī)章制度不完善。

監(jiān)管不充分最突出的表現(xiàn)形式為安全生產(chǎn)教育和培訓不到位,其次為隱患排查整治不力。監(jiān)管違規(guī)主要涉及起重機械的使用單位和維修保養(yǎng)單位,其中,使用單位最突出的監(jiān)管違規(guī)表現(xiàn)形式為特種作業(yè)人員無證上崗;安裝單位最突出的監(jiān)管違規(guī)表現(xiàn)形式為無起重機械安裝資質(zhì)。運行計劃不適當主要表現(xiàn)為工人的作息時間安排不當。糾正無效主要表現(xiàn)為管理人員明知特種作業(yè)人員無證上崗,仍未進行制止;相關(guān)部門下達整改通知后未進行整改便開始作業(yè)。

個人準備不足體現(xiàn)在工作人員不具備相關(guān)安全生產(chǎn)知識、不熟悉安全操作規(guī)程。

習慣性違規(guī)在現(xiàn)場施工人員和起重機司機身上均有體現(xiàn),現(xiàn)場施工人員最常犯的違規(guī)行為是吊運時人處于吊運物下;司機最常犯的違規(guī)行為是吊物超載的情況下仍進行作業(yè)。技能差錯體現(xiàn)為司索人員捆綁吊物不牢、捆綁方式不正確,司機起吊時誤動作。

3 建筑施工起重傷害事故卡方檢驗與讓步比分析

將50起建筑施工起重傷害事故案例的卡方檢驗和讓步比(Odds Ratio,OR)的結(jié)果進行統(tǒng)計。首先,利用卡方檢驗分析HFACS模型中相鄰2個層級之間的原因因素是否相關(guān)。假設(shè)一:HFACS基本框架中,相鄰2個層級之間沒有顯著的因果關(guān)系。假設(shè)二:HFACS基本框架中,相鄰2個層級之間有顯著的因果關(guān)系。然后,計算卡方統(tǒng)計量、卡方分布。根據(jù)卡方檢驗結(jié)果,設(shè)假設(shè)一成立的概率為P。當P<0.05時,假設(shè)一不成立,假設(shè)二成立,即HFACS基本框架中,上下2個層級之間有顯著的因果關(guān)系。最后,用OR來反映建筑施工起重傷害事故HFACS模型上層致因因素的變化對下層致因因素概率的增減程度。若OR>1,表示上層致因因素的變化會使下層致因因素發(fā)生的可能性增加;若OR<1,則表示上層因素的變化不會影響到下層因素。利用SPSS 22.0對50起建筑施工起重傷害事故進行分析,將滿足P<0.05,OR>1的結(jié)果進行統(tǒng)計,見表2。其中,水平1-4分別代表的是HFACS中的組織影響、不安全監(jiān)管、不安全行為的前提條件和不安全行為4個層級。

表2 HFACS不同水平層級間卡方檢驗結(jié)果和OR值Tab.2 Chi-square test results and odds ratio of different levels of HFACS

由表2可知,水平1與水平2之間存在的因果關(guān)系有2組:資源管理不當導致監(jiān)管違規(guī)、組織過程漏洞導致運行計劃不適當。水平2與水平3之間存在的因果關(guān)系有2組:運行計劃不適當導致不良的物理環(huán)境、無效糾正導致溝通不足。水平3與水平4之間存在的因果關(guān)系有3組:不良的物理環(huán)境導致習慣性違規(guī)、物理環(huán)境和溝通不足導致決策差錯。

其中,組織影響與不安全監(jiān)管2個相鄰層級中:資源管理不當導致監(jiān)管違規(guī)發(fā)生的可能性增大約3倍(OR=2.659);組織過程漏洞導致運行計劃不適當發(fā)生的可能性增大約8倍(OR=8.167)。運行計劃不適當導致不良物理環(huán)境出現(xiàn)的可能性增大近3倍(OR=2.967);無效糾正使溝通不足發(fā)生的可能性增大約5倍(OR=5.333)。不安全行為的前提和不安全行為的因果關(guān)系中,溝通不足對決策差錯的影響最大,溝通不足會使決策差錯發(fā)生的可能性增大約16倍(OR=15.600);其次為不良的物理環(huán)境對決策差錯的影響,不良的物理環(huán)境使決策差錯發(fā)生的可能性增大5倍(OR=5.000);不良物理環(huán)境導致習慣性違規(guī)發(fā)生的可能性增大約1倍(OR=1.100)。

相鄰層級之間的因果關(guān)系路徑,如圖4。

圖4 建筑施工起重傷害的HFACS各層級因果關(guān)系Fig.4 Causality at all levels of HFACS of construction lifting injury accidents

4 結(jié)論

(1) 基于HFACS模型分析可以發(fā)現(xiàn),資源管理不當、組織過程漏洞、監(jiān)管不充分、運行計劃不適當、無效糾正、監(jiān)管違規(guī)、個人準備不足、技能差錯及習慣性違規(guī)是造成我國建筑施工起重傷害事故的主要致因因素,其中監(jiān)管不充分是最常見的因素。對監(jiān)管不充分進一步分析發(fā)現(xiàn),監(jiān)管不充分最主要的表現(xiàn)形式為安全教育和培訓不足。因此,建議建筑施工單位需重點加強對作業(yè)人員的安全教育和培訓,從而減少事故的發(fā)生。

(2) 通過對50起建筑施工起重傷害事故進行卡方檢驗可得,在顯著性水平為0.05情況下,有顯著關(guān)系的致因因素有7組。起重設(shè)備管理不當與特種作業(yè)人員無證上崗;起重機械安全管理相關(guān)的規(guī)章制度不完善與工人的作息時間安排不當;工人的作息時間安排不當與現(xiàn)場惡劣環(huán)境;未制止人員無證上崗與未對檢查結(jié)果進行及時交流;現(xiàn)場惡劣環(huán)境與作業(yè)過程采取錯誤的補救措施;現(xiàn)場惡劣環(huán)境與吊物超載、作業(yè)人員乘坐吊斗;未對檢查結(jié)果進行及時交流與作業(yè)過程采取錯誤的補救措施。因此,開展建筑施工起重作業(yè)活動時可從上述有顯著關(guān)系的致因因素開展預防工作。

(3) 由起重傷害事故致因因素的讓步比可得,起重機械安全管理相關(guān)的規(guī)章制度不完善導致工人的作息時間安排不當進而導致事故發(fā)生的可能性增大約8倍,工作人員之間對檢查結(jié)果未及時交流進而導致檢查不到位會使作業(yè)過程采取錯誤的補救措施發(fā)生的可能性增大約16倍。因此,建議完善起重機械安全管理相關(guān)的規(guī)章制度,加強作業(yè)人員之間的溝通交流,從而降低事故發(fā)生率。