基于可拓优度的电力建设工人安全心理过程风险评价

高崇阳，邵 辉，张志鹏

(1.常州大学环境与安全工程学院，江苏 常州 213164;2.中国石油化工集团南京工程公司， 江苏 南京 211100)

电力建设是基础设施建设的重要组成部分，主要包括电源建设、电网建设。电力建设施工环境的特殊性，决定了施工现场作业环境恶劣、突发事件多，对工人的心理素质要求非常高。心理过程安全被认为是高效率班组的主要特征之一，心理安全研究是安全人因研究的一个方面，但长期以来国内电力建设企业对安全人因方面重视不够，从近期国内电力建设行业的人因事故统计结果来看[1-2]，人因事故的比例已超过了物因和意外事故的总和，因此对传统的从事建设活动行为人的安全心理三个维度[3](动机安全、安全心理过程、安全心理特性)之一的安全心理过程进行风险评价研究，对减少和预防人因事故的发生具有重要的意义[4]。

目前国内外学者对于人的安全心理过程风险评价方法进行了大量研究。如Mohd等[5]利用TOPSIS模型对海上人员分散注意力的根源进行排序；刘浩燃等[6]利用基于18种心理指标的模糊综合评价模型对建筑工人心理安全进行了评估；Arlene[7]运用心理契约模型对员工安全心理过程进行了评估。但这些研究主要是对安全心理过程的定性研究，尚缺乏对安全心理过程的定量风险评价研究。为此，本文运用可拓优度评价法对电力建设工人安全心理过程进行了研究，主要通过建立物元模型形式化、定量化地处理安全心理过程这一矛盾问题，并综合改进的层次分析法和熵权法确定指标权重，利用关联函数确定最终的风险等级。该研究可为安全心理过程风险评价提供一种新的思路。

1 构建电力建设工人安全心理过程可拓优度风险评价模型

1. 1 可拓优度评价法的基本原理

可拓优度评价法是可拓学中研究对象、策略、方法等优劣的基本方法[8-9]，可拓学的物元概念可以确切地反映事物与数量之间的关系，明确地表示出客观事物的变化过程。该评价方法首先根据安全心理过程的危险等级及评价指标，建立相应的经典域和节域来描述各危险等级与评价指标的模型；然后确定待评价指标与各危险等级之间的关联函数以及各评价指标的权重系数，进而得出待评价指标与各危险等级的优化关联系数；最后通过计算综合加权关联度来判断出安全心理过程的危险等级。

1. 2 电力建设工人安全心理过程分析

电力建设工人的安全心理过程，是工人能动地反映生产实践和客观事物的心理过程，主要包括工人在电力建设中对安全的认知能力、安全情感的表达和意志、安全注意力的分配三种形式[10]。安全认知心理过程是以工人为主体的一项复杂的认知信息处理过程，工人通过眼、耳、鼻、手、脚等生理器官，接受来自客体的信息并进行有效的信息加工处理，从而做出正确的判断，保证实施安全行为。安全情感和意志是一种基本心理过程，情感是对客观事物的态度体验和行为反应，意志是情感表达的高级表现形式，是对态度体验和行为反应进行的自我约束、自我调节和控制。安全注意力是指人心理活动对与安全相关对象的指向和集中，是个体进行信息加工后完成各种行为的重要条件。

1.3 电力建设工人安全心理过程影响因素指标体系的建立

对安全心理过程影响因素的研究方法有观察法、访谈法、问卷法、实验法[11]。本文首先通过分析国家能源局安全司2010—2016年的电力监管报告[2]，综合了其中由于人因导致的事故，然后再逐一通过互联网和电话咨询尽可能地寻找人因事故的具体情况，最后利用Bow-tie模型[12]对其中深层次的心理原因进行探究，总结出其中影响人的安全心理过程的因素，并结合相关文献[1,10]最终确定了13个影响电力建设工人安全心理过程的因素，用鱼刺图来表示，如图1所示。

图1 电力建设工人安全心理过程影响因素的鱼刺图Table 1 Fishbone chart of the affecting factors of the safe psychological process of electric power construction workers

1. 4 确定经典域和节域

根据设定的风险等级标准，将安全风险过程划分为y个等级，则经典域可表示为

R0j=(N0j,ck,V0j)=N0jc1V0j1

c2V0j2

⋮⋮

cnV0jn〗

=N0jc1(a0j1,b0j1)

c2(a0j2,b0j2)

⋮⋮

cn(a0jn,b0jn)〗

(1)

式中:N0j为安全心理过程的风险等级；V0jk为等级j在第k个指标上的值域；(a0jk，b0jk)为指标ck取值范围的上限和下限，j=1,2,…,m,k=1,2,…,n。

建立节域模型为

Rp=(Np,ck,Vp)=Npc1Vp1

c2Vp2

⋮⋮

cnVpn〗

=Npc1(ap1,bp1)

c2(ap2,bp2)

⋮⋮

cn(apn,bpn)〗

(2)

式中：Np为物元系统中安全心理过程风险等级的全体；vpk为指标ck的值域;(apk，bpk)为指标ck取值范围的上限和下限，其中p=1,2,…,m,k=1,2,…,n。

1. 5 确定待评价物元

待评物元可表示为

R=(N，c,V)=Nc1V1

c2V2

⋮⋮

cnVn〗

(3)

式中:N为安全心理过程的风险等级；Vk为风险等级N所能得到的评价指标ck的量值，其中k=1,2,…,n。

1. 6 计算安全心理过程风险评价指标的关联度

评价指标的关联度计算公式为

Djk=δ(Vk,V0jk)δ(Vk,Vpk)-δ(Vk,V0jk) (Vk∈V0jk)

-δ(Vk,V0jk)|V0jk| (Vk∉V0jk)

(4)

其中:

δ(Vk,V0jk)=|Vk-12(a0jk+b0jk)|-12(b0jk-a0jk);

δ(Vk,Vpk)=|Vk-12(apk+bpk)|-12(bpk-apk);

|V0jk|=|b0jk-a0jk|(j=1,2,…,m;k=1,2,…,n).

式中：δ(Vk,V0jk)为量值Vk与V0jk区间的距；δ(Vk,Vpk)为量值Vk与Vpk区间的距(距是用来刻画点与区间的位置关系)。

1. 7 指标综合权重的确定

1.7.1 改进的三标度(0,1,2)层次分析法确定指标权重

层次分析法(AHP)是萨蒂等于20世纪70年代提出的一种新型决策方法，该方法利用逐层比较其关联因素来分析和预测事故的发展。传统的层次分析法主要采用九标度并基于专家的主观打分来对指标的重要性进行判断，容易造成评判结果的错误，而且需要对生成的判断矩阵进行一致性检验，如果没有通过一致性检验则需要重新建立判断矩阵。本文主要采用改进的三标度(0，1，2)层次分析法[13]来确定指标的权重，通过构造最优传递矩阵，省略了一致性检验的步骤，简化了计算过程，同时利用三标度降低了矩阵元素间比较时容易出现错误的概率。其具体步骤如下：

(1) 构造判断矩阵R:

R=(rxy)n×n

(5)

(x=1,2,…,n;y=1,2,…,n)

若rxy=1，则表示指标x和y同等重要;若rxy=0，则表示x比y重要;若rxy=2，则表示y比x重要。

(2) 构造最优传递矩阵S及一致性矩阵G:最优传递矩阵S中的元素sxy=1n∑nk=1(rxk+ryk)，一致性矩阵G中的元素gxy=expsxy。

(3) 计算一致性矩阵G的特征向量ω:先计算一致性矩阵G中每一行元素的乘积，有Px=∏ny=1gxy，然后计算x=nPx，并对向量=[1,2,…,n]T进行归一化处理，进而得到一致性矩阵G的特征向量ω=[ω1,ω2，…,ωn]T，即为各指标的权重系数。

1.7.2 熵权法确定指标权重

熵权法是一种客观赋权法，该方法先根据各指标的变异程度，利用信息熵计算出各指标的熵权，再通过熵权对各指标进行修正，从而得出指标权重。指标的信息熵越大，指标的变异程度越小，所能提供的信息量就越小，指标权重就越小；相反，指标的信息熵越小，则指标的变异程度越大，所能提供的信息量就越大，指标权重也越大。假设有m个工人，n个评价指标，构造原始数据矩阵R=(ruv)m×n(u=1,2,…,m;v=1,2,…,n)，采用熵权法确定指标权重的具体步骤如下：

(1) 对指标进行标准化后，得到第v个评价指标下的第u个工人的比重为

Puv=ruv∑mi=1ruv

(6)

(2) 计算各指标的信息熵Ev：

Ev=∑mv=1PuvlnPuvlnm

(7)

式中:当Puv=0时，令PuvlnPuv=0。

(3) 计算各指标的权重wv:

wv=1-Ev∑nv=1(1-Ev)

(8)

1.7.3 指标综合权重的确定

三标度层次分析法主要考虑了专家的知识和经验以及决策者的意向和偏好，却无法克服主观随意性较大的缺陷，熵权法挖掘了原始数据本身蕴含的信息，其结果比较客观，却不能反映专家和决策者的意见。本文将改进的三标度层次分析法和熵权法相结合，从而得到综合考虑主客观因素的各评价指标的综合权重向量λ：

λ=αωx+(1-α)wv(0≤α≤1)

(9)

式中：α为偏重系数，综合权重λ随α的改变而改变，由于此次研究需要侧重于工人本身的情况，因此经过专家确定α取0.4。

1. 8 计算指标的优化关联度

为了获得最合适的优度，需要将各评价指标的关联度进行规范化，从而得到各评价指标的优化关联度djk，其计算公式为

djk=Djkmax|Djk|

(10)

1. 9 确定安全心理过程的风险等级

计算安全心理过程风险物元N关于等级j的综合加权关联度Kj(N)的公式为

Kj(N)=∑nk=1(λ×djk)

(11)

(k=1,2,…,n;j=1,2,…,m)

取Kj为关联度Kj(N)中的最大值，即

Kj=max{Kj(N),j=1,2,…,m}

(12)

利用公式(12)，即可判定安全心理过程物元N所属的风险等级。

2 实例应用与分析

本文以中石化某电力建设项目部为研究对象，通过问卷调查的方式基于可拓优度评价方法对该电力建设项目部一线工人安全心理过程进行了风险评价。问卷调查的过程大致分为探索性工作、提出课题、研究假设、概念界定、变项设计、指标设计、提出具体问题。首先采用改进的三标度(0，1，2)层次分析法设计专家问卷调查表(I)，选择15名有5年以上安全教学与管理经验的专家，发放15份问卷，回收问卷12份，有效问卷回收率为80%，其中各项目安全总监7人、安全教授2人、项目主任2人、项目经理1人，通过对问卷各个指标建立判断矩阵并通过一致性检验后，得到指标c1～c13的权重排序为：c10>c3>c9>c7>c13>c4>c5>c1>c2>c6>c12>c8>c11；然后征求心理学专家意见并结合工人实际工作情况和受教育水平[14]，选择前6个关键因素，设计15道问题(包括3道测谎题制作调查问卷(II)),对该电力建设项目部一线工人安全心理过程进行调查。

2. 1 电力建设工人安全心理过程风险等级的划分

本文参考了建筑工人的安全心理过程综合评价模型[6]和该项目问卷调查表的打分情况,邀请3名安全专家进行讨论，通过比较普通建筑工人和电力建设工人的事故率，拟采取如表1所示的安全心理过程风险等级评分标准作为此次研究的风险等级划分依据，并对原分级点进行标准化，分为4个等级：I级(差)表示安全心理过程风险高，不适合进行工作；II级(中)表示安全心理过程风险较高，需要在监督下工作；III级(良)表示安全心理过程风险一般，基本可以进行工作；IV级(优)表示安全心理过程风险低，完全具备工作的条件。

表1 安全心理过程风险等级评分标准

2. 2 问卷调查与分析

本次对该电力建设项目部一线工人进行的问卷调查，主要是针对安全心理过程主观性因素的调查。从注意力、意志力、知觉力、学习能力4个方面出题，具体调查内容详见表2。问卷回答选项设置采用李克特五点测量法，每道题包含5个选项，分别赋予1～5的分值，共发放150份问卷，回收问卷145份，有效问卷回收率96.6%，有5份问卷因为测谎题不过关被弃。

本文利用SPSS 22.0软件对工人每道题的得分情况进行了统计分析，并对问卷的信度和效度进行了检验，结果显示：问卷的Cronbach’sα系数为0.834，在0.8以上，表明问卷的信度较高;对问卷的内容效度进行检验，根据KMO检验结果，KMO值为0.876，大于0.5，Bartlett球形检验显著性水平为0.000，表明问卷的效度较好，可不删除题目。综上所述，问卷适合进行因子分析。

表2 安全心理过程问卷调查表的主要内容

c9(操作熟练程度)和c13(操作的规范性)属于表现安全心理过程的客观性评价因素，从工人在项目上的平时操作表现、奖励情况,尤其是参加职工技能比武大赛的表现情况，邀请5名此项目高级管理人员进行模糊综合打分，取5人打分的平均值作为每个工人此项指标的最终得分，表3为模糊评价指标的量化表。

表3 专家模糊评价指标的量化表

对调查问卷得分与模糊综合打分的最终结果进行标准化[15]处理，取各个指标的平均值作为此次被调查工人安全心理过程风险的评价值，详见表4。

表4 工人安全心理过程风险的评价值

但此次调查需要说明的是：①问题是在结合行为心理学的基础上制定的，每个问题只表示一种因子的影响程度；②逆向题型的回答选项都设置成逆向回答，以保证所有回答选项汇总分数的方向一致；③此电力建设项目是长期的项目，人员不会轻易变动，高级项目管理人员对150名工人进行打分有效；④安全心理过程风险程度评价涉及人复杂的心理过程，不同于常规的系统风险评价，评价采用了主观因素指标(注意力、意志力、知觉力、学习能力)和客观因素指标(操作熟练程度、操作的规范性)，且在具体评价过程中，根据这两类指标的相对数值来综合评判心理过程的安全程度。

2. 3 电力建设工人安全心理过程的可拓风险评价

(1) 根据公式(1)、(2)、(3)，分别确定经典域Rj、Rp和待测评物元R：

(2) 根据公式(4)和(10)，分别计算c10、c3、c7、c4、c13、c9评价指标的关联度和优化关联度，详见表5和表6。

表5 各评价指标的关联度(Djk)

(3) 根据三标度层次分析法、熵权法和公式(9)，确定各评价指标的AHP权重、熵权重和综合权重，详见表7。

表6 各评价指标的优化关联度(djk)

表7 各评价指标的权重

(4) 根据公式(11)，计算综合加权关联度，并确定风险等级，见表8。

表8 综合加权关联度(Kj(N))及风险等级

由表8可见，综合加权关联度Kj(N)最大值为0.060，说明该项目部一线工人安全心理过程风险评价对应的等级为III级，处于一般风险程度。

2. 4 评价结果分析与建议

从该项目部一线工人安全心理过程风险评价的结果来看，工人的意志力和学习能力的风险等级处于II级，因此建议由安全部门和政工部门等相关部门帮助员工们制定学习计划，并对工人们进行定期培训与考察；同时，项目部可以设置专门的或者兼职的心理咨询师，帮助员工解决工作中的安全心理问题，并积极引入国外流行的员工援助计划。

3 结 语

本文在对电力建设工人安全心理过程风险评估的过程中，坚持了安全防护中“以人为本”的理念，采用问卷调查的方法，并结合心理学，综合考虑到电力建设工人心理因素和实际工作情况，选取6个关键因素设计了相对准确的问题对电力建设工人安全心理过程进行了调查，改变了过去僵硬的多层递阶评估，满足了对小样本的调查需求，也保证了结果的相对准确性，为企业预防和减少事故的发生提供了一种新的思路。

本文率先将可拓优度评价方法用于电力建设工人安全心理过程的风险评价，创新性地研究了人的心理安全矛盾问题，并结合综合权重的确定方法，提高了指标权重系数的准确性。该方法不仅可以应用于电力建设工人，经过部分修改后，也可用于矿工、高压电工等高危作业人员的安全心理过程风险评价。

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