地铁施工中未遂事件的识别与防范研究*

郭庆军 闫竑宇 吴 杰 王 玮 赵 鑫

(西安工业大学建筑工程学院 西安 710021)

0 引 言

据不完全统计数据显示，2017年年底30座城市轨道交通新增63条即将开工线路，合计里程为1 581.35 km，车站826座，总投资额为11 480.21亿元。《住房城乡建设事业“十三五”规划纲要》指出：到2020年，我国至少将有50个城市建有地铁，城市轨道交通线路长度将达到6 000 km以上[1]，这为地铁工程建设带来更大的发展机遇。虽然我国地铁建设取得了巨大的成就，但因地铁施工作业环境复杂、劳动强度大、交叉作业频繁等特点，常发生机械伤害、物体打击、坍塌、爆炸、高处坠落等安全事故，导致经济损失、人员伤亡等重大问题。国内外研究人员和从业人员一直在关注如何降低地铁施工中的风险，减少施工现场安全事故的发生，但安全问题依然频繁显现。

面对严峻的安全形势，为提升安全管理水平，国家多次将安全生产列入规划纲要，制定相关政策，加大对轨道交通工程新开工、风险事故频发，以及发生较大事故城市的监督检查力度。2016年12月，中共中央国务院印发《关于推进安全生产领域改革发展的意见》，构建安全风险分级管控和隐患排查治理双重预防工作机制；2017年2月，国务院办公厅印发《安全生产“十三五”规划》，加强施工现场安全管理、建设安全生产行政审批“一库四平台”和安全生产诚信系统，明确建筑施工事故是防范重点；2018年，住房和城乡建设部发布《住房城乡建设部关于开展建筑施工安全专项治理行动的通知》提出“隐患就是事故”的理念，加强安全事前管控力度。

海因里希法则表明，每起重大事故发生前都会出现大量的未遂事件(near-miss)，又称险兆事件，引入未遂事件管理这一新的管理思维，符合当前安全管理由“问题导向型”向“问题发现性”发展的主流方向[2]。未遂事件具有隐患特质，目前在航空业、石油工业、消防部门、医疗行业、经济行业引起广泛关注，研究基础扎实、方法成熟。将安全管理重心由事故后转移至事故前，树立“隐患即事故”的理念，重点关注未遂事件导致事故的作用路径、如何进行防范，实现安全的全过程动态、即时管理，有助于保障地铁施工现场安全，为提升地铁施工安全管理水平提供借鉴。

1 相关概念辨析

危险源、隐患、未遂事件、事故之间具有关联性。危险源强调区域、设施设备或人的意识上具有的破坏性能量，隐患在本质上是人或物的不安全状态，未遂事件具有发生事故的征兆，与事故有相同的致因，三者在引发条件充分的情况下都可能转化为事故。未遂事件是一种可能导致损失、伤害的事件或现象，由于防御成功或引发事故的条件不足，没有导致损失、伤害或只有轻微损失、伤害，但环境稍有改变，在机会因素的参与下就可能会转变为事故。未遂事件与隐患、事故之间的概念关系见图1。

图1 概念关系图Fig.1 Conceptual diagram

借鉴事故致因理论和事故致因“2-4”模型进行探究，未遂事件和隐患是危险源在能量释放过程中产生的，危险源的存在决定事故发生的类型及严重程度，隐患决定未遂事件及事故发生的可能性，是未遂事件和事故发生的必要条件。例如，1名机上工人在班前对桥式起重机的制动器进行了测试，并完成检验。但工人在作业期间，制动臂突然失灵，高空作业的工人及时躲闪，未造成人员伤亡。在该未遂事件中，“起重机的制动器”即危险源，“测试制动器”即对危险源进行了防御，工人未仔细检查的行为造成一种隐患，“制动失灵”说明隐患在事故链上蔓延，“工人及时躲闪”在未遂事件中即为“引发条件不足”[2]。

2 未遂事件的识别与防范

地铁施工本身的复杂性、广泛性等特征会引发地铁系统的脆弱性。脆弱性是由人、机械、环境、管理之间的耦合作用形成的，可能会导致故障发生、人为失误、协调度降低等未遂事件的频发，对地铁事故的发生、蔓延和最终损失有关键性影响。若未遂事件与机会因素的能量交换低于阈值，就不会发生损失，反之会导致事故。为保证地铁施工高效、安全地运行，需要识别未遂事件、寻找未遂事件的作用机理、利用防范设计减少事故的发生，从根源上提高地铁施工的安全管理能力，见图2。

图2 地铁施工安全管理系统Fig.2 Security management system forsubway construction

2.1 地铁施工系统脆弱性

脆弱性是系统的固有隐藏属性，包括内部存在不稳定性、外界干扰的敏感性，以及损失难恢复性，在地铁施工过程中表现出分布的集中性和影响的扩散性等特点，是事故形成的基本原因之一。在系统的脆弱处，安全影响因素更容易聚集，影响因素间耦合的概率增大，事故率增高。所以，降低脆弱性是提升地铁施工安全管理水平的首要步骤。

脆弱性在生态系统[3]、电力系统[4]、地铁运营[5]，以及交通路网[6]等领域有广泛研究，与鲁棒性呈现对应关系，是系统受到灾害事件时的负面回应程度[7]。基于网络的拓扑特性角度[8]、功能与界面关系[9]对系统脆弱性进行分析，通过测量节点的危险临界值度量脆弱性[10]，构建系统脆弱链模型，借助交叉影响矩阵相乘法构建依赖度象限图，将脆弱因子进行分类[11]，明确脆弱因子间的递阶层次结构，发掘系统的薄弱环节。

地铁施工与相邻建筑、管线、道路错综交叉，是一个开放、动态的复杂系统，系统内外的诸多影响因素会相互作用、叠加反应，增大系统脆弱性，严重阻碍地铁施工的正常运行。来自外界干扰的突发事件的破坏性不仅取决于事故的源发强度，还取决于人员、设备、环境自身应对各类事故表现出的抵抗能力。从韧性或鲁棒性角度，以“抵抗→恢复→适应”为流程，加强地铁安全管理，既要注重系统内部稳定性，又要关注系统对外部环境敏感性。通过收集脆弱因子，按照脆弱性浅层、中层、深层的影响程度，将脆弱因子进行分类，探究脆弱因子间的关系。关注硬件设备设施的状态、人员意识及操作流程、信息管理水平、组织结构构建、安全投入量、应急处置效率等，对系统脆弱性进行评价，增加地铁施工系统的抗扰动能力，为安全管理提供前期基础。有效地降低脆弱性既可以减少员工行为的异化，又可以增进安全影响因素间的相互协调，提高管理效率，降低安全事故发生概率。

2.2 未遂事件识别

基于前馈信号角度研究地铁施工安全管理，将传统的“问题出发型”的安全管理模式，发展为“问题发现型”的安全管理模式，识别广泛存在的未遂事件，有助于及时采取措施纠正潜在问题，进行安全防范。

利用眼动试验[12]、借助穿戴式设备和无人机巡视[13]识别建筑业中具有隐患特质的未遂事件，统计施工中的安全事故数据，通过筛选有用的数据，并对其进行标准化处理，构建未遂事件知识库[14]。采用Apriori算法[15]，对数据记录进行挖掘，探索未遂事件影响因素间的关联规则。

地铁施工中未遂事件的来源广泛，仅通过管理者发起、安全技术检查员的检查来识别未遂事件，存在收集未遂事件不够全面的问题，需要作业人员及普通员工在现场识别并主动报告未遂事件。未遂事件的主动上报水平受到作业人员认知影响，与地铁施工中安全事故的防控水平成正相关，所以提高系统的有效运转，需要管理者对作业人员进行安全培训，鼓励各级员工自愿参与其中。由于事件隐匿性，使其在收集过程中出现认知偏差，影响个体对突发事件风险的决策与处理。所以，在未遂事件的收集过程中，应结合“互联网+监测”、视线追踪等技术，基于逆向思维和双盲试验，采用定性与定量相结合的方法，重视对潜在的隐式证据的收集，从根源上对认知偏差实施干预对策，为后期风险评估提供数据支撑。但是事故数据属于企业的敏感保密数据，不同行业领域的安全管理内容存在不同程度的差异，安全事故繁多，对于地铁未遂事件的识别方法只能借鉴不能照搬，所以未遂事件识别在实际生产操作中存在一定的难度。

2.3 未遂事件作用路径

未遂事件管理是事故防御的最后一道屏障，一旦防御失效，未遂事件在事故链上蔓延，随机地与机会因素相结合，导致事故的发生。探寻复杂环境下安全管理系统中要素的作用机理，有助于认识复杂管理系统的运行规律和特征，是进行有效防范的基础。

收集并分析访谈资料及未遂事件案例，确定未遂事件发生的性质、频率和比率，运用扎根理论质性研究方法[16]，对其影响因素在时空的交互作用进行探究[17]，采用灰色关联分析法得出未遂事件发生原因的平均关联度[18]，建立解释结构模型对影响因素进行分层[19]，明确未遂事件的致因及作用机理。

煤矿、石油、化工、医疗等领域探索未遂事件的致因因素及因素间的相互作用，为地铁施工中的安全管理提供基础数据和研究方法。未遂事件随机地与人的不安全行为、机械设备的不安全状态、环境的潜在危险、管理的缺陷等机会因素相结合。机会因素的参与，使人员受到伤害或工作中断的严重程度具有随机性。当某种形式的能量接触和交换超出一定范围界限致使防御失效，造成的损失扰乱原有的工作秩序，可能导致人员伤亡、财产损失或工作中断。根据能量交换的程度将机会因素分为伤害的严重性、接触的结果和能量是否接触。机会因素作用下未遂事件的多条作用路径见图3。

图3 未遂事件作用路径Fig.3 Near-miss incidents action path

借鉴事故致因理论，从个体行为、设备状态、环境条件、组织失误等4个宏观层面分析地铁施工中的未遂事件，探寻每个宏观层面下的微观致因因素，包括安全氛围、安全意识、激励机制、作业环境、技术水平等。通过建立贝叶斯网络模型换算微观致因因素耦合数值，使用系统动力学模型构建因果关系回路图，确定关键致因因素中的主观可控因素，采用边缘分布计算、眼动实验和风险分解结构方法，形成由“隐患→未遂事件→事故”和“隐患→未遂事件”、“未遂事件→事故”两种事件链，到“隐患→未遂事件→事故”概率事件网的模型。运用风险矩阵法，按照概率等级和损失等级对未遂事件进行分级，有助于未遂事件的有效防范。

2.4 未遂事件防范设计

由于未遂事件与事故有相同的致因，对未遂事件的防范设计可基于事故致因。通过量化复杂多样的事故致灾因素，对地铁施工复杂系统行为进行有效分析，探索员工的制度遵从行为，实现“情境应对”，对未遂事件起到防范作用。

研究表明道德推脱会对员工的职场反生产行为、偏差行为产生显著正向影响[20]，借助事故致因“2-4”模型，分析显性人为差错事件，通过面板模型分析传染程度，构建传染病模型的集群内异质企业间的知识传播模型[21]，验证“叫醒服务”的传染效应[22]。采用CREAM基本法[23]和二元行为管理制度模型[24]，探究实际和设定情景环境下的人因可靠性，以及制度的结构和要素的合理性，明确预防事故的重点和具体措施。

基于未遂事件发生的规律，借鉴行为控制理论，设计未遂事件防范机制，切断产生安全事故的作用路径；利用传染病模型，减少员工对未遂事件相关行为的模仿，消除未遂事件的影响，进而削弱未遂事件与机会因素的耦合作用，从源头制止安全事故的发生。防范机制设计路径见图4。

图4 防范机制设计路径Fig.4 Design path of prevention mechanism

地铁施工项目组织系统庞大、参与者众多且行为复杂，作业人员不能最大化地遵从管理制度，引起防范设计的失效。防范设计应注重行为偏差，确保设计的科学性、适用性和有效性。通过研究员工的制度遵从行为，构建不安全行为间关系网络模型，基于行为科学原理与安全管理学方法，诠释个人、组织、安全与不安全等4种行为间的相互关系，从组织活动、人员行为、效果评估、反馈机制与安全文化等5个方面进行设计，实现防范的基础、调节、宣传功能。未遂事件防范只有在管理者提议、领导和支持的情况下才能成功，需要管理者具有权变管理的思想，营造更积极的管理氛围，及时进行安全沟通和安全激励，赋予员工对安全负责的使命感，使其积极参与防范工作。

2.5 未遂事件防范实施途径

仿真系统的模型开发环境是一个核心环节，人工社会模型是解决复杂系统管理控制的主要方法，将两者结合可增加未遂事件防范实施的适用性和针对性。

基于计算机的模拟测试平台测试一组预定义人工社会的涌现行为实验，找出能够对人群的格局和动态产生影响的内外因素[25]，通过探讨人工社会中事件、信息、心理以及行为之间的关系[26]，使用归纳逻辑编程框架对人工社会的涌现行为进行仿真，构建人工智能驱动系统[27]和安全事件的模型体系结构[28]，搭建面向特定领域人工社会环境[29]。

人工社会渗透到社会学、组织理论、环境科学、语言学、文化学等社会科学领域，是社会科学研究的重要方法，可将其应用到地铁施工未遂事件的防范实施中，采用复杂系统中自下而上的建模方法，结合人工智能、Agent技术、计算机仿真、社会科学等技术，使未遂事件的防范措施更加具体。使用人工社会准确模拟人的集群行为，采用虚实结合的方法，构建人工社会模型，仿真模拟未遂事件的发生情境，形成具体的防范措施，通过泛在技术对施工现场实时监控，验证防范措施的实用性。采用人工社会对设计的防范机制进行仿真，将多主体建模工具Net Logo应用到防范设计中，通过仿真实验模拟Agent在不同机会因素与未遂事件的耦合程度，考查所设计的防范机制对Agent行为选择的影响，可使防范机制设计更具有实用性和可操作性。

未遂事件的防范实施应具备持续改进性，使每一个循环的结束都解决遗留问题，同时挖掘出新存在的问题，并将其带入下一个循环，作为未遂事件识别的开端。实施未遂事件的信息化机制，可以实现每个环节的紧紧相扣，借助信息化平台的便捷性和时效性，构建未遂事件信息系统，将未遂事件的信息和数据上传到地铁施工管理的总数据库中，实现数据共享、资源共享。安全调查员可以根据需要随时调用数据库中的数据，全体员工也可以登录未遂事件信息系统，及时了解各类未遂事件的信息，以及对各种未遂事件的处理措施和预防效果，使信息得到充分利用和共享。

3 结束语

未遂事件作为事故反馈的补充，具有其特殊性和必要性，受到政治环境、经济教育、教育程度、文化素质和科学水平的影响。将未遂事件显性化，发现作用路径，找出致因因素，结合人工社会和仿真模拟实施信息化机制，对未遂事件进行有针对性的防范，对降低地铁安全事故有重要的借鉴意义。应重视安全事故前馈控制，与传统事故致因研究视角互为补充，有助于全面提升安全事故管控水平。