安全风险决策阶段性模型构建：神经科学探索＊

■ 张舒 余亚琦 史秀志

中南大学资源与安全工程学院 长沙 410083

0 引言

据相关统计数据表明[1]，我国安全形势严峻，安全事故层出不穷，我国安全管理重心大部分放在事故预防和事故处理。

相关研究表明[2]，人的不安全行为才是事故频发的根源，风险决策失误是导致人的不安全行为的直接原因。因此，个体风险认知、决策的相关研究是个体风险行为管理的基础性研究。

安全风险认知和风险决策是风险领域研究热点和安全科学领域研究的重要方向，相关研究成果为后续研究提供了理论基础。1978年Fischhoff 和Slovic 在风险认知研究中首次提出了心理测量范式[3]，此后经历了3个发展阶段，形成了较为成熟的风险认知研究框架，一直延用至今。随后相继出现了社会放大理论[4]和风险认知文化理论[5]，在心理测量范式基础上对风险影响和风险认知差异等进行了解释。风险决策研究多集中于经济学领域，聚焦于决策人的理性程度及成本与收益之间的辩证关系，主要经历了绝对理性、有限理性和生态理性3 个发展阶段，形成了传统决策理论和现代认知决策理论两大流派[6]。在前人的研究中，关于风险认知和风险决策的风险思维阶段研究是独立进行的，风险认知更多的被认为是风险决策的静态影响因素，未考虑对风险认识、思维过程的动态性。因此，考虑到风险思维过程本质上是包含感受、分析、综合、比较的多环节复杂过程，安全风险研究需要深入探索风险思维过程机制及其内在规律。通过模型构建来解释安全风险问题是常用的科学研究方法，从事故致因分析出发的安全/风险模型构建是安全风险领域研究的代表性研究途径，并在事故处理、风险管控等方面取得了丰硕的成果[7-9]。但此类模型构建多是为致因分析提供可遵循的模式，可重复性不高[10]。

鉴于此，笔者将采用全新的模型构建方式，探索行为人对风险信息流的内化处理过程，找寻内在风险思维过程与终态行为之间的联系，提出风险认知、决策思维过程的探索性研究框架，构建包含研究内容及研究技术的融合性安全风险模型，以期为未来安全风险研究提供有效参考。

1 安全风险决策过程研究现状

基于图书馆的数据库资源，以“风险感知（risk perception）”、“风险认知（risk cognition）”和“风险决策（risk decision）”为主题，以“安全（safety）”精炼搜索结果，进行论文筛选和阅读，对现有相关研究内容、方法、理论等内容进行整理和归纳，为安全风险决策阶段性模型的提出奠定基础。

1.1 风险感知与认知研究现状

感知通常指的是个体通过感觉器官对客观事物的直接反应，具有强烈的直观性和主动性。由于风险感知过程发展迅速并与风险认知过程联系紧密，因此目前国内外研究中尚未对两过程进行明确区分。根据“情绪启发式”学说，情绪是风险认知过程的重要影响因素。从时间程上看，情绪波动出现在认知过程开始之前，且具有主动性等特点，因此可以考虑用情绪变化来表征风险感知能力，但目前风险领域中关于情绪问题的研究尚未形成较为完整的体系。

风险认知研究涉及领域广泛，不仅涉及建筑业、石油化工、材料科技等行业[11-13]，还涉及印刷、服装制造轻工业，近些年更是在消防急救、体育运动、通讯等领域有所成果[14-16]，表明越来越多的行业开始重视风险认知研究。

风险认知水平的评估和测量是现阶段风险认知研究最主要的内容[17]，大量研究者试图通过测量方法的改进更准确地测量出风险认知水平。其次，风险认知的影响因素也是研究热点，研究发现风险认知受到个体内外部多种因素的综合影响，主要分为个体特征因素、外部组织和社会文化因素[18-20]。此外，考虑到风险认知的变化会引起风险行为的变化，风险认知与安全/不安全行为、冒险行为和其他风险行为之间的关系及影响作用[21-22]也成为了重要研究内容。

调查问卷和访谈是现阶段风险认知研究应用最为广泛的方法，设计信度、效度较好的量表对个体的风险认知水平进行测量，但此类方法主观局限性明显。针对研究中的主观性缺陷，部分学者设计文字、图片等风险场景行为实验对安全风险认知进行探索[23]。极少数学者选择风险的物理性出发，采用多学科技术实测风险认知过程数据，对风险认知过程机制进行了初步探索[24]。

1.2 风险决策研究现状

从研究领域上看，风险决策研究多以经济领域为背景，研究影响因素、框架效应等突出问题。其次，社会决策中的风险问题也受到一定程度的关注，如道德决策的认知过程及对行为的影响。

风险决策的影响因素是风险决策研究现阶段主要研究内容，影响因素分为两大类，一类是与决策个人特质高度相关的个人主观因素，另一类是与决策问题所在环境有关的客观因素。其次，决策差异也是常见的研究内容，主要包含两大类，一类是决策人群不同所引起的决策结果差异，如青少年与成年人的决策差异、老年人决策的特殊效应等；另一类是决策形式不同所引起的决策结果差异，如个人决策、群体决策及共同决策形式下被试的认同感及决策效果。除此之外，相关学者关注风险决策的系统化过程，考察该过程的多系统共同运作，如认知系统和控制系统共同作用等。

早期的风险决策研究多采用自陈量表（如感觉寻求量表）的方式[25]，样本量大、成本高，并且量表的主观局限性、可重复性低等问题明显。随后，相关学者开发了一系列实验室范式来开展研究[26-28]，如剑桥风险任务、仿真气球冒险任务（BART）、骰子博弈任务等。现阶段，采用经典实验室范式的变式，结合脑电、核磁共振等技术是风险决策研究的有效方式。

1.3 安全风险模型构建现状

通过模型构建来阐述事故成因、风险管控、不安全行为规律等显著问题，是安全科学领域常用的研究模式。安全领域模型的构建主要有两种路径，一种是以事故预防为切入点，如J.M.Stewart[29]提出的新型链式事故致因模型、何学秋等[30]提出的“R-M”（流变-突变）模型，傅贵的2-4 模型[31]；另一种是从未形成事故的隐患出发，以风险管控为主线，如陈宝智等[32]提出的两类危险源理论。部分学者试图从信息处理的视角对事故成因进行阐述，针对不同情境下的风险信息处理过程展开研究，构建出多种风险信息模型。Wickens[33]的信息处理模型描述了人类将外界刺激加工成操作响应的过程以及各项心理功能的相关关系；Surry[34]于1969年首次提出了采用人的信息处理过程来解释事故发生的因果关系，在危险出现和危险释放两个阶段包含一组相似的感觉、认识和行为响应的信息处理过程。Laughery 等[35]提出沟通-人的信息处理模型，将信息处理分为信息来源、信息渠道、接受者信息处理和行动四个大的阶段。Rogers等[36]将风险信息的流动过程融入到安全标志研究中，划分了安全标志风险信息的加工4阶段。马庆国团队[37]从信息处理角度研究了安全标志词的风险认知加工过程，将其分为早期感知与侦测和评价过程两个阶段。

以“事故”、“风险”为着眼点构建的安全风险模型，可以一定程度反映某类风险与事故的转化规律，而从“信息处理”视角，以“信息”、“行为”为着眼点构建的安全风险模型主要集中在反映某类事故发生的认知规律层面。这两类安全风险模型在事故预防、风险管控和安全管理实践中得到验证，可为事故预测预防、优化安全管理提供理论指导[38]。尽管这些模型逐步拓宽了安全风险研究视角，但是仍无法从个体角度出发完整阐述内部规律[39]，其主要存在3点缺陷：①现阶段的事故致因模型多是从系统的、宏观的角度考虑影响个体行为的内外部因素，但每一类因素对个体的具体影响机制不清晰；②对于安全风险决策行为研究多集中于风险决策行为的影响因素探索，但行为结果只能反映个体风险处理的末端状态，未能反映过程处理环节，因此风险与事故、安全与危险状态转化规律无法明了。已发生的事故致因是比较容易分析的，但对未发生、未知事故的原因、风险状态下人因事故内部规律仍然未知，这导致安全研究受到限制。③基于风险信息处理的过程模型，虽然关注了信息的传递加工过程，但仍未研究个体大脑对信息的反应机制、行为对决策过程的反馈机制等微观问题。人为因素一直都是事故发生的重要原因，但对个体的风险处理规律探索一直都存在大量空白，这使得当今诸多安全问题无法得到全面的解释。

综上，本文将沿着风险信息处理路径，探索个体对风险信息的感知觉和决策加工过程。将个体风险信息处理细化为多个阶段，其中任何一个阶段的失误都可能影响风险思维路径及最终风险行为结果，导致信息处理失效。关注风险信息处理过程的动态性，并为此提出可行的神经科学技术手段以供模型探索和验证。

2 安全风险决策过程模型

2.1 过程模型的提出

针对现阶段个体决策行为形成机制的研究空白，结合可行的神经科学技术手段，提出以个体对风险信息流的思维路径为主线的风险决策过程阶段性模型构建范式。区分风险决策过程的阶段，明确各阶段的风险信息流处理内容及流动路径，将包含各阶段风险信息处理内容及研究手段的整个系统称之为安全风险决策阶段性模型。与传统的安全风险模型不同，该模型聚焦于决策主体，不仅从理论层面刻画整个风险决策过程，更是从研究手段层面提出了个体行为观察、个体生理数据实测的实际方法。根据人的思维过程特性，将风险决策过程分为风险感知、风险认知及风险决策三阶段（如图1所示），各阶段通过内在匹配机制的协同作用，协调各自的独特内容，共同构成安全风险决策过程模型。

图1 风险决策过程三阶段

2.2 风险感知阶段内涵解析

风险感知，即对风险信息的自动捕获感受过程。特定风险情境可包含一种或多种风险信息，并以声音、画面等不同形式展现在人们面前。人通过眼睛、耳朵等感觉器官接收多种形式的风险信息，经视觉皮层、听觉皮层等初级感受皮层传递到大脑皮层。在此过程中可能引发紧张、恐惧、安全、危险等多种感受。风险具有隐蔽性，对风险的自动察觉能力是影响风险信息处理的重要因素。自动察觉风险信息强调自发性的、自下而上的风险性注意。因此对风险自发性的注意是衡量人风险感知能力的重要指标。此外，在大多数情况下，风险信息会诱发决策者的多种情绪感受，情绪的波动情况可反映决策者的风险感受性大小，进而说明决策者的风险感受性能力。当情绪等感受性指标达到一定的阈限，将启动风险认知思维过程，由感受诱发的风险决策过程启动机制，可为风险认知的“情绪启发式”学说提供有力证据。风险感知阶段如图2所示。

由于风险转化的突发性，所以风险性感受诱发是一个自动、快速的过程。在此阶段选择具有高时间分辨率的事件相关电位（ERPs）技术对风险性情绪的激发情况和效价能量进行测量更为合适，脑电波的诱发时间和振幅大小可反映对风险的感受性情况，确定启动风险认知过程的基础诱发能量。除此之外，比较被试间或不同风险之间的脑电波诱发差异性情况，可以提供优化地情绪诱发方式，为安全教育培训模式提供可借鉴的依据。

2.3 风险认知阶段内涵解释

风险认知，是对依赖于感官自动捕获的风险信息的思维过程。由感受器官接收的风险信息，在大脑皮层的不同区域进行一定程度信息处理和筛选，在感觉联合皮层对来自不同感受皮层的风险信息进行分类、学习、记忆、计划等处理。由感觉联合皮层处理后的风险信号来到运动联合皮层和边缘系统，对一次处理后的风险信息进行再记忆、储存和情绪加工等处理，最终基于信息处理结果对风险做出判别。该阶段是对上一阶段自动捕获的风险信息进行连锁信息-记忆匹配，根据记忆匹配情况，选择不同的风险思维路径，对风险转化可能性及严重程度进行判断。若风险信息与原有风险记忆完全匹配，则决策者可依据现有经验对风险进行判断。若未能完全匹配或完全不匹配，决策者将开启思维学习机制，通过某种路径对崭新的风险信息进行学习，生成全新的风险价值概念，对决策者原有的风险价值进行调整，依据调整后的风险价值对风险进行判断(如图3所示)。

图2 风险感知阶段示意图

图3 风险认知阶段示意图

此阶段的核心过程是风险信息记忆匹配的路径探索。不同路径在大脑不同区域诱发情况及区域重要性的比较，需要测量风险思维过程的空间指标和强度指标。采用事件相关电位与功能性磁共振成像（ERPs-fMRI）技术进行测量，可同时反映风险信息流的流动路径及损耗情况。通过实验任务的行为结果可反映被试的风险认知水平，通过脑电波的时间、强度及位置指标反映风险判别的具体过程。在此阶段中，可为不同的任务结果刻画不同的思维路径，找出路径偏差为培训人们的风险认知能力提供有效途径。

2.4 风险决策阶段内涵解释

风险决策阶段是对风险认知阶段的风险判断结果再处理，以风险判别结果为起点，考察决策者行为的风险倾向性。决策者依据风险决策目标，选择与目标相符合的决策路径，形成特定的风险决策任务。面对风险任务，决策者需选择最优决策策略来完成任务，做出安全/风险行为来实现风险决策目标。个体风险决策目标，即对某种类别或级别的风险的处理结果的预期，主要分为两种类型，一种是风险获益类型，即从当前的风险状况下获取一定的安全利益；一种是风险止损，也就是所谓的风险规避，即考虑如何避免在此风险中的损失。风险决策目标的类型影响风险任务的选择。冒险性和保守型风险任务包含不同任务执行途径及任务损益情况。根据风险任务类型，被试选择决策行为来实现风险决策目标。决策行为的选择有两种策略，一种是根据以往的风险应对经验选择风险决策行为，即先验策略；另一种是在风险处理过程中形成的复合决策行为策略，是在先验策略中融入了新的风险应对举措，称之为学习策略。风险目标实现与否反映决策行为与风险决策任务之间的适配程度，决定着决策环节的成败（如图4所示）。

图4 风险决策阶段示意图

该阶段重点考察决策行为与风险目标之间的关系，行为观察是确定决策行为安全与否的直接方式，而两者之间的关系需要借助事件相关电位和功能性磁共振成像（ERPs-fMRI）融合技术进行分析。风险目标的实现情况对决策行为有强化作用，决策目标实现对行为起正强化作用，反之起负强化作用。事件相关电位和功能性磁共振成像（ERPs-fMRI）融合技术分析可对行为结果偏差进行溯源分析，找出行为偏差的原因，评估决策路径的安全性和有效性，探索相关脑区及风险思维资源的消耗情况，可为风险应对策略的制定提供依据。

2.5 风险决策过程模型的特点

风险决策过程阶段性模型是从风险信息流动和人对风险处理的微观视角，借鉴信息模型的研究方式，通过“长时记忆匹配”即现有风险信息与原有经验之间的相关关系、“知识匹配”即全新风险信息与逻辑推理之间协作处理、“任务模型匹配”即风险决策任务与风险决策策略、行为之间的匹配关系，将决定风险决策目标的实现。通过宏观的三阶段划分和微观的三阶段匹配机制，共同构成阐述个体风险决策过程的框架，如图5所示。阐述如下：

图5 安全风险决策过程模型

（1）模型中所聚焦的对象为单个决策人，关注个体从风险信息出现到风险决策行为执行全过程的心理规律及其神经科学层面表现，与以往的安全风险模型不同，该模型是对个体行为的内部机制反映，具有更高的真实性、准确度及普适性。

（2）整个模型通过三阶段过程的机制配合，进而实现模型目标。风险感知结果是风险认知阶段的源头；风险认知阶段的风险信息匹配、学习结果是风险决策过程的起点，是风险决策的基础；风险决策目标是是风险行为的前因。风险感知阶段、风险认知阶段和风险决策阶段的筛选、匹配和学习机制之间相互配合、相互制约。三阶段存在连锁性关系，协同合作、不可分割。

（3）该模型是一个包含研究内容和研究手段的综合系统模型。它既是理论模型，也是研究框架；它既能解释职业健康安全风险领域的突出问题，也能为行为科学问题解释提供多层面客观数据；它是对个体风险信息处理进程、安全/危险决策行为形成的黑箱探索，是对依赖于理论、方法模型的研究框架构建，具有参考价值。

（4）模型构建的目标是结合行为指标和生理指标更加准确地揭示决策人的心理过程规律，采取恰当的心理干预举措，实现人在生活、生产活动中的安全、健康、高效等，即防止风险行为出现，避免人因事故。

3 安全风险决策过程模型的应用

安全风险决策过程阶段性模型在三阶段有不同的功能，能为风险研究中的不同问题提供研究途径。研究结果具有针对性，对安全管理、风险应对、构建风险研究体系等具有指导性意义，具体如表1所示。

表1 安全风险决策阶段性模型功能分析

4 结论

（1）安全风险决策过程模型包含了独特性的研究内容和研究手段，模型的构建过程体现了个体对风险信息的决策思维路径。该模型提出了用脑区激活情况来表征风险信息传播路径及资源损耗，据此可实现对风险决策过程的阶段划分和解释风险决策过程中的特征性问题。该研究模型的应用可从底层的思维机制解释安全/风险行为的成因，可为安全风险研究提供基础性支撑，并且该模型中涉及的多学科技术融合手段，对未来安全风险研究而言具有积极的参考价值。

（2）安全风险决策过程的阶段性模型应该广泛，不仅可为风险研究中的特征性问题研究提供了有效途径，更是可为人因事故分析、风险管控体系构建等提供数据支撑和技术支持，在安全管理方面具有现实意义。