基于韧性的工程施工安全管控影响因素

孙 雷， 谢洪平， 余越中， 陈 勇， 黄 涛， 林冬阳

( 国网江苏省电力工程咨询有限公司， 江苏 南京 210024)

随着我国经济技术的快速发展，超高层建筑、地铁、地下综合体等大型建筑的数量日益增长，安全管理成为影响工程企业及项目管理的关键因素。据统计，2018年全国共发生房屋市政工程生产安全事故734起，死亡840人，比2017年同期事故起数上升6.1%，死亡人数上升4.1%[1]。面对日益严峻的工程安全形势，采取科学有效的方法改善工程企业的安全管理水平具有重大的现实意义。

目前对工程安全管控的研究集中在技术和管理两个层面。在技术层面主要研究施工工法、土体位移、受力性能等，从而实现安全施工[2]；管理层面主要基于事故致因理论，分析险兆事件、危险源和事故发生机理，从而达到监测、分析和预警的目的[3]。此类传统的安全管理研究范式关注事故的预防，缺乏事故发展全过程的研究。

20世纪70年代，Holling[4]首次提出了韧性的概念，由于其刻画了系统受损后“复原”的能力，生态韧性、交通运输系统韧性、心理韧性等概念被广泛应用。在韧性理论与安全管理交叉研究层面，工程建造过程中的事故预防及恢复是系统韧性的关键影响因素，安全韧性是工程安全管理领域中一个有价值的研究课题。因此，为进一步优化工程建造过程中的安全管理，本文引入“韧性理论”，构建基于韧性理论的工程安全管控作用模型，并通过问卷调研及因子分析提取事故发生全过程影响工程安全管控的关键因素，以期提高工程系统预防事故发生、减少事故损失、事故后快速恢复及从事故中学习的能力。

1 工程安全管控韧性模型构建

1.1 工程安全韧性

韧性是现阶段学术界的研究热点。作为系统固有的一种能力，韧性存在诸多定义，但其本质都强调系统对外界干扰的吸收、适应、恢复与提升能力，具有态势感知、抵御、健壮性、应变能力、恢复、时效性、学习能力等属性。近几年，安全工程领域逐渐提出系统韧性模型。Holling[5]认为安全韧性是工程系统具备的感知风险、预测事故、采取应急措施、学习事故经验的能力。与此类似，黄浪等[6]将安全韧性定义为，系统在一定时空内面对风险的冲击与扰动时，维持、恢复和优化系统安全状态的能力。基于已有的安全韧性理论模型，本文认为工程安全韧性指在事故发生前—发生中—发生后的各阶段，由人、物、信息组成的复杂工程系统在外界环境扰动下，具有的感知、预测、响应、恢复和学习的能力。

1.2 基于韧性理论的工程安全管控作用模型

用户、行动者、目标、资源、时间、技术方法、过程和活动是工程系统的基本构成要素，在工程建造过程中各要素相互耦合构成一个复杂工程系统，依据要素间的相似性，可将工程安全管理对象划分为组织、人员、物质技术和信息四个维度。因此，依据工程安全管理对象的基本划分，结合工程安全韧性的定义以及传统安全管理范式的研究，构建基于韧性理论的工程安全管控作用模型，如图1所示。

图1 工程安全管控作用模型

由工程安全管控作用模型可知，工程系统的安全韧性包括事故防御韧性和恢复韧性两部分，同时系统防御及恢复韧性由工程安全管理系统的构成要素韧性(组织韧性、人员韧性以及物质技术韧性)、要素间信息传递的韧性和具体的韧性功能决定。

组织维度的韧性由组织模式、组织机构、管理制度等决定；人员维度的韧性包括管理人员和工人两大方面，管理人员的韧性趋向于提高人员的组织和管理能力，工人的安全韧性则趋向于提高工人的安全生产技能和态度等方面；物质技术维度的韧性，不仅包括工程建造过程中使用的物质资源、机械设备等的管理，还包括影响工程施工安全性的技术因素，以保障“物的安全状态”及“人的安全行为”。信息是工程安全管理系统中管理人员与环境及系统各要素间“沟通”的桥梁，是工程安全管控作用模型的酶介质和动力机制，弥补了传统系统安全管理研究中缺乏考虑系统要素间信息传递韧性的不足。依据本文对工程安全韧性的定义，从感知能力、预测能力、响应能力、恢复能力和学习能力5个角度整合工程安全韧性的结构和功能。

1.3 工程安全管控影响因素的初步确定

根据基于韧性理论的工程安全管控作用模型，参考相关文献，同时对4位资深的工程项目经理，3位施工经验丰富的工程部长进行半结构化深度访谈，分析构成工程安全管理对象的4个维度，筛选出影响工程安全韧性的32个主要因素，如表1所示。

表1 基于韧性理论的工程安全管控的主要影响因素

2 工程安全管控影响因子分析

2.1 试测问卷设计和数据采集

根据初步确定的工程安全韧性影响因素，设计《基于韧性理论的工程安全管控关键影响因素试测问卷》，并进行施测。问卷包括两大部分：第一部分收集填表人员的基本信息，第二部分对32个可能影响工程安全韧性的因素进行评价。采用李克特7级量表对每个项目打分，1=非常不重要，7=非常重要。

本次调研通过问卷星共回收180份问卷，问卷统计过程中删除不合格问卷19份，最终保留有效问卷161份。根据161份有效问卷，对所有调研对象的年龄、学历、工作年限、职位情况进行了统计分析。据161份有效问卷的统计分析，82.6%的受访者年龄在20～40岁之间；59.6%的受访者有大学本科以上的学历；50.9%的受访者有6年以上的工程经验。此外，问卷选取了不同层次的工程项目参与者进行调研：公司管理人员占13%；项目管理人员占23.6%；普通员工占39.1%；施工人员占8.7%；高校研究人员占15.5%。通过对同人口属性的样本分布分析可知本次问卷调研所获取的数据具有较高的研究价值。

2.2 工程安全管控影响因素探索性因子分析

采用SPSS 25.0软件，对调查问卷中的量表题项进行初始信度以及探索性因子分析，从而调整量表的预设维度与题项，形成正式问卷。首先，对样本数据的初始信度进行分析，相应的克隆巴赫α系数为0.966，说明量表的信度甚佳，同时依据删除项后的信度系数，将大型机械管理以及临时设备管理两个影响因素剔除。

在进行探索性因素分析之前，进行KMO以及Bartlett球形检验，依据数据分析结果，KMO值为0.935(大于0.9)，说明本次问卷题项间的相关性甚佳，适合做因子分析；Bartlett球形检验的P=0.000，达到显著性水平，从而确认可以做因子分析。

在探索性因子分析中，本文采用主成分分析法，根据预设维度设置因子提取数为4，它们的特征根分别为16.006，3.625，1.317，1.031，均大于1，可以解释方差总变异的68.688%，在此基础上，运用最优斜交法旋转，得到工程安全管控影响因素的模式矩阵，如表2所示。

根据模式矩阵，影响因素可以划分为物质技术管理、信息管理、人员管理、组织管理四个维度，与预设维度相符。此外，通过探索性因子分析得出的各影响因素所属维度与预设维度相比，工人的教育水平、工人的经验和技能、工人接收安全培训、安全生产费用的投入、事故应急响应制度、灾后恢复制度6个因素存在冲突，通过分析将工人的教育水平、安全生产费用的投入、事故应急响应制度、灾后恢复制度四项因素删除，将人的经验和技能、工人接收安全培训两因素归入物质技术管理维度。根据每个维度下应设置4～7个题项的要求，将物质技术维度中因子载荷较小的因素删除，保留7个因素，最终得到20个关键影响因素，如表3所示。

表2 工程安全管控影响因素模式矩阵及维度对比

表3 工程安全管控影响因素探索性因子分析结果

续表

2.3 工程安全管控影响因素验证性因子分析

基于探索性因子分析结果，调整问卷内容形成正式问卷，题项信息如表3所示，并对问卷进行正式施测，第二轮问卷通过问卷星向施工现场项目部管理人员及施工人员发放，共收集有效问卷139份。基于问卷数据，利用AMOS 24.0软件进行验证性因子分析，检验组织、人员、物质技术、信息四维度模型的有效性及契合度，数据拟合后的标准化解如图2所示。

图2 工程安全管控关键影响因素CFA模型

(1)CFA模型质量评价

根据标准化的工程安全管控关键影响因素验证性因子分析(Confirmatory Factor Analysis，CFA)模型，测量变量在初阶因素(组织管理、人员管理、物质技术管理、信息管理)的因子载荷、初阶因素在高阶因素(工程安全韧性)的因子载荷均在0.5以上，因此模型的基本适配度良好。此外，CFA模型绝对拟合指标中的自由度χ2/df为1.732(介于1～3之间)，近似误差均方根RMSEA为0.073，相对拟合指标的IFI为0.930(>0.9)，比较拟合指数CFI为0.929(>0.9)，说明模型拟合度良好；简约拟合指标PNFI为0.759，PGFI为0.681，量指标均大于0.5，说明模型是可以接受的。通过上述分析可以验证工程安全韧性划分为组织管理、人员管理、物质技术管理、信息管理四个维度是有效的，20个测量题项和四个维度是契合的，关系可靠。

(2)模型结构效度检验

本文使用聚合效度和判别效度来验证基于韧性理论的工程安全管控模型架构的有效性，其中聚合效度用于检验同一维度下不同测量指标间的收敛性，判别效度用于检验不同维度指标间的区别。

由于本轮问卷是在探索性因素分析基础上设置的，根据聚合效度分析表，各因素的标准化因子载荷、各维度的组合信度均大于0.7，满足要求。此外，各维度的平均方差抽取量均大于0.5，说明四个维度都具有良好的收敛性。根据判别效度分析表，各维度平均方差抽取量的平方根的最小值为0.82，大于各维度之间相关系数的最大值0.739，从而说明该模型达到了判别效度。

3 工程安全管控关键影响因素分析

本文通过探索性因子分析和验证性因子分析，验证了在事故发生全过程实施有效的组织管理、人员管理、物质技术管理以及信息管理可以提高工程安全韧性。根据CFA模型中各因素的因子载荷，可以得出信息管理是管理过程中影响工程安全韧性的最重要因素，其次是物质技术管理、组织管理以及人员管理。

在信息管理过程中，提高风险识别和分析以及安全信息传递的有效性和效率、加强安全信息传递的准确性是关键影响因素；提高风险和安全事故的处理效率、加强应急演练、促进安全文明施工是物质技术管理过程中的关注重点；对于组织及人员的管理，其重点在于制定完善的风险管理制度和安全监督与奖惩制度、建立完备的组织机构(包括安全管理组织、应急管理组织、灾后恢复组织等)、提高管理人员的组织和应急处置能力及工人的安全态度。

根据表3中各影响因素对工程安全的影响类型，区分事故发展的各个阶段应关注的关键安全管理因素，如表4所示。

由表4可知，工程安全管理应关注事故发生的全过程。在事故发生之前通过建立完备的组织、制定完善的管理制度、提高人员的安全素养、提高风险识别和分析的有效性和效率、加强各部门之间信息交流，从而提高工程的事故防御韧性；在事故发生时以及发生后，通过建立完备的组织机构、加强应急演练、提高安全事故的处理效率、加强信息传递的有效性和效率，从而提升对工程事故的应变能力以及事故后的重建能力，最终提高工程的事故恢复韧性。

表4 事故发展各阶段关键安全管理因素

4 结 论

本文以韧性理论为基础提出了工程安全韧性定义(在事故发生前—发生中—发生后的各阶段，由人、物、信息组成的复杂工程系统在外界环境扰动下，具有的感知、预测、响应、恢复和学习的能力)，并从工程安全管理系统的构成要素韧性、要素间信息传递的韧性和具体的韧性功能三方面塑造工程安全管控韧性模型，在此基础上，通过问卷调研及因子分析，验证了模型的合理性并得到工程安全管控的关键影响因素。

本文基于工程安全韧性的定义，将工程施工阶段安全管控视角从事故预防转向包括事故预防—事故应急—事故恢复的事故发生全过程阶段，在工程脆弱性理论研究基础上进一步丰富了工程安全管理的内涵，对于防御失败的安全风险或突发性事故的应急管理和事故后恢复具有重要意义。此外，本研究提出的事故发展各阶段关键安全管理因素对于施工现场安全管理具有一定的参考价值。得出以下结论：

(1)在事故发展全过程，通过信息管理、物质技术管理、组织管理、人员管理，全面提升工程安全韧性；

(2)工程安全韧性由事故防御韧性和恢复韧性共同决定，应在事故发生之前提高工程的防御能力，在事故发生时以及发生后提升工程的恢复能力，从而以最优手段实现工程安全韧性目标；

(3)在工程安全管控影响因素中信息管理对于工程安全韧性的影响最大，而这一因素常常是工程管理过程中最易被忽视的环节，因此，未来应借助信息化手段不断提高工程的信息管理水平。