地铁项目施工安全管理关键成功因素分析

柳 萌， 韩小威， 崔彩云

(华北科技学院 建筑工程学院，北京 东燕郊 065201)

0 引言

随着我国城市规模不断扩大和地铁建设速度明显加快，地铁项目施工安全事故频发造成了大量的人员伤亡和经济损失[1]。地铁项目由于地质条件多变、周边环境复杂、施工技术难度大、利益相关者众多等特征，安全管理形势十分严峻。例如，线路位于软硬交错地层时复杂多变的水文地质条件对施工条件控制和施工作业提出了更高的要求；地铁项目施工活动穿行城市交通要道和人口密集区域时，复杂交错和不断变化的风险因素非常容易造成安全事故的发生[2]。因此，亟需改善地铁项目安全管理绩效以减少安全事故的发生。

在地铁项目施工安全管理实践中，了解安全管理关键成功因素可以使项目管理者有的放矢[3]，确保关键成功因素被高质量的实施，从而有效改善安全管理绩效[4]。同时，工程项目安全管理关键成功因素也得到学术界的广泛关注。Shayan等[5]从工程项目管理者能力的角度，通过对行业专家访谈和问卷调查发现工程项目实施阶段关键成功因素包括项目管理能力、知识和经验、社会文化力量等。Yiu等[6]从地铁项目施工流程管理的角度，研究发现了应急准备、工序危害评估、安全健康计划、事故控制计划等建筑工程安全管理关键成功因素。Li等[7]通过梳理法律法规和安全标准，得出高层建筑施工安全管理关键成功因素包括管理措施、管理组织、技术与管理计划、安全环境以及工人安全质量，其中管理组织是影响高层建筑施工安全管理绩效的根本因素，工人安全行为是直接作用因素。Terwel和Jansen[8]则从组织合作的角度得出各个建筑项目合作伙伴之间的相互关系因素对项目安全影响最大，沟通与合作、控制机制、责任分配、结构风险管理、安全文化和知识基础设施都称之为关键因素。

然而，现有研究缺少针对地铁项目施工特征梳理和识别安全管理关键成功因素的成果。尽管一些学者针对地铁项目施工安全管理关键成功因素进行了探索性研究，如Kartam & Nabil[9]从组织的角度提出塑造安全氛围和规范工人行为可以有效促进安全管理绩效改善；Liu等[10]通过对专家的深度访谈探讨得出地铁施工中的工程勘察和设计、周围建筑物和市政管线的勘探、安全培训、设计方案的可实施性审查、保证安全措施的投入以及工人的安全态度在地铁施工安全管理中起到了至关重要的作用。Yu等[11]以客户、顾问、设计师、承包商和监理等利益相关者的角度，通过定量分析结果表明安全态度、施工现场安全、政府监管、市场约束和任务的不可预测性是影响地铁施工安全管理绩效的关键。针对地铁项目的研究中，安全管理关键成功因素的相关成果较为分散，尚缺乏系统性梳理，同时在关键成功因素提炼方面亦存在不足。

鉴于此，本文针对地铁项目施工安全管理特征，采用文献分析和行业专家问卷调查法系统性识别地铁项目施工安全管理成功因素，并通过探索性因子分析得到关键成功因素，以期为地铁项目施工安全管理理论研究和实践提供借鉴和参考。

1 研究方法

本研究运用文献分析法初步识别地铁工程施工安全管理成功因素，通过问卷调查法确定各因素的重要程度，基于主成分分析法分析得出地铁项目施工安全管理关键成功因素。

基于方差最大化的特征主成分分析是一种典型的“降维思维”，借助正交变换将多个指标简化转换为少数几个综合指标，进而得出主要成分[12]。而且所得到的几个主成分具有相互不相关、交叉信息少、数据不冗杂的特点，达到方差最优。具体过程如下：

(1)构建数学模型

(1)

式中，Y1…Yp为综合指标，即为所提取的主成分。主成分分析之前要对数据进行标准化处理，X=(X1,X2,…Xp)T为标准化后的随机变量，使得每一个变量的平均值是0，方差是1。

变量标准化的公式：

(2)

(2) 构建相关系数矩阵

(3)

(3) 通过特征值大于1的法则或碎石图趋于平衡的前一个点来确定提取主成分的个数。

(4) 计算相关矩阵R的特征值与特征向量，令|R-λI|=0，求取特征值、特征值贡献率以及累计方差贡献率。

(5) 确定主成分，并对所选主成分进行解释。

2 地铁项目施工安全管理成功因素识别

本节旨在通过对国内外地铁工程领域安全管理文献的系统性分析，识别地铁项目施工安全管理成功因素。现有文献中针对地铁项目施工安全管理成功因素的研究主要集中在施工现场管理、人为因素、企业安全投入、安全管理技术支持等方面。

(1) 施工现场管理方面

为了提高地铁施工安全管理水平，张建平等[13]结合施工现场管理的实际状况，应用4D-CSMS 技术研发了建筑施工现场管理系统，并进一步验证了施工现场管理对提高安全管理绩效的重要性。鹿中山[14]等也提出施工现场安全评价是改善建筑施工安全管理的有效手段之一，可以确定施工现场安全管理的优先级，并利用灰色关联法进行了实证研究。李伟和阳富强[15]通过研究发现地铁施工现场布局优化方案可有效减少安全隐患，并利用系统布局设计方法对福州市某地铁施工现场进行了实证研究。Liu[10]等通过运用文献综述和专家访谈的形式确定了地铁施工安全管理成功因素，并利用解释结构模型评价了各因素的重要性及其相互关系，研究表明工程现场勘察因素不仅得分高，而且对其他因素有着潜在性的影响。

(2) 人为因素方面

人的安全行为对安全管理绩效产生自下而上的影响，Zhao等[16]从宏观、中观、微观三个层面获取安全管理成功因素，提出人为因素是施工安全管理的杠杆点，所以施工现场工人的安全感知和自觉行动是安全管理的关键点。这一观点在刘文等[17]的研究得到了验证，人为因素是建筑施工现场安全管理的关键普遍成为行业和学界共识。研究表明对工人进行安全教育培训、工人的风险识别能力和经验、注重个人防护安全行为等人为因素是地铁项目安全管理的成功因素[18]。此外，工人安全隐患洞察能力也是直接影响地铁施工安全管理的重要因素[7]。作为补充，肖铭钊等[18]通过研究追根溯源，发现人的不安全行为主要源于缺少安全知识、薄弱的安全意识、不良的安全习惯养成，并得出通过安全培训可以有效提高工人安全意识和改善安全行为的结论。可见，减少人的不安全行为能有效改善安全氛围和提升施工安全管理水平。

(3) 企业安全投入方面

鉴于安全培训的重要性，可以通过加大安全投入保证安全培训的落实。安全投入通常被业界视为建筑工人的基础和外在保障，有助于促进工人的工作热情和安全意识，从而避免安全事故的发生。陆宁和刘静[19]运用动态优化控制理念，提高了建筑企业施工安全投入配比合理性，结果表明此方法可实现企业安全控制目标，有效提高安全管理水平。这一观点在张卫和李洁[20]的研究中也得到了进一步的验证，以安全教育培训、文明施工、施工现场安全设施费和劳动保护做为指标构建以员工安全和项目安全结果两个维度的评价模型，指出安全投入和安全绩效的正向关系。曹秀兰[21]通过研究发现为工人购买保险、注重个人防护用品和安全教育培训等安全投入不仅对工人的安全行为具有正向影响，而且对改善安全状况具有积极作用，并且指出低频次强物质的安全奖励、具有针对性且体验度高的安全教育等方式对工人的安全保障具有显著的作用。

(4) 安全管理技术支持方面

随着信息科技的发展，技术支持在地铁项目施工安全管理中得到广泛关注。Izumi等[22]将现场可视化新检测方案应用于德里地铁，证明这种新视觉元素有效的改善了地铁施工安全管理。Zhou等[23]也通过武汉某地铁站工程实例验证了信息化技术和可视化技术对安全管理绩效改善的有效性。考虑到建筑工地并非稳定的环境，Lee等[24]认为准确的定位与跟踪对安全管理具有重要意义，这一观点同时得到国内学者丁烈云和周诚的认同[25]，认为现场监测技术的应用是提升地铁施工阶段安全管理的重要途径之一。郭庆军[26]等人提出利用现场监测和追踪技术对未遂事件进行针对性防范，要以从事前预防的角度提高地铁施工安全管理水平。针对人为因素，谢逸等[27]提出一项针对地铁施工环境中工人不安全行为的监测框架，提前预警人的不安全行为潜在风险，避免事故的发生。

本研究通过文献分析进行系统性梳理，提取工程领域相关研究成果中影响地铁项目施工安全管理的成功因素，并统计出现频次。通过合并相同或相似因素，共识别地铁项目施工安全管理成功因素24项，形成初始安全管理成功因素清单，详见表1。

表1 地铁项目施工安全管理成功因素清单

3 基于主成分法的关键成功因素提取

3.1 问卷设计与发放

调查问卷分为基本信息和成功因素重要程度打分两部分。基本信息包括调查对象受教育程度、工作年限、所在单位性质等内容。成功因素重要程度部分采用李克特五级量表形式(1:不重要；2:不太重要；3:一般重要；4:比较重要；5:非常重要)，调查受访者依据个人工作经验对各成功因素重要程度的判断。 受访者包括从事地铁项目设计、施工、管理等的相关工作的人员和科研机构从事相关领域研究的学者。样本选择采用滚雪球的方式，通过同伴推荐和再推荐的方式，逐步吸引更多受访者参加。本次问卷调查于2020年4月2日至2020年6月12日进行，主要通过电子问卷调查，共收回问卷359份。根据问卷筛选标准：(1)参与者为具有地铁项目实践或研究经历的从业人员；(2)参与者为高中或中专及以上学历；(3)问卷必须填写完整，最终共收到342份有效问卷(有效率为95%)。样本数据来源为中国各大城市，有效规避了数据来源单一的问题，使数据支撑得到了保证，调查问卷数据来源位置区分布见表2。

表2 调查问卷数据来源位置区分布

3.2 统计分析

有效问卷的描述性统计详见表2。本研究中，男性占受访者的83.92 %，教育程度大多数集中于大学本科和大专水平(76.32%)，符合我国建筑行业男性从业人员集中和受教育程度普遍较高的特征[11]。本研究中受访者偏年轻化，其中18～35岁占比72.52%，工作经验5年以下占比76.32%。一方面因为我国地铁行业的快速发展和从业人员规模大幅度增加均始于近几年，使得从业人员中5年以下工作经验的占比较大[11]；另一方面因为年长的和受教育程度低的从业人员对安全管理成功因素的理解存在困难，使其答题积极性和有效性受到负面影响。被调查者工作职位分布，安全管理人员、项目管理人员和工程技术人员占比达到68.72%，表明调查对象能够依据工作经验理解和判断地铁项目施工安全成功因素，从而保证答卷的质量。

本文信度分析采用Cronbach’s а (克朗巴哈-阿尔法) 信度系数方法，为了检验数据内部的一致性和稳定性，Cronbach’s а系数越高，说明问卷结果可信度越高。对本次问卷进行内部一致性分析，问卷整体的Cronbach’s а为0.965，分组因子Cronbach’s а最大值为0.964，最小值为0.606，说明本次调查问卷结果可以接受。因子信度分析检验结果，如图2所示。

表3 受访者基本信息

图1 因子信度分析检验结果

图2 碎石图

3.3 成功因素重要程度排序

计算342份数据样本均值和标准差(见表3)，通过均值的排名可以反映出受访者对该成功因素重要程度的看法，通过标准差的大小可以反映出不同受访者对该成功因素相同看法的接近程度。标准差越小，代表受访者对该成功因素的看法越接近一致。均值排名在前三位的成功因素分别为1-设计前做好充分的勘探工作(4.92)；4-定期对施工现场进行安全检查(4.82)；3-制定应急救援预案(4.81)。 排名在最后三位的成功因素分别是9-定期举行安全会议(4.57)；14-安全管理人员与工人之间建立良好的信任关系(4.58)；24-应用现场可视化监测技术(4.58)。数据表明，在地铁施工安全管理中，设计前做好充分的勘探工作，定期对施工现场进行安全检查，制定应急救援预案三项内容是较为重要的，而定期举行安全会议，安全管理人员与工人之间建立良好的信任关系，应用现场可视化监测技术的均值得分相对较低，说明其对地铁项目施工安全管理的重要性程度与其他因素比较低。

表3 数据样本均值和标准差

3.4 主成分分析结果

数据处理采用IBM SPSS Statistics 25，得出KMO值为0.956 (p<0.001)，卡方值6797.581，自由度为276，说明数据之间具有很高的相关性，适合进行因子分析。

首先，根据碎石图的形状来判断因子保留个数。在曲线陡峭至平缓的前一个点是应该提取的最大公因子数[28]，确定因子个数为4较为合适(如图3所示)，总方差贡献率达到70.562%。

然后，使用主成分分析和正交旋转法提取公因子。初始共同性表示各个变量的全部公共因子的载荷系数的平方和，共同性越高，表示该变量与其他变量可测量的共同性质越多，表明该变量越有影响力。在进行因子分析时，应确保变量共同性大于0.5，当低于0.5时可以考虑删除。本研究中，安全管理成功因素的提取值，13项的数据大于0.7，其余11项的数据均大于0.5，说明提取效果较理想。对于因子载荷的选取，通常因子载荷量越大，变量能够测量到的公共因子特质越多，因而选取的因子载荷越大，因子结构越佳，但因子载荷阀值过高又会导致低估公共因子的数量。根据因子载荷量的质量与样本容量标准，样本容量在250～350之间，因子载荷量为0.35～0.3[29]。前4个主成分的特征值、方差贡献率以及方差累计贡献率见表4，特征向量由成分矩阵中的值除以该成分中对应的特征值的平方根，前4个主成分所对应的特征向量见表5。

(4)

(5)

(6)

(7)

最后，确定主成分。将24个地铁施工安全管理成功因素进行降维分析，得到四个关键成功因素，结果见表6。结果无不合理因素，无双重载荷现象。由Y1～Y4表达式和特征向量表5可知，第一主成分能够解释总变异的56.464%，共包含14个条目，涵盖现场管理、制度规定、管理支持等内容，所以命名为“现场安全生产保障支持”。第二主成分能够解释总变异的5.949%，共包含5个条目，反映安全检查、安全教育、安全会议、安全责任制落实等企业维度的安全观，故命名为“企业安全观”。第三主成分能够解释总变异的4.218%，共包含3个条目，反映现场人员的心理素质、危险洞察力、风险识别和分析能力等人员综合素质，所以将其命名为“人员综合素质”。第四主成分能够解释总变异的3.931%，共包含2个条目，包括设计前做好充分的勘探工作和制定应急救援预案，从事前预防视角反映工程应急管理的重要性，所以命名为“勘察与应急综合管理”。

表4 主成分表

表5 特征向量

续表

4 关键成功因素结果讨论

现场安全生产保障支持，很大程度上影响着工人的安全感知，如管理者对于安全的态度、对工人的尊重和保护措施、以及对制度的完善等。正所谓，人与人之间的相处之道为尊重与被尊重的准则，只有工人感受到管理者对于安全的重视与关心，才可以做到将安全服务作为共同目标的模式。蔡秋晨等[30]印证了工人安全感知与安全行为之间显著的正向关系，增强工人安全感知可有效提升安全管理绩效，只有工人充分感知到组织支持，才会激发出更多良性行为，增加遵守组织约定或者营造安全氛围。在安全管理中要重视工人的主观感受，调节工人对安全规定的抵触情绪。因此，现场安全生产保障支持，增强工人的安全感知，是提高地铁施工安全管理的关键成功因素之一。

表6 成功因素分组与命名

在建筑工地，所有的环境都是在动态变化之中，现场人员要对他们自己所感知到的危险做出相应的反应，建筑工人日复一日在危险的环境中工作，随着时间的推移，他们可能会降低对风险的感知，忽视工作的内在风险，然而社会环境刺激在调节人们的行为方面起着重要的作用[31]，当企业安全观念形成，组织中的成员也会受到积极的影响，个体的观念、态度以及行为也会形成传递效应，逐渐演变为一种团队规范。风险在时间和空间上是不断演化的状态，所以如果工人接触到不安全行为或自身留有不安全行为习惯，长时间不被纠正，可能会形成知错不改的习惯认知。而且，因为地铁施工周期长，工人长期在一起，生活态度、安全行为、工作习惯都会受到影响感染，形成传递效应。所以定期进行教育培训，强化工人企业安全观，可以在源头降低事故的发生概率，良好的企业安全观是提高地铁施工安全管理的关键成功因素之一。

事故因果连锁理论说明，事故是人的不安全行为或物的不安全状态直接引发的结果。这也进一步验证了国际安全专家通过分析50万起安全事故形成过程而得到的研究结论，仅有4%安全事故是和人的不安全行为无关[32]，可见保证人的安全行为意识至关重要。根据我国建筑工程施工周期长，形式复杂的特点可以了解到工人的心理压力是高强度且多方面的，如长期离家，高强度作业，施工环境恶劣等因素。心理压力强度大会导致不安全行为的出现，从而引发安全事故。因此，良好的心理素质可以帮助工人对已感知到的风险做出正确的反应，从而降低事故率。在地铁建筑施工中，施工工艺的难度增大的同时，施工环境复杂多变，对工人的操作水平提出更高的要求。因此，工人综合素质是提高地铁施工安全管理的关键成功因素之一。

地质勘探是评判地铁项目是否可行的重要指标，地质勘探可以发现现存的风险，要求施工队伍具有规避风险的能力。提前做好勘察设计不仅可以深入分析施工中地下管道、建筑物抗震性能等，更有效的降低了对周围环境的影响，更好的满足公众需求。同时，为了能最大限度的降低事故率，减少人员伤害，应急方案也是必要环节，佟瑞鹏等[33]研究也印证了应急预案的重要性，预防比救援更加重要，已成为业界应急共识。因此，良好的勘察与应急综合管理是提高地铁施工安全管理的关键成功因素之一。

5 地铁项目施工安全管理建议和对策

(1) 加大现场安全生产保障支持力度

在现场管理中，建议加强管理者和工人的交流，使交流渠道畅通化，提升工人的安全意识和安全感知。同时要加大安全监管力度，常规化的安全检查有助于管理者和工人建立良好的信任关系。在制度规定方面，建议实施严格的安全奖惩制度，使得工人自觉性的提高安全意识；在管理支持方面，为工人提供保险政策，提高安全防护用品质量等，增强工人的责任感和归属感，从而提升安全感知，进而有效改善安全绩效。

(2) 树立良好的企业安全观

建议在地铁项目施工过程中，通过安全教育培训，安全会议等一系列安全强调行为模式，培养工人的安全意识和安全行为习惯，有效降低工人不安全行为意向。同时，建议安全管理者通过多次安全会议、安全培训、现场监管等行为对工人进行培养，并且设置安全教育考试，提高安全培训效率和质量，避免形式化的出现，从安全依赖性到安全自觉性进发，形成整个企业安全观念，提升安全管理绩效。

(3) 提高人员综合素质

地铁工程施工环境的复杂性，高度要求工人具有良好的心理素质、较强的洞察力和具有风险识别与分析能力。首先建议安全管理者应用VR技术，现场仿真模拟，情景训练现场人员的隐患排查能力和风险应对能力，从而拥有良好的心理素质，避免因心理问题而出现不安全行为。其次，增加班组将作业时间动态调整，如果条件允许，企业可以组织排解压力的团建活动，不仅丰富生活，还会提升专业技能，可以有效缓解建筑工人的焦虑情绪。最后，建议企业聘请专业心理咨询师，高度重视建筑工人的心理建设维护问题,做到正确疏导，提前预防，高效率管理。

(4) 改进勘察与应急综合管理

在正式进入施工之前，要求管理者必须足够重视地质勘探环节，对现场进行充分的观察和勘测，确保实施方案的准确性，观测出风险因素，完善应对方案。对于勘察的改进，建议更新勘探技术，加强探测抗干扰能力，如采用微动探测技术，提高勘探数据的精确度。对于应急管理，建议管理者加强应急宣传，应急培训演练等，使得工人了解基本应急手段，如坍塌事故的应对措施可通过注水、注浆加固等方式有效应对，其次根据以往发生的安全事故报告，建立各种突发状况应急预案，做到有效防止，高效制止。

6 结论

地铁项目安全事故频发，本研究以施工阶段为背景，以安全管理的维度出发，通过文献分析法，对行业专家的问卷调查，主成分分析法得到4个地铁施工安全管理关键成功因素，分别为现场安全生产保障支持，企业安全观，人员综合素质，勘察与应急综合管理。结论为地铁项目施工安全管理者提供了管理参考依据，也为从事复杂施工人员提倡了心理需求，为我国地铁施工安全管理提供了良好借鉴。