基于ISM-MICMAC的建筑工人不安全行为影响因素

崔庆宏, 王 森

(青岛理工大学 管理工程学院, 山东 青岛 266000)

近年来,建筑业安全事故频发,已成为第二大事故多发型高危行业.不仅对现场人员安全造成严重威胁,还造成了巨大的经济损失.而建筑工人作为施工项目的一线人员,不仅是安全事故发生的直接受害者,其不安全行为也是导致安全事故发生的主要原因[1-2].因此,从建筑施工系统中“人”这一关键要素出发,准确识别影响建筑工人不安全行为的影响因素,探明各因素相互作用关系,有效减少或规避建筑工人的不安全行为,提高工人的安全作业意识,对控制安全事故的发生是十分必要的.

目前对于建筑工人不安全行为影响因素的研究已有一定成果,诸多学者从不同角度总结了安全投入[3]、安全能力[4]、行为态度[5]、工友影响[6-7]等各种因素对建筑工人不安全行为的影响.但研究大多是对表面影响因素的总结归类,缺乏系统性的分析,因而存在因素分析不透彻、应对措施缺少针对性等问题.对此,部分学者进一步深入研究,如杨振宏等[7]基于SEM对建筑工人不安全行为传播的影响因素进行了验证性因子分析,为控制建筑工人不安全行为的传播提供了参考;叶贵等[8]、李辉山等[9]将ISM与DEMATEL相结合探究了建筑工人不安全行为的影响因素,建立了因素层级结构,为保障建筑安全提供了依据.

现有研究在一定程度上反映了因素之间的影响关系和层级结构,但仅是从宏观角度对各影响因素的相互作用关系进行梳理,未考虑到各因素间的相互作用机理,进而导致因素分析不够透彻,无法精确指导工程实践,与实际工程贴近度略显不足.鉴于此,本文通过问卷调查、因子分析等方法定量筛选出建筑工人不安全行为影响因素,并采用解释结构模型(ISM)梳理其影响因素相互关系的内在层次结构,在此基础上引入交叉影响矩阵相乘法(MICMAC)模型将各影响因素进行依赖性和驱动力分析,以期为减少工人不安全行为提供更加准确直接的控制措施,增强建筑施工作业的安全性.

1 建筑工人不安全行为影响因素识别

建筑工人不安全行为影响因素的识别是进行因素间相互关系分析的基础,本文以建筑工人不安全行为作为研究对象,在综合考虑行为特征的基础上,采用文献研究、专家咨询、问卷调查等方法对主要影响因素进行识别.识别过程分2步:一是基于文献研究和专家咨询初步识别建筑工人不安全行为相关的全部影响因素;二是通过因子分析对影响因素进行筛选,提取关键因素.

1.1 确定影响因素清单

以“建筑工人不安全行为”和“建筑工人不安全行为影响因素”为主题在CNKI检索文献共184篇,通过对以上文献的梳理,总结发现影响建筑工人不安全行为的因素主要包含3个维度,即个人因素、组织因素和环境因素.结合相关文献及专家意见依次识别3个维度下的影响因素,最终得到包含25项影响因素的初步识别清单,如表1所示.

表1 建筑工人不安全行为影响因素初步识别清单Table 1 Preliminary identification list of factors affecting unsafe behavior of construction workers

1.2 提取关键因素

基于表1,运用因子分析法实现影响因素的筛选.首先采用Likert scale五点量表,将建筑工人不安全行为影响因素按照重要程度分为低、较低、中等、较高、高5个级别,以10分制标准设计调查问卷,向建设项目现场施工人员、管理者及相关研究人员发放问卷,将各因素对建筑工人不安全行为的影响程度进行量化处理.本次调查采用线上、线下2种方式同时进行,共发放问卷500份,收回357份,通过对打分态度不严谨、评分结果规律明显等无效问卷的剔除,共筛选出有效问卷295份,有效回收率为82.63%.另外,通过信度、效度检验,得出本次问卷Cronbach系数为0.824,KMO值为0.792,sig为0,小于0.01显著性水平,因此,本次问卷调查数据可信、有效,适合进一步的因子分析.

考虑到初步识别得到的建筑工人不安全行为影响因素较多,可总结、提炼出导致建筑工人不安全行为的共性因子,探究共性因子间的相互作用关系,具体实践可根据共性因子所包含的具体因素进行更深入的探讨.因子分析即是一种从变量群中提取共性因子的统计方法,其本质就是通过少数几个因子去描述众多指标或因素之间的联系,通过把关联紧密的变量进行归类处理,将每一类变量命名为几个不同的公因子,以较少的几个公因子反映原始变量的大部分信息.通过因子分析,以特征值>1且累计方差贡献率≥80%为准则确定公因子.结合初始特征值可得出共有10个公因子的特征值大于1,说明这10个公因子影响力度均超过原有变量,且累计贡献率为86.294%,表明公因子基本能够反映原始变量的全部信息.初始特征值方差解释见表2,进而针对方差结果提取公因子,并对其进行命名,见表3.

表2 初始特征值方差解释Table 2 Initial eigenvalue variance interpretation

表3 公因子命名及方差解释Table 3 Common factor nomenclature and variance interpretation

2 ISM模型构建

解释结构模型(interpretativestructuralmodeling,ISM)是1974年由Warfield教授开发的一种用于系统分析的结构化模型技术.其基本思路就是将复杂的系统分解成若干个系统要素的基础上,充分利用人们的知识与经验分析各因素之间的关系,通过计算机辅助处理,最终将复杂系统转化为一个多级分阶、具有良好结构关系的模型[10].将其运用在本研究中,可通过层级图的方式直观地了解装配式建筑施工系统脆弱性影响因素间的因果层次、递阶结构.因此,为了更加清晰直观地描述建筑工人不安全行为的影响因素,借助ISM模型进行研究.

2.1 相互关系分析

建筑工人的行为表现不是单一个体或单一事件引发的,其不安全行为也不是由单一因素作用的结果,而是由多个相互影响、相互关联的因素共同作用导致的,因此,确定各因素之前相互作用关系是构建模型的首要前提.邀请10位从事建筑不安全行为相关研究的课题组专家及现场管理人员组成本次研究的ISM小组,各位专家结合自身经验对10个关键影响因素的相互影响关系进行充分讨论,最终得到影响建筑工人不安全行为的关键影响因素关联矩阵如表4所示.表4中:行元素用Fi表示,列元素用Fj表示;O表示Fi与Fj互无影响;E表示Fi与Fj相互影响;D表示Fi对Fj有影响而Fj对Fi无影响;A表示Fj对Fi有影响而Fi对Fj无影响.

表4 建筑工人不安全行为关键影响因素关联矩阵Table 4 Correlation matrix of key influencing factors of unsafe behavior of construction workers

2.2 邻接矩阵建立与可达矩阵计算

将表4关联矩阵进行量化,用“0”和“1”分别表示各因素间的关系,即当Fi对因素Fj有影响时,aij=1,当Fi对因素Fj没有影响时,aij=0,i≠j.经过量化处理,关联矩阵就转化为一个10×10的邻接矩阵A,

可达矩阵是描述邻接矩阵中因素Fi对因素Fj产生影响所需的路径,表明各因素之间是否存在相互作用关系.将邻接矩阵A与单位矩阵I相加构成新的矩阵(A+I),对(A+I)进行若干次布尔运算,直到(A+I)n-1≠(A+I)n=(A+I)n+1.此过程可通过MATLAB计算实现,最终得到装配式建筑施工系统脆弱性影响因素间的可达矩阵M,

2.3 可达矩阵分解

在得到可达矩阵的基础上,需对其进行区间分解和级间分解.从可达矩阵M可以看出所选10个关键因素之间均有影响关系,故只需进行级间分解即可.其基本思路为:首先通过梳理得到各因素的可达集P(Fi)={Fi|aij=1}与先行集Q(Fj)={Fj|aij=1},然后计算两集合的交集C(Fi),当C(Fi)=P(Fi)时,表示从其他因素可以到达该因素,即可确定第1层级因素.将第1层级因素从可达集中去除,继续按照以上方式依次确定第2层级、第3层级等其他层级因素.第1层级因素分析如表5所示.

表5 第1层级因素分析Table 5 The first level factor analysis

经级间分解可将装配式建筑施工系统脆弱性影响因素分为5个层级:第1层级为F3;第2层级为F8;第3层级为F2、F4、F5、F6;第4层级为F1、F7;第5层级为F9、F10.

2.4 多层递阶结构图

按照级间分解后的层级划分,将可达矩阵中的关键因素进行重新排列,即可得到可达矩阵的标准形式M′,

M'=1011000100010000010000100000001001000100000010010000000101000011111000001000010010000000100011111101

标准形式M′中,对角线上的每一个单位矩阵分别对应一个层级.通过标准形式,可清晰地看出各因素层级关系,绘制出装配式建筑施工系统脆弱性影响因素的多层递阶结构图,如图1所示.

图1 建筑工人不安全行为影响因素递阶结构Fig.1 Hierarchical structure of influencing factors of unsafe behavior of construction workers

根据递阶结构图可将5层关键影响因素划分为3组,分别为:直接因素、间接因素及深层因素.

直接因素包含F3安全能力、F8安全氛围2个因素,是最直观、最易被发现的因素.此类因素的出现会直接影响建筑工人的行为,导致不安全行为的发生.

间接因素包含第3、4层级的因素,是承上启下的一组因素.此类因素推动直接因素的发展、变化,同时也受到深层因素的影响,但其对建筑工人的影响必须通过直接因素才能够发生作用,进而产生不安全行为.

最底层的F9自然环境、F10社会环境属于深层因素,是隐性、不容易感知的因素.此类因素只有通过直接或间接因素才可对建筑工人的行为产生影响,因其隐藏较深常常被忽视,但越是深层不容易发现的因素越应得到重视.建立健全相关制度,规范现场环境和建筑工人行为才可得到充分安全保障.

3 MICMAC分析

通过ISM模型确定了各影响因素之间的递阶结构关系, 在宏观上了解了各影响因素的层次排位, 但对于具体实践意义的指向性略显微弱, 无法提出针对性较强的对策建议, 为此应在其基础上进一步分析, 以期提供指向性更明确、针对性更强的建议. MICMAC是通过应用矩阵相乘原理分析因素间相互关系的一种方法, 其主要思路是通过计算各因素的驱动力值和依赖度, 以此为依据绘制驱动力-依赖度坐标图, 从而更清晰直观地了解各因素特征. 该方法常用来识别系统中具有高度动力性和高度依赖性的变量, 有助于探究各因素本质, 进而结合其自身特点提出具有针对性的改进措施.

表6 影响因素驱动力值和依赖度值Table 6 Driving force value and dependence value of influencing factors

图2 建筑工人不安全行为影响因素 依赖度-驱动力坐标图Fig.2 Dependency-driving force coordinate map of influencing factors of unsafe behavior of construction workers

经过MICMAC分析可将影响因素分为自发因素、独立因素、联动因素、依赖因素4类.

自发因素包括F1身体状态、F2专业素养、F4安全动机、F5安全教育培训、F6资源配备、F9自然环境,位于依赖度-驱动力坐标图的第Ⅲ象限.此类因素具有一定的驱动力和依赖性,对建筑工人不安全行为影响因素相互联系起到承上启下的作用,作为关键的中间因素其对建筑工人的影响是巨大的.因此,此类因素应是首要进行控制的关键因素.尤其是位于Ⅲ、Ⅳ象限分界线的F7组织管理应重点关注,因其驱动力相对较高,率先解决此因素更有助于其他因素的解决.

独立因素包括F10社会环境,位于依赖度-驱动力坐标图第Ⅳ象限.此类因素具有较高驱动力,是建筑工人不安全行为产生的源头,其他因素对其影响较小,因而无法进行间接控制,故其是解决一切问题的根源.

联动因素在此处不包含任何因素,位于依赖度-驱动力坐标图第Ⅰ象限,此类因素具有较高的不稳定性,不易控制,说明建筑工人不安全行为影响因素都是处于相对可控的范围.

依赖因素包括F3安全能力、F8安全氛围,位于依赖度-驱动力坐标图第Ⅱ象限.此类因素具有较高依赖性,是建筑工人不安全行为产生的最直接因素,主要依靠其他因素的解决而逐渐完善.因此,可通过加强对自发因素的控制来解决该类因素.

4 对策与建议

通过ISM-MICMAC模型分析可知,建筑工人不安全行为影响因素间存在复杂的相互作用关系,且层次分明,对建筑工人的行为倾向有着不同程度的影响.因此,结合各因素本质特征,按照不同层级提出针对性建议.

1) 增强深层因素,完善社会环境.相关社会规范制度是调整人们相互关系的有力机制,完善相关行为规范是降低建筑工人不安全行为产生的根本.一方面政府及相关部门应完善建筑施工现场行为相关政策和规范,建立更加全面的行业标准;另一方面现场管理人员及作业人员应重视相关规范制度,严格遵守相关规定,加强监督管理,从根本上约束自身行为.

2) 保障中间因素,加强自身管理.影响建筑工人不安全行为的间接因素众多,关系复杂,应率先加强自身管理.一方面加大安全投入,完善资源配备,保障资源供给充足;另一方面,加强教育培训管理,提高监管力度,全面提升建筑工人自身专业素养.从而有效规范建筑工人行为,减少安全事故的发生.

3) 重视直接因素,提高安全能力.安全能力和安全氛围是导致建筑工人产生不安全行为的最直接因素.因此,应严格考核建筑工人的安全能力,建立良好的组织安全氛围,增强上岗员工的安全意识,以减少不安全行为的发生,降低事故损害.

5 结 论

1) 以建筑工人不安全行为作为研究对象,结合调查问卷、因子分析等方法,对25个建筑工人不安全行为影响因素进行筛选,最终确定了10个公因子作为关键影响因素.综合运用ISM-MICMAC模型,根据各因素间相互作用关系,分别得到了建筑工人不安全行为影响因素的递阶结构模型和依赖度-驱动力坐标图,从宏观、微观2个层面较为全面地分析了影响建筑工人不安全行为的因素.

2) 有效减少建筑工人不安全行为,降低事故发生率,不仅要严格考察建筑工人安全能力,更应注重解决完善社会规范的源头问题.从问题本源出发,全面完善建筑工人作业环境,提高整体作业素质.

3) 在充分了解建筑工人不安全行为影响因素层级关系和本质特征的基础上,提出了有针对性的对策建议,以期能够减少建筑工人不安全行为的发生,提高施工作业的安全性.