基于结构解释模型的污水处理厂作业安全分析

张亦锋，严 辉，陈培勇

（上海城投污水处理有限公司，上海 201203）

根据近年来污水处理厂事故调研结果表明，在所调查的污水处理厂伤害事件中，伤害的产生主要来源于受害者，事故产生伴随员工的不安全行为。因此，研究污水处理厂岗位不安全行为，是提高污水处理厂安全管理水平、控制作业过程中事故发生的重要途径。本文对近年来污水处理厂发生事故的影响因素进行整理归纳，得出各影响因素，利用结构解释模型进行分析，得出不同层级的影响因素，针对影响因素制定针对性对策措施，以提高污水处理厂企业的整体安全性。

1 解释结构模型法简介

解释结构模型（ISM）是系统工程中应用广泛的一种结构模型化技术的分析方法，即不损失系统功能具有层次化的最简拓扑图，关键点是将繁复的系统简化为简单要素，在计算机的帮助下将理论与实践相联系，构建结构模型。即利用图形和矩阵描述出系统之间的关系，建立矩阵进行运算，通过运算结果解释模型元素的关系。其基本步骤如图1所示。

图1 构建结构解释模型基本步骤

2 影响因素的ISM研究

2.1 确定构建模型的可行性

本文选取调研对象为上海某污水处理厂安全管理人员3人，各处理岗位员工共计66人，采取多种研究方法确保本次研究的可行性如：问卷调查法、查询国内外文献法、专家指导法等。

2.2 简化影响因素

结合污水处理行业特性，以及实地调研情况，对污水处理厂一线员工群体进行访谈记录、查阅资料、实地调查，结合专家意见得出三个层面的影响因素：个体因素、工作因素、组织管理，选取各个层面代表性强、影响较大的因素指标，具体影响因素见表1。

表1 污水处理厂员工不安全行为影响因素

个体因素：由事故致因理论认为事故原因有工作态度不佳、操作生疏、生理因素[1]。事故频发论认为事故频发者具有特定的性格特征。心理[2]影响员工的行为，员工的知识水平以及对工作的满意度都对人的行为产生影响。人失误的研究表明，当人感到紧张行为上会出现失误。因此，选取安全态度、心理状态、生理疲劳、知识技能、工作满意度、心理紧张、性格特质作为个体因素子因素。

工作因素：研究表明员工行为受作业环境、时间、强度、生产工艺技术等因素影响。不安全行为受工作负荷、劳动方式方法的影响。因此，选取工作方式、工作环境、工作时间、工作压力、设施设备、生产工艺作为工作因素子因素。

组织管理因素：通过调研发现，管理者增加与员工之间的沟通交流，会增加员工的信任感，促进员工选择安全行为；在污水处理厂安全管理中，完善的安全制度、奖惩制度，全面的安全教育培训以及监督管理为员工提供了一定的安全条件；法规表明，安全投入是保证员工在一个安全的工作环境进行工作的前提。由此，选取沟通交流、安全制度、监督管理、奖惩、教育培训、安全投入作为组织管理子因素。

2.3 建立关系邻接矩阵

邻接矩阵：邻接矩阵是表示各顶点的相邻关系。设G=（V，E）是一个图，其中V={v1，v2，…，vn}。

将选取的三个层面上的所有因素进行分析，由式1的逻辑关系得出邻接矩阵Aij。采用所建立ISM模型分析各层级因素对不安全行为的影响。

要素之间有相互影响，邻接矩阵元素aij记为1，反之记为0。即

得邻接矩阵A：

2.4 求可达矩阵

求得邻接矩阵与单位矩阵，做矩阵A+I的n阶幂运算，得可达矩阵M。

基于布尔代数进行运算（逻辑和与逻辑与），各要素之间有可到达的路径，记可达矩阵M的Mij为1，反之记为0。

2.5 层级关系划分

通过层级分解明确各因素层次关系，表层表示影响不安全行为的最直接因素，下层因素会导致上一层因素的产生，基于此建立污水处理厂员工不安全行为各因素的层次模型。

（1）可达集合R（Si）：可达矩阵中要素Si对应行包含有1的矩阵元素所对应的列要素的集合。代表从要素Si出发可以到达的全部因素的集合。

（2）先行集合Q（Si）：可达矩阵中要素Si对应列包含有1的矩阵元素所对应的行要素的集合。代表可以到达因素Si的全部因素的集合。

（3）交集A=R（Si）∩Q（Si）

对M矩阵进行层级分解，在表2中列出。

表2 可达集合、先行集合及交集

依据条件R（Si）∩Q（Si）=R（Si）抽取污水处理厂工人不安全行为影响因素的层级。表2中对于i=1，6，12满足条件，这表示1，6，12为系统的最顶层，也就是直接原因。然后把顶层因素抽取掉，表2中数值1，6，12抽取掉，依次得到2，3，4，5，7，8，9，10，11，15，16，17为第二层，即间接原因。接着把第二层的元素都抽取掉，得到13，18，19为第三层，即系统的最底层—深层原因。

2.6 建立污水处理厂工人安全行为影响因素解释结构模型

通过对各因素进行层级划分，可知污水处理厂员工不安全行为影响因素的三个层级。

得出污水处理厂工人不安全行为影响因素ISM，如图2所示。

图2 不安全行为模型图

3 解释结构模型分析

由图2可知，员工不安全行为各因素之间是逐层递阶的。不同层次影响因素具体分析如下：

表层影响因素分别是：直接影响员工不安全行为因素为安全态度、知识技能、工作压力。3个因素均为个体因素，即员工的自身原因直接导致不安全行为的产生。

中层影响因素涉及多个影响因素。员工不同的个性心理决定了对待劳动和安全的不同态度，也决定了行为的产生。员工安全观念淡漠，严重影响了员工的行为；环境恶劣，不合适的湿度、温度，有毒气体、噪声、有限空间等都会增加生理压力；各工艺环节的岗位操作大多是重复性劳动，单调、重复的工作，易引起生理以及心理的疲劳。此外，若设备设计不符合人机工程学原理，操作程序过于复杂亦会造成操作工的不适和疲劳。污水处理厂工作时间过长，存在倒班作业，生活节律被打乱，员工的体力和精神得不到松弛，易引起心理失调。污水处理厂存在较多水池，设备大多在地下，员工适应能力不匹配，易造成负担；制度不完善，沟通交流匮乏，不公平公正的组织奖惩，安全投入资金不足，员工的不安全行为也会随之加重。

深层影响因素体现于教育培训、监督管理和生产工艺三个方面。

污水处理厂应开展经常性的教育培训，培养正确的安全道德情操、理想信念等，做到本质安全。企业为追求利益最大化，监督管理不到位的现象普遍存在，这些管理方式导致员工安全心理状态差。污水处理工艺技术差，技术装备得不到提升，使得员工的不安全感加深。因此深层因素的影响是深远的。

4 结语与建议

根据调查调研污水处理厂员工事故发生状态工作行为，从个体因素、工作因素、组织管理3个层面，构建员工不安全行为影响因素模型，通过模型具体分析得出员工不安全行为的不同层级影响因素。根据员工不安全行为影响因素分析，提出以下建议，为污水处理厂的安全生产预防提供参考。

企业应从深层影响因素出发，从根本上预防和控制员工的不安全行为，企业应提高安全管理水平，使安全管理科学化和人性化，监督管理全面化，安全教育培训更具体，让安全意识成为员工意识的一部分，工作环境更具适应性，对各种危险有害因素进行辨识，采用先进的设备设施以及工艺技术，保证员工在安全的环境中作业。合理安排工作，排班、倒班遵循生物节律，减少高负荷工作时长，建议一班连续工作时长小于6h，给员工充分的休息时间从而减少不安全行为的产生，进而减少事故发生。