事故致因“轨迹双耦合”模型构建及实证研究

梁 清工程师

(中铁宝桥集团有限公司，陕西 宝鸡 721006)

0 引言

安全科学是通过理论研究进行事故预防的科学[1]，而事故致因理论是研究安全科学的基础，从理论层面为事故预防提供依据[2]。研究事故致因理论，首先要明确事故发生的通用机理，以及机理中各因素的相互作用关系[3]。只有掌握事故发生的基本规律，识别并控制好机理中的各因素，阻断事故致因链，才可预防事故的发生。

关于事故致因理论的研究，主要分为3个方面：事故致因链、事故归因论、安全积累原理，其中事故致因链研究最为广泛，也是基础理论研究的主要方向[4]。关于事故致因链的研究分为传统类和现代类。传统类从1919年GREENWOOD和WOODS提出的“事故频发倾向理论”开始，到1967年HADDON的能量学说为止，期间，MINTZ、北川彻三、SURRY、JOHNSON等提出很多的事故致因链[5-8]，其中，最著名的就是HEINRICH事故因果连锁论[9]。HEINRICH在传统的事故致因理论中，进一步完善了事故致因链，第一次明确提出事故发生的直接原因为人的不安全行为与物的不安全状态[4]；根据有关文献[4]，现代类事故致因理论起源于1972年WIGGLESWORTH提出的教育模型和1976年BIRD、LOF-TUS提出的事故致因链，经发展形成有代表性的事故致因理论，见表1。

表1 有代表性的现代类事故致因理论

与传统理论相比，现代事故致因理论分别从行为与风险2个方面进行分析、研究，完善了事故致因链，丰富了致因内容。尤其是将事故致因链向原因端延伸到管理体系及组织文化层面，向结果端延伸到险兆事件层面，从深层次为预防事故提供理论基础与方法。但是，目前事故致因理论还存在以下不足：一是研究集中在线性模型，未进行多因素系统分析；二是未将行为与风险2条事故致因链组合起来分析，未明确两者相互作用关系；三是对于险兆事件在事故致因链中的关键作用分析不够深入，使用不够广泛。

基于上述分析，本研究将行为与风险2条事故致因链结合起来，突出险兆事件在事故致因链中的关键作用，提出轨迹双耦合事故致因理论，为事故预防提供一种新的思路与方法。

1 轨迹双耦合理论依据

在轨迹交叉理论中，许多关联事件顺序发展，最终体现为人的不安全行为与物的不安全状态2条线。2条线在各自发展的过程中，在一定时间、空间发生交叉，使能量逆流于人体时，伤害事故就会发生[16]。轨迹交叉理论的一个显著特征就是将人的不安全行为与物的不安全状态有效结合在一起，明确两者相互影响、相互作用的关系。在轨迹交叉理论中，从主观方面来说，不安全行为向致因链原因端延伸可到个体因素。傅贵教授等[17]提出个体因素又受到管理因素的影响，管理因素又受到文化因素的影响。因此，从文化到管理到个体因素再到不安全行为，形成主观层面的事故致因链。主观层面事故致因链相对成熟，已经得到业内专家、学者的普遍认可，不需要再做过多的分析与推导。从客观方面来说，不安全状态向致因链前端延伸可到危险因素。田水承教授等[18]提出不安全状态受到危险源的影响，危险源与不安全状态具有直接的因果关系。根据构建双重预防机制达成的普遍共识，危险源又涵盖在风险单元中。黄守坤等[19]将风险单位定义为可能遭受损失的人、场所或事物，是风险研究者进行风险管理、控制、预测和分析的独立单元。基于此，将风险单元定义为：可能遭受损失的活动、场所或设备等。而这些设备、活动、场所又因生产经营活动而产生，因此，从生产经营活动到风险单元到危险源再到不安全状态，形成客观层面的事故致因链。同时轨迹交叉理论还可以向结果端延伸，梁清[20]将人的不安全行为与物的不安全状态延伸到险兆事件，将险兆事件作为事故发生前的最终端因素。因此，构成主、客观2条事故致因链：一条是以主观的组织和人为致因链条，即文化—管理—个体因素—行为—险兆事件，命名为“行为链”；另一条是以客观的活动和风险为致因的链条，即活动—风险单元—危险源—不安全状态—险兆事件，命名为“风险链”。行为链与风险链是事故的2条主要致因链条，其发展到特定节点上，条件具备就会进行耦合、交叉。

为考察专业人员对以上论述的认同度，笔者以2条致因链为依据，设计调查问卷进行实证。问卷设计为：对每个致因因素认同加一分，不认同不加分。调查采用线上方式进行，选取安全专业毕业的人员作为样本，职业涵盖政府与事业单位管理人员、高校与科研机构科研人员、企事业单位技术人员等。共计发放问卷500份，回收有效问卷486份，有效率为97.2%，对回收的问卷进行统计分析，见表2。

表2 事故致因因素统计分析

由表2可以看出，在事故致因链中，每个因素的得分百分比都在90%以上，说明2条事故致因链得到专业人士的普遍认可，符合事故致因的客观规律。事故致因链主要由2条链组成，主观层面为：组织安全文化、安全管理体系、行为安全因素、不安全行为、险兆事件、事故；客体层面为：生产经营活动、风险单元、危险源、不安全状态、险兆事件、事故。依据对事故原因的阐述度的不同将2条轨迹的因素设定不同的名称：轨迹1中的组织安全文化是大文化的重要组成部分，是安全管理的根本，所以设定为根本原因；轨迹2中的生产经营活动，由于只要单位正常运行，就必定存在生产经营活动，因此将其定义为根本原因。轨迹1中的安全管理体系很大程度上受到组织安全文化的影响，同时其又属管理深层次范畴，影响行为安全因素，因此将其定义为深层原因；轨迹2中的风险单元因生产经营活动而产生，其又附着危险源，是事故出现的深层次因素，定义为深层原因。不安全行为与不安全状态定义为直接原因，与经典事故致因理论保持一致。行为安全因素与危险源分别直接导致不安全行为与不安全状态的发生，又介于深层原因与直接原因之间，定义为中间原因。因为险兆事件与事故后果具有直接的因果关系，为最终端的因素，因此将其定义为终端原因。

2 轨迹双耦合模型构建

2.1 模型提出

生产经营单位是一个动态不稳定系统，含有许多不稳定因素。对于主观(行为链)层面，致因链上的要素之间都是因果关系，从组织安全文化到行为安全因素，是不稳定因素穿过屏障漏洞的过程[21]。若组织安全文化作为一道屏障，其有漏洞，那么不稳定因素就会穿过此屏障，导致管理体系受到影响。如果管理体系有漏洞，不稳定因素同样会穿过这个屏障，进而导致个体行为安全因素受到影响。对于客观(风险链)层面，致因链上的因素之间也是因果关系，是一种客观存在的致因链。只要有生产经营活动，不管有没有漏洞，总会存在风险单元，只要有风险单元，一定会含有危险源，这是一种必然的因果关系。行为链与风险链本来是2个平行发展的致因链条，直至发展到行为安全因素与危险源，两者发生第一次耦合，产生直接事故隐患(人的不安全行为和物的不安全状态)。定位于此是由于不良行为安全因素只有以危险源为载体，才会发生作用产生事故隐患。行为与状态进一步发展，发生第二次耦合，产生险兆事件。险兆事件达到接触临界能量且符合机会因素就会发生事故，见表3。

表3 事故致因链具体原因对应关系

在表3中，根本原因与深层原因层面，所有的因素都因组织而产生，因此这些因素称为组织原因，风险链在这个过程是客观的存在，不会与行为链进行耦合。中间原因与直接原因层面，由于事故的发生往往是大量隐患累积的结果，这些隐患会出现在群体中不同个体身上，因此这些原因称为群体原因。行为安全因素与危险源耦合，形成直接事故隐患。在大量的行为与状态中，只有个体的行为与状态耦合，才会导致事件的发生，这些事件就是险兆事件。险兆事件是终端原因，与事故后果具有直接因果关系。接触能量和机会因素是条件原因，也是触发事故的条件因素。能量不够或没有机会接触，只会发生有事故征兆的险兆事件，不会发生事故。在这个阶段，所有的因素都是个体因素，因此这些原因称为个体原因。根据以上分析，构建轨迹双耦合事故致因模型，如图1。

图1 轨迹双耦合事故致因模型

2.2 模型分析

(1)模型整体上是一个不稳定系统，其具有动态性和不稳定性。在系统的2条致因链中，每个因素发生变化，都会影响到系统整体的稳定性。从风险链来说，生产经营活动发生变化，就会导致风险单元和危险源发生变化；从行为链来说，组织安全文化发生变化，就会导致安全管理体系与行为安全因素发生变化，从而导致事故隐患、险兆事件，甚至接触能量和机会因素发生变化，影响发生事故的概率和后果。

(2)与风险链相比，行为链更复杂，应当予以重点关注。目前对行为安全因素的研究分类非常多[22-23]。笔者综合归纳专家学者的研究成果，采用结构化思维的二分法[24]将行为安全因素归纳为技术因素、生理因素、心理因素、意识因素4个方面，如图2。

图2 轨迹双耦合模型解释图

(3)险兆事件是事故发生的终端原因，与事故后果具有直接因果关系。险兆事件是具备事故征兆的特点，并与事故后果具有直接因果关系，且未造成或造成轻微损失的事件[25]。由险兆事件转化为事故，应当同时具备2个基本条件：接触的能量达到临界值；有事故发生的机会因素存在。因此，本模型将险兆事件定义为：因保险或屏障破坏产生的具有事故征兆特点，并因接触能量不足或缺少机会因素导致的轻微损失事件。

(4)第一次耦合，产生直接事故隐患，第二次耦合，产生险兆事件。危险源是可能导致人身伤害和(或)健康损害的根源、状态或行为，或其组合[26]。模型中的危险源是导致人身伤害的根源，这种根源是固有属性，它具备能量，且为能量的载体。其与行为安全因素进行耦合产生事故隐患。事故隐患中的行为与状态二次耦合产生险兆事件，如图2。

2.3 模型作用

(1)将风险链与行为链结合，实现事故致因精准分析。将行为致因链与风险致因链作为2条平行链进行分析，通过一次耦合形成直接事故隐患。可从人、物2个层面对事故进行分析，使事故的分析更加系统、全面、科学。

(2)引入险兆事件，延长致因链，为事故预防提供新的思路。通过将人的不安全行为、物的不安全状态进行2次耦合形成险兆事件，突出险兆事件在事故致因链中的终端作用，可在险兆事件层面(识别、报告、处置)阻断事故致因链，为事故预防提出新的思路和方法。

(3)分别从组织、群体、个体层面确定事故预防的3道防线。通过将事故致因链进行分解，明确组织层面的原因、群体层面的原因、个体层面的原因，为阻断事故致因链，制定事故预防措施提供3道有效防线。

3 轨迹双耦合模型实证

作为事故致因分析的通用模型，轨迹双耦合理论提供新的分析方法，并且为事故预防提供新的思路。为进一步证实模型的科学性、有效性、适用性，选择珠海市兴业快线(南段)一标段工程石景山隧道“7.15”重大透水事故进行分析。2021年7月15日3时30分，珠海市兴业快线(南段)一标段工程石景山隧道发生透水事故，造成14人死亡，直接经济损失3 678.677万元。根据事故调查报告，认定该起事故是一起生产安全责任事故。事故原因为：隧道下穿吉大水库时遭遇富水花岗岩风化深槽，在未探明事发区域地质情况、未超前地质钻探、未超前注浆加固的情况下，不当采用矿山法台阶方式掘进开挖(包括爆破、出渣、支护等)、小导管超前支护措施加固和过大的开挖进尺，导致右线隧道掌子面拱项坍塌透水[27]。运用轨迹双耦合模型进行事故原因分析，并制定组合干预策略，见表4。

表4 石景山隧道事故致因链

(1)个体原因中，直接原因有不当采用矿山法台阶方式掘进开挖、小导管超前支护加固和过大的开挖尺寸。开挖失误与未锚喷支护发生耦合，导致险兆事件(掉渣滴水)出现，由于接触能量不足，距事故发生有近1h时间，人员有充足的时间逃离现场。另6月19-23日也发生过拱顶坍塌险兆事件。

(2)群体原因中，风险因素为隧道地处水库下方，易诱发松软土体坍塌透水。行为安全因素主要有直接原因反映出的技术、生理、心理、意识等问题。大量的不安全行为与不安全状态由于事故报告中未明确，故不做详述。

(3)组织原因，组织层面有2个方面的问题，安全管理体系不健全、存在风险单元。管理方面的问题暴露出施工单位安全管理体系有缺失、不健全。风险单元施工客观存在，但应当合理划分，避免诱发事故。以上安全管理体系的问题，体现出施工单位对安全工作不重视，工作停留在纸面，单位整体安全氛围不浓厚，安全文化建设薄弱。

针对以上原因，施工单位层面应当加强组织安全文化建设、完善管理体系。根据有关要求，开展安全标准化体系建设，严格落实安全标准化要求[28]。施工单位应当从组织架构上认真分析原因，根据有关研究成果，提出对应的组合干预策略[29]。

4 结论

(1)通过文献分析与问卷调查，明确事故通过风险与行为2条致因链形成。行为链主要为：组织安全文化、安全管理体系、行为安全因素、不安全行为、险兆事件、事故。风险链主要为：生产经营活动、风险单元、危险源、不安全状态、险兆事件、事故。

(2)构建轨迹双耦合事故致因模型。在模型中，明确组织安全文化、安全管理体系、生产经营活动、风险单元为组织原因；行为安全因素、危险源、群体的不安全行为、不安全状态为群体原因；具体不安全行为、不安全状态与险兆事件为个体原因，并通过案例实证分析，验证轨迹双耦合模型的合理性和有效性。

(3)轨迹双耦合事故致因模型中行为安全因素与危险源发生第一次耦合，产生直接事故隐患，行为与状态二次耦合，产生险兆事件，预防事故发生的核心就是防止致因链2次耦合，实践中在发生险兆事件后，可通过减少接触能量或接触机会，阻断事故发生。