基于WSR-云组合测度模型的矿山安全文化建设评价*

刘孙政, 黄德镛, 黄日胜

(昆明理工大学 国土资源工程学院，云南 昆明 650093)

0 引言

安全文化建设是对企业文化的变革和创新，影响着企业的发展方向[1]。矿山一直都是事故多发的重点领域，由于采矿环境(尤其是深部开采)的不确定性，矿山的整体安全形势依然严峻[2]。建立适合矿山企业的安全文化评价体系，有助于企业科学管理，最终实现本质安全化[3]。目前，很多企业在安全文化建设过程中，缺乏有效的安全文化测量、评价和监督体系，对于如何开展下一阶段的建设工作缺乏指导思想。

国内外学者对不同行业的安全文化指标体系进行了研究。WANG等[4]通过分析大量的安全文化评价体系，认为其至少应包含领导承诺、管理层参与、员工授权、报告制度和绩效考评制度这5个通用的安全文化评价因素。宋晓燕[5]从时间维、空间维和组织结构维的视角出发，构建了4个层次的企业安全文化评价系统模型。AQ/T9005-2008《企业安全文化建设评价准则》将安全文化建设评价指标分为了11个一级指标、42个二级指标和147个三级指标，但因指标众多，且难以量化，在矿山企业中推广难度较大。在构建评价指标体系的基础上，一些学者用数学方法来检验指标体系的有效性。田水承等[6]对安全文化建设评价指标体系进行了结构效度、信度和相关性检验。谢振华等[7]以SMART标准为基础，将相关文献与行业标准相结合，基于AHP方法以及模糊综合评价理论构建了矿山企业安全文化建设的评价模型，并在实践中加以验证；但模糊分析法在矿山系统危险源推理分析、多源因素反馈与表述及危害联系分析等方面存在一定的局限性。马跃等[8]基于现代事故致因链的行为安全“2-4”模型理论，使用逐阶分层法建立了企业安全文化建设评价指标体系，研究发现安全文化对事故具有预防作用。梁玉霞等[9]利用多学科交叉理论，基于“互联网+”深入分析安全文化体系的结构要素，剖析各要素之间的层次、联系以及实施关键点，提出了基于熵值-TOPSIS深度分析模型，深层次地解构安全文化成效。上述研究表明，虽然企业安全文化研究是目前安全领域的研究热点，也取得了许多有益的成果，但缺乏建立评价指标体系的充分理论依据，评价指标过多且分散，指标权重的确定相对简单且主观性较强，导致评价结果具有片面性。同时，安全文化相较于其他管理理念更为抽象，致使其难以用通用标准来评判，目前尚无统一的指标或维度来衡量安全文化。鉴于此，本文在分析矿山企业安全文化要素的基础上构建安全文化评价指标体系，并提出基于WSR-云组合的测度模型，通过对企业安全文化的实际状况进行客观测量，验证了评价指标体系的合理性。

1 基于WSR方法的评价指标体系构建

物理-事理-人理(WSR)方法论在分析复杂系统问题时，可以将研究对象本身考虑在内[10]，体现了理论的系统性、科学性和合理性，避免了因指标过多或过少造成的计算繁杂或考虑因素不全面的问题，有助于构建更为科学、连贯的安全文化评价指标体系。基于该方法论，结合企业安全文化内涵，从物、事和人3个方面概括出矿山企业安全文化的主要指标体系。“物理(W)”是指客观真理和科学认知，如人类客观活动的周边环境、生产设备、制定的法律法规等。“事理(S)”主要是指做事的依据和道理，主要解决采用何种方式去做事的问题。“人理(R)”是指人员的认知行为、文化背景和周围环境的相互作用对人的影响。即安全文化本身因素(物理层面)、实现安全文化物本身因素(事理层面)和安全文化人员因素(人理层面)。通过对相关文献进行梳理总结[11-19]以及专家访谈，再根据矿山企业自身实际情况，最终确立了6个结构要素：安全工作环境、安全制度环境、安全管理、安全情报、安全认知和安全行为。在此基础上，根据专家意见和矿山实地调研，以WSR方法作为指导理论构建包括6个一级指标、21个二级指标的矿山企业安全文化建设评价指标体系。

2 测度模型建立

将“矿山企业安全文化建设水平”作为定性指标，专家对其进行测度就是围绕某个数值重心作一定幅度的摆动而做出主观判断的过程。

2.1 改进CRITIC法确定权重

传统的CRITIC法相较均方差法、熵权法兼顾了各指标间的冲突性和相关联性来评判指标权重[20-21]，但对两者之间的结合性较差。本文采用改进CRITIC法[22]确定权重，具体计算步骤如下。

步骤1：邀请相关专家对矿山企业安全文化建设评价指标重要程度进行打分，构建初始评价矩阵D。

步骤2：将评价矩阵D中各指标进行标准化，计算公式为

(1)

式中，n表示专家人数。

步骤3：确定指标变异系数，计算公式为

(2)

步骤4：根据步骤2得出的标准化评价矩阵D计算指标间的相关系数，得出相关系数矩阵Q。

步骤5：确定各安全文化建设评价指标的综合性系数，计算公式为

(3)

式中，vj为第j个指标的综合性系数，m表示指标个数，qij为第j个指标下第i个项目的评价值。

步骤6：确定各安全文化建设评价指标权重，计算公式为

(4)

2.2 模型构建

云模型是一种基于模糊理论和概率论处理定性概念和定量数据的双向转换模型[23]，该模型充分考虑了所获数据的模糊性和随机数列特征，有效解决了评估过程中的不确定性问题，客观反映了安全文化建设指标因素的分布状况，可用于企业内部的安全文化建设评估。云模型由期望值Ex(不确定性)、熵En(模糊性)和超熵He(随机性)3个数字特征值组成。通过云发生器进行计算，按功能分为正向云发生器和逆向云发生器[24]。参数特征值计算公式为

(5)

云模型构建步骤如下：

a.构建评价目标α0以及评价指标集α={α1，α2，…，αm}，将目标指标的影响因素划分为若干子指标，并明确规定每个层次的影响因素和目标。

c.构建评价语集R={r1,r2,…,rp}，基于DEMATEL法向专家发放调查问卷，采用“双边约束”原则，要求对每项指标在[0,1]区间内打出最高分和最低分。

d.计算数字特征值。通过逆向云发生器将指标评语值转化为云模型的区间下限和区间上限的特征值，再由式(6)向上拟合为该指标评价的云模型。

(6)

e.多层次综合评价确定评判结果。在得出指标评价云模型的情况下，由于父云数字特征受下一层级指标权重vi的影响，优化式(6)得到式(7)，由式(7)将下一层云逐级向上拟合为上一级父云，一直拟合至最高级父云——评价云图l0。

(7)

f.确定安全文化建设等级。l0通过正向云发生器形成的云滴{xi,ui}生成评价云图，研判l0云距离相邻且云相似度较高的两朵基准云。再依据式(8)、式(9)计算出两朵相邻基准云间的精确云距离d(l1,l2)以及云相似度Sim(l1,l2)。得出Sim(l1,l2)值较大、d(l1,l2)较小的评语基准云涵盖的评语区间即为评价结果。d(l1,l2)和Sim(l1,l2)的计算式分别为

(8)

(9)

表1 各指标的权重值Table 1 Weight value of each index

3 应用实例

本文以位于云南省的S矿业有限公司为例，检验本文构建的评价模型的可行性。

3.1 确立等级云区间

参照以往安全文化建设级别划分习惯，将矿山安全文化建设评价指标由低到高分为5个等级作为云图的绘制依据；通过“黄金分割法”将企业安全文化建设的5个等级在[0,1]区间内依次划分为初始级、基础级、可管理级、持续改进级、本质安全级；生成云标尺模型，即R={r1,r2,r3,r4,r5}，其对应的评语值范围依次为本质安全级(1,0.103 1,0.013)、持续改进级(0.691，0.064，0.008)、可管理级(0.5，0.039，0.005)、基础级(0.309,0.064,0.008)和初始级(0,0.103 1,0.013)。

3.2 指标值获取与云特征值的转化拟合

选取人员结构、文化程度和工作年限作为安全文化影响因子设计问卷，共发放360份问卷作为调查样本，调查对象涉及企业内部人员236人：中、高领导层19人，基层管理者45人，基层员工172人；外部人员46人，矿山业内人士37人，企业安全领域研究学者41人。通过信度、效度分析剔除无效问卷28份，最终的有效问卷为332份。通过对数据进行初步处理，由逆向云发生器计算得到“安全生产设备”区间上限为(0.924，0.119，0.021)，区间下限为(0.728，0.144，0.021)，根据式(5)、式(6)得出各级指标云特征值(见表2、表3)。将物理指标安全云、事理指标安全云、人理指标安全云以及S企业安全文化建设综合云放入云标尺内，结果如图1-图4所示。

表2 二级指标的数值特征值Table 2 Numerical eigenvalues of secondary indexes

表3 一级指标和目标层的数值特征值Table 3 Numerical eigenvalues of primary indexes and the objective

图1 S企业安全文化建设综合云图Fig.1 The integrated cloud chart for safety culture construction of company

图2 物理指标安全文化建设云图Fig.2 Cloud chart for safety culture construction with Wuli indexes

图3 事理指标安全文化建设云图Fig.3 Cloud chart for safety culture construction with Shili indexes

图4 人理指标安全文化建设云图Fig.4 Cloud chart for safety culture construction with Renli indexes

由图1可知，S企业的安全文化建设云介于持续改进级(0.691，0.064，0.008)与可管理级(0.5，0.039，0.005)之间，初步判断更靠近持续改进级。由图2-图4可知，物理指标和事理指标更接近持续改进级，人理指标“安全认知”和“安全行为”接近可管理级，需要重点关注。因与持续改进级距离更近，相似度更高，故S企业的企业安全文化建设水平属持续改进级。评价结果与该公司实际情况相符，证明了该模型的科学性与合理性。

4 结论

a.依据矿山安全文化基本理论，分析矿山安全文化产生机理；将WSR系统理论应用于矿山安全文化评价体系中，分析体系要素之间的层次关系，避免了要素考虑不周的问题，兼具可行性和科学性。

b.WSR-云组合测度模型考虑了指标数据的随机性和模糊性，运用改进CRITIC法提升了权重分配准确度，云模型客观反映了安全文化建设指标因素的分布状况，使得评估结果更加合理。

c.运用WSR-云组合测度模型判断出S矿业有限公司安全文化建设程度等级为持续改进级，整体安全文化建设水平相对良好。安全认知、安全行为两个维度需要加强，该公司应注重人理层面的关怀，重塑员工安全行为观，尤其要注重安全认知观的建设。