基于集对分析的煤矿安全行为评估与应用

佟瑞鹏 刘大鹏 崔鹏程 陈 策

(中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院，北京市海淀区，100083)

★ 煤矿安全 ★

基于集对分析的煤矿安全行为评估与应用

佟瑞鹏 刘大鹏 崔鹏程 陈 策

(中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院，北京市海淀区，100083)

为评估煤矿的安全行为水平，在分析组织行为的特征要素及个体不安全行为的影响因素的研究基础上，构建煤矿安全行为评估指标体系。应用集对分析理论提出安全行为综合评估方法，根据成熟度模型设定评估等级标准，用置信度准则来判定综合评估等级。在煤矿中进行实证应用的结果表明,评估得到煤矿安全行为综合水平处于规范级，与煤矿的自我评估和煤矿企业长效安全评价体系研究等实际情况相符合。因此，基于集对分析的安全行为评估方法能够帮助煤矿了解自身安全管理状况，做出针对性的改进。

安全行为 评估指标体系 集对分析 评估等级标准

随着学术界对不安全行为的形成机理及其影响因素研究逐步深入，目前采用定量化的方式对不安全行为进行评估已经成为越来越多学者的关注点。而对于抽象的行为，在无法将其当作直观的现象来解释的情况下，基于心理学问卷形式，编制精心设计、严格效验的量表对人的不安全行为进行评估测量的方法也被学者广泛的应用。

国内外学者从组织及个人等不同层面对安全行为的评估进行了大量的研究，例如安全氛围、风险感知、工作压力、危险水平5个维度的李克特量表的构建，实证表明安全氛围可以很好地预测工人的不安全行为。计划行为理论对航空维修人员的不安全行为进了量表测量和分析应用，通过建模实证了工作压力、安全意识、管理认知和群体规模等因素对行为安全的影响。通过对2033名矿工的开放式问卷调查和评估，对矿工的不安全心理进行了研究，编制了四维矿工不安全行为心理测量问卷，并证明了问卷结构的合理性和有效性。

通过国内外学者对行为安全评估方面的研究现状可知，多数学者采用量表的形式对人不安全行为进行评估，而对组织行为进行系统评估的研究甚少，评估时忽略了组织行为与个体行为之间的关系和差异；对人的自身不安全行为的评估内容也多从人的安全意识和安全心理的角度出发，而对外界组织因素及环境因素对人心理的影响并没有进行深入研究。

因此，本文从煤矿安全行为整体的视角出发，基于以往对煤矿组织行为和个体行为两个层面的评估水平研究，根据成熟度模型与置信准则最终确定不同评估等级。将所提出的煤矿安全行为评估方法在煤矿中进行实证应用，并与其他体系对该煤矿的评估结果进行比较分析。

1 安全行为综合评估模型

1.1 综合评估体系构建

安全管理行为(Safety Management Behavior)是指组织为预防事故发生和控制事故损失的工作方法集合及其执行过程，可分为组织行为和个人行为。在煤矿安全管理中，组织行为体现组织安全文化、安全管理体系的完善程度及运行状态。

组织行为(Organizational Behavior)是指组织整体的安全文化、安全管理体系的完善程度或者其运行情况，不是某个员工个人的行为；组织行为从广义上通常被认为是组织在实现组织目标过程中所表现出来的各种行为，包括组织成员的行为、组织中各群体的行为以及整个组织的行为。

通过建立煤矿组织安全行为评估指标体系来对煤矿的安全行为水平进行评估。基于煤矿安全行为评估方法研究构建安全行为综合评估体系框架如图1所示。综合评估体系框架中结合了组织行为和个体行为两个层面评估时的核心要素后共形成了24个指标，在评估过程中，将基于以往对组织行为评估过程及个体行为评估过程中得到的基础数据通过上述体系框架进行综合评估。

图1 煤矿安全行为综合评估体系框架

1.2 综合评估等级划分

基于成熟度模型在公共安全管理绩效评估、建筑安全管理体系的评价及煤矿的安全文化评价等领域的研究与应用，安全行为水平的发展也同样是由不成熟逐渐发展为成熟的过程，根据CMM的等级划分方式，通常将评估结果划分为5个成熟度等级，即优化级、强化级、规范级、改善级、缺陷级。

1.3 综合评估指标权重确定

首先确定综合评估体系框架中各指标的权重。煤矿安全行为综合评估体系框架中共有24个指标。其中8个指标为组织行为评估体系中的二级指标，各指标的相对权重通过IAHP法进行了确定，并确定相应的水平，即优秀(90～100)、良好(75～90)、一般(60～75)、较差(40～60)、不可接受(0～40)；个体层面的16个指标权重的确定采用熵权法，计算结果如下：W=(0.0571，0.0728，0.0059，0.1637，0.0297，0.1457，0.1498，0.0975，0.0607，0.0140，0.0699，0.0493，0.0230，0.0161，0.0186，0.0261 )。

2 评估方法

2.1 集对分析评价法

集对分析(Set Pair Analysis，简称SPA)是一种不确定性系统分析方法，已被广泛应用于众多的领域。它的核心思想是对不确定系统中的两个相互间有关联的集合构造集对，然后对集对的特性分别进行同一性、差异性、对立性分析，最后建立集对的同异反联系度。集对分析的基础是集对，关键是联系度。

2.2 评估过程

2.2.1 等级评判准则

应用集对分析评价法对安全行为进行综合评估。将安全行为综合评估体系框架中的24个指标构成集合A，而设定的5个评估等级中，根据安全行为成熟发展过程，从最低级缺陷级逐渐发展到最高级优化级，因此优化级为第1级标准，将其构成集合B，则集合A和集合B构成集对H(A，B)，其五元联系度可以表示为：

(1)

式中：al——指标值隶属于1级标准的可能程度；

bl——指标值隶属于2，3，…，K-1级标准的可能程度；

cl——指标值隶属于K级标准的可能程度；

wl——各指标的权重。

在评价过程中，对于特定的l，不同的集对H(Al，Bk)(k=1，2，…，K)对应的μAl～Bk包含的信息量有许多重叠，而其中μAl～B1所含信息量是最全的。因此，为方便起见，可将Bk特定为某指标1级评价标准构成的集合。此时，各参数代表的含义可以理解为：al为指标值xl隶属于1级标准的可能程度，bl,1，bl,2，…，bl,k-2，cl分别为xl隶属于2，3，…，K-1，K级标准的可能程度。

在对安全行为综合评估结果进行等级评定时，根据计算的联系度可采用置信度准则判断等级，这种方法在评价时避免了差异不确定系数(i1，i2，…，iK-2)的取值问题，使得计算过程简化。置信度准则为：

hk=(f1+f2+…+fk)>λ

(2)

式中：λ——置信度。

满足式(2)即可得到评估等级属于hk对应的k级，在本文中k取5；λ一般在[0.50，0.70]内取值，取值越大表明评估结果越倾向于保守。

2.2.2 联系度的计算

以上给出了基于集对分析评价法来确定安全行为综合评估等级的过程，而想得到评判结果，其中关键的步骤是通过联系度的计算来得到f1、f2、…、f5的值，此处将单独介绍联系度的计算方法。

在充分考虑了评估等级边界的模糊性，本文采用基于模糊分析法的一种联系度计算新方法，针对越大越优的指标，某样本值xl与该指标1级评价标准的联系度：

(3)

式中：s1，s2，…，sK-1——K-1个门限值，s1≥s2≥…≥sK-1，各门限值区间内分别对应一个等级。

因此，K=5时，有4个门限值分别对应5个等级区间，各门限值分别为s1=90，s2=75，s3=60，s4=40，根据式(3)即可知安全行为指标与1级标准的同一度、差异度和对立度的具体参数。

3 实证行为评估

选取神华集团SW煤矿作为代表，应用本文提出的方法及所构建的综合评估体系对其整体的安全行为进行评估。

3.1 组织行为评估

对该煤矿进行组织行为评估时，采用以往研究组织行为的方法对其评估。由于评估项数目较多，仅列出根据评估项得分经过计算得到的二级指标分数，并计算出组织行为的最终得分。

根据评估计算结果可知该煤矿组织行为的最终得分为72.68分，对比组织行为水平所处等级为一般——即组织行为的大部分方面得到了落实，但效果不佳，煤矿对组织的安全管理实践应加强重视。从组织行为8个二级指标的得分可以看出，安全法规遵守、安全文化建设及应急救援管理3个方面的得分均低于75分，说明该煤矿组织层面的安全管理在此3个方面的建设目前处于薄弱状态。该煤矿在进行安全管理时需要重点提高安全法规遵守、安全文化建设及应急救援管理3个指标的水平，加强建设和管理，修复短板，进而从整体上来提高煤矿的组织行为水平。

3.2 个体行为评估

进行个体行为评估时，根据以往矿工个体行为研究计算出该煤矿矿工个体的行为评估综合得分为3.14分，其处于良好的等级，说明矿工整体的行为水平较高，在工作过程中一线员工对自身的不安全行为已经有所意识，并具备一定自我纠正能力。

从评估分量表的得分可以看出，其中组织内部因素分量表的综合得分为2.85分，小于3分，处于一般的等级，说明该煤矿组织因素各方面的有效落实对于员工个体行为的作用效果并不明显。从具体的因子得分还可以看出，个体内在因素方面比较薄弱的为该煤矿员工的安全知识、安全态度及危险应对能力；外部环境因素方面，该煤矿矿工的作业环境对矿工产生不安全行为有很大影响。

3.3 综合评估

根据以上得到的该煤矿组织行为评估及个体行为评估的数据结果，应用本文构建的安全行为综合评估方法对该煤矿的安全行为进行综合评估。按照安全行为综合评估体系框架，将组织行为的8个二级指标的得分及个体行为评估得到的16个因子得分都统一标准化为百分制。

组织行为和个体行为是安全行为的两个组成部分，组织行为作用于个体行为，并共同决定了安全管理状态，在综合评估时两个层面均发挥重要的作用，因此为了平衡彼此的影响程度，将组织行为层面和个体行为层面两个层面的整体权重占比确定为各占0.5的比重。

根据本文给出联系度的计算方法计算各分量系数，计算结果及指标对应的权重和分数汇总后将计算得到的联系数分量数据及各指标的权重带入到式(3)，得到安全行为综合评估指标与等级标准的联系度为：

(4)

根据置信度准则取λ=0.6，由综合评估等级进行判定得到：h3=f1+f2+f3=0.0265+0.2105+0.5125=0.7495>λ。

因此可知，该煤矿的安全行为综合评估水平处于第3等级。评估结果说明该煤矿安全行为从整体的角度来看已经达到了达标有序的规范状态，但是规范级仅仅代表目前的综合水平，组织行为和个体行为的细节方面依然存在诸多漏洞，无法保证安全行为对于预防事故的作用性持续有效，此时依然需要有针对性的加大安全管理力度来强化各指标的有效作用。

组织行为层面除加强安全文化、法律法规、应急救援方面的建设与管理外，落实安全生产责任也是必不可少的内容，明确安全生产职责，做好安全生产工作才能提升组织的安全水平；安全监督检查的落实是安全管理体系在行为层面的保障，也是组织安全行为的体现；安全资金投入的力度是组织进行一切安全活动的重要保障和前提，是组织安全行为的重要内容。

个体行为层面除提高安全知识、安全态度及危险应对能力等方面的水平外，该煤矿在通风、照明以及煤炭运输方面应给予完善；同时，还可采取一些降尘、除尘、降温、除湿、降噪措施来减少对矿工作业的影响；针对由于矿工心理压力过大、心理消极以及情绪不佳等导致不安全行为的影响因素，可通过定期培训与咨询的互动模式，对矿工心理影响因素进行对症下药，提出指导性的建议，避免不良情绪和心理对安全生产的影响，维护员工身心健康，促进安全行为。

3.4 对比分析

本文构建的煤矿安全行为综合评估体系是否具有可靠性及实践价值，选取以往的研究，经过SW煤矿实证的基于可拓理论所提出的长效评价体系与本质安全评价体系进行对比分析，由于篇幅原因，仅在表1列出本文构建体系的8个二级指标与长效评价体系的7个三级指标以及本质安全评价体系的5个二级指标。

表1 煤矿评价体系的结果对比

由表1的比较结果可以看出，3个体系的结果具有高度相关性，且等级趋向相同，证明了行为安全体系评估的准确性。同时，根据《神华煤矿风险预控管理体系》对SW煤矿的自评结果为三级煤矿，进一步验证了煤矿安全行为综合评估体系的实用性，该方法从3种不同的视角展现出煤矿的安全状态，对衡量煤矿安全管理的差距及煤矿安全能力的提高等都将发挥指导性的作用，能帮助煤矿实现长久安全的目标。

4 结论

(1)本文建立的煤矿安全行为综合评价体系，从对行为进行量化和评估的角度做了更深层次的分析，对行为安全理论的进一步发展进行了补充，更加全面、多层次、真实地反映出煤矿安全管理存在状况。

(2)将 SPA 理论应用于安全行为的综合评价，评估过程有效整合个人行为与组织行为两个层面，克服了量表对组织行为进行系统评估的研究甚少，以及对组织行为与个体行为间的关系和差异的忽略等问题。

(3)SW煤矿的安全行为综合评估水平是规范级，与煤矿的本质安全管理自评水平、煤矿长效安全评价体系结果趋同，验证了所构建评估体系的有效性，能够帮助煤矿了解安全管理的状况，为制定针对组织行为和个体行为的有效干预策略提供了有力的技术支撑，进而最终起到预防煤矿事故的目的。

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(责任编辑 张艳华)

Coalminesafetybehaviorevaluationandapplicationbasedonsetpairanalysis

Tong Ruipeng, Liu Dapeng, Cui Pengcheng, Chen Ce

(College of Resources and Safety Engineering, China University of Mining & Technology, Beijing, Haidian, Beijing 100083, China)

In order to assess the safety behavior level of coal mines, based on the analysis of influencing factors of the characteristics of organizational safety behavior and individual unsafe behavior, a behavior assessment indicator system for coal mines was established. The set pair analysis theory was applied to conduct comprehensive evaluation method for safety behavior. According to the maturity model, the evaluation grade standard was set up. The confidence criterion was used to assess the evaluation levels. The results applied at coal mines showed that the comprehensive level of safety behavior of coal mine was at the standard level, which was in line with the actual situation of the enterprises' self-evaluation and study on the long term safety evaluation system of coal mining enterprises. Therefore, the method based on the set pair analysis of safety behavior evaluation could help coal mining enterprises understand their own safety management status so as to make targeted improvements.

safety behavior, assessment index system, set pair analysis, evaluation level standard

国家自然科学基金资助(51674268)

佟瑞鹏，刘大鹏，崔鹏程等. 基于集对分析的煤矿安全行为评估与应用[J].中国煤炭，2017,43(8)：128-132，147. Tong Ruipeng, Liu Dapeng, Cui Pengcheng, et al. Coal mine safety behavior evaluation and application based on set pair analysis[J]. China Coal, 2017，43(8):128-132，147.

TD79

A

佟瑞鹏(1977-)，男，黑龙江穆棱人，副教授，博士，主要从事行为安全管理方面的研究。