基于VENSIM的煤矿工人不安全操作心理分析

　　摘    要：　为减少煤矿事故的发生并探讨矿工不安全操作的心理动因, 基于安全心理学的核心原理, 运用系统动力学的方法, 构建影响矿工不安全操作行为的心理因素影响模型;基于王庄煤矿调查数据, 运用Vensim PLE软件对模型进行动态仿真试验;在分析仿真结果的基础上, 对矿工的不安全操作行为提出4种改进管理模式。结果表明:通过改善工作环境、降低工作强度、加大领导关怀、加强安全教育、加大奖惩力度等方案, 可有效控制矿工不安全操作的行为。

　　关键词：　安全心理学; 不安全操作; 心理动因; 系统动力学; 仿真模拟;
 

　　Abstract：　In order to reduce the accidents and investigate the psychological causes of miners' unsafe operation, a system model was built for the psychological factors to construct the miners' unsafe operation behavior based on safety psychology combined with the principle of system dynamics. Based on the survey data of Wangzhuang Coal Mine, the dynamic simulation of the model was carried out by using Vensim PLE. Based on the analysis of the simulation results, 4 improved management models are proposed for the unsafe operation behavior of miners. The results show that: by improving the working environment, reducing the intensity of work, increasing the leadership care, strengthening safety education, strengthening incentives and penalties, we can effectively control the unsafe behavior of miners.

　　Keyword：　safety psychology; unsafe operation; psychological factor; system dynamics; analogue simulation;

　　据统计, 2016年全国煤矿事故发生21起, 共死亡170人。在人-机-环境系统中, 人是生产活动的主体, 也是激发事故的主要因素。人机学家认为, 心理学与安全生产有十分重要的联系, 人在生产作业中经常受到各种心理因素的影响[1,2]。国内外学者从安全心理学的角度研究了不安全行为的心理动因。刘琦[3]认为, 煤矿的安全生产与人的心理活动分不开;赵恩乾[4]从安全心理学的角度分析不安全行为产生的原因, 以及行为安全的控制对策;以上研究多从静态角度分析矿工不安全行为与心理动因的关系, 未从系统、动态的角度探究各影响因素的关系。山西潞安集团在安全管理方面不断创新, 建立完善的生产安全系统管理机制, 并取得明显效果[5,6,7]。基于此, 以安全心理学为基础, 结合系统动力学原理, 建立矿工不安全操作心理动因模型。运用VENSIM软件进行仿真模拟, 对影响王庄煤矿矿工不安全操作的心理因素进行分析, 以期提出有效而有针对性的策略。

　　1、 理论分析及关系构建

　　1.1、 安全心理学基本原理

　　国内学者认为[8,9], 安全心理学是以人为对象, 从保证生产安全、防止事故的角度研究人的心理活动的介于社会科学与自然科学之间的交叉学科。李双蓉[10]通过系统分析现有心理学和安全心理学的有关演技成果, 提炼出感觉阈值、知觉差异、情绪作用、行为激励、素质培养、个性匹配6条核心原理。鉴于此, 以安全心理学的核心原理为基础, 对影响矿工不安全操作的心理因素进行概括, 从感觉、认知、动机、态度4个方面展开分析。

　　1.2、 心理因素分析

　　1) 感觉。感觉是人脑对于外界刺激的直接反映, 是认知过程的开始。根据安全心理学[11], 人类只能感受到感觉阈限以内的外界刺激, 感觉阈值因个体差异和环境改变有所不同。在实践活动的执行过程中, 各种各样的信息不断作用于操作者的感官, 给操作者以刺激。若操作者能对指令 (刺激) 做出正确的响应, 不安全操作行为就不会发生;反之, 操作者不正确的处置, 将会导致能量失控, 从而对安全造成威胁[12]。

　　2) 认知。人的行为是其认知产生的结果, 如果人的行为表现是不安全的, 则必然是其认知过程出了问题[13]。已有研究证明[14], 情绪会引发与当前认知任务无关的情绪活动, 增加工作记忆负荷, 从而扰乱当前的工作行为。综上所述, 一方面, 领导的关怀与认可以及良好的人际关系有助于矿工产生积极情绪, 从而在融洽的工作中不断提高认知;另一方面, 加强对矿工安全知识的教育可以提高矿工的安全意识, 从而提升矿工的认知水平。

　　3) 动机。李乃文[15]指出, 动机对安全行为具有显着性正向预测作用。情绪具有动机作用, 当对象是安全生产目标时, 情绪就会对安全操作起到助力或阻碍作用。稳定、适度的积极情绪能够促发人的安全动机, 有利于进行安全操作。

　　4) 态度。Oppenheim将态度定义为:在面临某些刺激时, 个人所倾向的特定行为或反应。通过文献分析发现, 学界普遍认为事故是由个体的不安全态度导致的不安全行为引起的, 安全态度对安全行为具有正向显着影响。如Heinrch提出个体不恰当的态度是导致其不安全行为的重要原因。李乃文等通过实证分析发现安全态度对安全绩效具有直接影响。对于矿工来说, 工作态度依赖于安全意识, 安全意识越强, 态度越积极, 安全操作意识越强。其中安全意识的提高需要通过矿工工作的安全氛围和煤矿企业的共同作用实现。

　　1.3、 关系构建

　　1.3.1、 模型假设

　　在建模过程中, 为明确作用机制和简化计算, 提出以下假设:以矿工不安全操作为研究对象, 分析影响矿工不安全操作产生的心理因素。模型中涉及到的心理因素主要为态度、认知、动机、态度4个子系统, 且相互关联, 共同决定不安全操作行为的产生, 其他因素未纳入考虑中。

　　1.3.2、 因果关系构建

　　根据SD反馈原理, 构建矿工不安全操作行为的心理因素因果关系回路如图1。回路中“↑”表示变量的增加, “↓”表示变量的减少。

　　图1 矿工不安全操作行为的心理因素因果回路

　　系统共存在6条因果关系, 主要回路包括:

　　1) 感觉↑→不安全操作↓→安全氛围↑→安全意识↑→感觉↑, 此回路为正反馈回路。

　　2) 认识↑→不安全操作↓→安全氛围↑→安全意识↑→认识↑, 此回路为正反馈回路。

　　3) 感觉↑→认识↑→不安全操作↓→安全氛围↑→安全意识↑→感觉↑, 此回路为正反馈回路。

　　4) 不安全操作动机↑→不安全操作↑→安全氛围↓→不安全操作动机↑, 此回路为正反馈回路。

　　5) 态度↑→不安全操作意向↓→不安全操作↓→安全氛围↑→安全意识↑→态度↑, 此回路为正反馈回路。

　　6) 安全意识↑→态度↑→不安全行为意向↓→安全意识↑, 此回路为正反馈回路。

　　1.3.3、 反馈回路分析

　　感觉和认识对不安全操作具有抑制作用, 从而提高安全氛围, 通过提高矿工安全意识促进感觉和认识的提升;此外, 感觉还通过认识简介抑制不安全操作的发生, 使感觉持续增加;不安全操作的动机对不安全操作的行为有直接影响, 不安全操作又会通过降低安全氛围, 间接使不安全操作动机持续增加;同时态度通过影响不安全操作意向, 间接影响不安全操作行为, 又会进一步增强矿工操作的安全态度。

　　2、 心理因素的SD模型构建

　　2.1、 系统流图模型构建

　　以上各因素因果回路图表达了系统各要素之间的相关关系和作用过程, 无法确定明确表示之间的数量关系。因此, 建立相应的系统流图, 通过引入状态变量、速率变量和辅助变量, 构建矿工不安全操作心理因素变量汇总见表1。

　　表1 矿工不安全操作心理因素变量汇总表

　　2.2、 仿真方程构建

　　根据SD原理, 运用VENSIM软件对系统模型进行仿真。为建立各变量之间的数量关系, 运用一阶线性函数、积分函数、表函数分别对状态变量、速率变量、辅助变量构建方程。其中, INTEG为积分函数;WITH LOOK UP为表函数。具体方程如下所示:

　　1) 状态变量方程。

　　2) 速率变量方程。

　　式中:T1为安全教育水平的影响比例;T2为安全氛围的影响比例。

　　3) 辅助变量方程。A4与L1、A10与L2的关系用表函数表示, 表函数数据来源于潞安集团王庄煤矿及构建模型所需。其余辅助变量用一次函数表示。

　　3、 系统仿真模拟及结果分析

　　3.1、 仿真模拟数据输入

　　选取山西潞安集团王庄煤矿心理问卷的调查结果和实际管理数据, 对数据经过统计得出所需变量的初始值。设置了4次模拟, 与初始值进行对比。各变量的取值见表2。仿真单位为月份, 步长为1个月, 共计仿真时长6个月。将数据录入VENSIM软件进行仿真, 观察各影响心理因素对矿工不安全操作的影响情况。

　　表2 各变量取值情况汇总表

　　3.2、 仿真结果分析

　　不安全操作行为仿真结果如图2。

　　图2 不安全操作行为仿真结果图

　　1) 就初始情况来看, 矿工不安全操作的行为逐渐递减, 但在半年后仍然存在不安全操作的现象。说明, 如继续按照现阶段王庄煤矿对矿工不安全操作的管理, 可使矿工不安全操作的现象减少, 但效果不明显, 无法在短时间内杜绝违章的发生。

　　2) 模拟1只改变工作环境值和工作强度值, 通过改善环境和减少工作强度加强矿工对危险的感觉。结果显示, 此方案与初始状态相比, 不安全操作的下降率更低, 最终处于0值上下。

　　3) 模拟2只改变人际关系值和领导关怀值, 通过改善与同事和领导的关系提高情绪, 从而提高认识能力, 有利于减少不安全操作。结果显示, 此方案效果明显, 可在半年之内使不安全操作行为减少值0。

　　4) 模拟3只改变安全教育的数值, 通过大大提高安全教育的程度, 提高矿工安全意识, 从而促使矿工用积极的态度对待工作。间接减少不安全操作的发生。结果显示, 此方案效果显着, 不安全行为随时间变化呈近乎直线的状态减少。

　　5) 模拟4只改变奖惩力度值, 提高奖惩力度, 会很大程度上减少矿工不安全动机。仿真结果也证明此方案的见效最快, 是控制矿工不安全操作的有效手段。

　　4、 实例分析及建议

　　1) 机械设备改进模式。首先极大提高煤矿的机械化水平, 保证设备的先进性和稳定性。一方面, 提高矿工的工作效率, 降低工作强度;另一方面, 保证工作中的机械设备在安全范围之内, 一旦出现安全隐患的威胁, 可以及时进行解决。

　　2) 亲情管理模式。基于人际关系和领导关怀对矿工行为的影响, 建议管理者对矿工悉心关照。亲情管理可以满足矿工的社交需要, 增强矿工的归属感和改善矿工的工作情绪。从而确保安全生产, 降低不安全操作的发生率。

　　3) 培训教育因人而异模式。煤矿职工在文化水平上参差不齐, 技术水平有差距。有些人对安全常识的认识非常少。因此针对这一部分人应举办集中化的安全讲座和安全技能培训, 全面提高矿工安全操作意识。

　　4) 奖酬和惩罚双向控制模式。一定的惩罚能及时纠正矿工不安全操作行为, 但一味地给予矿工惩罚有时非但不能调动矿工积极性, 反而会产生更严重的后果, 甚至出现极端行为。因此, 需要对做出贡献的矿工进行奖励, 包括物质和精神奖励。

　　5、 结语

　　1) 基于安全心理学构建影响矿工不安全操作的心理因素系统模型, 认为感觉、认识、动机和态度是影响矿工行为主要的4个方面, 并且发现各个因素之间构成相互关联的动态系统, 共同作用于矿工不安全行为。

　　2) 运用系统动力学知识, 构建各变量之间的数量关系, 选取王庄煤矿实际数据进行动态仿真模拟。根据仿真结果发现, 通过改善工作环境、降低工作强度、处理好矿工人际关系、加强安全教育、加大奖惩力度等方案, 可有效控制矿工不安全操作的行为。

　　3) 系统动力学可以通过制定优化策略, 将过去和目前的状态作对比, 并预见发展趋势, 因此, 根据王庄煤矿实际情况提出管理改进建议:如改进机械设备、采用亲情管理、因人而异进行安全教育、奖惩并重。但系统中不同因素的影响作用不同, 进行仿真时, 只是根据调查结果对各因素影响率赋值, 缺乏权威的理论依据。

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