提高礦工風(fēng)險感知能力的新方法
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作者：鄭曉蒙
煤礦作業(yè)人員系統(tǒng)風(fēng)險知覺能力量化分析內(nèi)容簡介:
大量事故調(diào)查表明，由人員不安全行為或人因失誤引發(fā)的煤礦事故占90﹪以上，這些人員失誤行為的發(fā)生與作業(yè)人員對煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)中所蘊(yùn)涵危險源的判斷失誤和錯誤響應(yīng)顯著相關(guān)，而且這種失誤是人員風(fēng)險知覺能力不足的外在表現(xiàn)，因此，通過評價煤礦作業(yè)人員風(fēng)險知覺能力，制定針對性的教育培訓(xùn)方案，提升人員風(fēng)險知覺能力，從而降低人員不安全行為發(fā)生可能性，對改善煤礦安全生產(chǎn)有現(xiàn)實(shí)意義。
目前有關(guān)風(fēng)險知覺能力的研究主要集中于影響因素、作用機(jī)理等方面，關(guān)于風(fēng)險知覺能力量化分析的研究也多以建筑工人和汽車駕駛?cè)藛T作為研究對象，涉及煤礦作業(yè)人員風(fēng)險知覺能力及其量化分析的相對較少。為此，本文在分析風(fēng)險知覺能力和人因失誤關(guān)系的基礎(chǔ)上，結(jié)合模糊痕跡理論，提出了基于三角模糊數(shù)的信號檢測理論，從危險信號辨識敏感性(a)和反應(yīng)偏好（β）兩個指標(biāo)對煤礦作業(yè)人員風(fēng)險知覺能力進(jìn)行評價，以期為提升人員風(fēng)險知覺能力提供參考。
1 風(fēng)險知覺與人因失誤
現(xiàn)有研究中，一些學(xué)者將行為個體對危險信息的感知和相應(yīng)的響應(yīng)行為界定為風(fēng)險知覺。筆者認(rèn)為煤礦作業(yè)人員風(fēng)險知覺能力是指，作業(yè)人員對煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)中危險源的變化信息及時準(zhǔn)確地感知和判斷，形成正確反應(yīng)的能力。煤礦人因失誤主要是因?yàn)樽鳂I(yè)人員無法準(zhǔn)確、及時感知復(fù)雜多變的井下作業(yè)系統(tǒng)中危險源的變化信息，從而做出及時響應(yīng)導(dǎo)致的。由此可知，煤礦人因失誤行為是否產(chǎn)生，取決于作業(yè)人員的感知、判斷、響應(yīng)和操作行為。因此，可以采用圖1所示的Wickens信息加工模型對人員行為過程建模，分析人因失誤機(jī)理。
由圖1信息加工模型可知，人因失誤的形成不僅和行為輸出結(jié)果相關(guān)，還和人員對危險信息（刺激信號）的感知、判斷及反應(yīng)偏好相關(guān)，也即人因失誤是由人員未能正確感知系統(tǒng)中危險信息變化或者選擇不正確的響應(yīng)方式導(dǎo)致的。而人員對危險信息的準(zhǔn)確感知和響應(yīng)方式的正確選擇是人員風(fēng)險知覺能力的構(gòu)成要素，表明人員風(fēng)險知覺能力和人因失誤密切相關(guān)。
2基于三角模糊數(shù)的信號檢測理論
信號檢測理論( Signal Detection Theory，SDT)被心理學(xué)家用于測量測試對象的反應(yīng)傾向，也用于描述被測試者辨別能力，因此，筆者將該方法引入煤礦人員風(fēng)險知覺能力測度。煤礦生產(chǎn)作業(yè)時，作業(yè)人員對物理刺激感應(yīng)表現(xiàn)為對作業(yè)環(huán)境危險狀況的感知和判斷，如果作業(yè)系統(tǒng)中存在危險，而作業(yè)人員準(zhǔn)確判斷系統(tǒng)狀態(tài)為危險，則界定作業(yè)人員這一判斷結(jié)果為擊中( Hit，H)。由此，組合作業(yè)實(shí)際危險狀況和人員判斷情況，可形成4種不同的結(jié)果，如表1所示。
信號檢測理論用于分析人員知覺能力時，需要涉及危險信號辨識敏感性( sensitivity，a)和反應(yīng)偏好（bias，β）兩個信號檢測理論的重要指標(biāo)。其中，敏感性( a)是指作業(yè)人員正確辨別刺激是否為信號的能力；而反應(yīng)偏好也即傾向性（β）表示作業(yè)人員對刺激判斷的偏向性。信號檢測理論在描述信號狀態(tài)發(fā)生概率時，常采用正態(tài)分布形式，因此，這兩個指標(biāo)可以通過圖2進(jìn)行數(shù)值描述。
敏感性指標(biāo)( a)反映的是作業(yè)人員對危險信號的敏感程度。該指標(biāo)可表示為圖2中安全狀況和危險狀況的分離程度。因此，敏感性指標(biāo)( a)可以通過分布圖橫坐標(biāo)表示，即以兩狀態(tài)分布函數(shù)距離表示：
式中：μu和μs分別為兩狀態(tài)分布的均值，σ為分布的方差。
因兩狀態(tài)分布服從正態(tài)分布函數(shù)，結(jié)合分位數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布相關(guān)概念，變化式(1)可得如下結(jié)果：
同理，反應(yīng)偏好指標(biāo)（β）可以通過擊中和虛報的條件概率在正態(tài)分布上縱坐標(biāo)表征，則有：
式中，Y(p(H)）和Y(p(FA)）分別為擊中和虛報條件概率對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布概率密度函數(shù)值。
傳統(tǒng)信號檢測理論通常采用“二值”法描述人員判斷結(jié)果，而在實(shí)際作業(yè)過程中涉及的信息刺激往往具有模糊特性，且模糊痕跡理論認(rèn)為人員在對信息加工時具有模糊加工偏好，從而采用傳統(tǒng)信號檢測理論測試作業(yè)人員風(fēng)險知覺能力會不可避免形成一定誤差。為此，本文采用能表征模糊信息的三角模糊數(shù)描述作業(yè)危險狀況，建立基于三角模糊數(shù)的煤礦人員危險知覺能力分析模型，主要過程如下。
1)危險作業(yè)情境評估
危險作業(yè)情境評估是指對作業(yè)環(huán)境中可能存在的危險情形評價，本文綜合人員訪談和相關(guān)文獻(xiàn)[14]，確定煤礦井下作業(yè)危險情境的危險度評語集為（很小、小、一般、高、很高），同時，采用三角模糊數(shù)描述上述語義集合元素。本文將所采用的三角模糊數(shù)界定為μA(a，b，c)，由該三角模糊數(shù)定義，采用模糊標(biāo)度法對評估語義集合進(jìn)行變換，結(jié)果如表2所示。
2)指標(biāo)計算
模糊信號檢測理論相較于信號檢測理論的不同在于對信號的數(shù)值描述上，因此，模糊信號檢測理論對于敏感性指標(biāo)（a）和反應(yīng)偏好指標(biāo)（β）的計算方法與信號檢測理論相同，可用式(2)和式(5)。
3實(shí)例分析
為了全面分析井下作業(yè)人員對危險知覺能力，筆者以井下電工為例，考慮作業(yè)人員在實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)中面對的風(fēng)險主要來自人員、機(jī)械、環(huán)境和管理4個方面，因此依據(jù)風(fēng)險源辨識，總結(jié)可能形成電工作業(yè)事故的12種危險情形，如表3所示。風(fēng)險知覺能力測試的原理在于依據(jù)作業(yè)人員對危險信號的判斷和危險信號的反應(yīng)兩個方面，同時，結(jié)合12種情形設(shè)計調(diào)查問卷。因此，問卷調(diào)查內(nèi)容包括危險信號和危險信號的反應(yīng)兩個方面，危險信號的判斷表現(xiàn)為作業(yè)人員對危險情形風(fēng)險程度的判斷和所采取應(yīng)急措施。因而，所采取的調(diào)查問卷包括危險情境的風(fēng)險判斷和采取措施情況兩項(xiàng)內(nèi)容。
以黃玉川煤礦機(jī)電隊(duì)某電工作業(yè)人員為例，采用問卷調(diào)查和基于三角模糊數(shù)的信號檢測理論對其風(fēng)險知覺能力進(jìn)行評價，結(jié)果如表4所示。
由表4數(shù)據(jù)，首先用式(4)計算該作業(yè)人員擊中概率和虛報概率，分別為0. 71和0.19。查表可得該作業(yè)人員的擊中概率和虛報概率反函數(shù)為0. 533和-0.877，因此由式(2)可得其危險信號辨識敏感性指標(biāo)( a)為1.43；同理，查表得該作業(yè)人員擊中和虛報概率對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布概率密度函數(shù)值為0. 272和0.3424，由式(5)可得反應(yīng)偏好指標(biāo)（β）分別為和0. 79，由文獻(xiàn)[9]中指標(biāo)等級劃分標(biāo)準(zhǔn)得該機(jī)電作業(yè)人員的危險辨識能力屬于中等，在對危險信號的危險程度判斷和響應(yīng)時偏向于冒險，因此，該作業(yè)人員風(fēng)險知覺能力相對較低，從而保障安全生產(chǎn)的能力也相對較低。
同理，采用上述方法評價黃玉川煤礦10位機(jī)電作業(yè)人員風(fēng)險知覺能力（部分?jǐn)?shù)據(jù)見文獻(xiàn)[14]），結(jié)果如圖3和圖4所示。
4結(jié)論
1)信號檢測理論是一種決策過程度量方法，通過測定危險信號敏感性(a)和反應(yīng)偏好（β）兩個指標(biāo)值，用于分析人員對刺激感知和響應(yīng)的能力，同時，考慮人員依據(jù)模糊信息進(jìn)行信息感知和處理，提出模糊信號檢測理論實(shí)現(xiàn)定量評價煤礦作業(yè)人員風(fēng)險知覺能力，相較于信號檢測理論更符合生產(chǎn)實(shí)際。
2)以某位機(jī)電作業(yè)人員為例說明基于三角模糊數(shù)的信號檢測理論運(yùn)用過程，結(jié)果表明，該作業(yè)人員危險信號敏感性(a)為中等，而反應(yīng)偏好（β）相對較大，則其對危險信號危險程度判斷和應(yīng)對行為選擇偏向于冒險，從而該作業(yè)人員生產(chǎn)過程安全性較低。通過該方法測定煤礦作業(yè)人員風(fēng)險知覺能力，可為制定有針對性的培訓(xùn)計劃提供參考依據(jù)。
3)該礦10位機(jī)電作業(yè)人員的危險知覺能力評價結(jié)果表明，10位機(jī)電作業(yè)人員的危險信號敏感性(a)整體均值為1.62，屬于中等水平，且差異性較�。欢磻�(yīng)偏好（β）整體均值為0. 75，個體差異較大。因此，反應(yīng)偏好指標(biāo)能更好區(qū)分作業(yè)人員風(fēng)險知覺能力。
5評述：為了定量分析煤礦作業(yè)人員風(fēng)險知覺能力，采用Wickens模型分析風(fēng)險知覺能力和人因失誤作用關(guān)系，基于此，結(jié)合模糊痕跡理論，提出了基于三角模糊數(shù)的信號檢測理論，從危險信號辨識敏感性(a）和反應(yīng)偏好（β）兩個指標(biāo)對煤礦作業(yè)人員風(fēng)險知覺能力進(jìn)行評價。以某煤礦機(jī)電作業(yè)人員為例，設(shè)計調(diào)查問卷，并利用基于三角模糊數(shù)的信號檢測理論對機(jī)電作業(yè)人員風(fēng)險知覺能力進(jìn)行分析。結(jié)果表明，所提出方法可用于評價煤礦井下作業(yè)系統(tǒng)中人員的風(fēng)險知覺能力，能為提升煤礦作業(yè)人員風(fēng)險知覺能力提供參考。
