裝配式建筑施工安全人為影響因素研究

楊彥 祝連波 石振群 許小進 黃一雷

摘 要：為控制和預防由人為因素引起的裝配式建筑施工安全事故，提高施工階段的安全性，在文獻分析和專家訪談的基礎上，提出了裝配式建筑人為因素分析與分類系統（HFACSPC），共包括5個致因層次和20個致因因素?；谠撓到y框架應用問卷調查法和結構方程模型建模，構建了二階裝配式建筑施工安全人為因素模型，分析了人為因素對施工安全的影響程度，并提出相關對策建議。研究結果表明，致因層次對裝配式建筑施工安全的影響程度排名依次為不安全行為的前提、不安全行為、外界因素、企業影響、現場監督與管理;致因因素對裝配式建筑施工安全的影響程度排名依次為機械設備缺陷（不安全行為的前提層）、認知差錯（不安全行為層）、政府部門安全監管不足（外界因素層）、監督不充分（現場監督與管理層）、組織氛圍差（企業影響層）。

關鍵詞：裝配式建筑;施工安全;人為因素;結構方程模型（SEM）

中圖分類號：X 948;TU 714

文獻標識碼：A

文章編號：1672-7312（2022）01-0075-07

Abstract：In order to control and prevent the construction safety accidents of prefabricated buildings caused by human factors and improve the safety in the construction phase，based on literature analysis and expert interviews，a system for analyzing and classifying human factors of prefabricated buildings （HFACSPC） is put forward，which includes five contributing levels and twenty contributing factors.Based on the framework of the system，the questionnaire survey method and structural equation model are used to build a secondorder human factor model of prefabricated building construction safety，then analyze the influence of human factors on construction safety，and put forward relevant countermeasures and suggestions.The results show that the influence degree from high to low of potential variables on the construction safety of prefabricated buildings is ranked as follows：Preconditions for Unsafe Acts，Unsafe Acts，External Factors，Enterprise Influence，Site supervision and management;The degree of influence of observation variables on the construction safety of prefabricated buildings is ranked as follows：mechanical equipment defects（Preconditions for Unsafe Acts），Cognitive error（Unsafe Acts），Insufficient safety supervision of government departments（external factors），Inadequate supervision（Site Supervision and Management），Poor organizational atmosphere（Enterprise Influence）.

Key words：prefabricated buildings;construction safety;human factors;structural equation model（SEM）

0 引言為實現我國建筑業由粗放式到精細化發展的產業轉型升級，實現可持續、綠色發展的建設要求，建筑工業化的發展勢在必行[1]。相較于傳統建筑，裝配式建筑的作業環境、施工工藝都發生了較大的改變，在工程實踐中，從預制構件工廠生產、物流運輸、現場堆放到吊裝過程中，多維作業空間的并行施工極易疊加安全風險，進而誘發安全事故[2-3]，因此研究如何控制和預防施工安全事故具有重要意義。近些年，國內外學者對此展開了相關研究。FRANCISCO等對裝配式建筑吊裝過程中可能存在的風險進行評估，提出了應用于裝配式建筑吊裝階段的風險評估理論[4];ISIAM等使用模糊層次法分析了裝配式建筑預制構件運輸和吊裝過程中的安全隱患[5];楊斯玲等從人、物、環境、管理、技術的角度構建了裝配式建筑施工安全風險評價指標[6];馮亞娟等使用熵權法確定了裝配式建筑安全評價指標的權重，使用五元聯系數的集對勢分析預測了施工安全的發展態勢[7]。綜上所述，現有研究多是從某一施工階段出發，基于人、物、環境、技術和管理角度構建安全風險評價指標體系，并未考慮各因素間的交互影響，而裝配式建筑安全事故的發生往往是由眾多因素交互作用的結果[8-9]，其中人為因素又是影響裝配式建筑施工安全的第一要素[10-11]。鑒于此，在人為因素分析與分類系統[12-13]（human factors analysis and classification system，HFACS）的基礎上結合裝配式建筑施工特點，確定裝配式建筑施工安全人為影響因素，采用結構方程模型（structural equation model，SEM）的方法量化并分析人為因素對裝配式建筑施工安全的影響程度。以期為施工安全事故的預防和控制提供決策建議，并為探索裝配式建筑施工安全提供新的方法思路。

1 裝配式建筑人為因素分析與分類系統

1.1 HFACSPC的模型構建HFACS模型是由美國學者WIEGMANN和SHAPPELL針對航空領域安全事故所提出的系統性理論模型，該理論可以同時考慮人的不安全行為及其潛在因素，系統分析人為因素及其內在關聯性[14]。當前該理論模型在航空、煤炭等領域有著極為廣泛的應用[15]，它將安全事故的致因劃分為組織影響、不安全的監督、不安全行為的前提、不安全行為4個層詞。但是在裝配式建筑領域，場地、設備、人員都與航空、煤炭領域有著較大差異，因此本文基于我國近年來裝配式建筑施工事故，運用文獻分析法以及專家咨詢法，通過提取安全事故致因因素，構建了裝配式建筑人為因素分析與分類系統（HFACSPC），該模型共包括5個人為致因層次，由下到上依次為不安全行為、不安全行為的前提、現場監督與管理、企業影響、外界因素，具體定義見表1。

1.1.1 不安全行為

1）技能差錯。指的是施工人員在執行生產活動時，因技能生疏或不熟練導致操作不當，施工工序遺漏等方面的差錯，其表現形式包括施工人員技術水平不足、施工工序遺漏和操作過程不當。

2）決策差錯。指的是施工人員按照預先制定的計劃執行了行為，但是該行為不符合當前的情景需要，導致對隱患或事故的判斷不準確，處理問題采取的措施不當等問題，其表現形式包括對于安全隱患的判斷失準、對于事故結果的判斷失準和處理問題采取的措施不當。

3）認知差錯。認知差錯產生的原因是施工人員對當前生產活動認知不足而出現偏差。其表現形式包括對自己盲目自信、對安全事故存在僥幸心理和個人經驗主義。4）違規。包括習慣性違規和偶然性違規。其表現形式為違反安全條例或規章制度。

1.1.2 不安全行為的前提

1）機械設設備缺陷。指的是由于人為原因或者可以通過人為干預來預防和消除的設備缺陷。其表現形式包括機械設備不具有合格證書和機械設備缺乏定期維護。

2）協調與溝通不暢。指的是參與裝配式建筑施工生產活動的主體人員間溝通不暢、缺乏團隊協同。其表現包括不同班組間缺乏專業協同和分包方間推諉，扯皮。

3）違章指揮。指的是管理人員違反安全生產條例，盲目指揮工人進行施工。其表現形式包括安排未經培訓/不具備資格證的人員施工和為搶工期盲目指揮，冒險作業。

4）環境因素。產生的原因是施工人員在惡劣環境下進行生產活動。其表現形式包括大風雨雪天氣施工、作業環境臟亂和光線昏暗，缺乏照明。

5）精神狀態差。指的是施工人員精神狀態不佳。其表現形式包括注意力不集中、意志渙散和精神疲憊。

6）生理狀態差。指的是施工人員生理狀態不佳。其表現形式包括年齡過大/過小、生病和先天性身體局限。

7）安全意識差。指的是施工人員安全意識淡薄。其表現形式包括對安全問題不重視、未按培訓要求作業和工作粗心，玩忽職守。

1.1.3 現場監督與管理

1）監督不充分。指的是管理人員由于疏忽或遺漏導致的，未按照生產條例對施工人員進行監督和引導。其表現形式包括安全隱患排查不及時和發現問題未及時糾正。

2）安全管理混亂。指的是管理機構人員不足，管理人員不具備相關專業知識等導致的不能按照計劃實行施工任務的情況。其表現形式包括項目經理/項目經理部形同虛設和管理人員不具備專業知識。

3）監督違規。指的是管理人員在對施工人員執行監管責任時，刻意違背規章制度或安全生產條例。其表現形式包括隱瞞或謊報事故現場情況和偽造作業區域，逃避檢查。

1.1.4 企業影響

1）制度體系缺陷。指的是組織內部為了實現安全生產而構建的組織體系，組織結構存在問題。其表現形式包括安全管理機構不健全、安全管理體系缺失和規章制度不完善。

2）組織氛圍差。指的是企業內部對于安全管理、安全生產的重視程度低。其表現形式包括安全教育缺失、安全投入資金少和安全會議流于形式。

3）全過程管理漏洞。指的是對裝配式建筑施工全過程各階段所需的人力、資金、設備、設施等資源缺乏管控。其表現形式包括項目資金、人工、設備管理不當和施工組織，進度計劃執行不當。

1.1.5 外界因素

1）政府部門安全監管不足。其表現形式包括監督檢查次數少或不嚴格和對違規企業處罰較輕。

2）設計缺陷。其表現形式包括施工圖設計、方案設計、施工組織設計存在問題或設計遺漏。

3）社會環境。其表現形式包括法律法規不完善、經濟保障措施不足和群眾對安全施工認知不足。

2 數據的收集

2.1 問卷調查根據HFACSPC中的20個致因因素編制調查問卷，采用李克特5級量表建立1～5分的評價維度，問卷內容主要包括3個部分。①被調查者基本情況，包括性別，年齡，工作單位等;②問卷量表，被調查者根據人為因素的重要性進行評價;③其他反饋意見。問卷調查以線上線下共同發放的形式向全國各地的裝配式建筑專家、學者以及從業人員發放，共發放問卷430份，回收問卷397份，回收率92.3%，去除明顯答題不認真或作答無效問卷48份，實際回收有效問卷439份，問卷有效率為87.91%。

2.2 信效度檢驗Cronbach’s Alpha系數可以對問卷各變量的內部一致性及穩定性進行檢驗，使用SPSS 24.0軟件對問卷信度分析，其中Cronbach’s Alpha系數為0.985，大于0.9，表示數據信度較好，通過信度檢驗。KMO檢驗統計量是用于比較變量間簡單相關系數和偏相關系數的指標，Bartlett球形檢驗用于檢驗各個變量是否各自獨立，統計學中通常使用它們進行效度檢驗，采用SPSS 24.0軟件進行KMO及Bartlett球形檢驗，KMO值為0.987，大于0.9，Bartlett球形檢驗值在P=0.000上顯著，表示數據效度較好，通過效度檢驗。

3?基于SEM的裝配式建筑施工安全人為因素分析

3.1 研究假設和指標選取CHIN[16]指出使用結構方程模型時需要對每一條路徑提出假設，因此根據HFACSPC模型，將外界因素、企業影響、現場監督與管理、不安全行為的前提、不安全行為等5個致因層次設為潛在變量，并擬定潛在變量對裝配式建筑施工安全存在正向作用路徑;將包括政府部門安全監管不足、制度體系缺陷、監督不充分、機械設備缺陷、技能差錯等20個致因因素設為觀測變量。在構建結構方程模型時，需要使用適配度指標進行模型檢驗，擬采用國際范圍內認可度較高的χ2/df（Normed Chisquare）、GFI（goodness of fit index）、

AGFI（adjustedgoodnessoffit index）、IFI（incremental fit index）、TLI（nonnormed fit index）、CFI（comparative fix index）、RMSEA（root mean square error of approximation）、SRMR（standardized root mean square residual）等8個模型適配度指標進行檢驗。

3.2 一階結構模型構建將問卷數據導入AMOS 24.00軟件中，得到一階驗證性因子分析標準化模型，如圖1所示。根據軟件計算結果，一階模型不存在負誤差項，且最大標準化系數為0.803小于0.950，通過違規估計檢查。因此可以對模型擬合結果進行分析，擬合結果中，χ2/df=1.611/3.00、GFI=0.925>0.90、AGFI=0.902>0.90、IFI=0.978>0.90、TLI=0.974>0.90、CFI=0.978>0.90、RMSEA=0.420<0.05、SRMR=0.029<0.05，表明模型適配度和擬合度良好。潛在變量之間的相關性在0.59～0.72之間，且C.R值（t值）均大于1.96，說明模型內全部指標均達到了0.05的顯著水平，5個潛在變量之間存在較高的相關性，可能會有另一個更高階的共同因素對其產生影響，可以采用二階模型進一步分析。

3.3 二階結構模型構建根據上述分析可知，一階模型中潛在因素間存在較高的相關性，很可能受一個更高階的共同因素影響。因此根據問卷調查設計以及因子分析結果，可以假設更高階的共同潛在因素，即裝配式建筑施工安全風險，在一階模型的基礎上根據調查問卷結果和假設繪制二階模型，結果如圖2所示。二階模型的擬合結果中，χ2/df=1.579/3.00、GFI=0.924>0.90、AGFI=0.903>0.90、IFI=0.979>0.90、TLI=0.975>0.90、CFI=0.979>0.90、RMSEA=0.410<0.05、SRMR=0.029<0.05，表明模型適配度和擬合度良好，且模型潛在變量的C.R值（t值）均大于2.58，說明模型內全部指標均達到了0.01的顯著水平，上述假設成立，二階結構方程模型是眾模型中最優的。裝配式建筑施工安全人為影響因素模型共由6個潛在變量，20個觀測變量以及變量間的相互關系組成，其中測量模型和結構模型的路徑結果均大于0.6，該結果表示數據擬合程度很高，能有效反映變量對裝配式建筑施工安全的影響。

3.4 人為因素對裝配式建筑施工安全影響程度分析

為了找出各人為因素對裝配式建筑施工安全的影響程度大小，在二階結構方程模型的基礎上，采用加權平均數算法進行影響程度大小量化與排序，具體方法步驟如下。

1）設一階潛變量（外界因素、企業影響、現場監督與管理、不安全行為的前提、不安全行為）與二階潛變量（裝配式建筑施工安全）之間的標準化系數為qi（i=1，2，3，4，5）。

2）設一階潛變量（外界因素、企業影響、現場監督與管理、不安全行為的前提、不安全行為）與各層次對應的觀測變量之間的標準化系數為qij（i=1，2，3，4，5; j=1，2，3，…，20）。

3）設一階潛變量（外界因素、企業影響、現場監督與管理、不安全行為的前提、不安全行為）對二階潛變量（裝配式建筑施工安全風險）的影響程度系數為Qi（i=1，2，3，4，5）。

4）設各觀測變量對各層次所在的一階潛變量（外界因素、企業影響、現場監督與管理、不安全行為的前提、不安全行為）的影響程度系數為Qij（i=1，2，3，4，5; j=1，2，3，…，20）。

5）設各觀測變量對二階潛變量（裝配式建筑施工安全）的影響程度系數為Qj（j=1，2，3，…，20）。

則影響程度系數Qi與Qj的計算公式分別見式（1）、式（2）、式（3）。

4 結論與建議

1）針對政府部門安全監管不足，可以通過委托和聘請第三方專項專家提供咨詢及檢查服務，聘請專家進行安全監管，既可以彌補人員不足的問題，又可以提供專業檢查思路，與政府部門的安全監管人員形成互補，專項檢查一些難以發現的安全隱患。

2）針對組織氛圍差，根據“破窗理論”，人們會對不良的風氣和行為進行模仿，而在企業內部，中高層領導人員具有較高的話語權，他們的行為和態度觀念往往具有表率性作用。因此企業在營造良好組織氛圍、引導安全管理風尚時，應注重中高層人員的模范帶頭作用，鼓勵其以身作則，為基層員工樹立榜樣。

3）針對監督不充分，可以通過開發電腦軟件，結合“大數據”“云計算”等技術手段，以實現安全隱患智能分析。依托大數據進行安全分析，提醒相關人員進行安全施工，可有效避免由于監管人員的主觀行為導致的安全事故，從而減少安全隱患被忽視發生的概率。

4）針對機械設備缺陷，首先保證機械設備的采購過程具有完善的招標體系，對于供應商的銷售資格、生產許可證等進行嚴格的把控，其次施工過程中高頻率的機械設備使用必然帶來磨損與老化，因此施工過程中的機械設備必須根據不同的類型建立資料檔案，由專門的人員負責日常維護和保養。

5）針對認知差錯，必須提高其安全意識，除了傳統的線下崗前培訓、安全教育培訓制度外，企業還應當優化教育培訓內容，可通過線上網絡課程結合線下課程共同培訓與考核，實現“線上+線下”“理論+實踐”相結合的培訓形式。對于考核結果優秀的從業人員，給予額外的物質獎勵表彰，以調動施工人員提高專業技能的積極性。

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（責任編輯：張 江）