安全生产风险防控状态预测机制研究

王欣艳 李 靖 王养廷

(1.国家安全生产监督管理总局通信信息中心， 北京 100013； 2.华北科技学院计算机学院， 北京 101601)

企业安全生产风险防控状态是一个复杂的动态系统，其状态指标值随时间的变化而不断变化。运用长期预测法对其风险状态进行预测时，效果并不十分理想。短期预测法可以适应其随机变量变化的特点，预测结果比较理想。马尔可夫预测法是一种短期预测方法，可根据状态之间的转移概率来预测未来系统的发展变化，收效良好。本次研究将以当前获取的安全风险防控状态记录数据为基础，运用马尔可夫基本原理和方法预测安全生产风险防控状态[1]。

1 辨识风险点的危害因素

风险点的危害因素是安全生产事故的“导火索”，必须予以有效管控。运用事故致因理论，可以辩识风险点的危害因素。目前较为典型的事故致因理论有：事故因果连锁理论、瑟利事故模型、轨迹交叉理论、能量意外释放理论[2]。

造成事故的原因基本可归结为：人的不安全行为；物的不安全状态；管理缺陷；环境缺陷[3-5]。

(1) 人的不安全行为。如，交接班内容不明确，对上班遗留问题未进行交接，造成人员伤害、设备损坏；或信息传达不及时、未传达或传达错误，造成记录失真(不清晰)或未记录，影响生产或导致人员伤害。

(2) 物的不安全状态。如，生产设施、设备和物料等存在的安全缺陷。

(3) 管理缺陷。如，网络不通，数据资源无法共享，自动办公及其他软件无法运行；所有生产经营单位主要负责人和安全生产管理人员教育培训不足；应急救援器材数量不够，维护不到位；责任制落实不到位。

(4) 环境缺陷。如，物品摆放杂乱，采光和通风不良。

2 量化风险点的危害因素

查询安全生产隐患排查服务平台中的风险管控台账记录，将防控对象的风险分为6种：合格，风险系数为0；现场消除的一般隐患,风险系数为0.1；限期整改的一般隐患，系数为风险0.2；重大隐患，风险系数为0.4；已归档，风险系数为0；待整改，风险系数为0.5；待复查，风险系数为0.2。按照表1对各类风险影响指标值进行计算。

表1 各类风险的影响统计表

根据以下公式计算各指标：

(1)

(2)

式(1)、(2)中k1、k2、k3、k4、k5、h1、h2、h3、h4分别为对应项的系数值，通常取1。据此计算影响统计值I：

(3)

量化标准可以根据企业自身行业特点及相关安全检查记录可能造成事故的严重程度来制定，应满足企业自身安全生产风险防控状态预测的需求，以便采取相应的安全管理措施。

3 建立风险防控状态预测模型

从安全生产隐患排查服务平台中选取某企业的风险管控记录，以危险因素量化指标为基础，运用马尔可夫预测理论，建立数学模型，对企业的风险防控状态进行预测。如果一个随机变量序列(X0，X1，X2，…，Xt)按照时间顺序依次排序，处于t+1时刻的状态Xt+1的条件概率只与Xt有关，而与t-1时刻以前的状态无关，随机变量的这种性质称为马尔可夫性质[6]。据此理论建立企业风险防控状态预测模型，其数学表达式为：

P{Xt+1=jX0，X1，X2，…，Xt}

=P{Xt+1=jXt=i} (4)

∀i,j∈S；t∈T

式中：S为马尔可夫链的状态集；i和j为S状态集中某个具体的状态值。在此时间序列中，状态转移概率Pij被定义为初始状态i转移到状态j的概率，而状态转移矩阵P被定义为P=[Pij]=P{Xt+1=j|Xt=i}，当样本容量足够时，Pij的近似值为：

(5)

(1) 划分状态。根据最近10个月的风险防控台账列表数据，绘制危险因素影响统计值I的散点图(见图1)。按照影响统计值将风险管控状态预测分为3类：I<3，属黄色预警；3≤I≤4，属橙色预警；I>4，属红色预警。

图1 影响统计值I的散点图

(2) 计算初始概率。黄色预警状态下，M1=3；橙色预警状态下，M2= 5；红色预警状态下，M3=2。

(3) 计算状态转移概率矩阵。计算状态转移概率时，最后一个数据不参加计算，因其究竟转到哪个状态尚不明了。根据：

得到

(4) 根据转移概率对下个月的风险防控状态进行预测。由于最近1个月风险防控状态为黄色预警，则由黄色预警状态转为其他状态的可能性为：

(6)

由式(6)可知下个月的风险防控状态处于“红色预警”状态，因此该企业应该提前对相应人员进行安全生产培训。

4 风险防控状态预警措施

安全生产风险防控状态预测机制的有效运行需要由专门的机构或人员收集有效信息，使处于不安全状态中的个人或组织迅速应对，避免或减少风险。为了更进一步预防和降低事故发生率，企业相关人员要根据预测状态的级别和企业的风险点合理安排安全生产培训的内容和学时。当出现红色预警状态时，应高度重视本月的生产安全，同时根据最近一个周期的检查对合格之外的风险点相关人员进行安全生产培训。

当出现橙色预警状态时，应重视本月的生产安全，同时对最近一个周期检查中出现重大隐患和限期整改一般隐患安全风险点的相关人员进行安全生产培训。

当出现蓝色预警状态时，应对最近一个周期检查中存在重大隐患风险点的相关人员进行安全生产培训。

5 结 语

根据安全生产隐患排查记录，分析企业风险点的危害因素并予以量化。运用马尔可夫理论建立危害因素量化指标模型，预测企业下一周期的风险防控状态的级别。在实践中，可针对不同防控状态级别及风险点相关人员进行安全生产培训，以进一步提升企业的事故防控能力。

[1] 刘思峰.预测方法与技术[M].北京:高等教育出版社，2015：10-20.

[2] 金珠.改进的支持向量机分类算法及其在煤矿人因事故安全评价中的应用[D].徐州：中国矿业大学，2011：81-98.

[3] 白一尚,吴恒,王颖慧,等.基于事故致因理论的安全隐患治理模型[J].工业工程与管理,2013,18(1):118-122.

[4] 刘斌,罗云.安全生产风险预警探讨[J].安全,2008,29 (10) :18-22.

[5] 宫运华,罗云.安全生产预警管理研究[J].中国煤炭,2006,32(10): 67-69.

[6] LOHANI V K,LOGANATHAN G V.An early warning system for drought management using the palmer drought index[J].Jawra Journal of the American Water Resources Assaciation,1997,33(6):1375-1386.