行为经济学视角下的矿工故意违章行为决策仿真研究

祁丽霞，陈光浩

（华北水利水电大学 管理与经济学院，河南 郑州450046）

煤炭是重要的能源材料，在我国的经济发展中有着十分重要的地位。随着治理能力的加大，2007—2017 这10 年间，我国煤矿百万吨死亡率统计数字已从1.485 减少至0.106。虽然我国煤矿安全形势逐年好转，但与美国等发达国家相比仍有很大的差距（2014 年美国的百万吨死亡率为0.0177[1]）。据陈红等学者对我国煤矿重大事故研究显示，在所有导致中国煤矿重大事故的直接原因中，人因所占比率高达97.67%，在人因煤矿重大事故中，直接由矿工违章行为导致的占55.37%[2]。因此，研究矿工违章行为对我国煤矿安全生产具有重要的意义。故意违章行为是指行为人在明知法律、法规、规章制度、强制标准等（以下统称法规）有关规定的前提下，采取了法规所不允许的行动或不采取法规所要求的行动。其特点就是指在行为发生的过程中存在着主观故意性，即明知故犯，以获得利益（如省时、省力、舒服等）[3]。因为故意违章具有个体主观故意性，因此研究困难较大。目前，这方面比较典型的研究包括：陈红等通过构建故意违章行为影响因素的结构方程模型，解释了矿工传记特征、煤矿生产任务性质、组织特征和关系特征对故意违章行为的影响[3-5]等。通过结合行为经济学理论，运用系统动力学仿真方法，从更微观的个体行为角度对矿工井下作业过程中的故意违章行为的驱动因素进行分析研究，以为煤矿的安全管理提供新的理论视角。

1 模型构建

1.1 行为经济学矿工违章行为影响因素分析

行为经济学家认为，个体的决策并非都是理性的，其行为经常会偏离传统理论的最优行为模型假设，人们在决策中的判断过程、决策程序以及决策对象和环境都会影响到决策者的偏好及其选择[6]。在行为经济学相关理论中，偏好结构及信念特征等被认为是影响个体决策的重要因素[7]，依此研究模型，从个体偏好、信念特征（意志力、自信水平）和情境作用3 个方面对矿工故意违章行为决策进行分析。

1）个体偏好。研究表明，个体决策不但与自身偏好有关，同时也受他人偏好的影响。在一定条件下，自利型的偏好个体会诱导社会型偏好个体以自身物质收益最大化原则采取行动。同样，具有社会型偏好的个体也会诱导自利型偏好个体模仿他们的利他、公平、互惠等行为[8]。Colin[9]指出，哪种偏好类型能够支配整个团体的结果取决于外在的制度环境。因此，安全培训、安全宣传、及安全奖惩制度对矿工违章决策偏好具有重要的诱导作用。

2）信念特征。行为经济学中的信念特征主要包含意志力和个体自信2 方面。工作意志力方面：对煤矿事故的案例分析表明，矿工在井下作业的过程中，为减轻作业强度，缓解自身疲劳，及加快工作进度提高工作量，以便获得更多报酬等，是诱导矿工产生故意违章行为的直接因素。行为经济学中，与此联系比较紧密的观点是意志力。意志力指是人们自觉克服困难、努力实现目标的一种意志品质，是一种“心理忍耐力”[10]。研究表明，在多个决策目标相互冲突的时候，人们往往不会去选择追求整体效用最大化的目标，而是以当前效用的最大化进行决策[11]。具体到矿工作业来讲，作业方式、工作环境、作业强度、工友关系等都会对矿工井下作业过程中的心理和生理状况产生影响，从而影响矿工的违章行为决策，而针对性的安全教育可以对意志力进行有效的提升[12]。自信水平方面：自信水平是影响人的行为决策的另一重要信念特征。研究表明，当人们对自己判断的正确性进行评估时，往往倾向于放大判断正确性的程度，高估自己的能力水平[13-14]。过去经常失败的经历往往使人变得过度悲观，过去经常成功的经历往往使其变得过度自信[15-16]。如果矿工以往存在安全违章行为但并未引发安全事故或者受到处罚，其往往会认为下次违章也将会免于处罚。加强安全监管能够对此产生很好的抑制作用。

3）情境作用。行为经济学研究表明个体的观点会倾向于多数派的观点，并最终在群体层面产生从众效应[17]。在个体决策的过程中，当群体一致性较强时，个体通常会放弃自己的观点服从群体的观点。矿工多是以班组为单位进行井下作业，在作业过程中，工友及管理者的违章示范对矿工的故意违章行为具有一定的促进作用，且与示范行为发生频率和示范者的影响力有关[18]。研究将这一因素定义为违章示范。

1.2 矿工故意违章行为决策模型因果关系构建

矿工故意违章决策因果回路如图1。“+”表示两因素之间存在正相关关系，某变量增加会导致另一变量的增加。“-”表示两因素之间存在负相关关系，某变量增加会导致另一变量的减少。

图1 矿工故意违章决策因果回路图Fig.1 Miners intentional violation decision-making causal loop diagram

2 系统动力学模型构建

2.1 SD 模型流图

矿工故意决策违章影响因素因果回路图表达了系统要素间的相关关系和反馈过程，而无法表示不同性质变量的区别。因而，需在因果回路图基础上，结合系统动力学原理，对该系统进行定量化处理，构建系统流图，矿工故意违章行为影响因素系统模型如图2。

图2 矿工故意违章决策系统流图Fig.2 Miner intentional violation decision-making system flow diagram

2.2 模型参数和方程的确定

以河南某煤矿矿工为研究样本，通过调研、专家评价、整理安全生产数据等方式确定模型参数。为计算方便，采用［0,100］区间表示矿工故意违章决策倾向，并将故意违章倾向划分为4 个等级，其中［0，20］表示无警，［20，50］表示轻警，［50，80］表示中警，［80，100］表示重警。根据 SD 原理，运用 vensim PLE 软件对系统模型进行仿真模拟。其中：

式中：IV 为矿工的故意违章决策倾向；WP、OC、PS、VD 分别为工作意志力、自信水平、个体偏好、违章示范表征；wpi、oci、psi、vdi分别为工作意志力、自信水平、个体偏好影响因素及违章示范影响因素；k 为各影响因素系数；n 为各影响因素的个数。

3 仿真模拟及结果分析

3.1 安全教育与安全监管对矿工自信水平效果比较

其他变量输入值不变，将安全教育与安全监管分别增加10%仿真结果如图3。其中线1 代表基础运行结果，线 2、线3 分别代表安全监管和安全教育增加10%，结果显示安全监管对矿工违章自信水平的作用效果较显著，这是由于安全监管的增加能够及时发现矿工的违章行为并对其进行违章处理，从而有效降低了矿工违章不被发现或不受处罚的心理，而安全教育通过增加矿工的风险意识降低矿工的违章自信水平，在短期内其有效性要弱于按安全监管，但随着时间的增长两者的效果趋于一致。

图3 安全教育与安全监管对矿工违章自信水平的影响Fig.3 Impact of safety education and safety supervision on the level of self-confidence of miners

3.2 安全教育工作强度对矿工意志力作用效果对比

保持其他变量输入值不变，将安全教育增加10%，将工作强度降低10%，安全教育、工作强度与矿工意志力作用的影响仿真结果如图4。其中线1代表基础运行结果，线2、线3 分别代表安全教育增加10%，工作强度降低10%。结果显示加强安全教育对矿工意志力的提升后期比前期作用效果更明显。这是由于降低工作强度能够在较短时期内有效缓解矿工的生理疲劳，而安全教育对矿工意志力的提升虽然起效较晚，但作用效果却是一个长期的过程。

图4 安全教育、工作强度对矿工意志力作用影响Fig.4 Impact of safety education and work intensity on the willpower of miners

3.3 安全培训与安全宣传对个体偏好的影响

保持其他变量的值不变，将安全培训和安全宣传分别增加10%，安全培训与安全宣传对个体偏好的影响仿真结果如图5。其中线1 代表基础运行结果，线2、线3 分别代表安全培训和安全宣传增加10%。结果显示，前6 个月，安全培训对个体偏好的作用效果更明显，6 个月以后以安全宣传为主。这是由于个体偏好的改变是一个循序渐进的过程，安全培训在前期能够显著增加矿工的安全意识、安全技能等，从而对个体偏好的作用效果较明显，而安全宣传能够保证煤矿的安全氛围，对个体偏好具有长期的作用。

图5 安全培训与安全宣传对个体偏好的影响Fig.5 Impact of safety training and safety promotion on individual preferences

3.4 各种因素对矿工故意违章决策倾向的影响

保持其他因素的值不变，分别对安全教育、安全监管、安全宣传、安全培训进行10%的增加，对工作强度进行10%的减少，各相关因素对矿工故意违章决策倾向的影响仿真结果如图6。其中线1 代表基础运行结果，线2、线3、线5、线6 分别代表安全教育、安全监管、安全宣传、安全培训增加10%，线4代表工作强度降低10%。由图6 可知，短期效果中，安全监管对故意违章决策倾向的作用效果最明显，长期效果中，安全教育对故意违章决策倾向的作用效果最明显。可见，安全监管能够对矿工违章行为发挥即时作用，取得较显著的效果，而安全教育能够在长期内有效提升矿工的意志力水平和偏好，对矿工故意违章行为具有本质作用效果。但安全教育作用的发挥需要一定的时间积累，在此之前，加强安全监管是控制矿工违章的有效手段。

图6 各相关因素对矿工故意违章决策倾向的影响Fig.6 The impact of various relevant factors on the intentional decision-making tendency of miners

4 结 语

建立了矿工故意违章决策SD 仿真模型，描述了各因素间的相互作用关系，初步探讨了各因素对矿工违章决策的影响机制。矿工故意违章决策是一个动态演化的过程，不同因素对违章决策倾向的作用效果不同。其中，安全监管对矿工自信水平影响效果显著；安全宣传和安全教育分别对矿工偏好和意志力的提升具有长期效果；安全监管对矿工违章倾向的即时作用效果显著，安全教育作用的发挥则需要一定的时间积累。因此在矿工的违章倾向问题上，要短期干预政策和长期干预政策一起抓，才能有效抑制矿工的违章行为倾向，从而形成良好的安全文化，减少生产事故率。