化工行业施工作业演化博弈行为分析与管理策略研究

李绪延

（中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，山东 青岛 266071）

化工行业是我国国民经济重要基础产业，同时也是危险性较大的行业，具有易燃易爆、有毒有害、高温高压等特点。由于化工行业施工作业比较复杂，时刻面临化学反应危险，需要遵循严格的操作规范，因此施工作业成为事故发生率较高、事故多发的“重灾区”。化工行业施工作业事故不仅造成重大的人身伤害和直接的财产损失，还对周边的生态环境造成极大伤害和长期影响，因此对施工作业的管理亟待加强[1-4]。

一般情况下，化工行业的施工作业通常委托外部承包商进行，企业则对承包商施工过程进行监管。但在以往的承包商事故调查中发现，在作业环节始终存在“企业无监管或监管不到位”以及“承包商未执行施工方案、作业规程、惯例”的问题。2012年，金辉[2]深入分析了石油化工企业直接作业环节的管理现状和不足，系统性提出将承包商管理与作业监管两方面相结合以提升管理水平。2015年，Smith[5]等指出了企业对作业人员监管以及相关的安全投入的重要性。2005年，李世峰和程景林[6]从经济学角度分析承包商施工环节的行为，建立了监理单位和承包商直接的两方博弈模型，提出了提高施工质量的对策。本文基于企业和承包商“有限非理性”的特点，应用演化博弈，对企业、与承包商行为策略的演化稳定均衡问题进行分析及策略研究。

1 企业与承包商之间的演化博弈对策模型

基于信息不确定性、环境复杂性等多因素影响，企业和承包商这两个行为主体会表现出有限非理性的特征，其两者之间存在相互作用的对策、学习以及均衡的关系，即演化博弈的过程[7]。

1.1 模型建立

博弈的参与方有两个，一方为监管主体即企业，假定其策略有“监管到位”与“无监管/监管不到位”两种，一方为被监管的承包商，假设其策略有“合规作业”和“违章作业”两种，企业和承包商之间不存在寻租行为。

1.1.1 模型参数

对企业和承包商的成本收益情况进行如下参数假设：

1）假定企业监管成本为C，当企业“监管到位”时，则承包商在“违章作业”时会被查处和罚款，承包商最终获得收益为I，这时企业获得的额外收益为R（对承包商的罚款或处罚），若承包商“合规作业”，则其将获得固定收益F（I＜F）；

2）当企业“无监管/监管不到位”时，若承包商“合规作业”，企业则会因为闲暇或休息而获得S的正效用，承包商获得固定收益F不变。

3）当企业“无监管/监管不到位”时，若承包商“违章作业”，此时会存在两种情况：一种是发生事故，一种是不发生事故。发生事故的概率为β。当不发生事故，承包商将获得超额利润V。当发生事故，会对企业和承包商分别造成f1V和f2V的损失，其中，f1和f2分别是因事故发生带来的企业损失扩大系数和承包商损失扩大系数。

1.1.2 支付矩阵的建立

根据上诉的参数假设，建立起企业与承包商双方的支付矩阵，各数组第一个数字（逗号前）表示企业的收益，第二个数字（逗号后）表示承包商的收益，如表1所示。

表1 企业与承包商的支付矩阵

1.2 演化博弈模型求解

假设企业“监管到位”的概率为p，则“无监管/监管不到位”的概率为1-p；同样，以q代表承包商中“合规作业”的概率，而“违章作业”的比例为1-q。

1）企业的收益矩阵表示如下：

给定承包商“合规作业”的概率是q，则企业选择“监管到位”（p＝1）和“无监管/监管不到位”（p＝0）的期望收益分别为：

则企业的演化博弈复制动态方程[8-10]为：

2）承包商的收益矩阵表示如下：

给定企业“监管到位”的概率是p，则承包商选择“合规作业”（q＝1）和“违章作业”（q＝0）的期望收益分别为：

则承包商的演化博弈复制动态方程为：

3）企业与承包商的两个群体里系统平衡点稳定性可以建立雅克比矩阵进行局部稳定性分析得到，其雅克比矩阵[11-12]为：

于是有：

对（0，0），（0，1），（1，0），（1，1），（pF，qF）这5个平衡点的局部稳定性进行分析，其中如表2所示。

表2 系统平衡点及其行列式和迹

当演化博弈的平衡点满足trJ＜0且detJ＞0时，该平衡点即为系统的演化稳定策略（ESS）。

①第一种情况假设：R＜S-βf1V，且β＜即承包商“违章作业”受到的罚款或处罚小于某个值，且事故发生的概率同样小于某个值。对5个均衡点进行稳定性分析，具体见表3。

表3 第一种情况的系统平衡点及局部稳定性

从表3可以看出，当R＜S-βf1V，且β＜系统存在唯一演化稳定解（0，0）、1个不稳定点（1，0）以及两个鞍点（0，1）、（1，1）。因此，在此条件下，不管系统初始为何种状态，其最终都会演化至稳定点（0，0），即表明企业和承包商最终的演化均衡策略是“无监管/监管不到位”以及“违章作业”。

表4 第二种情况的系统平衡点及局部稳定性

1.3 情景仿真模拟分析

对以上两种情景进行数值模拟分析，根据实际现场情况对参数取值进行归一化，可以观察到随着时间的推移，企业和承包商最佳策略演化的过程。

1）第一种情况模型参数设置：R＝0.3，S＝0.5，F＝2，V＝5，I＝1.7，f1＝f2＝5，β＝0.01，p0＝q0＝0.8。时间段T取值为[0，50]，情景仿真过程如图1、图2所示。

从图1和图2可以看出，企业和承包商是否选择“监管到位”或者“合规作业”的策略，与企业对承包商因为“违章作业”所进行的罚款或处罚力度R、企业因为闲暇或休息而获得S的正效用、事故发生的概率β、事故发生后对企业以及承包商所造成的损失有直接的关系。当承包商所受到罚款、事故发生的概率、以及事故发生后对企业和承包商所造成的损失较小时，企业会松懈安全监管，承包商也会倾向于不执行施工方案、作业规程、惯例。且当企业员工意识中的事故发生概率越小，其选择“监管不到位”的趋势越明显。

2）第二种情况模型参数设置：R＝0.4，S＝0.5，F＝2，V＝5，I＝1.7，f1＝f2＝5，β＝0.06，p0＝q0＝0.4。时间段T取值为[0，50]，情景仿真过程如图3所示。

从图3可以看出，事故发生的概率、以及事故发生后对企业和承包商所造成的损失较大时，承包商将会认真执行施工方案，并遵守作业规程以及惯例，但企业依旧会有松懈安全监管的倾向。

两种情况假设综合分析发现，现阶段的制度下，企业的演化稳定策略（ESS）均为“无监管/监管不到位”，承包商事故调查结果也反映出来，“企业无监管或监管不到位”为主要原因的事故占相当一部分比例。从演化博弈模型分析发现，造成这种ESS是因为缺乏上级部门对企业无监管进行处罚的制度，因此可以通过引入上级部门惩罚机制对企业的安全监管进行控制。

2 施工作业管理策略研究

2.1 加强安全文化建设，提高员工安全意识

通过演化博弈行为分析，当事故多发，安全形势严峻的情况下，企业和承包商人员均趋向于安全行为。因此加强企业安全文化建设，管理层面安全大会、安全文件、安全工作三位一体，建立安全文化管理框架；意识层面事故教训、作业警告、安全警示无缝衔接，提高企业与承包商的风险意识；教育层面安全生产教育、宣传和培训严格落实，杜绝形式化，加大安全教育培训力度。重点建设企业和承包商良好的安全生产工作习惯、正确的安全生产价值取向，强化员工自我保护、自我安全意识，树立承包商主人翁意识，建设“人人讲安全、人人为安全负责”的安全文化氛围，完成由“要我安全”向“我要安全”的转变，从而整体提升企业安全文化水平，有效避免事故事件发生，提高安全生产绩效[13]。

2.2 提升安全监管力度，人防技防相结合

提升安全监管的质量和效率，对促进承包商选择合规作业有着重要作用，是施工作业安全的主要关注点。企业要明确、统一安全监管内容，形成标准化监管流程，树立科学监管框架。同时提升直接作业环节安全监督人的素质，包括职业素养和个人素质，强化现场安全监督人的职责落实，监督人要熟知岗位的危险特性，要具备一定的应变能力，既要严格指挥又要避免瞎指挥；赋予对安全监督人员充分权利，要有停工权利、整改权利、处罚权利，突出现场监管有问必改、有责必罚的监管力度[14-15]。

另一方面，炼化企业施工作业存在“点多面广”的特点，仅依靠安全监管人员现场监管，不仅会加重安全监管投入，还会由于监管任务的繁重引发监管松懈，降低现场监管的有效性。因此，要形成一种“人防、技防相结合”的科学监管机制。实现作业安全监管信息化、智能化，依托人员定位、气体检测、移动视频监控及视频智能分析等技术，强化施工作业全流程过程管控，提升作业现场监管的有效性。

2.3 监管制度升级，管理方法科学化

承包商监管制度升级化，对承包商的人员培训、劳保配置、作业安全多方位进行监管。加强承包商违规作业惩戒力度，通报、批评、处罚多种方式结合，提高承包商违规作业成本；提升承包商安全绩效管理，建立承包商黑名单制度，网上共享黑名单信息；建立承包商正激励制度，通过建立承包商积分榜对优秀承包商给予奖励和荣誉证明，鼓励承包商长期合规作业。建立科学的管理方法，完善事故惩罚、安全奖励、工伤保险、事故赔偿等手段，强化安全的经济管理和绩效管理。对承包商实施安全“零容忍”制度，强化隐患管理，做到隐患与事故一样管理问责到位，对作业现场监管到位，对事故责任人处理到位（包括企业监督人和承包商作业人员）。

3 结语

通过建立炼化企业作业环节中企业与承包商之间的两方演化博弈模型，对比分析企业与承包商行为策略的演化稳定均衡，得出当承包商所受到罚款、事故发生的概率、以及事故发生后对企业和承包商所造成的损失较小时，企业会松懈安全监管，承包商也会倾向于不执行施工方案、作业规程、惯例。对作业环节监管策略要：①加强对承包商以及企业自身的作业环节安全管理教育，提高风险意识，建设安全文化氛围；②“人防技防相结合”的监管手段，依托科技升级形成监管合力，提高企业监管效率；③建立承包商绩效管理、奖惩结合的科学化管理方法，提升企业监管的有效性。