HFACS 模型在高校实验室安全管理中的应用

阳富强，谢程宇，林晓航

（福州大学 环境与资源学院，福建 福州 350116）

高校实验室是高校进行科学研究及人才培养的重要基地，也是提高学生创新实践能力的有效载体[1-2]。实验室安全是高校顺利开展教学与科研工作的重要保障[3]，涉及广大师生的人身安全、财产安全、社会稳定等，一旦出现问题后果将不堪设想[4]。近年来，国内各高校实验室规模不断扩大，同时各类实验室安全事故也时有发生，实验室安全形势比较严峻。在2014—2018 年间，国内高校实验室发生多起安全事故[5]，如2015 年12 月，北京某高校化学系实验室发生爆炸火灾事故，造成一名博士后死亡；2018 年12 月，北京又一所高校的实验室发生爆炸事故，造成3 名学生死亡，引发了较大的社会反响。据统计，火灾及爆炸事故是目前实验室安全事故的主要类型[6-7]，事故的致因因素主要是实验项目涉及易燃、易爆物品以及高危化学品等。

目前，高校实验室安全管理工作仍存在不足，例如实验室安全管理工作落实不到位、实验室人员分工不当、实验室人员安全意识薄弱、实验室安全责任的主体不明确、实验室安全监管形同虚设、实验室场地规划不合理等。因此，为确保实验室师生安全，建立有效的安全管理体系显得尤为重要。

HFACS（human factors analysis and classification system，人因分析与分类系统）最早在核工业及航空等复杂性安全领域用来分析人为失误导致的安全问题[8]。HFACS 能够表现出各类型人为差错的具体表现形式，能够更好地针对各类差错提出整改意见，更加具体地分析人为差错的事故致因。HFACS 模型依据航空飞行事故建立[9]，多用于航空及民用飞行领域，近些年也常用于矿井、化工领域。从事故层面看，实验室安全事故与一般生产事故存在相同之处，即均可归因为人、机、环等多种因素相互作用的结果。同样在实验室运行过程中，操作人员的不安全行为是诱发事故的主要原因。将HFACS 模型加以改进并运用于高校实验室安全管理中，对造成高校实验室安全事故的人为因素进行分析归纳并提出相应的防范措施，以期为改善高校实验室的安全现状提供新的途径[10]。

1 HFACS 模型的内涵及意义

1.1 HFACS 模型

据统计，约有70%～80%的安全事故与人为错误有关[11]。HFACS 模型是在Reason 事故致因模型基础上提出的[12]，是一种综合的人为失误分析方法[13]。该模型改进了Reason 模型的不足，便于对人为因素的分类进行研究[14]。该模型提出了导致事故发生的4 个层次，分别为组织影响、不安全监管、不安全行为前提条件和不安全行为。从组织影响层次开始，在不安全监督及不安全行为前提两层次共同影响下造成不安全行为出现，最终导致事故发生。

在HFACS 模型中，不安全行为层是显性差错，是事故的直接原因。组织影响层、不安全监管层、不安全行为前提条件层都属于隐性差错。其中不安全行为前提条件层是引发事故的主要原因，不安全的监督和组织管理是引发事故的潜在原因。这4 个层次又细化成许多影响因素，每个影响因素表现形式不同。HFACS 模型由最高层次往下逐层施加影响，并强调最高层次的组织管理对事故的影响作用。当各层次均出现差错时，系统各层次防御作用失效，最终致使事故发生。

1.2 适用于高校实验室安全管理的HFACS 模型

在HFACS 模型的原有基础上增加高校实验室安全管理中特有的致因因素，得到适用于高校实验室的HFACS 模型。经改进的HFACS 模型框架见图1。该模型分为4 个层面，其中前3 个层面（组织管理层、不安全监督层、不安全行为的前提层）是引发实验室事故的潜在原因。根据实验人员表现出的不安全行为，发现前3 层出现的潜在危险，进而改进前3 层的实施办法，确保实验室安全管理高效运行。为有效分析高校实验室事故致因并寻找人为差错的主要原因，将4个层面细化分为19 项事故致因因素，实验室事故致因因素及含义如表1 所示。

图1 HFACS 模型框架

表1 实验室事故致因因素及含义

2 HFACS 模型的实际应用

2.1 基于HFACS 模型的安全管理体系

根据高校实验室现状，从如何设立安全管理目标、如何管理、如何实施管理等方面入手，构建适用于高校实验室的安全管理体系（见图2）。其主要流程包括建立实验室管理组织、明确管理目标、确定管理实施计划、进行安全宣传与教育、实施办法等，同时结合HFACS 模型，从组织管理、不安全监督、不安全行为前提条件、不安全行为等层面开展安全检查，并根据检查结果提出改进方向。

图2 基于HFACS 模型的实验室安全管理体系

2.2 HFACS 安全管理体系的实施流程

2.2.1 建立实验室安全管理组织

实验室管理组织负责工作包括日常的维护管理、开展安全管理培训、保证实验室正常运行等。实验室管理教师主要负责实验室日常工作及实验室安全工作。若上层出现管理组织决策问题，实验室其他人员可适时提出相应的建议。安全管理组织的目标旨在落实实验室安全责任，完善实验室规程，提升实验室安全运行效率。

2.2.2 制定安全目标

结合实验室的实际情况，运用HFACS 模型，研究组织影响、不安全监督、不安全行为前提条件、不安全行为等4 个层面，找出实验室中由人为的隐性差错以及显性差错，以减少因人员的人为不良因素造成的实验室安全事故。实验室安全管理目标应与实际情况结合，例如保持良好的实验室环境以及良好的实验设备状态，确保实验人员严格按照操作程序操作等。安全目标的制定应明确、具体，便于实验室人员落实。

2.2.3 确定实施安全管理计划

运用HFACS 模型实施安全管理计划，针对实验室实际情况提出可操作性方案，确保从HFACS 模型的4 个层面加强安全管理。在确定计划时，对4 个层面实验室安全事故的致因因素，需要给予特殊重视，以便减少实验室发生事故的概率。

2.2.4 开展安全宣传与教育

将HFACS 模型运用于高校实验室安全管理，需要开展相应的培训和宣传。HFACS 模型的安全教育体系应包括严格的准入制度和定期的安全知识考核。通过定期的安全教育与宣传，使各院系负责实验室的领导、实验操作人员以及督导专家等能够全面了解HFACS模型在实验室安全管理中的内容、实施计划、检查方法等，以使HFACS 模型更好地运行。

2.2.5 实施办法

依照实验室工作方案，确定4 个层面的安全隐患。在HFACS 模型中，相比其他层级，组织管理层对实验室安全的影响最大，其包含3 个影响因素：资源管理、组织环境和组织过程。研究发现组织管理层中存在的问题包括不良组织环境（不合理的组织构架、管理文化淡薄、组织规程单一）、组织过程的漏洞（组织工作效率低下、工作程序不够标准）、资源管理失衡（管理资金不足、设施分配不均）等。由于实验室人员多、流动性大，加上组织管理不当，应加强组织管理方面的措施，具体见表2。从资源管理、组织环境、组织过程等3 个影响因素入手，确定组织管理的实施办法。

表2 组织管理实施办法

不安全监管表现为监管不充分，导致事故的发生。这也是事故原因的一部分，主要包括监管不充分、计划不充分、问题未得到纠正以及监督违规等。由于实验室多、监管人员少，导致不安全的监督的问题时常发生。加强实验室的安全监管实施办法，具体见表3。

表3 安全监管实施办法

不安全行为的发生与环境因素、人员因素、操作者状态息息相关。环境因素的具体表现形式包括物理因素及技术因素，良好的环境能够减少人员违规的机会；人员因素的具体表现形式包括人员状态准备及资源管理；操作者状态具体表现形式包括精神状态差、生理状态差、智力局限。根据这些影响因素，提出减少不安全行为的前提条件实施办法，具体见表4。从物理因素、技术因素、人员状态准备、人力资源管理、精神状态差、生理状态差、智力局限7 个影响因素入手，确定减少不安全行为前提条件的实施办法。

表4 减少不安全行为前提条件实施办法

不安全行为指引发事故的人为错误，主要分为差错和违规。差错指的是无意间造成的行为出错，可分为技能差错、决策差错和知觉差错。违规指的是无视现有规程的行为，分为习惯性违规和偶然性违规[15]。表5 从技能差错、决策差错、知觉差错、习惯性违规、偶然性违规等5 个致因因素入手，确定减少不安全行为的实施办法。

表5 减少不安全行为的实施办法

2.2.6 安全检查

将HFACS 模型与安全检查表结合，能够清楚地发现实验室组织管理、人的不安全行为中存在的主要问题，并指明实验室安全管理改进方向。安全检查表不应冗余，4 个层次的每个致因因素各列出一条检查项目。以某高校安全工程专业实验室安全检查为例，该实验室放置有水平垂直燃烧测定仪、烟密度仪、氧指数测定仪，同时还配备干粉、二氧化碳、泡沫灭火器及消火栓系统等实验设备。结合该实验室现状，制定基于HFACS 模型的实验室安全检查表（见表6），并对某高校安全工程专业实验室开展安全检查。

表6 基于HFACS 模型的实验室安全检查表

运用基于HFACS 模型的实验室安全检查表，开展安全管理检查工作，对检查项目逐条核对，找出实验室安全问题。从表6 可知，该实验室在19 项检查项目中，有9 项达到检查项目的要求，有10 项存在问题。实验室的资源管理及人力资源管理良好，能够确保实验室高效运行。实验室人员的精神状态与生理状态良好，日常工作的状态准备也良好，可保证实验室人员更好地专注实验过程中的细节，有利于实验项目的顺利进行。同时实验室的物理因素和技术因素对实验室并无影响，说明实验室环境较好，为实验人员创造了良好的氛围。但从检查过程中也能发现不少监管及组织管理问题，同时可以从检查表中发现，由于人的自身失误而产生的差错，大部分实验人员对消防知识掌握不充分，对各类灭火器操作不当；实验室人员实验操作分工不明确、不合理；实验人员在实验过程使用氧指数测定仪出现习惯性违规，并未及时得到纠正等。采用HFACS 模型实验室安全检查表法，能够帮助检查人员清晰地看到哪些方面达到了实验室安全管理的要求，哪些方面需要改进。

2.2.7 按情况及时调整实施计划

将基于HFACS 模型的实验室安全检查表所发现的安全问题按照组织影响、不安全监管、不安全行为前提条件、不安全行为等4 个层次整理并上报实验室负责层，进一步改进实验室安全管理工作。采用安全检查表能够发现大部分安全隐患，同时通过实验室人员管理过程的相互交流，也能找出安全管理计划中的不足。认真整理安全检查结果，及时将安全检查结果反馈并修改安全管理计划，确保实验室能够更加安全、高效地运行。

3 结语

（1）通过运用HFACS 模型，研究组织管理、不安全监督、不安全行为前提条件、不安全行为等4 个层面，分析19 种实验室事故致因的具体表现形式，进而更加直观地认识到高校实验室各类事故致因本质。

（2）将HFACS 模型与安全检查表相结合，定期检查实验室人员在实验室内的不安全隐形差错及显性差错；根据安全检查结果，提出实验室安全管理改进方向，加强安全教育与宣传，创造良好的高校实验室安全氛围，确保HFACS 模型更有效地应用于高校实验室。

（3）从某实验室安全检查表的结果可知，实验室的组织环境、组织过程存在问题，实验室操作人员对人员分工不明确、操作知识学习不到位、实验室的监督机制不健全，未能开展实验室监督管理培训；实验室人员常出现习惯性违规、决策差错，还包括因实验技能不足造成的技能差错以及知觉差错。因此，需要进一步完善实验室安全管理，保证实验室健康良好地运行。