工作场所正念视角下智慧矿山矿工安全行为演化博弈*

王新平，张子鸣，孙林辉，苏 畅，王筱扬

(1.西安科技大学 管理学院，陕西 西安 710054; 2.西安科技大学 安全科学与工程学院，陕西 西安 710054)

0 引言

由于生产条件和工作环境的特殊性，矿工面临的危险远远高于其他职业。随智慧矿山的提出，大量现代化开采设备被应用到煤矿企业中，煤矿生产环境得到极大改善，煤矿事故死亡人数和煤炭百万吨死亡率分别由2001年的5 670人、5.28下降至2020年的228人、0.059,分别下降了96.0%和98.9%[1]，但煤矿安全生产形势依旧不容乐观。现有研究表明，矿工不安全行为是导致事故发生的主要原因[2]，96.5%以上的煤炭事故均与人的不安全行为有关[3]。因此，对矿工不安全行为进行研究意义重大。

针对矿工不安全行为的研究主要在于其产生原因方面，包括安全管理能力、生产环境及设备条件、角色压力[4]、个人控制力[5]、矿工心理及生理因素[6]等。随智慧矿山的提出和发展，物联网、云计算、人工智能、机器人化装备等与现代矿山开发技术融合,形成矿山互联互通的完整智能系统，极大改善了矿工工作条件，解决传统矿山企业在进行现代化信息建设时缺乏标准的问题[7]，因生产环境及设备条件引发的不安全事故大幅减少。作为智慧矿山信息化中重要组成部分的数字化监控系统，主要用于监控煤矿日常生产中各环节运行状态，为矿山长期安全生产提供重要保障[8]，同时，个体将以越来越薄弱的资源持续对抗资源损耗和外部监控的双重压力[9]，注意力下降和心理成本增大又会增添新的不安全因素。由此，角色压力、控制力、安全心理、注意力[10]、工作厌恶[11]等因素对安全行为的影响同样不容忽视。

正念在工作场所研究中被定义为“一种对当前事件和经历的可接受的注意力和觉知”[12]。工作场所正念涉及4个要素：持续的注意力、觉知、关注当下和不加评判的接纳[13]，大量研究表明，工作场所正念能够有效提升员工的工作绩效[14]。Amy等[15]根据496份问卷报告研究发现，工作场所正念可有效提升员工幸福感、促进交流沟通和调节情绪；Jahanzeb等[16]研究发现正念能够克服工作场所排斥对工作绩效的影响；Chang等[17]研究发现正念可以改善工作成果、减少工作压力、增加注意力、提升工作表现；Wendy等[18]通过实证发现感知压力的降低、幸福感的提高、团队和组织气氛及个人绩效增加与正念有关；柴帅等[19]通过对343份有效问卷进行实证分析得出，正念对矿工安全行为有显著正向影响。同时，员工通过练习和正念干预可以提升自身正念水平，管理者通过组织情景，例如工作设计和物理空间的改善孕育更有正念的工作者[20]。综上，工作场所正念可有效克服工作场所排斥、增加注意力，提升员工工作效率并减少不安全行为的发生。现有研究主要基于实证的方法对工作场所正念进行研究，缺乏规范研究视角下对该问题的研究和拓展。

对比现有研究，本文主要有以下3点创新：1)在智慧矿山背景下，充分考虑角色压力、控制力、注意力、安全心理、工作厌恶等心理及生理因素，探究矿工不安全行为的发生和规范。2)采用博弈论的方法对工作场所正念进行规范研究，探求智慧矿山背景矿工安全行为的演化规律。3)考虑外部监管因素，研究外部监管因素对矿工安全行为的影响。

1 博弈模型构建

1.1 基本假定

为构建矿工安全行为博弈模型以研究矿工安全行为，作以下2个参数假定：

1)假定1：三方博弈主体参数假定。3方博弈主体分别为安全管理人员、矿工、政府监管部门。根据对正念的投入程度(例如资金投入，对正念宣传、训练的重视)和监管的投入与力度的不同，安全管理人员的策略选择可分为完全工作场所正念投入与监督、不完全工作场所正念投入与监督，以下简称完全投入及不完全投入。受角色压力、自身注意力、控制力、工作厌恶情绪以及外部环境因素影响，矿工的工作投入程度不同，其策略选择可分为安全行为、不安全行为。政府监管部门的策略选择可分为弱监管、强监管。其中，弱监管主要表现为监管力度较弱，对不安全行为的奖惩机制较不完善，缺乏创新监管策略的动机，倾向于维持现状；强监管主要表现为监管力度较强，奖惩机制较为完善，以发展的眼光对待监管和煤炭行业的发展，倾向于督促煤炭企业在智慧矿山背景下不断发展创新，以更好地减少安全事故的发生并保障煤矿安全。各主体均为风险中性。

2)假定2：工作场所正念参数假定。工作场所正念按照层次不同可分为组织和个体2个层级。组织正念的存在表示个体层面正念的存在，个人正念是发展组织正念的必要条件。在组织中训练个人正念可以发展和形成组织正念[21]。本文假设矿工可以从正念的训练和培育中提升工作效率、得到自身注意力、控制力等方面的提升，同时组织也会因此受益，安全管理水平和组织正念得到提升。基于此，设置正念转移系数作为参数，探求博弈过程中个体正念和组织正念之间的关系。

1.2 模型构建

基于上述假定，得到博弈支付矩阵，见表1。博弈支付矩阵具体参数设定见表2。

表1 博弈支付矩阵Table 1 Game payment matrix

表2 博弈支付矩阵参数符号及其含义Table 2 Parameter symbols and meanings of game payment matrix

2 各博弈主体策略稳定性分析

2.1 安全管理人员策略稳定性分析

安全管理人员选择完全投入或不完全投入的期望收益，策略选择的复刻动态方程和一阶导数分别如式(1)～(3)所示：

(1)

(2)

(3)

命题1：当g>g0时，安全管理人员的稳定策略是完全投入；当g

命题1表明，若政府监管部门能够以发展的眼光看待煤炭行业的监管，以相关政策作为纲领，监管不仅聚焦于安全事故的防范，更聚焦于煤炭企业的智慧发展和安全管理人员现代化管理技术发展与创新，此时，如果安全管理人员的投入仍不充分，会受到政府的处罚、矿工的举报。因此，随着政府监管部门强监管概率的增加，安全管理人员的稳定策略为完全投入。

2.2 矿工策略稳定性分析

矿工选择安全行为或不安全行为的期望收益，策略选择的复刻动态方程和一阶导数如式(4)～(6)所示：

(4)

(5)

(6)

命题2：当p>p0时，矿工的稳定策略是选择安全行为；当p

命题2表明，若安全管理人员重视工作场所正念与监管的作用，积极投入资源于工作场所正念培育与训练以提升矿工注意力、控制力和减轻角色压力、工作厌恶，严格监控各生产环节运行状态以杜绝不安全行为的发生，此时矿工工作效率和安全绩效得到提升，并避免因不安全行为所受的惩罚与自身损失。因此，随安全管理人员完全投入概率的增加，矿工的稳定策略为选择安全行为。

2.3 政府监管部门策略稳定性分析

政府监管部门选择强监管或弱监管的期望收益，策略选择的复刻动态方程和一阶导数如式(7)～(9)所示：

(7)

(8)

(9)

命题3：当ee0时，其稳定策略是选择弱监管；当e=e0时，不能确定稳定策略；其中阈值e0=-Cg-pRa+(1-p)(1+μ)Fb+(1-p)βFd+θFc/θFc+(1-p)βRb。

命题3表明，若矿工重视安全事故的防范，选择安全行为，政府监管部门的策略选择更倾向于弱监管。这是因为矿工安全行为概率增高时，安全事故发生概率减少，整个煤炭企业表现出风险防范状况良好、管理体系有效、安全管理人员与矿工关系和谐，政府监管部门选择强监管的期望收益变低，政府监管部门的策略选择会稳定于弱监管。反之，若矿工轻视安全事故的防范，选择不安全行为，此时政府监管部门选择强监管的期望收益变高，政府监管部门的策略选择会稳定于强监管。

3 策略组合稳定性分析

均衡点的稳定可根据Lyapunov间接法进行判断，复刻动态系统的Jacobian矩阵如式(10)所示：

(10)

均衡点稳定性分析见表3。

表3 均衡点稳定性分析Table 3 Stability analysis of equilibrium points

1)推论1：当满足条件①时，点(0,1,0)为复刻动态系统的稳定点。

推论1表明，当政府监管部门监管成本较高或惩罚力度较小时，政府监管部门的策略选择会稳定于弱监管，安全管理人员投机收益则明显变高，复刻系统最终将稳定于(不完全投入，安全行为，弱监管)，此时煤矿安全完全依赖于矿工的自发行为，安全管理人员内部监管和政府监管部门外部监管缺乏效力，为避免稳定策略(不完全投入，安全行为，弱监管)的出现，政府监管部门应积极攻克监管环节中的难点，降低监管成本，同时设立完善且严格的惩罚机制，提高对违规行为的惩罚力度。

2)推论2：当满足条件②时，点(1,1,0)为复刻动态系统的稳定点。

推论2表明，当组织对矿工的工作场所正念投入与监管有效且对组织的反馈支撑作用增大时，安全管理人员对正念和监管投入的积极性较高，复刻系统将稳定于(完全投入，安全行为，弱监管)，此时煤炭企业内部稳定、风险管控状况良好，政府监管部门可选择节约监管成本。矿工工作场所正念的培育能够提高矿工工作效率、减少情绪、注意力分散等不稳定因素对安全行为的影响，有积极的正向调节作用。同时，矿工工作场所正念的培育可反馈组织，形成良好工作环境和组织氛围，有助于良好管理模式和投入机制的形成。因此，完善工作场所正念的投入机制和反馈机制对形成良好的安全氛围、杜绝安全事故的发生有重要作用。

3)推论3：当满足条件③时，点(0,1,1)为复刻动态系统的稳定点。

推论3表明，当安全管理人员违规行为所受惩罚和合规行为所得奖励较小时，安全管理人员对正念和监管投入的积极性较低，复刻系统将稳定于(不完全投入，安全行为，弱监管)，安全管理人员“搭便车”等短视行径的期望收益明显增大，不利于煤矿企业的发展和风险的管控。因此，对安全管理人员违规行为的严格惩处以及对其合规行为的及时奖励，有助于调动其对正念和监管投入的积极性，有助于煤炭企业的长期发展和风险管控。

4 仿真分析

为更直观展示复刻动态系统中关键要素对博弈演化过程及演化结果的影响，运用MATLAB R2020b对各博弈方的演化轨迹进行数据仿真。参数初始设定见表4。

表4 初始参数设定Table 4 Setting of initial parameters

4.1 正念转移系数的影响

为探求不同正念转移系数对策略演化的影响，通过定性定量结合，设置低、中、高3个参数值，即α={0.2,0.5,0.8}，3方博弈主体策略演化过程及结果如图1所示。

图1 正念转移系数对策略演化的影响Fig.1 Impact of mindfulness transfer coefficient on evolution of strategies

由图1可知，随正念转移系数的逐渐增大，安全管理人员完全投入概率将最终稳定于1。因此，可通过建立完善的正念投入机制和反馈机制促使安全管理人员积极履职。

4.2 反馈概率的影响

为探求矿工反馈概率对策略演化的影响，通过定性定量结合，设置低、中、高3个参数值，即β={0.1,0.5,0.9}，3方博弈主体策略演化过程及结果如图2所示。

图2 反馈概率对策略演化的影响Fig.2 Impact of feedback probability on evolution of strategies

由图2可知，安全管理人员完全投入的概率随矿工反馈概率的增大而增大，随着矿工对安全管理人员监督作用的增强，政府监管部门强监管的概率逐渐降低。因此，可以通过建立完善的矿工反馈机制以确保煤矿企业内部监管效力。

4.3 政府监管部门监管成本的影响

为探求监管成本对政府监管部门监管策略选择的影响，通过定性定量结合，设置低、高2个参数值，即Cg={2,100}，3方博弈主体策略演化过程及结果如图3所示。

图3 政府监管部门监管成本对策略演化的影响Fig.3 Impact of supervision costs of government supervision department on evolution of strategies

由图3可知，当政府监管部门监管成本较低时，复刻动态系统处于不稳定状态，博弈主体的策略组合均不具有稳定性。当政府监管部门监管成本逐渐变高时，复刻动态系统稳定于(不完全投入，安全行为，弱监管)。此时，由于矿工安全意识足够强，不安全行为发生的概率较低，安全管理人员可以选择不完全投入，政府监管部门可以选择弱监管。因此，要不断降低政府监管部门的监管成本，以防止政府监管部门和安全管理人员“搭便车”等短视行径的发生。

5 结论

1)工作场所正念对矿工安全行为存在积极影响，矿工工作场所正念的形成对组织有正向的反馈支持作用。安全管理人员完全投入、矿工正念培育与形成传递给组织的转移系数增大、政府监管部门增大对完全投入和不完全投入的奖惩力度能够切实有效减少矿工不安全行为发生，从而降低安全事故的发生概率。

2)智慧矿山背景下，政府监管部门强监管能够有效规范煤矿企业的管理行为并引导其现代化、数字化、智能化发展。政府监管成本的降低、监管得当的声誉收益以及监管不当的声誉损失的增加能够促进政府监管部门强监管；政府监管部门对安全管理人员奖惩力度的增大、惩罚折扣系数的增大均能够规范安全管理人员的投机行为。

3)矿工反馈机制的设立和完善能有效保障矿工权益，提升内外部监管效力。矿工反馈概率增加、反馈收益成本之差降低、矿工反馈与投诉后政府监管部门对安全管理人员失职的惩罚力度增加能够提升煤矿安全系统的稳定性，提升监管的正外部性。