电梯PAR安全信息流管理模型构建及应用*

廖志刚，潘 伟，申海瑛，李添添

(1.中南大学 资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083；2.青海师范大学 数学与统计学院，青海 西宁 810016；3.湖南省特种设备检验检测研究院 检验业务部，湖南 长沙 410117)

0 引言

随着经济快速发展，城市化脚步加快，电梯行业也随之蓬勃发展[1]，电梯已在住宅、商业建筑、施工单位、交通枢纽等各项公共建筑中广泛使用[2]。电梯的广泛使用给人们日常工作、生活带来极大的便利，但也时有安全事故发生，造成人身伤害和财产损失[3]。根据《市场监管总局关于2020年全国特种设备安全状况的通告(2021年第12号)》可知，全国电梯注册数量786.55万台，全国总增长量达10.82%。2020年全国共发生特种设备事故107起，其中电梯事故25起，造成19人死亡，占比23.36%[4]，导致事故发生的主要原因为设备制造、安装、维修、使用过程中安全管理不当。可见，传统电梯监督管理模式存在管理资源分配不均、主体间关系复杂、多方主体协同能效弱等问题，已不能适应电梯行业发展新态势。

针对上述问题，有学者分别从人因层面[3-4]、管理层面[5-7]、技术层面[8-10]开展研究，以期提升电梯安全水平。但鲜有学者从安全信息视角来分析电梯安全事故发生的原因以及建立相关管理模型。

随着大数据信息技术的发展，电梯安全管理也逐步向信息化管理发展，吴超[11]指出安全信息关联系统中的一切要素，各环节的管理都离不开精准有效的安全信息。光夏磊等[12]提出的PAR事故致因模型从安全信息视角出发，全周期多层次分析事故致因，符合信息化管理模式，对电梯这种涉及多方管理主体的复杂系统，该模型能够协助多主体协同管理，更好地适应电梯行业的新发展态势[13]，值得深入研究。因此本文从安全信息角度出发，建立电梯PAR安全信息流管理模型，从行业环境层、决策管理层、执行操作层分析失误模式，提升电梯多主体协同管理能力。并基于区域电梯监管信息服务需求，结合大数据构建电梯信息综合监管服务体系，将电梯PAR安全信息流管理模型中信息服务形式具体化，为电梯安全提供全方位信息服务。

1 电梯PAR安全信息流管理模型构建

1.1 理论依据

PAR事故致因模型[12]是从安全信息视角出发，以哲学认识论、信息学和安全行为科学为理论基础构建的PAR行为链(安全感知-安全分析-安全应答)事故致因模型，克服传统事故致因模型专注于个体行为失误、专注结果事件分析原因，对组织管理层面考虑不充分等缺陷。从社会环境层(宏观层)-决策管理层(中观层)-执行操作层(微观层)进行事故致因因素分析，通过安全信息将各层级有机联系，更加全面地分析事故致因因素。

1.2 模型构建

本文基于管理学、逻辑学和安全信息学理论，以系统安全行为链为基础[14]，安全感知-安全分析-安全应答(PAR)行为链为关键点，以特种设备安全监察局、电梯服务组织、电梯执行操作主体为主要研究对象，研究各层级组织内部安全信息流动路径，多层面分析管理失误的关键点，构建电梯PAR安全信息流管理模型，如图1所示。

图1 电梯PAR安全信息流管理模型Fig.1 PAR safety information flow management model of elevators

1.3 模型内涵解析

电梯PAR安全信息流管理模型信息流向逻辑严谨，从纵向看，行业环境层、决策管理层以及执行操作层3条管理子链构成模型主链，分别对应电梯管理体系的宏观层、中观层、微观层，从横向看，每条子链均涉及组织或个人安全认知的关键环节，即安全感知-安全分析-安全应答(PAR)。

1)行业环境层。行业环境层是指国家政府以及下属监督管理单位或组织对整个电梯行业安全形势的科学认识和精准把控。这里指国家特种设备安全监察局对电梯领域存在的一系列安全问题，通过顶层设计，从宏观层面制定科学、合理的法律法规、方针和措施等，为整个电梯行业营造良好的安全环境。如果行业环境层面存在缺陷(如安全感知受阻、安全顶层设计中存在安全欺骗，领导者研判偏差)，行业安全环境就存在纰漏，将直接影响决策管理层的安全研判和执行操作层的安全实践操作。

2)决策管理层。决策管理层处于模型的中间环节，起着承上启下的作用。该层级是指电梯全生命周期服务组织，如电梯生产制造单位、电梯安装单位、电梯维护保养单位、检验检测单位、行业协会等，是具有决策和执行能力的有机整体。该层级向下(执行操作层)传递国家总体安全方针、政策，传递国家特种设备安全监督局有关电梯的规程、规范，并制定相应的安全行为准则。向上(行业环境层)反馈实际操作运行过程中的电梯安全信息，帮助改善整个电梯行业的安全环境。

3)执行操作层。即直接作用于电梯的相关执行操作主体，包括电梯的生产制造单位、安装单位、检验检测单位、维护保养单位的一线工作人员以及电梯使用主体。该层级属于监督管理的底层实践环节，底层组织对电梯的安全实践成功与否直接决定事故的发生与否。因此，对于执行操作环节的安全防控效果最为显著。

4)安全感知。即人或组织对目标事物信息觉察、感觉、知觉的一系列过程[12,15]，对目标事物的安全信息及安全现象的感性认识阶段。

5)安全信息、必要安全信息、必要安全信息缺失。

安全信息是指表征系统当下或未来安全状态的信息集合[16]，在这里指表征整个电梯领域的安全状态的信息集合，如安全规章制度、操作规程等。必要安全信息指足够保障系统安全状态的最少安全信息集合。必要安全信息缺失指获取的最少安全信息不足以保障系统安全行为的完成，如安全感知过程受阻、安全欺骗、安全感知必要信息缺失。

6)安全分析。即各层级主体通过展现出的安全现象/特征分析得到有指向性的安全判断，通过预测技术、方法、手段对安全现象的预测判断。

7)安全欺骗。即个体或者组织在安全信息充足的情况下诱导其他人或组织相信自己传递的虚假安全信息的行为表现。

8)安全应答。指对于电梯系统在运行过程中存在的安全问题，相关监督管理单位通过分析判断进行安全决策，进一步将安全决策贯彻执行以控制或降低风险的过程。

9)应答错误。即组织或行为主体在安全信息充足，前期安全感知、安全分析正确的情况下，由于个人组织或外部环境因素的影响下而做出错误行为。主要指政府监督管理单位、生产制造单位、安装单位、维保单位、检验检测单位等传递安全信息偏差；执行操作者因个人生理、心理状态差，能力不足、外界环境影响造成失误；电梯各服务组织向执行操作主体传递决策指令失误；特种设备安全监督管理局向下级部门传递信息出现偏差等。

10)行业安全环境、组织安全环境、电梯系统安全。行业安全环境是指政府监管部门对电梯领域进行合理有效监管，包括安全政策方针的合理制定，法律法规的有效落实等。组织安全环境是电梯制造、安装、维护保养、检验检测单位进行有效安全管理，全面落实标准规范等。电梯系统安全指电梯系统安全稳定运行。

11)Y(Yes)和N(No)。即安全感知、安全分析、安全应答中的每个环节都存在2种结果：成功(Y)和失败(N)。

12)行为失误致因。即安全感知-安全分析-安全应答每个环节响应失败的致因因素。

另外，电梯PAR安全信息流管理模型以安全信息为关键要素将各个管理层级有机联系在一起，从逻辑关系看，该模型逻辑架构能与当下大数据、云计算、GIS系统等新型管理技术结合，通过对电梯安全信息进行实时分析，并依据智慧安全管理模型和安全理论进行判断、决策，以更加智慧、高效的模式协助电梯安全管理，提升电梯安全监督成效，优化监督管理资源，提升多主体协同效能，有利于实现智慧城市[17]的建设。

1.4 模型优势分析

1)传统电梯安全管理模式存在3方面问题：①各主体协同不到位。主要体现在主导电梯监督管理的政府相关部门、盈利性机构和非营利性组织和业主间的协同问题[13]。②多方协同管理机制不完善，不能有效协调各方。③监督管理组织各自独立，安全信息不共享，不能充分挖掘信息。

2)与传统电梯安全管理模式不同，电梯PAR安全信息流管理模型将安全管理环节信息化。其优势分析具体见表1。

表1 电梯PAR安全信息流管理模型优势分析Table 1 Advantage analysis on PAR safety information flow management model of elevators

3)面对同一电梯安全问题，因认识主体层次不同而存在差异，认识目的和认识结果也不同。电梯安全事故的发生，往往是在特定的电梯系统内，而事故的深层原因不仅局限于执行操作主体和电梯系统，还涉及决策管理层、行业安全环境层事故致因因素。相比于单从个体层面、技术层面和管理层面分析事故致因，电梯PAR安全信息流管理模型以安全信息建立各层级联系，将各层级的事故致因因素信息化，不仅有利于寻找层级内部安全致因因素，更有利于对电梯管理体系存在风险的定量评价。安全信息在各层级之间的流通能保持顶层设计与底层实践的动态平衡，提高电梯管理系统的安全韧性，使电梯安全管理体系满足不同安全状态下的管理与实践需求。

2 模型服务形式

2.1 电梯信息综合监管服务体系搭建

联合互联网、大数据、云计算等高新技术，基于电梯PAR安全信息流管理模型的逻辑架构和电梯监督管理信息服务需求，搭建以用户层-安全信息服务层-安全数据资源层-支撑层为框架[18]，以安全科学理论为基础的电梯信息综合监管服务体系，具体如图2所示。

图2 电梯信息综合监管服务体系Fig.2 Information comprehensive supervision service system of elevators

1)用户层

用户层是整个电梯信息综合监管服务体系的目标层，包括政府监督管理单位、电梯生产制造单位、安装单位、维护保养单位、检验检测单位、应急救援单位、使用单位、使用主体等。首先，用户层获得通过采集、分类、挖掘分析处理后的安全信息，将电梯状态以最直观的信息形式展现给各方，提升电梯信息的公开化和数字化，协助各方高质量完成管理工作。其次，用户层各方也是信息源头，各方收集的安全信息及时反馈给电梯信息综合监管服务体系，服务体系挖掘有价值的安全信息再反馈给各方。通过各层级及整个社会的协同监管，提升电梯安全管理效率和水平。

2)安全信息服务层

安全信息服务层是电梯信息综合服务体系中电梯监管的应用层面，该层级包含安全应急管理、常态化安全管理、电梯安全信息处理3模块和1个中心逻辑模块。3模块的运行逻辑遵从安全感知-安全分析-安全应答的安全行为链逻辑进行信息加工处理，以保证信息充分挖掘。

常态化安全管理模块包含政府监管部门、电梯生产制造单位、电梯安装单位、电梯维保单位、电梯检测检验单位、电梯日常使用等实时信息的监测与显示，并通过相关指标参数建立数学模型，对电梯生命周期内的安全状态进行实时评价，客观真实反应电梯安全状态，协助各方对电梯安全状态进行预判。安全应急管理模块包括应急决策、应急响应、应急恢复。应急决策是对接收到的安全预警信息立即进行处置，确定事故发生地，被困人员数量及人员状态，故障部位，救援队伍及物质的安排及应急预案选择做出决断。应急响应是协调各方快速展开救援、就医、安抚被救人员等。应急恢复是对解除危险后，对设备设施故障的排除，展开事故调查，舆论的控制等。电梯安全信息处理是在数据挖掘、云计算等技术支撑下对实时监测数据进行挖掘并和历史数据库中数据进行比对分析，进行预测预判，生成最有价值的安全信息，确保信息的精确性。

3)安全数据资源层

安全数据资源层是整个电梯信息综合监管服务体系的数据基础，是归集、整合各方数据的平台，将电梯生产制造数据库、电梯安装数据库、电梯维保数据库、电梯检测数据库、应急救援数据库、电梯故障数据库、电梯实时数据库、GIS、通信数据库、地理信息数据库、历史安全事件数据库等众多不同类型的数据通过统一的数据传输协议，将多样、多类型的数据整合，按照电梯管理的现实需求，建立专门服务于电梯系统的电梯GIS信息库、应急救援物资库、电梯各附件运行数据库、安全事件库、故障库等信息库，按照服务标准，规范化管理。

4)技术支撑层

技术支撑层是实现整个电梯信息综合监管服务体系的基础，包含硬件支撑和技术支撑，硬件支撑主要是计算机、网络设施、数据采集装置、数据储存设施、传感器、监控等用于传输、存储、分析数据的设施设备；技术支撑是指5G技术、大数据、云计算、AI、GIS技术等。有硬件和技术的支持，才能实时高效的收集，存储、分析、传播可靠有价值的安全信息。

2.2 电梯信息综合监管服务体系价值

1)打破电梯传统监管模式中各方数据不互通的局面。将电梯服务生命周期内的各方数据整理归集，避免数据孤岛形成，实现多方数据融合。有效解决当前电梯监管服务平台的功能单一，涉及各方主体不全面等缺陷。

2)为电梯全生命周期内各方数据深度挖掘提供理论方案。该信息综合监管服务体系不仅将涉及电梯各方的安全数据进行归集整理，还将地理信息，通信信息、政策信息、舆论信息及历史安全事件信息等各类信息通过数据转换、归集，将其分类整合形成新的专属数据库，为电梯信息的数字化、智能化管理提供信息资源支持。

3)提升多方主体协同治理能力。电梯信息综合监管服务体系同时向政府、电梯生产制造单位、安装单位、维护保养单位、检验检测单位、第三方管理单位、使用主体等多方提供信息服务，信息公开透明，时刻受其他各方监督，对公众反馈信息及时接收处理反馈至相关各方，相关方在各方督促下对工作进行改进。以此机制能提升各方协同治理能力，提升电梯监管效能。

4)加强公众对电梯全生命周期的监督管理。电梯信息综合监管服务体系为电梯管理透明化、信息化管理提供理论依据。该体系将电梯运行情况实时传送给用户层各方，电梯使用者能将发现的问题及时反馈各方，提升监管效率。

3 模型应用案例分析

为验证电梯PAR安全信息流管理模型的应用实践价值，选取湖北省武汉市“12·3”电梯一般事故[19]进行分析论证。

案例描述：2020年12月3日上午，湖北省武汉市某小区住户在乘坐电梯下楼时，电梯出现异常，随后电梯发生坠落蹲底事故。事故造成直接经济损失约70万元，事故直接原因是电梯运行过程中由于钢丝绳张力不均，发生径向跳动磨损和挤压挡绳装置，导致一侧吊板被磨穿，钢丝绳全部从轿厢反绳轮脱落，最终轿厢坠落；轿厢坠落时，由于安全钳楔块表面存在不明污垢及未调整到位等原因，导致安全钳制动力不足，不能有效制停轿厢，造成轿厢内1名乘客受重伤，电梯曳引钢丝绳、轿厢、重量平衡装置、限速器张紧轮、缓冲装置等设备基本被损坏。

运用电梯PAR安全信息流管理模型，以政府监管部门(行业环境层)、电梯维保单位(决策管理层)、现场维保人员(执行操作层)为对象，运用层级内部安全行为链和层级间信息流向逻辑分析事故原因，分析结果如表2所示。

表2 运用电梯PAR安全信息流管理模型的事故分析结果Table 2 Accident analysis results of PAR safety information flow management model of elevators

4 结论

1)针对电梯行业监督管理模式陈旧、事故定责困难等诸多问题，以安全信息为主线，安全行为链(PAR)为关键点，构建以行业安全环境层(宏观层)、决策管理层(中观层)、执行操作层(微观层)为3条子链的电梯PAR安全信息流管理模型，通过子链分析安全行为关键点的失误模式，并用电梯PAR安全信息流管理模型对湖北省武汉市某小区电梯事故进行原因分析，分析结果与事故调查报告一致，证实模型科学性与有效性。

2)基于电梯PAR安全信息流管理模型，搭建电梯信息综合监管服务体系，将电梯PAR安全信息流管理模型的服务形式具体化。该体系将电梯常态安全管理模块和应急管理模块融合，实现电梯的全生命周期管理。将电梯管理各方数据融合归集，通过大数据、云计算等技术处理，形成特有的电梯数据库，为各方提供实时信息资源。该体系对于推进智慧电梯建设具有重要的理论指导意义。