基于数据挖掘的重大工程事故原因分析及对策

韩 晋

（北京建工集团有限责任公司，北京 100000）

0 引言

我国建设工程领域发展迅速，成绩瞩目，然而在快速发展的同时施工安全问题也同样值得关注。建设工程项目建设环境复杂，施工技术繁琐，周边建筑物环境和水文地质条件复杂多变，复杂的施工环境和施工条件使工程建设需要克服重重困难。同时，施工过程中，部分工程现场管理人员和施工人员安全意识淡薄，违章指挥和违规操作，极易引发安全事故，造成人员伤亡和财产损失。

为降低安全事故风险，目前建筑行业安全管理的实践应用都依赖于专家经验，通过识别安全风险因素、评价风险事件发生的概率和损失后果判定安全风险的大小［1］。然而，这种经验依赖型安全评价方法使得评价结果容易受到专家认知水平、知识结构、情绪状态等主观条件的影响，从而影响评价结果的客观性。所以，急需探索量化、客观和数字化的安全管理方法。我国建设工程项目的蓬勃发展已积累了大量安全管理资料，形成了安全事故原因分析的大数据，为数据挖掘的应用奠定了较好的基础。本文以安全事故历史客观资料为数据来源，运用数据挖掘技术进行安全事故因素识别并提出相应对策。

1 研究方法

本文以国家应急管理部重大事故调查报告库为主要数据来源，提取其中与工程项目相关的案例，以选定案例的事故调查报告为资料库，在词云制作和词频统计的基础上分析事故原因，并提出相关对策。具体过程见图1所示。

图1 研究流程图

2 案例选择

收集和整理建设工程项目安全事故调查报告，报告主要来源于国家应急管理部特别重大事故调查报告库和其下属各级部门的官方网络媒体。根据事故时间、事故地域等因素，在近五年的事故调查报告中，选定福建省泉州市欣佳酒店“3.7”坍塌事故调查报告、广东深圳光明新区渣土受纳场“12.20”特别重大滑坡事故调查报告、河北省衡水市翡翠华庭“4.25”施工升降机轿厢坠落重大事故调查报告作为语料库。事故调查报告中包含了事故发生概况、事故发生经过和事故救援情况、事故造成的人员伤亡和经济损失、事故发生的原因和事故性质、事故责任的认定、事故防范和整改措施等内容。

3 工程事故调查报告词频统计

文本采用中国科学院计算技术研究所研制的汉语词法分析系统（ICTCLAS）对安全事故调查报告语料库进行分词。将长篇文本资料切分为单个名词、形容词、动词等，有助于挖掘事故发生原因等关键信息。在实践中，安全事故调查报告文本内容没有统一格式标准和用语［2］，属于非结构化文本，标点符号和无效词（如“的”、“和”、“并”、“了”等）容易被文本挖掘工具作为单独分词挖掘。为避免标点符号和无效词对结果的影响，所以需要对数据进行清洗。

数据清洗旨在通过对无意义数据、缺陷数据等处理，为挖掘结果提供高质量数据源。本文数据清洗和词频统计过程如下：（1）对全篇事故调查报告进行词频统计，形成初步统计结果；（2）由3名专业人员对标点符号和无效词进行清洗，形成3份初步清洗结果；（3）合并3份初步清洗结果形成最终的词频统计结果，并按词语出现次数及词频进行排序；（4）进行词云制作，提取高频词。最终词频统计部分结果（仅取排序前20位的词语）如表1所示。

表1 词频统计表（前20位）（续）

表1 词频统计表（前20位）

4 工程事故原因分析

根据词频统计结果，提取3份事故调查报告中出现次数超过20次的词语共330个，删除重复词语、合并非关键性相近词语后剩余高频词198个，根据高频词在事故报告中出现的情境分析和事故质因分析方法，工程事故原因主要包括管理类、人员类、技术类和物料类四类。各类词语统计如表2所示。

表2 词频分类统计

本文提取的管理类事故原因词频最高，高达5763次，说明管理类事故原因是引发工程事故主要因素。“涉事企业无视法律法规，建设运营管理极其混乱”，“有关部门违法违规审批，日常监管缺失”，“员工安全生产教育培训不到位，未建立员工安全教育培训档案”体现目前工程建设项目在安全管理方面比较粗放，存在安全生产责任制未落实、安全职责不清、安全管理体系不健全等问题，安全管理的具体措施和落实方面还存在较大改进空间［3］。人员类事故原因多因指挥错误或操作失误引起。“项目经理未履行职责”，“事故施工升降机操作人员无证上岗作业”，“违法违规装修施工和焊接加固作业”体现了工程建设管理人员和施工作业人员安全意识不足，违章指挥和违规作业的情况依然存在。技术类事故原因引发的事故多为技术有限和技术失误。技术有限即指现有技术难以意识到问题所在或难以解决问题的情况；技术失误即指由人为原因产生失误的情况［4］。“焊接加固作业扰动引发坍塌”，“增加夹层导致建筑物荷载超限”，“未在坡顶场外修建截洪沟等有效的拦、导、排水系统”等体现了设计缺陷和施工方案不当等问题，同时也体现了工程建设项目在施工工艺和技术方法上的不足。受限于选定案例的事故原因，本文提取出的物料类事故原因较少。但“东北角上框端部与主弦杆焊缝撕裂，框角呈东侧扭曲变形”，“未找到施工升降机标准节连接螺栓”等依然体现出当前工程项目尚存在材料选择不当和机械设备故障等问题。随着工程项目工业化水平的提高，机械设备的使用更多地替代了人工，因此机械设备的性能、维修和保管就成为安全管理的重要环节。

综上，管理类、人员类、技术类和物料类四大类安全事故原因具有辩证统一的特点，即不同类型安全事故均离不开人的不安全行为。这和国际专家分析50万起安全事故形成原因而得出的研究结论一致，也进一步验证了事故因果连锁理论，事故是人的不安全行为直接引发的结果，96%安全事故均与人的不安全行为有直接关联［5］。由此可见，保障人的安全行为意识至关重要。人的不安全行为受到个体因素、安全文化、组织因素、环境因素的影响。其中，个体因素包含心理因素和生理因素；安全文化包含安全承诺、安全态度、安全意识和安全培训；组织因素包含安全管理、领导因素和应急水平；环境因素包含自然环境和作业环境。不安全行为影响因素如图2所示。

图2 不安全行为影响因素

5 工程安全管理对策

（1）关注建筑工人身心健康。第一，源头优化。在建筑工人招募时，安排入职体检，确保身体机能无缺陷，并充分利用信息化手段进行性格测试，确保其稳定的情绪。坚持工人源头治理、提高准入门槛、打造高素质工人队伍。第二，过程保障。控制工人的不安全行为，工人的身心健康要得到充分保障，如合理安排工作时间和休息时间、建立医疗服务机构，对工人进行医疗监督，避免工人因保证工时或加班费等因素而出现疲劳作业。第三，适当组织团建活动、送爱心活动等，调节工人的心理状态，使其拥有归属感，达到良好的工作状态。

（2）注重安全文化宣传和落实。第一，通过分析事故报告，筛查不安全行为产生的原因，针对性设计安全教育培训课程，达到较为理想的培训效果。工人安全意识淡薄、缺乏安全知识、应急防范措施不到位等都是引发不安全行为的重要原因，针对消除安全意识淡薄可采取工人工作评估培训，进入工作空间时对工作环境是否存在安全隐患、自身行为是否安全进行评估，旨在提升工人安全意识。第二，针对安全知识的缺乏，采取多样化的培训形式，如开展知识竞赛、安全技能奖励形式倒逼工人对安全知识的掌握，使其具备工作岗位所需的知识技能。除此以外，建筑工人可作为安全课堂主讲人，定期培训，参与者转化为承办者，并利用智能化VR技术提高演练效率。第三，针对应急措施不到位，建议定期演练，并制定奖惩制度，使其重视应急演练，而非形式主义。

（3）规范组织建设，夯实责任。对于组织建设与组织责任，主要包括明确组织任务和责任主体。首先，在安全生产活动中，多数项目都会设置隐患排查环节，然而由于排查任务不清晰导致无法精确执行排查活动，因此明确隐患排查内容至关重要。其次，夯实政府部门的监管责任和项目各参与单位的安全生产责任。政府部门责任方面，地方政府要严格落实属地监管责任，督促相关行业部门及有关企业认真落实安全生产职责，建设行业主管部门严格落实行业监管责任。项目各参与单位安全生产责任方面，建设单位作为项目主导方，要加强对施工单位、监理单位的安全生产管理。同时，施工单位严格保障现场负责人、专职安全管理人员和监理单位项目总监理工程师、专业监理工程师等有关专业人员资格情况。通过各方协作，切实加强施工现场安全管理，对工程安全生产定期进行安全检查，发现存在安全问题的要及时督促整改，确保安全施工。针对组织建设，建议采用公众监督机制，如政府安全监管，项目办理建设手续公开化，隐患排查治理不彻底，过程中所有责任人责任关联，一并重罚，加大事故惩罚力度，形成有效倒逼机制。

（4）加大安全投入，创造优良工作环境。环境因素包括复杂的地质条件、恶劣天气、违法承发包、工期压力以及作业环境未检测等。对于不可改变的自然环境，严格执行恶劣环境停工停产，时刻牢记生命安全红线；对于可优化的自然环境如防尘、防噪音、改善照明和温度等问题，确保适宜的工作环境，加大安全投入，给予建筑工人有力的外在保障。安全投入的增加、工期压力的减少，可以有效加强建筑工人的归属感和责任感。此外，为工人配置安全劳保用品，如电焊工人对于护目镜的配置要比安全帽更为重要，充足且具有针对性的安全投入更能使建筑工人发挥主观能动性，主动遵守安全规范，形成自我防护意识，心理满意度高，从而有效预防安全事故的发生。