铁路建设项目安全管理标准化体系影响因素分析——基于社会网络分析视角

张 宏高级工程师 崔雪松 梁栓民高级工程师 吴建强工程师 孙 亮

(1.中国铁路兰州局集团建设部,甘肃 兰州 730070;2.兰州交通大学 土木工程学院,甘肃 兰州 730070)

0 引言

铁路建设推动了我国经济的协调发展、促进了国土资源的开发和利用。近年来,路网规模建设成果丰硕[1],工程结构及生产运营流程更加复杂,铁路建设项目的安全管理工作也因此迎来更严格的考验。国家铁路局在《“十四五”铁路标准化发展规划》[2]中提出要加强铁路建设标准化基础研究的决策部署,强调以安全管理等7个方面推动标准化体制创新发展,促进安全标准贯彻实施,以此提升铁路建设管理水平,推动我国铁路建设项目治理体系和治理能力现代化。目前我国铁路建设项目安全管理标准体系存在着不足,如标准结构体系不够完善、标准制修订工作机制需健全及标准国际化程度不高等[3]。建立完善安全管理标准化体系对保障企业安全生产和安全事故防范具有重要意义。国内外学者大多从标准化管理和管理绩效评价2个方面进行研究。在标准化管理方面,卢春房[4]对铁路建设项目标准化管理的相关概念进行界定,提出“三大标准”和“四化支撑”;付荣胜等[5]探讨和研究如何完善施工安全内业资料的管理。在标准化管理绩效评价方面,苏亚峰[6]建立建筑施工现场安全管理标准化体系,并结合层次分析法对实际工程进行评价;郭林[7]将成熟度模型引入高速铁路工程项目质量管理绩效评价中,通过模糊综合评价法得出津保铁路天津北大环线“四电”工程的质量管理成熟度水平。通过梳理现有文献,发现对于安全管理标准化的研究相对较为匮乏,且铁路建设项目安全管理标准化体系研究尚未形成系统的理论成果。基于此,本文以铁路建设项目安全管理标准化为研究对象,通过社会网络分析方法构建铁路建设项目安全管理标准化体系网络,对网络特征及拓扑特征进行分析,并提出相关管理措施,以期补充和丰富铁路建设项目标准化管理领域关于安全管理标准化的研究,从而推动建设项目安全管理标准化的实施和持续改进,促使标准化管理模式成为提高铁路建设项目安全效益的有利工具。

1 安全管理标准化体系要素分析

1.1 调查样本与问卷设计

在事故致因理论发展过程中,部分学者结合系统论思想构建安全管理体系(Safety Management System,SMS),以此预防事故发生,并逐渐形成企业管理安全领域重要的研究课题。Li等[8]将安全管理体系的定义划分为5个核心方面,包括定义、演变、模型、目的和共同要素;Banda等[9]结合系统理论的事故模型和过程(Systems-theoretic Accident Modelling and Processes,STAMP)方法构建安全系统工程体系并将其应用到芬兰船舶交通服务安全管理中。本研究在其他行业构建安全标准体系的经验和准则基础上,建立铁路建设项目安全管理标准化体系。为保证数据的实效性和内容的可靠性,通过访谈和问卷调查方法获得铁路建设项目安全管理标准化体系的关键要素。将访谈结果与规范及相关文献结合,定性地归纳出铁路建设项目安全管理标准化的体系要素,问卷调查可定量地得出关键要素,定性与定量结合确保结果的科学与准确性。体系关键要素调查问卷分为3部分：第一部分是调查人员基本信息,包括工作单位、职业结构、资历水平与工作年限等问题;第二部分是铁路建设项目安全管理标准化体系要素的重要程度调查;第三部分是其他有关建议。为保证问卷的科学与合理性,在正式发放问卷前进行相对小范围内的预测试,经过修改与完善确保问卷表述的清晰性与结构的合理性,然后进行正式的问卷调查。调查对象包括中兰客专(甘肃段)三标段相关工作人员、中国铁路兰州局集团有限公司相关专家、高校相关领域专家。

1.2 统计分析

本次发放问卷80份,回收80份,对回收问卷整理分析,剔除存在缺项、漏项的无效问卷10份,问卷回收有效率为87.5%。职业结构主要为中层安全管理人员占比63.7%;被调查者教育水平主要是本科及以上学历占比86.7%;接受访谈人员的工作年限多为5年以上,占比为63.3%。

1.2.1 信效度检验

利用SPSS 27.0对要素进行筛选。在进行统计分析前,应先检验数据的一致性和稳定性,对问卷进行信度分析[10]。本问卷调查通过Cronbach's α进行信度检验,其是反应内部一致性的重要指标。Cronbach's α系数值的范围是(0,1),越靠近1,表示问卷调查的信度越高。本问卷得到的Cronbach's α系数为0.842。问卷调查结果的可信度在可接受范围内,数据具有较高的可靠性与一致性。

1.2.2 体系要素筛选

为保证数据的实效性和可靠性,在问卷调查前,通过查阅总结安全管理标准化相关研究,分析相关专家访谈结果,归纳总结出铁路建设项目安全管理标准化34项体系要素。根据SPSS 27.0输出结果可得到各要素的均值与标准差,具体结果,见表1。

表1 要素重要程度排序Tab.1 Ranking of feature importance

从表1可以看出,体系要素的标准差整体相对较低,说明被调查者的观点一致性较高,对于体系要素的重要程度具有一定的共识;在34个变量中,有32个变量均值超过3.00,故将此32个因素作为铁路建设项目安全管理标准化体系的关键要素。

2 安全管理标准化体系网络建模

2.1 安全管理标准化体系结构

根据《国家标准化发展纲要》《铁路建设项目标准化管理》的相关要求,并结合现阶段铁路改革发展实际需要和建设发展规划的要求,进一步将问卷调查统计分析得出的32个要素聚类分析划分为5个子类,铁路建设安全管理标准化体系框架结构,如图1。

图1 铁路建设项目安全管理标准化体系框架图Fig.1 Framework diagram of the standardization system of safety management of railway construction projects

2.2 网络模型的构建

安全管理标准化体系的5个子类,分别是制度建设标准化、组织管理标准化、资源环境标准化、现场作业标准化和过程控制标准化,体系由多要素组成,且这些要素之间在一定程度上又相互关联、相互作用,因此,将其抽象为复杂网络模型,构建铁路建设项目安全管理标准化体系网络。

社会网络分析(Social Network Analysis,SNA)方法最初来自于社会学与心理学等领域的研究,是一种基于图论、矩阵等数学表达形式的综合分析方法[11-13]。本文运用社会网络分析法,分析铁路建设项目安全管理标准化体系复杂网络,包括体系网络整体特征分析、体系网络节点的重要程度及网络子群分析等。

2.2.1 构建邻接矩阵

根据体系内要素间影响关系构建邻接矩阵,邻接矩阵表示形式为：

式中：

将数据结果转化为邻接矩阵,具体结果见表2。表2中的数字代表行中的指标对列中的指标影响程度的大小,0、1、2、3、4、5分别代表：基本无、非常小、较小、一般、较大、非常大。

表2 邻接矩阵表Tab.2 Adjacency matrix table

2.2.2 网络分析图

将影响关系矩阵输入UCINET6软件后,利用自带的Netdraw对所构建的网络进行可视化,如图2。本研究中的安全管理标准化体系网络属于社会网络中的有向加权网络,图2中32个节点分别代表铁路建设项目安全管理标准化体系32个管理行为节点,网络中一共包括409条有向边,有向边上方显示的数值则代表影响程度大小。

图2 铁路建设项目安全管理标准化体系网络模型图Fig.2 Network model diagram of railway construction project safety management standardization system

3 安全管理标准化系统网络模型分析

3.1 网络特征分析

复杂网络具备小世界、无标度等性质。前文可知,本研究中铁路建设项目安全管理标准化体系是一个复杂网络,系统要素之间复杂而紧密地相互影响、相互作用,社会网络分析方法是一种可行、合适的研究方法[14]。在网络分析中,小世界和无标度这2种特征通常通过聚类系数和平均路径距离进行测度[15]。

聚类系数Ci是用于描述体系网络中各节点之间联系的紧密程度,其计算公式如下：

(1)

式中：

Ci—聚类系数,其取值区间位于[0,1],取值越大,说明网络中节点的联系愈紧密;

Ki—节点i与其他节点相互连接的个数;

Ei—Ki个节点之间实际存在的边数。

平均路径距离M表示整个网络联系的紧密程度和网络中的信息传播速度,计算公式如下：

(2)

式中：

M—所有点对的距离平均值;

N—网络中节点的数目;

dij—表示从i到j的最短距离。

在网络中,平均路径距离越长,说明该网络节点的跨度越大,网络凝聚力越低。

3.2 拓扑结构分析

在有向加权复杂网络中,表示拓扑特征的指标有很多类,其中,度中心性是基于社会网络的局部属性;PageRank与HITS等算法是基于随机游走度量节点重要程度的方法;基于网络全局的度量有中介中心性、接近中心性、K-核分解等。各指标从不同角度对节点重要性进行度量,为找出铁路建设项目安全管理标准化网络中具有高影响力的管理要素,以及反映整体网络的密集程度,本研究选取度中心性、网络凝聚力2种典型特征参量进行拓扑结构特征分析。

度中心性CD是描述复杂网络中节点中心性最直接的度量指标,其计算方法为：

(3)

式中：

CD—整个网络的度中心性;

CD(i)—表示节点i的度中心性;

中介中心性CB是常用来测度中心性的指标,其计算方法为：

(4)

式中：

CB(a)—代表节点a的中介中心性;

gij—表示网络中任意2个节点i到j的最短路径数;

gij(a)—表示节点i到j的最短路径中经过节点a的路径数。

网络密度D反映体系网络的凝聚力总体水平,其计算公式如下：

(5)

式中：

L—网络联系的个数。

通过Ucinet以Matlab软件计算构建的铁路建设项目安全管理标准化体系网络模型的网络密度为1.246,由于本研究中的社会网络属于有向加权网络,在计算节点度中心性的入强度和出强度时,考虑了网络有向边的边权作用,节点拓扑特征的指标结果,见表3。

表3 节点入度及出度表Tab.3 Node out-of-degree and in-degree tables

3.3 结果分析

(1)整体网络特征分析结果。使用UCINET6软件对所构建的铁路建设项目安全管理标准化体系网络模型进行计算,得出该网络的聚类系数为0.267,加权总体图聚类系数为1.464,小世界指数为1.074,平均路径距离为1.478,满足Ci>0.1,M<10,该网络整体符合小世界无标度特征。

(2)拓扑结构特征分析结果。通过拓扑结构特征分析结果得出：5个子类对铁路建设项目安全管理标准化体系网络均有不同程度的影响,R和P对整体网络影响程度相对较高,制度建设标准化子类对整体网络的影响效力高于过程控制标准化子类。

通过拓扑结构—度中心性分析结果得出：R1、R2、O2具备较高的出度值,分别为108、144、106,R2出度值最高,该3个管理节点是安全管理标准化体系网络的重要管理节点,对铁路建设项目安全管理标准化整体网络具有显著影响。C9、P6、C8的节点入度值相对较高,分别为66、57、52,与其他管理节点具有强关联规则。

4 管控措施

(1)整体管控。推行安全管理标准化模式,应以建设单位为主导,以管理标准、技术标准、作业标准为基础内容,建立包括制度建设标准化、组织管理标准化、资源环境标准化、现场作业标准化、过程控制标准化5个子类的铁路建设项目安全管理标准化体系,在管理模式上对管理目标、管理制度、工作流程、考核指标进行统一。实现对铁路建设项目安全管理与生产活动的专业化、规范化、标准化,从而获得最佳管理秩序和高水平管理绩效。

(2)子类管控。第一,制度建设标准化。严格执行国家法律法规和强制性标准,落实行业通用标准与指导规范,构建一套系统集成的建设项目安全管理制度。第二,组织管理标准化。建立健全安全组织机构,设置安全保障体系;明确相关岗位、职位分工,制定任职标准,加强管理各级管理层的机构设置和人员配置,同时做好一线队伍的人员配备与日常管理;规范职工职业健康管理;强化安全理念形成安全氛围,发挥“内驱动”和“软约束”文化效力,提高安全管理标准化意识。第三,资源环境标准化。对现场设备、材料与环境进行严格的安全管控,合理配备施工机械设备与仪器,制定设备性能检测、故障诊断、维护保养、验收登记及材料安全与环境治理等管理办法;在安全投入方面,使安全经济投入比例、专款分配与台账管理等工作有标准可依。第四,现场作业标准化。在现场布局和临时施工设施搭建、施工组织安排、安全技术管理与安全防护措施、现场交通与消防安全、临时用电等方面制定相对统一的管理标准,全面规范管理,文明施工;强化现场施工人员安全行为,对不安全行为结合安全教育培训、不安全行为预警、奖惩管理机制等措施进行管控。第五,过程控制标准化。将安全管理标准化目标进行分解,加强安全培训与监督;对于危险源与重大隐患定期进行排查,预测风险等级;制定严格的应急预案,发生安全事故与损失及时做好事故报告与处理;定期开展安全管理标准化的绩效评定与持续改进工作,使得安全管理与作业过程受到主动、闭环的有效控制。

(3)关键节点管控。体系中的核心节点具有较高的影响力,是安全管理标准化重点管理环节。根据铁路建设项目安全管理标准化静态体系网络的拓扑特征分析得出：①R1、R2、O23个管理环节在安全管理标准化体系网络内较为重要,易影响整体网络,此类管理行为不规范,在体系内易与其他管理行为相互碰撞而产生交叉效应,造成铁路建设项目安全系统中人—机—环—管交互的不稳定。对此,具体管控措施建议包括：在安全管理标准化建设中,加强国家法律法规识别与传达、行业通用标准与指导规范的落实;制度是标准的最高形式,建立健全安全管理制度并及时修订与更新;在人员配备方面,完善合理的工作程序与安全岗位职责,注重人员专业知识、管理能力、安全知识和安全意识等方面的培训。②C9、P6、C8节点入度值相对较大,针对此类管理环节,可联合网络内其他管理节点对其进行管控,加强安全培训教育与安全监督检查,规范现场工人安全行为,降低安全事故发生率;通过绩效评价,持续改进建设项目全生命周期内管理的冗余和不足,使得管理水平螺旋式上升。

5 结论

(1)通过访谈和问卷调查的方法,对铁路建设项目安全管理标准化体系要素进行统计分析得到32个关键要素,形成标准化体系模型,该体系包括制度建设标准化、组织管理标准化、资源管理标准化、现场作业标准化与过程控制标准化5个子类,并对标准化体系进行网络建模,网络特征表现为：网络聚类系数为0.267;小世界指数为1.074;平均路径距离为1.478;网络节点的度数呈现出偏态分布,符合小世界无标度网络特征。

(2)基于社会网络分析方法分析系统网络模型内5个子类内管理行为之间的作用关系。制度建设标准化子类对总体机制效力的影响最大;安全政策法规、安全制度建设、安全人员配备的出度值较高,其中,安全制度建设出度值最高,应对其着重管理避免此类管理行为不规范引发连续交叉反应进而引起安全事故发生。安全事故与安全损失、绩效评定与持续改进、工人不安全行为入度值较高,是安全管理标准化系统的管理的重点。