综述:研究多层建筑建设项目实现零事故的职业安全决定因素:贝叶斯信念网络方法

《MethodsX》:Investigation into the Determinants of Occupational Safety for Achieving Zero Accidents in Multi-Storey Building Construction Projects: A Bayesian Belief Network Approach

【字体: 时间:2025年07月17日 来源:MethodsX 1.7

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  本研究针对印尼高层建筑施工事故高发问题,通过贝叶斯信念网络(BBN)分析发现,过于复杂的安保设计会阻碍监管与培训,而强化培训、优化支付系统和改善工人身心状态是降低事故的关键。研究建议简化安全设计并完善OHS流程,以实现零事故目标。

  印尼的建筑行业在经济发展中扮演着重要角色,然而,由于职业健康与安全(OHS)措施不足,该行业面临着较高的事故发生率。本研究探讨了高层建筑事故的因果因素,重点关注了人为因素、组织结构、工作环境以及薪酬体系。研究采用贝叶斯信念网络(BBN)来评估OHS的实施情况,并识别出实现零事故的关键要素。研究数据通过结构化问卷收集,由28位专家对33个关键安全变量关系进行评估,涉及277名工人。利用RStudio的bnlearn工具对这些数据进行分析,结果显示,法规要求对安全设计、企业文化和OHS管理具有显著影响,而过于复杂的安全设计则会阻碍监督和培训的有效性。研究发现,工人的身体和心理状态对于实现零事故至关重要,而仅仅依靠安全意识是不够的。通过改进培训,可以增强薪酬体系,从而提升工人的积极性和生产力。研究建议简化安全设计并优化OHS程序,以降低事故风险。

本研究的主要优势在于:首先,应用贝叶斯信念网络分析高层建筑项目中的工作事故;其次,全面考察了人为因素、组织因素、工作环境和薪酬体系等方面;最后,发现简化安全设计和提升培训对于实现零事故具有重要意义。这些发现为建筑行业的安全管理和事故预防提供了新的视角,强调了系统性因素在确保安全环境中的重要性。

在研究方法上,本研究旨在识别高层建筑项目中工人发生工作事故的潜在原因,并回答两个关键问题:(RQ1)哪些因素对实现零事故具有因果关系;(RQ2)哪些因素对事故的发生具有最显著的影响。研究通过贝叶斯信念网络建模,探讨了不同变量之间的概率关系,并处理了不确定性因素。贝叶斯信念网络的方法包括概率推理、参数学习(条件概率)以及网络结构构建。研究通过结合专家知识和相关文献中的实证数据,构建了一个包含33个因果关系的网络模型,并使用RStudio的bnlearn包进行参数学习和内部一致性分析。

在模型验证方面,研究采用了三角验证方法,结合专家判断、相关文献以及基于预定义问卷的结构化评估。问卷涵盖了33个与安全相关变量,每个变量都有明确的定义。通过这种方式,确保了专家评估的一致性,并减少了主观偏差。条件概率基于专家的专业经验得出,并通过bnlearn包进行处理。虽然模型是基于特定的高层建筑案例研究(即PT Adhi Karya在ITS大学的项目),但其结构反映了职业安全的一般原则,因此具有一定的稳健性和可适应性,适用于其他类似的安全环境。

在贝叶斯信念网络的边际概率分析中,研究发现不同变量的标准差(σ)值在可接受范围内,符合小样本数据的标准。例如,变量X1的标准差为21.18,仍适合用于调查数据。变量X5的标准差为9.63,表明其具有较高的预测精度。变量X10的标准差为4.57,说明模型在预测该变量时具有很高的准确性。这些结果表明,尽管数据来源存在一定的不确定性,但模型在整体上能够有效地反映变量之间的关系,并为安全决策提供有价值的见解。

在贝叶斯信念网络的推理分析中,研究发现不同的变量对实现零事故的影响存在显著差异。例如,法规要求对安全设计有显著的正向影响,其系数为0.865。安全设计对预规划也有显著的正向影响,其系数为1.339。然而,安全设计对管理和监督具有显著的负向影响,其系数为-1.205,这表明复杂的安全设计可能增加了监督和培训的难度。企业文化的正向影响较为显著,其对管理和监督的系数为1.268,对培训的系数为2.784,说明企业文化的强弱直接影响了安全措施的实施效果。预规划对操作设备和安全设备与个人防护装备(PPE)有显著的正向影响,其系数分别为0.952和1.167,表明良好的预规划有助于选择符合安全标准的设备和PPE,从而提升项目的安全性。

研究还发现,培训对工人的身体和心理状态有显著的正向影响,其系数为0.868。这意味着有效的培训不仅能够提升工人的技术能力,还能增强他们的心理准备,从而减少工作中的事故风险。此外,培训对环境条件和工人技能也有显著的正向影响,其系数分别为0.982和1.005,表明培训在提升工作环境质量和工人技能方面发挥着关键作用。而薪酬体系对实现零事故的影响较为弱,其系数为0.22,说明尽管良好的薪酬体系可以提升工人的积极性和遵守安全规程的意愿,但其对事故预防的直接贡献有限。

研究还指出,工人身体和心理状态对实现零事故有弱的正向影响,其系数为0.256。这表明,尽管身体和心理状态在事故预防中扮演重要角色,但其影响程度不如其他因素,如培训、安全设计和管理监督。安全意识对实现零事故有弱的负向影响,其系数为-0.101,说明仅仅有安全意识而不采取实际行动可能无法有效降低事故风险。环境条件对实现零事故有弱的正向影响,其系数为0.312,表明良好的工作环境有助于减少事故风险,但其影响有限。

研究还发现,操作设备和安全设备与PPE对实现零事故有弱的正向影响,其系数分别为0.181和0.266。这表明,虽然这些设备在提升安全性方面具有一定的作用,但它们的贡献仍然有限。因此,研究建议在操作设备和PPE的使用过程中,加强培训和监督,以确保其有效性和合规性。

通过这些发现,研究强调了多个关键因素在实现零事故目标中的重要性。首先,法规要求的实施对于确保安全设计和企业文化的形成至关重要。其次,安全设计需要简化,以减少监督和培训的负担。此外,培训在提升工人的身体和心理状态、技能和环境条件方面发挥着重要作用,应作为安全管理和事故预防的重要手段。最后,薪酬体系虽然对工人积极性有积极影响,但其对事故预防的直接作用有限,因此需要与其他因素协同作用,以实现整体安全目标。

研究还指出,培训在贝叶斯信念网络模型中起到了关键的中介作用,连接了多个影响安全事故的因素。例如,培训对工人身体和心理状态、环境条件和技能有显著的正向影响,表明培训能够通过多种途径提升安全性能。因此,培训应被视为实现零事故目标的重要策略,特别是在提升工人的安全意识和实际操作能力方面。

研究的局限性在于,它基于一个特定的高层建筑项目案例,尽管模型的结构反映了广泛认可的安全原则,但其条件概率可能需要根据不同的项目类型和地理位置进行重新校准。此外,研究未涉及具体的数学公式,而是通过概率关系和专家评估来分析安全因素的影响。因此,研究结果可能无法直接应用于所有建筑环境,需要结合具体情况进行调整。

研究的伦理声明表明,所有数据均来自项目现场的访谈,并经过伦理审查,以确保研究过程符合职业健康与安全的标准。研究的作者声明了各自在概念化、方法设计、软件应用和写作过程中的贡献,体现了研究的透明性和合作性。

总体而言,本研究通过贝叶斯信念网络的方法,为印尼高层建筑行业的安全管理和事故预防提供了重要的参考。研究强调了法规要求、安全设计、企业文化和培训等关键因素在实现零事故目标中的作用,并提出了简化安全设计、优化培训和监督、提升工作环境质量等策略。这些发现不仅有助于提高印尼建筑行业的安全性,也为其他类似行业的安全改进提供了借鉴。
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