電力企業(yè)安全文化評價專家系統(tǒng)的研究
1991年,國際原子能機構(gòu)對前蘇聯(lián)發(fā)生的切爾諾貝利核泄漏事故進行調(diào)查分析,在其后編寫的INSAG—4《安全文化》中首次提出了安全文化的概念,并建立了一套核安全文化建設(shè)的思想和策略[1]。近年來,在軟對策和硬技術(shù)的雙重作用下,核事故得到了很好的控制,核電行業(yè)的安全文化建設(shè)初顯成效。事實證明:安全文化是保證安全的最持久因素。
安全文化建設(shè)的一個重要環(huán)節(jié)就是安全文化評價。只有對安全文化狀況做出科學(xué)的、客觀的、全面的評價,才能從整體上了解安全文化建設(shè)的狀況,把握住安全文化建設(shè)達到的廣度和深度,才能有針對性地采取措施進行改善,進一步減少不安全因素,從而提高安全水平。當前,核電行業(yè)已經(jīng)建立了一套較完整的安全評價方法,如關(guān)鍵要素評價法、業(yè)績性能指標法、目標管理法、比較鑒別法等。例如,歐盟核安全機構(gòu)提出了核電企業(yè)安全文化推進指南,日本核安全機構(gòu)在其核安全文化推進指南研究報告中結(jié)合10個大項36小項131個問題,提出了詳細的安全文化評價體系并開發(fā)了相應(yīng)的評價工具[2]。
我國在電力企業(yè)安全文化方面的研究起步較晚[3,4],如何借鑒國外先進的核安全文化思想和理念,建立適合我國電力企業(yè)實際情況的安全文化的理論體系和評價體系,對促電力企業(yè)的安全生產(chǎn),全面提高電力企業(yè)的核心競爭力,有著十分重要的現(xiàn)實意義。
1 電力企業(yè)安全文化的定義
國際核安全咨詢組(INSAG)對安全文化的準確定義為:安全文化是存在于單位和個人中的種種特性和態(tài)度的總和,它建立一種超出一切之上的觀念,即核電站的安全問題由于它的重要性要得到應(yīng)有的重視。談及企業(yè)安全文化,人們的普遍態(tài)度是抽象甚至空泛,這也恰恰反襯了某些生產(chǎn)人員安全文化意識的淡漠,凸現(xiàn)了安全文化建設(shè)的緊迫性。
在充分理解國際核安全組織和各國對安全文化不同定義的內(nèi)涵的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國電力企業(yè)的實際情況,我們認為電力企業(yè)安全文化的定義和內(nèi)容可以表述為:以創(chuàng)造一個安全、舒適、高效的人文環(huán)境和生產(chǎn)條件為目標,以“以人為本”的理念為指導(dǎo),以已有的安全生產(chǎn)經(jīng)驗為基礎(chǔ),以被激發(fā)出來的職工的內(nèi)在潛能為動力,以系統(tǒng)工程思想為整合方法,使企業(yè)變?yōu)橐粋€有扎實安全基礎(chǔ)因而有市場競爭力的實體,這是一個系統(tǒng)工程,由此而積累和創(chuàng)造的安全精神財富和安全物質(zhì)財富就是電力企業(yè)安全文化[3]。
電力企業(yè)安全文化的作用主要體現(xiàn)在:
(1)導(dǎo)向作用:正確的安全生產(chǎn)指導(dǎo)思想和健康的精神氣氛;
(2)激勵作用:人們越能認識安全生產(chǎn)的行為的意義,就越能產(chǎn)生安全生產(chǎn)的行為的推動力;
(3)凝聚作用:積極向上的安全生產(chǎn)的價值觀、信念和行為準則使員工的安全行為更加自覺;
(4)協(xié)調(diào)作用:企業(yè)與員工、領(lǐng)導(dǎo)與員工、員工之間的利益融為一體,員工的需要與企業(yè)的安全生產(chǎn)目標一致,部門之間相互協(xié)調(diào)。
安全文化內(nèi)涵豐富,它的基本要素包括安全生產(chǎn)價值觀、安全生產(chǎn)信念、安全生產(chǎn)行為準則、安全生產(chǎn)行為方式、安全生產(chǎn)物質(zhì)表現(xiàn)、安全生產(chǎn)形象等,進而還可以再細分成眾多的構(gòu)成部分。根據(jù)電力企業(yè)安全文化的特點,參考國外安全文化評價的具體做法,筆者從安全意識、安全價值觀、安全行為、安全現(xiàn)狀4個方面出發(fā),編制形成了一個適合不同層次對象的問卷試題庫,對某大型電力企業(yè)下屬9個不同電廠進行了問卷調(diào)查,在此基礎(chǔ)上開發(fā)了電力企業(yè)安全文化評價專家系統(tǒng),使調(diào)查、統(tǒng)計、分析和提出改進措施的全過程實現(xiàn)自動化,并利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法建立了一套全面、科學(xué)的電力企業(yè)安全文化評價體系。
2 專家系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
在前期大量的問卷調(diào)查與分析所獲得的第一手資料的基礎(chǔ)上,該評價專家系統(tǒng)首先建立了符合我國電廠實際情況的電力安全文化評價細則數(shù)據(jù)庫和改進措施數(shù)據(jù)庫。針對不同電廠,系統(tǒng)自動生成不同層次(如管理層,員工層等)的問卷,對用戶的回答情況自動進行統(tǒng)計分析,最終對該電廠的電力安全文化狀況給出一個總體評價,并針對不同電廠給出相應(yīng)的改進措施的建議。
系統(tǒng)采用VB6.0和SQLServer數(shù)據(jù)庫開發(fā)而成,有一個系統(tǒng)管理員站和多個答題站(最多10個),通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)成一個系統(tǒng),見圖1。這樣的系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)點是:能充分利用企業(yè)已有的計算機資源,系統(tǒng)可大可小,應(yīng)用靈活;能在極短的時間內(nèi)構(gòu)成該系統(tǒng),便于多人同時答題,提高調(diào)查統(tǒng)計和評價的效率;評價題庫、調(diào)查問卷和評價專家系統(tǒng)全部安裝在一臺便攜計算機上,完成系統(tǒng)管理員站的全部功能,便于集中管理。
系統(tǒng)具備以下主要功能:
(1)用戶管理:此系統(tǒng)分為兩類站,即答題站和系統(tǒng)管理站。每一個站都有權(quán)限控制,根據(jù)不同的用戶級別,給予不同程度的操作。
(2)系統(tǒng)管理員站:根據(jù)登陸時的用戶名和密碼分為總系統(tǒng)管理員和一般管理員??傁到y(tǒng)管理員具有全部的權(quán)限:可以增加、修改、刪除題庫中的題目類型、層次、基本題目、附加題目;隨機生成調(diào)查問卷,創(chuàng)建評價任務(wù),實時監(jiān)測問卷答題情況;增加、修改、刪除電廠的基本信息;統(tǒng)計問卷的結(jié)果,給出安全文化評價結(jié)論和改進措施建議。而一般管理員可根據(jù)總系統(tǒng)管理員為其設(shè)置的權(quán)限,具有其中的某些功能。
(3)答題站:根據(jù)登陸時輸入的層次,分為一般員工層和管理人員層兩類。一般員工只能看到并回答基本問卷中的題目,而電廠的管理人員可以看到并回答基本問卷和附加問卷中的題目。
(4)題庫管理:首先分為基本題庫和附加題庫兩大部分?;绢}庫中包含題目類型管理(主要將基本題目分為安全意識、安全價值觀、安全行為、安全現(xiàn)狀四大類),對基本題庫中的題目進行增加、刪除、修改和查詢操作;附加題庫中包括層次管理,就目前情況來看,分為一般員工層和管理人員層,一般員工只答基本題庫中的題目,而管理人員要答基本題庫和附加題庫中的題目。當然,還包括對附加題庫中的題目進行增刪、修改和查詢操作。
(5)問卷管理:管理員按照一定的比例從2個題庫中隨機生成調(diào)查問卷,根據(jù)不同的電廠和問卷創(chuàng)建評價任務(wù),在線監(jiān)測每個答題站的答題情況。
(6)評價分析:統(tǒng)計問卷的結(jié)果,最終給出安全文化評價結(jié)論和改進措施建議。在實際應(yīng)用中,只需將系統(tǒng)管理員站和評價數(shù)據(jù)庫安裝在一臺便攜機上,利用電力企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò),即可在極短時間內(nèi)構(gòu)建該評價系統(tǒng),并在現(xiàn)場自動完成調(diào)查、統(tǒng)計分析和評價等一系列工作。
3 安全文化的評價指標
為了建立一個全面、科學(xué)的電力企業(yè)安全文化的評價體系,采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法對調(diào)查問卷的統(tǒng)計結(jié)果進行分析[5]。如前所述,將安全文化的評價內(nèi)容劃分為安全意識、安全價值觀、安全行為、安全現(xiàn)狀四大方面,其下又分解為500個小的組成元素,這些小元素即為調(diào)查問卷的答案選項。將企業(yè)的安全文化狀況分為高級、中級和初級3個階段。取9個電廠中的6個作為訓(xùn)練樣本,3個作為待檢測樣本。將這6個電廠的員工對這些選項所做的答案作為人工BP網(wǎng)絡(luò)的輸入元素進行訓(xùn)練,為此,將員工對這500個備選選項的答案全部統(tǒng)計成百分比的形式,實現(xiàn)了評測指標的標準化。
基于確立的評價指標,設(shè)定BP網(wǎng)絡(luò)的輸入節(jié)點為500個,隱層的節(jié)點數(shù)為14個,輸出節(jié)點設(shè)定為3個,輸出范圍分別在0和1之間。BP網(wǎng)絡(luò)的各個初始權(quán)值和初始閾值隨機確定,學(xué)習(xí)速率取為0.6,網(wǎng)絡(luò)的全局誤差設(shè)定為0.01。
為了能夠更精確地計算梯度向量,使誤差收斂條件簡單化,輸入樣本時可采取批處理方式,讓組成一個訓(xùn)練周期的全部樣本都輸入給網(wǎng)絡(luò)后,再用總的平均誤差作為目標函數(shù)來調(diào)整權(quán)值和與閾值[6]。
4 訓(xùn)練過程及結(jié)果
將選用的6個電廠的問卷答案作為輸入樣本訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò),輸入指標值構(gòu)成了一個6×500階輸入向量矩陣。再采用非神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的安全文化評價方法對這些問卷答案進行專家分析,給出評價,并作為有導(dǎo)師向?qū)У腂P網(wǎng)絡(luò)的期望輸出,構(gòu)成輸出向量。
其中(1,0,0)代表電廠的安全文化已處于高級階段,(0,1,0)代表電廠的安全文化處于中級階段,(0,0,1)代表電廠的安全文化還處于初級階段。
對照E和F發(fā)現(xiàn),BP網(wǎng)絡(luò)得到的結(jié)果跟事前的期望值基本保持一致,可見所設(shè)計的電力企業(yè)安全文化評價系統(tǒng)能夠反映企業(yè)的實際情況。
即電廠7處于安全文化發(fā)展的中級階段,電廠8和電廠9處于初級階段。結(jié)果表明,所建立的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在學(xué)習(xí)后具有存儲經(jīng)驗并進行判斷的專家功能,評價結(jié)果也與專家的評價相吻合。
5 結(jié)束語
電力企業(yè)安全文化評價專家系統(tǒng)能自動完成現(xiàn)場調(diào)查、統(tǒng)計分析和評價工作,并能完成題庫管理、調(diào)查對象管理、調(diào)查問卷生成與管理等功能,系統(tǒng)構(gòu)成靈活,使用方便,便于攜帶,達到了實際工程應(yīng)用的水平。目前該評價專家系統(tǒng)還在進一步完善,最終能根據(jù)統(tǒng)計和評價的結(jié)果,自動給出企業(yè)安全文化的改進措施的建議。
參考文獻
1陸瑋,唐炎釗.大亞灣核電站的核安全文化建設(shè)探討.核科學(xué)與工程,2004,24(3):208~209
2井上枝一郎等.日本安全文化評價系統(tǒng),日本核安全機構(gòu)關(guān)于核安全文化的推進指南研究報告三,2002:1~40
3楊傳箭.安全文化:安全管理新理念.中國電力企業(yè)管理,2005(1):56~57
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6楊建剛.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實用教程.杭州:浙江大學(xué)出版社,2002:1~11,41~48