引航員不安全行為干預(yù)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真

引航員不安全行為干預(yù)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真作者：田力胡甚平席永濤張欣欣來源：《上海海事大學(xué)學(xué)報(bào)》2021年第01期生理因米身陣素質(zhì)星引航作業(yè)強(qiáng)度突全意識妥■金艦盎吏通環(huán)境濯心大意年齡大小帶痔上鹵壞址因素心理因素慢性疲勞廓業(yè)壓力候孝山'理自員心理白然環(huán)境引航誤卷薦件專業(yè)技能不星安金能力因索理論知祝匱乏硬件設(shè)備琳平曲；岬"恩演蚱少

模拔*1妹少組祝管理國鑿引版■曾理制度凈完善妥全監(jiān)督力度小/綿昏處理能.方弱臨時(shí)應(yīng)配能力

不安全咨為圖1引航員不安全行為影響因索魚骨圖序號千預(yù)系統(tǒng)千成策株1心理干預(yù)家人支持、上級的認(rèn)同和激勵(lì)、編合心理索質(zhì)培養(yǎng)、良好職業(yè)習(xí)慣培養(yǎng)2生理千預(yù)僉理安排引航任務(wù)受、合理安排作息時(shí)問、調(diào)整人員結(jié)構(gòu)、崗位作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化3安會(huì)能力干預(yù)提高設(shè)備水平、改進(jìn)作業(yè)方式、掇鬲專叱技能、提高應(yīng)變能力、強(qiáng)化理論知識4安全價(jià)依觀千預(yù)加強(qiáng)安全教育培訓(xùn)、提高引貌員待遇水平、強(qiáng)化企業(yè)安全丈化建設(shè)、提高安全宜傳水平5作業(yè)環(huán)境干預(yù)加強(qiáng)安全投入力度、加強(qiáng)危險(xiǎn)源褂識與控制能力、提高人機(jī)匹配水平⑼6組織管理干預(yù)引航員管理、溝通反饋、安全派附、完善安全引航管理制度、引入高科技引航設(shè)備、加強(qiáng)安全既督力度仞7不安全行為事后干預(yù)上報(bào)、建主不安全行為沌錄楷蜜、行為審女、事故斐倒學(xué)習(xí)、恁罰、同事的指導(dǎo)與協(xié)助〔⑵心理水平IT不安全行為水平1一安全宣傳水平t；③安全引航管理t-合理安排引航任務(wù)量T-不安全生理水平1一不安全行為水平I一安全引航管理f；④安全作業(yè)能力水平t一不安全行為水平I業(yè)務(wù)知識培訓(xùn)T-＞模擬訓(xùn)練T-＞安全作業(yè)能力水平t。2模型建立2.1系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模方法是基于控制論和非線性動(dòng)力學(xué)理論的建模方法，由Forrester教授于1958年首次提出。該方法使用計(jì)算機(jī)仿真對各種具有動(dòng)力學(xué)反饋的系統(tǒng)迎行建模，同時(shí)通過對系統(tǒng)中多因素之間的復(fù)雜相互作用建模來研究非線性相互作用是如何隨時(shí)間影響系統(tǒng)行為的J"、Vensim是一種系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬軟件，變量類型包含狀態(tài)變量、速率變員、輔助變量和常屆等,庫存流程圖通過內(nèi)置各種函數(shù)將定性關(guān)系轉(zhuǎn)換為定代關(guān)系，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模流程見圖2。

2.2確定系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型變量鑒于建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流圖的需要，根據(jù)表1確定模型變量集，包括水平變量(也叫狀態(tài)變量)/，、速率變鼠R、輔助變量M和常雖C,具體變量名稱及符號見表2。2.3確定系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流圖及變量函數(shù)關(guān)系運(yùn)用Vensim-PLE建立引航員不安全行為干預(yù)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流圖，見圖3。模型的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程包含水平方程和速率方程。水平方程是一個(gè)?階差分方程,具有固定的表現(xiàn)形式，用來描述模型存雖的變化131o存址是流吊變化隨時(shí)間的積累，采用差分方程的形式進(jìn)行描述：「=4+(￡餡豚-￡七頊)項(xiàng)(1)式中:L表示水平變量K在時(shí)刻。的取值;弓表示水平變貨L在時(shí)刻j的取值；叫豚表示流入速率變量叫“在時(shí)刻J與時(shí)刻k之間的取值;七心表示流出速率變量叫“在時(shí)刻/與時(shí)刻人之間的取值;表示仿點(diǎn)時(shí)間步長，即在時(shí)刻八與時(shí)刻k之間求解時(shí)間間隔的長度：⑴。速率方程為水平變量、輔助變址和常量的函數(shù)，即A=/(￡,A,C) (2)3仿真算例3.1數(shù)據(jù)采集和分析以某港在職引航員為主要調(diào)研對象，通過微信掃碼填寫問卷的方式對各級在職引航員227人進(jìn)行調(diào)研，其中調(diào)研樣本的學(xué)歷和級別構(gòu)成見圖4選取最常用的克朗巴哈系數(shù)(Coriibach*sa)來檢驗(yàn)問卷的可靠性，利用SPSS19.0計(jì)算得到調(diào)查問卷的克朗巴哈系數(shù)為0.876(＞0.60),表明問卷可靠性度好、通過H：獲得的直實(shí)俏水平都在可接受節(jié).圍內(nèi)°表2系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型相關(guān)變量及符號斐量類熨變量名林水平變量（17個(gè)）引航員不安會(huì)行為水平（扃），不安全心理水平（傷），模擬訓(xùn)練水平（侃），安全能力水平（4）,安全價(jià)值睨水平（/%）,待遇水平（4）.安全教育培訓(xùn)水平（0）,不安全生理水平（4）.引航任務(wù)量"（tj,合理排班水平（％）,組織管理水平（如安全監(jiān)督力度（如）.作業(yè)環(huán)境安會(huì)水平（如）.安金投入水平（/小）,安全行為水平（如）?上報(bào)水平（慶）?透地懲罰力如如）迅率更童（20個(gè)）引航員不安全行為增加量（佑），引貌員不安全行為凝少量（%）,不安全心理水平增加￥（七），不安全心理水平成少圣（此），模擬訓(xùn)練十加量（任），安全能力水平增加量（叫.），安全價(jià)值觀水平墻加量（餡），薪資水手瑞加瑩（4），安全教育焙訓(xùn)水平增加童（焰）.不安全生理水平增加量不安全生理水平減少量（％）?引拔任務(wù)增加量（上），合理拌蟲水平增加受（此3）,姐織管理水平博加董（&M）,安全監(jiān)督力度增加量（&I5），入境安全水平坷加苦（&I6），安全投入水平增加*（%,）,迎規(guī)懲罰力度增加堇（冷$）,上報(bào)水平增加黃（犬》）,安全行為瑞加*（/&＞）輔助變量和常攵（40個(gè)）模擬訓(xùn)練增加豐（％）,卡北技能培訓(xùn)（太）,改進(jìn)作業(yè)方犬（％）,設(shè)備水平（土）,撮化理論知識（％）,提高應(yīng)變旋力（1）,上蝮的認(rèn)同與激勵(lì)（他），嫁金心理素質(zhì)焙訓(xùn)（人），家人安拈（他），僥幸心理（七），A負(fù)心理（為|）,嫌勞心理（?上）?安全激勵(lì)（.％3），洵通反饋｛?4“）.引抗員管理（?七）.定冬安全引盆帝理制度（如），安全宣傳。1“），安全文化史設(shè)（禹Q,安全教育培訓(xùn)水平增加率（志9）?薪資水平堵加率（4測），疲勞上崗（.偵），調(diào)卷人員姑柄以“），引杭任務(wù)增加豐3華），崗位作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化3G.合理排班投入率（心），引盆設(shè)備建設(shè)（心），危險(xiǎn)源耕識與投制以“）.安全技入增加率（，偵），同事拶助為引導(dǎo)㈤）,事故嚏例學(xué)習(xí)（心＞）,行為審安（心），建立不安會(huì)行為記錄姑案以32）,上報(bào)率（心），安全價(jià)伉呢千預(yù)系數(shù)（C。，安全隴力千詼系數(shù)（％）.組織管理千預(yù)系數(shù)（％），安全行為千玨系數(shù)（Q）,環(huán)境安全千預(yù)系哉（％）,不安全心理千瓶系it（CJ,不安全生理千頊系教（G）實(shí)習(xí)16人.b）引就試級別研完蟲實(shí)習(xí)16人.b）引就試級別研完蟲4人,2G圖3引航員不安全行為干預(yù)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流圖a）引航.員學(xué)歷圖4調(diào)研樣本的學(xué)歷和級別構(gòu)成3.2模型參數(shù)確定依據(jù)引航員安全管理制度及行為規(guī)范,結(jié)合問卷調(diào)研數(shù)據(jù)和專家評分,對數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理,并取其算術(shù)平均值作為系統(tǒng)值，得到的各水平變最

表3水平變量初始值3MLs420()3012656()708065200^10如如如如如九1065654565603080采用摘權(quán)法確定各輔助變量和各干預(yù)系數(shù)值。設(shè)有個(gè)子系統(tǒng)、"個(gè)評價(jià)指標(biāo)，指標(biāo)值為勺（1WWjWzi），具體步驟如下：（1） 對決策矩陣X=（吻）…進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,再進(jìn)行歸一化處理，使數(shù)據(jù)在［0,1］范圍內(nèi)，得到矩陣（2） 計(jì)算各評價(jià)指標(biāo)的靖值：% 有 （3）r-l式中：如=x'J￡ =l/lnmo（3） 確定第〕?個(gè)評價(jià)指標(biāo)的炳權(quán)：3=釣/.% （4）式中皿表示第/個(gè)評價(jià)指涼的差異系數(shù)，II.%=1叫運(yùn)用MATLAB計(jì)算出各輔助變量和各干預(yù)系數(shù)值，見表4°6005(H)4003002(>0100平41刀貴全平水觀安水理使堆為管價(jià)環(huán)行織會(huì)業(yè)金蛆安作安450r40。4003503002502(用訂15010050初始淡態(tài)6005(H)4003002(>0100平41刀貴全平水觀安水理使堆為管價(jià)環(huán)行織會(huì)業(yè)金蛆安作安450r40。4003503002502(用訂15010050初始淡態(tài)安全教育培訓(xùn)水平增加20%模擬訓(xùn)練增加卯％安全監(jiān)管力度增加20%00-000005050505332211——初始狀態(tài)+安全能力水平增加—不安全心理水平減少20%—不安全生理水平減少20%安全價(jià)值觀水平增加20%■e-5 9 13 17 21月序號5 9 13 17月序號表可各輔助登皇和各干預(yù)系數(shù)值a2擊電”8O.OJ7"80D.0400.0450.0290.063(k0470.MlD.0320.0JI9a0260.0370.0J50.047網(wǎng)is■L,擊7eA胡a12L七4^17fl.D36W.0650.033。.蛔0.(X>5[.).024”城7y,(.M)6am5a012[).例u.ass偵?曲4云如C|c2nJ0.024D.呻0-.0260.0120.0330.0750.0530.0320.0100；014讓066"037_?不安全行為水平+不安全星理水平」，不安全心理水平

+安全能力水平0 1 1 1 1 1 1 1 _jI3 5 7 9 11 13151719212325月序號圖S引航員不安全行為影響因素仿真結(jié)果對比工）石同干預(yù)策略 h）不同干預(yù)子系統(tǒng)圖6不同干預(yù)策略和不同干預(yù)子系統(tǒng)同等干預(yù)力度下的仿真結(jié)果對比摘要:為減少引航員的不安全行為，采用魚骨圖分析引航員不安全行為的影響因素，提出引航員不安全行為的干預(yù)策略，進(jìn)而建立引航員不安全行為干預(yù)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。結(jié)合港口引航員調(diào)研數(shù)據(jù)，對引航員不安全行為的動(dòng)態(tài)演變過程進(jìn)行仿真。案例計(jì)算結(jié)果表明：在干預(yù)策略實(shí)施期間，引航員駕引過程中不安全行為、不安全心理、不安全生理水平呈現(xiàn)先增后減的拋物線趨勢。安全價(jià)值觀和安全能力提升速度最快，干預(yù)效果最顯著。提升引航員的安全僵值觀和安全能力是減少引航員不安全行為的重要策略。關(guān)鍵詞：引航員;不安全行為干預(yù);系統(tǒng)動(dòng)力學(xué);仿真中圖分類號：U675.98;U698文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ASystemdynamicssimulationonunsafebehaviorinterventionofpilotsTIANLi,HUShenping,XIYongtao,ZHANGXinxin(MerchantMarineCollege,ShanghaiMaritimeUniversity,Shanghai201306,China)Abstract：Inordertoreducetheunsafebehaviorsofpilots,thefishbonediagramisusedtoanalyzetheinfluencingfactorsofpilotunsafebehaviors,theinterventionstrategiesofpilotunsafebehaviorsareproposed,andthesystemdynamicsmodelofpilotunsafebehaviorinterventionisestablished.Basedontheportpilotsurveydata,thedynamicevolutionofthepilotunsafebehaviorsissimulated.Thecasecalculationresultshowsthat,duringtheimplementationofinterventionstrategies,theunsafelevelofbehavior,psychologyandphysiologyofpilotsinthecourseofoperationkeepsaparabolictrendofincreasingfirstandthendecreasing.Thesafetyvaluesandthesafetyabilityarepromotedfastestandtheinterventioneffectsarethemostsignificant.Improvingthepilotsafetyvaluesandthepilotsafetyabilityisanimportantstrategyforreducingthepilotunsafebehaviors.Keywords:pilot;unsafebehaviorintervention;systemdynamics;simulation收稿日期：2020-02-10修回日期：2020-06-24基金項(xiàng)目：國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2019YFB1600600）;上海市重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目（T0603）;上海市2020年度“科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃”軟科學(xué)重點(diǎn)項(xiàng)目（20692108700）作者簡介：田力（1994—），男，甘肅天水人，碩士研究生，研究方向?yàn)樗辖煌ㄟ\(yùn)輸安全，（E-mail）;胡甚平（1974—），男，湖北通城人，教授，博士，研究方向?yàn)檩d運(yùn)工具運(yùn)用工程與安全工程， （E-mail）.cn0引言引航員是船舶引航作業(yè)的執(zhí)行者，是保障船舶引航過程安全的關(guān)鍵人物［1］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，90%以上的船舶引航事故是引航員或船員的不安全行為造成的［2］，引航員不安全行為是導(dǎo)致船舶引航重大事故發(fā)生的關(guān)鍵因素之一。因此，研究引航員不安全行為的動(dòng)態(tài)演變規(guī)律，針對不安全行為影響因素進(jìn)行干預(yù)，對減少引航員的不安全行為，保障引航安全具有關(guān)鍵意義。目前，國內(nèi)外專家學(xué)者主要從影響因素和形成機(jī)理角度、預(yù)控干預(yù)角度研究人的不安全行為。影響因素和形成機(jī)理方面:CHOUDHRY等［3］指出不安全行為影響因素主要包括安全意識、工作壓力、安全態(tài)度、心理和生理因素、設(shè)施、環(huán)境、安全培訓(xùn)和教育、安全管理等。預(yù)控干預(yù)方面：ZAIRA等［4］開發(fā)了針對建筑工人不安全行為的綜合安全干預(yù)措施的結(jié)構(gòu)方程模型。BERGHEIM等［5］指出，提高員工的職業(yè)素質(zhì)和安全行為能力是減少不安全行為的重要措施?，F(xiàn)有研究多關(guān)注引航員人因可靠性影響因素分析和定量預(yù)測［6-7］。不安全行為方面：張欣欣等［8］分析了船舶港口引航風(fēng)險(xiǎn)中的人和組織因素（humanandorganizationalfactors，HOF），得出絕大多數(shù)引航事故由不安全的引航行為導(dǎo)致;席永濤等⑵通過結(jié)構(gòu)方程模型和多級回歸分析探究了引航員危險(xiǎn)態(tài)度對其安全行為的影響。上述研究均從靜態(tài)角度定性、分散地分析和處理問題，缺少對不安全行為影響因素間多維關(guān)系以及動(dòng)態(tài)演變的研究，特別是對引航員不安全行為動(dòng)態(tài)變化過程的研究還未涉及。本文通過對導(dǎo)致引航員不安全行為的因素的分析，提出引航員不安全行為影響因素魚骨圖，引入系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論，構(gòu)建引航員不安全行為干預(yù)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型。結(jié)合某港口引航員調(diào)研數(shù)據(jù)，對引航員不安全行為干預(yù)進(jìn)行仿真，以期提出有效的、有針對性的不安全行為干預(yù)策略。1問題描述1.1導(dǎo)致引航員不安全行為的因素結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)［9-10］，通過對上海港1995—2019年890起引航事故原因的分析［11］，歸納出引航員不安全行為的影響因素（見圖1引航員不安全行為影響因素魚骨圖），主要包括：①心理因素（職業(yè)壓力、僥幸心理、自負(fù)心理、緊張心理、疲勞心理、粗心大意）；②生理因素（慢性疲勞、身體素質(zhì)差、年齡大小、引航作業(yè)強(qiáng)度、帶病上崗、睡眠不足）；③安全能力因素（專業(yè)技能不足、理論知識匱乏、應(yīng)急演練少、模擬訓(xùn)練少、硬件設(shè)備水平低、綜合處理能力（溝通協(xié)調(diào)能力、臨時(shí)應(yīng)變能力）弱）；④安全價(jià)值觀因素（安全觀念、安全意識、安全態(tài)度）；⑤環(huán)境因素（自然環(huán)境、通航環(huán)境、交通環(huán)境、人機(jī)匹配、引航設(shè)備條件）；⑥組織管理因素（引航員管理不到位、引航管理制度不完善、安全監(jiān)督力度小、安全投入力度?。?.2引航員不安全行為的干預(yù)策略和干預(yù)系統(tǒng)基于封引航員不安全行為影響因素的分析提出相應(yīng)的干預(yù)策略。在引航員不安全行為影響因素及相應(yīng)干預(yù)策略的基礎(chǔ)上，構(gòu)建引航員不安全行為干預(yù)系統(tǒng)的7個(gè)子系統(tǒng)（見表1）：引航員心理干預(yù)系統(tǒng)、引航員生理干預(yù)系統(tǒng)、引航員安全能力干預(yù)系統(tǒng)、引航員安全價(jià)值觀干預(yù)系統(tǒng)、作業(yè)環(huán)境干預(yù)系統(tǒng)、組織管理干預(yù)系統(tǒng)、不安全行為事后干預(yù)系統(tǒng)［12］。用f表示系統(tǒng)水平隨著干預(yù)力度增加而增加，I表示系統(tǒng)水平隨著干預(yù)力度增加而減小。通過對干預(yù)系統(tǒng)的分析，得出引航員不安全行為干預(yù)系統(tǒng)的4個(gè)主要反饋回路：①安全教育培訓(xùn)f-安全價(jià)值觀水平f-安全作業(yè)能力水平f-不安全行為水平I-安全教育培訓(xùn)f②安全宣傳水平f-安全價(jià)值觀水平f-不安全心理水平I-不安全行為水平I-安全宣傳水平f③安全引航管理f-合理安排引航任務(wù)量f-不安全生理水平I-不安全行為水平I-安全引航管理f④安全作業(yè)能力水平f-不安全行為水平I-業(yè)務(wù)知識培訓(xùn)f-模擬訓(xùn)練f-安全作業(yè)能力水平f。2模型建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模方法是基于控制論和非線性動(dòng)力學(xué)理論的建模方法，由Forrester教授于1958年首次提出。該方法使用計(jì)算機(jī)仿真對各種具有動(dòng)力學(xué)反饋的系統(tǒng)進(jìn)行建模，同時(shí)通過對系統(tǒng)中多因素之間的復(fù)雜相互作用建模來研究非線性相互作用是如何隨時(shí)間影響系統(tǒng)行為的。［13-15］Vensim是一種系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬軟件，變量類型包含狀態(tài)變量、速率變量、輔助變量和常量等，庫存流程圖通過內(nèi)置各種函數(shù)將定性關(guān)系轉(zhuǎn)換為定量關(guān)系。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模流程見圖2。2.2確定系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型變量鑒于建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流圖的需要，根據(jù)表1確定模型變量集，包括水平變量（也叫狀態(tài)變量）L、速率變量R、輔助變量A和常量C，具體變量名稱及符號見表2。2.3確定系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流圖及變量函數(shù)關(guān)系運(yùn)用Vensim-PLE建立引航員不安全行為干預(yù)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流圖，見圖3。模型的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程包含水平方程和速率方程。水平方程是一個(gè)一階差分方程，具有固定的表現(xiàn)形式，用來描述模型存量的變化［13］。存量是流量變化隨時(shí)間的積累，采用差分方程的形式進(jìn)行描述：Lk=Lj+Rin，jk-Rout，jkAT（1）式中:Lk表示水平變量L在時(shí)刻k的取值;Lj表示水平變量L在時(shí)刻j的取值;Rin，jk表示流入速率變量Rin在時(shí)刻j與時(shí)刻k之間的取值;Rout，jk表示流出速率變量Rout在時(shí)刻j與時(shí)刻k之間的取值;直表示仿真時(shí)間步長，即在時(shí)刻j與時(shí)刻k之間求解時(shí)間間隔的長度［13］。速率方程為水平變量、輔助變量和常量的函數(shù)，即R=f（L，A，C）⑵3仿真算例3.1數(shù)據(jù)采集和分析以某港在職引航員為主要調(diào)研對象，通過微信掃碼填寫問卷的方式對各級在職引航員227人進(jìn)行調(diào)研，其中調(diào)研樣本的學(xué)歷和級別構(gòu)成見圖4。選取最常用的克朗巴哈系數(shù)（Cornbach’sa）來檢驗(yàn)問卷的可靠性，利用SPSS19.0計(jì)算得到調(diào)查問卷的克朗巴哈系數(shù)為0.876（>0.60），表明問卷可靠性良好，通過其獲得的真實(shí)值水平都在可接受范圍內(nèi)。3.2模型參數(shù)確定依據(jù)引航員安全管理制度及行為規(guī)范，結(jié)合問卷調(diào)研數(shù)據(jù)和專家評分，對數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，并取其算術(shù)平均值作為系統(tǒng)值，得到的各水平變量初始值見表3。采用嫡權(quán)法確定各輔助變量和各干預(yù)系數(shù)值。設(shè)有m個(gè)子系統(tǒng)、n個(gè)評價(jià)指標(biāo)，指標(biāo)值為xij（1<i<m，1<j<n），具體步驟如下：（1） 對決策矩陣X=（xij）mxn進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，再進(jìn)行歸一化處理，使數(shù)據(jù)在［0，1］范圍內(nèi)，得到矩陣X'=（xjmxn。（2） 計(jì)算各評價(jià)指標(biāo)的嫡值：（3） 確定第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)的嫡權(quán)：Pj=ojnj=1oj（4）式中：aj表示第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)的差異系數(shù)，且aj=1-Hj。運(yùn)用MATLAB計(jì)算出各輔助變量和各干預(yù)系數(shù)值，見表4。本文通過對導(dǎo)致引航員不安全行為的因素的分析，提出引航員不安全行為影響因素魚骨圖，引入系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論，構(gòu)建引航員不安全行為干預(yù)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型。結(jié)合某港口引航員調(diào)研數(shù)據(jù)，對引航員不安全行為干預(yù)進(jìn)行仿真，以期提出有效的、有針對性的不安全行為干預(yù)策略。1問題描述1.1導(dǎo)致引航員不安全行為的因素結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)［9-10］，通過對上海港1995—2019年890起引航事故原因的分析［11］，歸納出引航員不安全行為的影響因素（見圖1引航員不安全行為影響因素魚骨圖），主要包括：①心理因素（職業(yè)壓力、僥幸心理、自負(fù)心理、緊張心理、疲勞心理、粗心大意）；②生理因素（慢性疲勞、身體素質(zhì)差、年齡大小、引航作業(yè)強(qiáng)度、帶病上崗、睡眠不足）；③安全能力因素（專業(yè)技能不足、理論知識匱乏、應(yīng)急演練少、模擬訓(xùn)練少、硬件設(shè)備水平低、綜合處理能力（溝通協(xié)調(diào)能力、臨時(shí)應(yīng)變能力）弱）；④安全價(jià)值觀因素（安全觀念、安全意識、安全態(tài)度）；⑤環(huán)境因素（自然環(huán)境、通航環(huán)境、交通環(huán)境、人機(jī)匹配、引航設(shè)備條件）；⑥組織管理因素（引航員管理不到位、引航管理制度不完善、安全監(jiān)督力度小、安全投入力度?。?。1.2引航員不安全行為的干預(yù)策略和干預(yù)系統(tǒng)基于對引航員不安全行為影響因素的分析提出相應(yīng)的干預(yù)策略。在引航員不安全行為影響因素及相應(yīng)干預(yù)策略的基礎(chǔ)上，構(gòu)建引航員不安全行為干預(yù)系統(tǒng)的7個(gè)子系統(tǒng)（見表1）：引航員心理干預(yù)系統(tǒng)、引航員生理干預(yù)系統(tǒng)、引航員安全能力干預(yù)系統(tǒng)、引航員安全價(jià)值觀干預(yù)系統(tǒng)、作業(yè)環(huán)境干預(yù)系統(tǒng)、組織管理干預(yù)系統(tǒng)、不安全行為事后干預(yù)系統(tǒng)［12］。用f表示系統(tǒng)水平隨著干預(yù)力度增加而增加，I表示系統(tǒng)水平隨著干預(yù)力度增加而減小。通過對干預(yù)系統(tǒng)的分析，得出引航員不安全行為干預(yù)系統(tǒng)的4個(gè)主要反饋回路：①安全教育培訓(xùn)f-安全價(jià)值觀水平f-安全作業(yè)能力水平f-不安全行為水平I-安全教育培訓(xùn)f②安全宣傳水平f-安全價(jià)值觀水平f-不安全心理水平I-不安全行為水平I-安全宣傳水平f③安全引航管理f-合理安排引航任務(wù)量f-不安全生理水平I-不安全行為水平I-安全引航管理f④安全作業(yè)能力水平f-不安全行為水平I-業(yè)務(wù)知識培訓(xùn)f-模擬訓(xùn)練f-安全作業(yè)能力水平f。2模型建立2.1系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模方法是基于控制論和非線性動(dòng)力學(xué)理論的建模方法，由Forrester教授于1958年首次提出。該方法使用計(jì)算機(jī)仿真對各種具有動(dòng)力學(xué)反饋的系統(tǒng)進(jìn)行建模，同時(shí)通過對系統(tǒng)中多因素之間的復(fù)雜相互作用建模來研究非線性相互作用是如何隨時(shí)間影響系統(tǒng)行為的。［13-15］Vensim是一種系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬軟件，變量類型包含狀態(tài)變量、速率變量、輔助變量和常量等，庫存流程圖通過內(nèi)置各種函數(shù)將定性關(guān)系轉(zhuǎn)換為定量關(guān)系。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模流程見圖2。2.2確定系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型變量鑒于建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流圖的需要，根據(jù)表1確定模型變量集，包括水平變量（也叫狀態(tài)變量）L、速率變量R、輔助變量A和常量C,具體變量名稱及符號見表2。2.3確定系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流圖及變量函數(shù)關(guān)系運(yùn)用Vensim-PLE建立引航員不安全行為干預(yù)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流圖，見圖3。模型的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程包含水平方程和速率方程。水平方程是一個(gè)一階差分方程，具有固定的表現(xiàn)形式，用來描述模型存量的變化［13］。存量是流量變化隨時(shí)間的積累，采用差分方程的形式進(jìn)行描述：Lk=Lj+Rin，jk-Rout，jkAT(1)式中:Lk表示水平變量L在時(shí)刻k的取值;Lj表示水平變量L在時(shí)刻j的取值;Rin，jk表示流入速率變量Rin在時(shí)刻j與時(shí)刻k之間的取值;Rout，jk表示流出速率變量Rout在時(shí)刻j與時(shí)刻k之間的取值;直表示仿真時(shí)間步長，即在時(shí)刻j與時(shí)刻k之間求解時(shí)間間隔的長度［13］。速率方程為水平變量、聿甫助變量和常量的函數(shù)，即R=f(L,A,C)⑵3仿真算例3.1數(shù)據(jù)采集和分析以某港在職引航員為主要調(diào)研對象，通過微信掃碼填寫問卷的方式對各級在職引航員227人進(jìn)行調(diào)研，其中調(diào)研樣本的學(xué)歷和級別構(gòu)成見圖4。選取最常用的克朗巴哈系數(shù)(Cornbach’sa)來檢驗(yàn)問卷的可靠性，利用SPSS19.0計(jì)算得到調(diào)查問卷的克朗巴哈系數(shù)為0.876(>0.60)，表明問卷可靠性良好，通過其獲得的真實(shí)值水平都在可接受范圍內(nèi)。3.2模型參數(shù)確定依據(jù)引航員安全管理制度及行為規(guī)范，結(jié)合問卷調(diào)研數(shù)據(jù)和專家評分，對數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，并取其算術(shù)平均值作為系統(tǒng)值，得到的各水平變量初始值見表3。采用嫡權(quán)法確定各輔助變量和各干預(yù)系數(shù)值。設(shè)有m個(gè)子系統(tǒng)、n個(gè)評價(jià)指標(biāo)，指標(biāo)值為xij(1<i<m,1<j<n)，具體步驟如下：（1）對決策矩陣x=（xij）mxn進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，再進(jìn)行歸一化處理，使數(shù)據(jù)在［0,1］范圍內(nèi)，得到矩陣X'=（x'ij）mxn。（2） 計(jì)算各評價(jià)指標(biāo)的嫡值：（3） 確定第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)的嫡權(quán)：Pj=ajnj=1oj（4）式中：aj表示第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)的差異系數(shù)，且aj=1-Hj。運(yùn)用MATLAB計(jì)算出各輔助變量和各干預(yù)系數(shù)值，見表4。本文通過對導(dǎo)致引航員不安全行為的因素的分析，提出引航員不安全行為影響因素魚骨圖，引入系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論，構(gòu)建引航員不安全行為干預(yù)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型。結(jié)合某港口引航員調(diào)研數(shù)據(jù)，對引航員不安全行為干預(yù)進(jìn)行仿真，以期提出有效的、有針對性的不安全行為干預(yù)策略。1問題描述1.1導(dǎo)致引航員不安全行為的因素結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)［9-10］，通過對上海港1995—2019年890起引航事故原因的分析［11］，歸納出引航員不安全行為的影響因素（見圖1引航員不安全行為影響因素魚骨圖），主要包括：①心理因素（職業(yè)壓力、僥幸心理、自負(fù)心理、緊張心理、疲勞心理、粗心大意）；②生理因素（慢性疲勞、身體素質(zhì)差、年齡大小、引航作業(yè)強(qiáng)度、帶病上崗、睡眠不足）；③安全能力因素（專業(yè)技能不足、理論知識匱乏、應(yīng)急演練少、模擬訓(xùn)練少、硬件設(shè)備水平低、綜合處理能力（溝通協(xié)調(diào)能力、臨時(shí)應(yīng)變能力）弱）；④安全價(jià)值觀因素（安全觀念、安全意識、安全態(tài)度）；⑤環(huán)境因素（自然環(huán)境、通航環(huán)境、交通環(huán)境、人機(jī)匹配、引航設(shè)備條件）；⑥組織管理因素（引航員管理不到位、引航管理制度不完善、安全監(jiān)督力度小、安全投入力度?。?.2引航員不安全行為的干預(yù)策略和干預(yù)系統(tǒng)基于對引航員不安全行為影響因素的分析提出相應(yīng)的干預(yù)策略。在引航員不安全行為影響因素及相應(yīng)干預(yù)策略的基礎(chǔ)上，構(gòu)建引航員不安全行為干預(yù)系統(tǒng)的7個(gè)子系統(tǒng)（見表1）：引航員心理干預(yù)系統(tǒng)、引航員生理干預(yù)系統(tǒng)、引航員安全能力干預(yù)系統(tǒng)、引航員安全價(jià)值觀干預(yù)系統(tǒng)、作業(yè)環(huán)境干預(yù)系統(tǒng)、組織管理干預(yù)系統(tǒng)、不安全行為事后干預(yù)系統(tǒng)［12］。用f表示系統(tǒng)水平隨著干預(yù)力度增加而增加，I表示系統(tǒng)水平隨著干預(yù)力度增加而減小。通過對干預(yù)系統(tǒng)的分析，得出引航員不安全行為干預(yù)系統(tǒng)的4個(gè)主要反饋回路：①安全教育培訓(xùn)f-安全價(jià)值觀水平f-安全作業(yè)能力水平f-不安全行為水平I-安全教育培訓(xùn)f；②安全宣傳水平f-安全價(jià)值觀水平f-不安全心理水平I-不安全行為水平I-安全宣傳水平f；③安全引航管理f-合理安排引航任務(wù)量f-不安全生理水平I-不安全行為