PCA有限空间作业事故分析

摘要：为探究不同行业有限空间作业事故致因差异性，本文以2015—2020年发生的200起有限空间作业事故为研究对象，将统计数据划分为12类，构建基于主成分分析的有限空间作业事故致因指标体系，运用分析软件SPSS对统计得到的样本数据进行主成分分析（PCA），揭示不同行业有限空间作业事故致因潜在规律和分类特征。根据分析结果，通过探索有限空间作业分类、分级管理模式，以期提高监管效能，为预防有限空间作业事故提供科学参考。

关键词：有限空间作业；事故数据；主成分分析（PCA）；安全管理

有限空间是指封闭或半封闭，自然通风不良，易造成有毒有害、易燃易爆物质积聚或者氧含量不足的空间。进入有限空间作业往往风险较高，且有限空间作业安全渐渐受到人们的重视。近年来，我国已发生多起有限空间作业事故，如2015年8月28日湖南常德一造纸厂员工在进行有限空间作业时，因吸入有毒气体晕倒，最后因员工相继进入池内施救而中毒导致7人死亡、2人重伤。为了了解该类事故的规律性，国内外不少学者对有限空间作业事故进行了一些研究。时宁认为有限空间作业事故发生时往往在应急处置时由于措施失当，导致事故危害程度进一步加深[1]；许楠指出，在导致有限空间事故发生的直接原因中，窒息占51.6%、中毒占28.70%、缺氧占5.80%，而其他原因占13.90%[2]；DamienBurlet-vienney设计了“危险评价五步法”并在含有限空间作业的企业中得到有效应用，同时他还指出作业过程中应加强职业安全卫生的干预性[3-4]。王山通过问卷调查的形式，总结了有限空间作业管理过程中得问题，并提出了预防措施[5]。目前，针对有限空间作业事故研究多为定性描述，缺乏对于有限空间作业事故的定量描述。鉴于此，本文统计了200起有限空间作业事故，并将统计得到的样本数据划分为12类行业。在采集事故发生起数、死亡人数常用指标基础上，新增了7个统计指标，以期运用主成分分析对有限空间作业事故数据进行致因研究，提出针对性对策措施。

1样本来源和指标建立

1.1样本数据来源

用于统计分析的原始数据（RawData），主要来源包括：政府部门网站，如国家应急管理部网站和各省市地区的应急管理部门网站；综合性新闻网站，如人民网、新华网等；相关统计数据库。笔者按行业分类统计的2015—2020年间有限空间作业事故起数见图所示。

1.2指标建立有限空间

作业事故致因存在相互作用关系，主要摘要：为探究不同行业有限空间作业事故致因差异性，本文以2015—2020年发生的200起有限空间作受人、机、管理水平以及环境等多因素制约。对收集整理后的有限空间作业事故原始数据（RawData）进行预处理，将数据指标定为：事故起数（Z1）、死亡人数（Z2）、未审批作业（Z3）、未通风检测（Z4）、监护措施不当（Z5）、未进行作业安全培训（Z6）、盲目施救（Z7）、安全标志缺失或缺陷（Z8）以及防护用品缺失或缺陷（Z9）9个指标。

2有限空间作业事故分析

2.1主成分分析

笔者将选取的9项统计指标的原始数据输入分析软件SPSS中进行数据标准化处理，得到标准化数据矩阵以及各指标之间的相关系数矩阵如表1所示。由表1可知，9个统计指标之间具有明确的相关性，因此可以使用PCA提取主成分进行分析。通过将得到的标准化数据带入分析软件SPSS提取主成分，得到的结果如表2所示。根据表2可知，F1主要涵盖了Z1（事故起数）、Z2（死亡人数）、Z4（未通风检测）、Z5（监护措施不当）、Z6（未进行作业安全培训）、Z7（盲目施救）、Z8（安全标志缺失或缺陷）、Z9（防护用品缺失或缺陷）的信息，F2主要涵盖了Z3（未审批作业）的信息。

2.2聚类分析

笔者利用主成分分析（PCA）方法得到的2个主成分F1、F2作为聚类分析中的变量，在分析软件SPSS中进行聚类分析，得到的树状图如2所示。由图2可以看出，树状图横坐标表示类别合并的相对距离，把类别间最大距离作为相对距离定为25。结合聚类树状图分为3类比较合理，分类结果为：第一类：{五金、纺织、造纸、皮革、农业、食品、机械}，第二类：{建材、能源、矿场、化工}，第三类：{商贸}。

2.3结果分析

第一类：{五金、纺织、造纸、皮革、农业、食品、机械}。分析表明这些行业比较注重有限空间作业的教育培训，同时能够做好通风检测工作，并针对作业管理制定了相应的监护措施，但食品与造纸行业因盲目施救导致的事故起数偏多，总体来说该类企业的有限空间作业安全水平较高。第二类：｛建材、能源、矿产、化工}。分析表明这些企业能够很好地履行作业审批制度，但在作业监护措施及教育培训方面还有待提升，因此需规范作业监护措施和安全教育培训制度，以有效防范有限空间作业事故的发生。第三类：｛商贸}。分析表明商贸行业事故起数与死亡人数均最高。这些企业在作业审批过程中，往往因为管理不严，使得作业审批制度未能严格落实，且安全防护措施较少。因此该行业应该针对自身存在的安全问题，制定并贯彻落实相应的安全管理防治措施，预防安全事故发生。

3安全对策措施

根据有限空间作业事故的分析结果，制定针对性的防控措施，才能有效预防有限空间作业事故。1）第一类：企业应制定有限空间作业事故应急预案，并定期开展应急演练，促进应急处置能力提升，同时加强对作业人员和救援人员应急知识的培训，避免因盲目施救导致事故伤亡扩大[6]。2）第二类：企业在作业前应当遵循“先通风、再检测、后作业”的原则。有限空间作业属于高危作业，企业必须按照相关法规要求配备有关检测、通风、防护等装备，在有限空间场所设立安全警示标识，确保作业安全。3）第三类：企业要严格落实作业审批制度。作业前，应当进行风险辨识，分析存在的危险有害因素，提出消除、控制危害的措施，制定有限空间作业方案，并经相关负责人批准。4）为提高监管的有效性，相关监管部门可通过探索有限空间作业分类、分级管理模式，突出监管重点，提高监管效能。如根据分析结果对开展有限空间作业单位进行分类监管，制定针对性方案。

4结论

1）本文根据有限空间作业事故特点，采用主成分聚类分析的建模理论，构建了符合有限空间作业事故数据的数理模型。所得结果具有明显的适用性，分类效果良好。因此，主成分聚类分析适用于有限空间作业事故数据分析要求。2）本文将12个行业有限空间作业事故数据根据主成分聚类分析结果划分为3类，分析其安全状态。有利于对有限空间作业安全进行客观评价，为政府等相关部门对有限空间作业分类、分级监管提供参考。3）有限空间作业事故数据的样本数量对主成分聚类分析模型的应用效果有较大影响。因此，在后续研究过程中应广泛搜集事故数据补充样本集，使分析结果更加精确。4）有限空间作业事故是由诸多影响因素构成的复杂问题，此次研究仅针对事故成因、死亡人数、事故起数做了统计，未加入天气状况、作业环境等统计指标，有待更进一步完善统计指标体系。

参考文献

[1]时宁.有限空间安全管理存在的问题及对策[J].冶金动力，2014（9）：87-89.

[2]许楠，张礼敬，陶刚.受限空间作业危险性分析及安全防范措施[J].中国安全生产科学技术，2011,7（10）：160-165.

[3]DamienBurlet-Vienney，YuvinChinniah，AliBahlouletc.Designandapplicationofa5stepriskassessmenttoolforconfinedspaceentries[J].safetyscience，2015（80）：144-150.

[4]DamienBurlet-Vienney，YuvinChinniah，AliBahlouletc.Occupationalsafetyduringinterventionsinconfinedspaces[J].safetyscience，2015（79）：19-28.

[5]王山，傅贵，秦妍等.有限空间作业事故原因及预防方法研究[J].工业安全与环保，2012，38（10）：57-59.

[6]任巍，胡卫杰，举.受限空间作业的风险分析与控制[J].安全与环境工程，2012,19（2）：113-116.

作者：宋健 单位：江苏省宿迁市宿城区住建局