刘 清 裴建华

(武汉理工大学交通学院1) 武汉 430063) (国家水运安全工程技术研究中心2) 武汉 430063)

0 引 言

船员是较特殊的职业群体，必须在单调封闭的工作生活条件中胜任较繁杂的岗位职责，并受到环境、家庭等多重因素的影响，承受较大的职业压力，影响其心理健康状态.国内外大量事故原因表明，不安全行为是导致事故发生的主要原因之一.而人的行为会受到心理因素的支配[1]，当船员心理健康状态不良时，容易引发不安全行为.针对长江干线在职船员的心理健康状态的问卷调研结果表明：超过一半的船员表现出较低的职业认同感，心理素质较差.通过分析船员心理健康的影响因素，提出安全对策，预防和减少船员不安全行为的发生，可以提升航运公司及政府机构对船员的管理水平.

目前，国内外学者运用演化博弈模型、基于Agent的建模仿真和系统动力学(system dynamics，SD)等对政策效果进行研究.Macal等[2]认为基于Agent的仿真方法可将传统的演绎推理和归纳推理方法加以扩充并广泛地应用在不同的领域，对人类社会行为和个人决策进行建模.Lin等[3]通过多Agent仿真方法，证明信任机制可以有效地改善供应链的绩效.Kamel等[4]使用多Agent方法模拟巴黎地区的多式联运系统，证明用户偏好会影响共享自动驾驶汽车模式的划分.在演化博弈方面，Zhu等[5]建立绿色供应链中核心企业和政府的演化博弈模型，通过三种稳定策略的对比，得到政府增加补贴和罚款行为，核心企业对供应链环境进行管理，可获得长期的利益.Hafezalkotob等[6]基于演化博弈理论，得到在市场风险和供应链中需求不确定时，最佳批发、零售价格和利润取决于零售商的风险行为.在系统动力学方面，Ghaffarzadegan等[7]通过Urban1模型和Swamping模型为例研究小型系统动力学模型是如何解决决策者面临的一些挑战，得出小型系统动力学模型可以有效地帮助政策制定者进行决策.刘清等[8]构建三峡坝区船舶通航风险演化的SD模型，结果表明，通过通航监管对某一风险因素进行控制，可有效降低该因素带来的额外风险.系统动力学在心理方面的研究应用也较早出现.Doyle等[9]研究系统动力学的心理模型，明确其定义和普遍的建模方式，为国内该方面的研究奠定了基础.之后，系统动力学在心理学方面的应用增加，Moustaid等[10]介绍了城市心理健康的一般系统动力学模型，分析模型对不同政策的敏感性，得到大大提高城市心理健康的政策.潘丹等[11]将导致飞行员心理危机的主导因素分为三类，即：工作压力、生活压力和生理疾病，并利用SD仿真模型，揭示了各因素对飞行员心理危机的影响机制,提出缓解心理危机的措施.上述三种方法中，演化博弈模型基于假设利用公式分析不同策略下的效果；基于Agent的建模仿真通过定义各主体间的属性和行为，探究某个问题的发展趋势；系统动力学是一门分析信息反馈系统的学科，可处理多因素、非线性的复杂系统问题.本研究以船员的心理健康为中心，受到诸多因素的影响，为合理地研究安全对策的实施效果，应正确把握各变量间的相互作用关系.演化博弈模型和基于Agent的建模仿真无法清楚地表达各影响因素间的复杂关系，因此，笔者选择系统动力学研究安全干预对策的实施效果.

国内外学者在船舶通航安全领域的研究，大多是从通航环境、船舶装备、安全保障技术等层面入手，在通航安全人为因素方面研究不够深入，针对内河船员心理健康的研究不多，且尚停留在定性分析的层面.文中基于SD理论，构建船员心理健康的SD模型，借助Vensim软件对初始情景和不同策略下船员的心理健康状态进行仿真，探究安全干预对策的实施效果.

1 船员心理健康分析系统的提出

1.1 船员心理健康内涵及安全对策的提出

长江内河船员心理健康是指在适任期内，船员无心理疾病，内心具有充分的安定感和幸福感，对长江航道通航环境、船上工作和生活能做出良好的适应性反应，具备必要的心理抗压能力和应激调适能力.该定义包括对船员心理品质三个层面的要求：一般心理状态(个性、情绪、认知等)的健康、对船上工作生活适应能力和应激心理调适能力.船员心理素质必须满足这三个层面要求，方可认定船员在长江水上运输中适航.

通过对长江航运从业人员进行调研，主要包括普通船员、海证高级船员、江证高级船员以及陆上管理人员，获得大量问卷数据.对问卷进行了影响心理健康因素的数理统计分析后，得出对船员影响最大的因素为：环境、公司管理、家庭因素、船员政策.从航运公司和政府角度提出提升船员心理健康的安全对策.航运公司方面，采取缩小工资差距，落实带薪休假制度，船员心理疏导与培训，提供合理的晋升空间等对策；政府方面采取税收优惠及工资引导，对航运公司的心理培训监督检查，职业自豪感宣传、减免考试培训费用及建设船员联通工程等政策.但是这些安全对策是否有效，需通过心理健康水平进行验证.因此，笔者基于系统动力学的分析方法和流程，确定本文的研究思路为：确定系统边界及划分子系统→提取系统参数→构建船员心理健康的因果关系图和流图→确定模型参数与方程→模型检验→结果及对比分析.

1.2 系统边界及主要影响因子的确定

构建内河船员心理健康SD模型，首先要确定该系统的边界.由于系统主要影响因素选择的不同，同一系统有不同的建模方式，因本研究主要探析所提出的航运公司、政府方面的安全对策及家庭、环境因素对船员心理健康的影响，因此，不考虑社会经济、技术等其他外部条件.将内河船员的心理健康作为核心变量，影响船员心理健康的四大因素作为其余的状态变量，并划分为四个子系统，即公司管理子系统、船员政策子系统、家庭压力子系统和环境影响子系统，根据提出的安全对策及影响因素，提取16个主要的影响因子.

1) 公司管理子系统 工资差距缩小力度，带薪休假制度落实率，心理疏导与培训水平，晋升制度完善度，工作倦怠率.

2) 船员政策子系统 税收优惠及工资引导力度，心理培训检查执行力度，培训考试费用减免力度，职业自豪感宣传力度，船员联通工程建设水平，航运业产能过剩率.

3) 家庭压力子系统 家庭职责缺失率，家庭矛盾发生率，家庭经济水平.

4) 环境影响子系统 通航外部环境水平，船上工作环境水平.

2 内河船员心理健康SD模型构建

2.1 内河船员心理健康因果关系图

因果关系图可清晰地反应系统中各因子间的相互作用关系.通过分析公司管理、船员政策、家庭压力、环境影响四个子系统及子系统中各因素间的因果关系和反馈关系，在Vensim软件中构建内河船员心理健康的因果关系图，见图1.该因果关系图中的“+”代表正反馈，“-”代表负反馈，对系统原本的运动趋势分别起到增强和减弱的作用.

图1 内河船员心理健康因果关系

2.2 内河船员心理健康SD流图

在Vensim软件中建立SD流图，定量分析各因子对船员心理健康水平影响的效应，见图2.该流图中共包含56个变量，5个状态变量，9个速率变量，35个常量，12个辅助变量.公司管理、船员政策、家庭压力和环境因素4个状态变量对船员心理健康的变化产生影响，工资差距缩小率、带薪休假制度落实率等常量以及辅助变量通过函数关系影响各速率变量，速率变量通过积分函数引起状态变量的改变.

图2 内河船员心理健康SD流图

2.3 内河船员心理健康SD模型方程及参数分析

2.3.1建立仿真方程

设置各变量之间的数学逻辑关系，内河船员心理健康系统中主要变量的表达式为

L=INTEG(ΔL,L0)

(1)

GF=INTEG(GZ-GJ,G0)

(2)

ZF=INTEG(ZZ-ZJ,Z0)

(3)

JF=INTEG(JZ-JJ,J0)

(4)

HF=INTEG(HZ-HJ,H0)

(5)

ΔL=DELAY1(w1ZF+w2JF+w3GF+w4HF,2)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

式中：INTEG为状态函数;DELAY1为一阶延迟函数；L为船员心理健康水平的仿真值；ΔL为船员心理健康水平的变化量；L0为船员心理健康水平的初始值；GF、GZ、GJ和G0分别为公司管理的仿真值、增加值、减少值和初始值；ZF、ZZ、ZJ和Z0分别为船员政策的仿真值、增加值、减少值和初始值；JF、JZ、JJ和J0分别为家庭压力的仿真值、增加值、减少值和初始值；HF、HZ、HJ和H0分别为环境影响的仿真值、增加值、减少值和初始值；w1、w2、w3和w4分别为船员政策、家庭压力、公司管理和环境对船员心理健康变化的影响系数；bi、cj、dk和em分别为影响公司管理、船员政策、家庭压力和环境影响的值；i、j、k、m分别为对应的影响因素的个数；βi、γj、δk、εm为分别为对应的影响系数值.

2.3.2SD模型参数的确定

模型参数包括各变量初始数值以及影响系数值，初始值由问卷调查数据得到.选取某航运公司的131份有效船员问卷数据来确定模型各影响因素的初始值，经整理计算得出心理健康、环境影响、公司管理、家庭压力、船员政策五个状态变量的初始值依次为0.57，0.46，0.72，0.67，0.53.由于模型因素较多且复杂，利用层次分析法确定各影响因素的系数值较困难，因此系数值由G1法结合专家打分法[12]确定.

对于有多个因素的影响系数确定方法为G1法.采用G1法需要专家对影响因素进行重要性排序，通过rk=w(k-1)/wk(k=1,2,…)确定相邻因素的影响程度之比.rk的取值分为五个等级：1.0-相邻因素影响程度一致；1.2-后一个因素比前一个因素影响程度稍大；1.4-后一个因素比前一个因素影响程度大；1.6-后一个因素比前一个因素影响程度明显大；1.8-后一个因素比前一个因素影响程度巨大.

计算各影响因素的权重系数，即

(11)

3 内河船员心理健康SD模型模拟与分析

3.1 模型检验

采用极端值检验法进行检验[13]，检验分为负反馈情况检验和正反馈情况检验.将负面影响船员心理健康的变量初始值设为1，各安全对策变量的初始值设为0时，船员的心理健康水平急剧下降.反之，船员的心理健康水平急剧上升.检验结果见图3，与现实情况相符，模型通过检验.

图3 极端值检验

3.2 内河船员心理健康SD模型模拟与分析

3.2.1模拟运行及结果分析

内河船运心理健康SD模型的初始仿真结果见图4.在仿真前期，船员的心理健康状态处于较低水平，这是因为船员处于家庭压力、环境条件，以及工作倦怠等因素的影响下，其心理压力较重.随着航运公司和政府越来越重视船员的心理健康状态，将逐渐完善并推进安全对策，从而提高船员的职业认同感和满足感，船员的心理健康状态将得到提升.因此，在仿真中期，船员的心理健康水平增长率将明显提高.仿真后期，船员的心理健康水平增长到一定程度时，将趋于稳定，与实际情况相符.这表明，安全政策对提升船员心理健康状态是有效的.

图4 初始仿真结果

3.2.2对比结果分析

1) 落实带薪休假制度政策对比 落实带薪休假制度政策的实施，是通过调整带薪休假制度落实率来实现的.假设未来航运公司将船员的带薪休假制度落实率提高20%，仿真结果见图5.

图5 落实带薪休假制度实施效果对比

2) 税收优惠及工资引导政策对比 税收优惠及工资引导政策的实施，是通过调整税收优惠及工资引导力度来实现的.假设未来政府将船员的税收优惠及工资引导力度提高20%，仿真结果见图6.

图6 税收优惠及工资引导政策实施效果对比

按照上述方法，分别将航运公司和政府方面各安全对策指标的原始赋值提高20%，得到航运公司采取的安全对策对船员心理健康状态的影响大于政府方面；航运公司方面，对船员心理健康水平提升效果从大到小的安全对策排序为：落实带薪休假制度、缩小工资差距、合理的晋升制度、心理疏导与培训；政府方面，对船员心理健康水平提升效果从大到小的安全政策排序为：税收优惠及工资引导、职业自豪感宣传、减免培训考试费用、心理培训监督检查、建设船员联通工程.

3) 心理疏导与培训和公司各类检查的对比分析 通过调整对船员的心理疏导与培训水平和公司各类检查力度，检验心理疏导与培训政策是否能有效降低公司检查对船员心理健康状态造成的负面影响，仿真结果见图7.

图7 心理疏导与培训增加25%，公司各类检查增加16%对比

4 结 论

1) 基于系统动力学原理，构建内河船员心理健康的SD模型.模型通过极端值检验，证明该模型可有效地模拟实际系统.运用Vensim软件对初始情景和不同对策下船员的心理健康状态进行仿真，定量预测船员心理健康水平，以探究安全对策的实施效果.

2) 仿真结果表明，安全干预对策对内河船员心理健康水平具有明显的提升效果.通过对比分析，得到航运公司采取的安全对策对船员心理健康状态的影响大于政府层面.航运公司方面，对船员心理健康水平提升效果最大的安全对策是落实带薪休假制度，其次为缩小工资差距；政府方面，对船员心理健康水平提升效果最优的是推进税收优惠及工资引导政策，其次为职业自豪感宣传；由于不可控因素，当安全检查等对船员心理健康状态具有负面影响因素的力度提高时，可通过提高心理健康培训与疏导等安全对策的力度抵消负面影响.

3) 影响船员心理健康状态的因素较多，本研究仅考虑主要因素.采用问卷数据和专家打分法确定模型参数,具有一定的主观性，这些需在之后的研究中改进.