人体疲劳对建筑项目施工质量的影响分析

运用结构方程模型解决了人体疲劳对施工质量的影响。针对人体疲劳调查问卷可能产生嵌套现象与人体疲劳指标多数无法直接观测这一问题，本文采用结构方程模型来解决人体疲劳与施工质量的关系。通过结构方程模型的验证性因子分析和路径分析得出人体疲劳对施工质量的直接和间接影响效应。最后根据效应的作用大小和形式对建筑施工单位提出了一些建议
1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

建筑业作为国民经济的一大支柱产业，随着改革开放的不断深化与加速，建筑业的发展蒸蒸日上，生产与经营规模不断扩张。2012 年全国建筑业总产值达到137218 亿元，是“十一五”期末的 1.4 倍，是“十五”期末的 4.0 倍，产业规模持续稳步扩大。对 GDP 增长的贡献率 8.03%，拉动 GDP 增长 0.6 个百分点。与此同时，建筑业从业人员 4267.2 万人，比上年增长 10.8%，是全社会就业人员总数的 5.56%[1]因此，建筑业在吸收农村富余劳动力、促进国民经济增长和城乡一体化进程，以及维护社会稳定等方面依然发挥了积极的作用。建筑工程项目不仅是构成国家固定资产的的重要组成部分，在整个国民经济中占据重要地位，而且建筑工程项目与人民的生产生活密切相关。因此，注重对建筑项目的管理研究十分必要。在建筑项目关心的工期、成本、质量、安全等因素中，质量控制无疑是基本要求和核心问题，但其实现过程又包含很多不确定的因素，如人的参与所引起的质量变化。所以，注重建设项目质量控制不仅是工程项目本身的诉求，也是保证实现项目目标的必然要求。建成后的建设项目更是直接与人们的日常生产生活密切相关，关系到人民的生命、财产安全。（1）我国建筑工程近年来的质量问题层出不穷近年来，我国全国范围内连续出现“豆腐渣”工程，不仅造成了国家财产的损失，更加直接威胁到了人们的正常生产生活等。如图 1.1，截至 2013 年 10 月底，全国共发生房屋市政工程生产安全事故 430 起、死亡 541 人，比去年同期事故起数增加 13 起、死亡人数增加 11 人，同比分别上升 3.12%和 2.08% [2]。

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内研究现状

1.2.1.1 国内建筑工程项目质量控制的研究现状

中国建筑工程质量管理实行国务院建设行政主管部门统一监督管理，建筑工程五方——建设单位、勘察单位、设计单位、施工单位、工程监理单位依法对建设工程质量负责的办法。2014 年 8 月住房和城乡建设部出台了《建筑工程五方责任主体项目负责人质量终身责任追究暂行办法》，目的是加强建筑工程质量管理，提高质量责任意识，强化质量责任追究，保证工程建设质量。中国对工程质量控制的理论研究及讨论起步较晚，目前处于较热阶段，研究内容主要集中在以下四个方面：

（1）将工程项目质量控制与成本控制结合进行研究

周鸿勇、朱朝晖等人根据质量成本的含义利用盈亏平衡分析法研究了质量成本，通过建立总成本曲线和质量成本曲线实现[10-11]；梁淑明研究得出了单位产品质量成本与企业质量水平之间存在的定量关系模型[12]；杜寿兴通过对质量成本各构成要素之间内在关系的分析，寻找在质量成本减少的情况下提高企业经济消息的方法；任月君基于会计核算方法总结了质量成本合算的方法[13]。

（2）分析影响建筑项目质量的体系与因素及作用过程

韩卫东在“工程项目施工质量体系构建及其应用研究”中主要对施工质量体系的控制和改进两个方面进行了论述，建立顾客满意度模型对工程质量进行评判；姜兴宇等人主要通过对工序质量控制的研究，运用 SPSS 软件进行质量统计计算，并考虑了质量成本[14-15]；齐文波通过对影响建设工程项目质量的人、材、机、方法、环境分别控制达到质量控制的目标；张健从业主的角度进行质量控制，通过对影响工程质量的 4M1E 研究，以及对项目全过程的监控实现项目目标[16]；刘文萍提出在时间上对施工质量进行有效分段控制，改被动控制为不断浮动的动态控[17-18]。

2 相关理论综述

2.1 人体疲劳致因相关理论

2.1.1 人体疲劳相关理论

（1）人体疲劳概念

疲劳（Fatigue）指人在工作中由于经受的活动力度较大或时间较长产生的工作能力减退的状态。表现为作业过程中，作业者操作机能衰退、操作能力下降，或由于厌倦而不愿意继续工作等。[57-58]疲劳感可通过主观体验的肌体疲劳感和客观方面的作业效能降低来共同反应。在生物学理论上看，作业是能量消耗的过程，这个过程持续到一定程度，中枢神经系统将产生抑制作用。[59]继中枢神经系统疲劳之后，是反射运动神经系统的疲劳，表现为动作灵敏性降低，作业效率下降[60]。对于施工人员来说，长时间的体力劳动，睡眠不足造成精力无法恢复，持续在阳光下暴晒，以及高空作业时的心理压力等都可能造成疲劳。通常情况下，疲劳包括肌肉疲劳（身体疲劳）、视觉疲劳、心理疲劳。对于建筑工程施工人员来说，80%的疲劳都是由于肌肉疲劳引起的，视觉疲劳影响较小，最容易被忽视的就是心理疲劳，其关联影响很大，但是没有引起足够重视。英国心理学家海德费说：“绝大多数疲劳，都是由于心理的影响，纯粹由生理引起的疲劳是很少的，”。对于施工人员也不例外。心理疲劳是指由于持续工作引起的神经紧张或长时间从事单调工作引起的精神疲倦的现象。它与体力劳动有一定的关系，但是它的产生与消除与体力劳动关系甚微。产生原因较其他疲劳复杂，症状较难观测，控制方法较难获取。心理疲劳表现为身体乏力、注意力不集中、思维和行动迟缓、情绪低落、精神不振、工作效率低下，在施工中容易出现失误与质量安全事故。

2.2 人体疲劳评价方法概述

不同行业对疲劳的研究方法各有不同，本文主要针对疲劳研究的热门行业——车辆驾驶、航海、医护人员的疲劳研究方法进行总结、提炼，试图从中借鉴科学合理的方法用于施工人员的疲劳评价中，或将一些先进的理论与思想运用于建筑工程的疲劳研究中。

2.2.1 车辆驾驶人员疲劳的评价方法

（1）驾驶疲劳主观研究方法

驾驶疲劳主观研究方法主要包括主观调查表、驾驶员自我记录、睡眠习惯调查表和斯坦福睡眠尺度表四种。主观调查表是最具有特变性的主观调查法，分为 13 级：1）精力极度充沛；2）精力特别充沛；3）精力非常充沛；4）精力很充沛；5）精力比较充沛；6）精力有点充沛；7）有点疲劳；8）相当疲劳；9）很疲劳；10）非常疲劳；11）特别疲劳；12）极度疲劳；13）快要倒下。[62]驾驶员自我记录表是一种自我测评表，测评内容包括驾驶任务、驾驶习惯、驾驶时间等。睡眠习惯表调查法是疲劳和情绪的自我评价方式，可以用来检查驾驶员是否有失眠的情况。斯坦福睡眠尺度表是驾驶员睡眠情况的调查表，用来检查驾驶员的睡眠情况。以上主观评价方法虽然受被调查者和调查者双方主观意愿影响，但是该方法使用简单，对于缺乏高端试验器材或较难获得数据的研究者较适用。[62]

3 人体疲劳对施工质量的影响分析 ............................................................................ 23

3.1 施工人员疲劳致因因素来源...............................................................................23

3.2 施工人员疲劳致因因素.......................................................................................23

3.3 施工人员的疲劳致因模型研究...........................................................................25

3.3.1 主成分分析法的原理...................................................................................25

3.3.2 基于主成分分析法的施工人员疲劳模型....................................................26

3.4 施工质量问题产生的原因分析...........................................................................28

3.4.1 人的因素........................................................................................................29

3.4.2 材料的因素....................................................................................................30

3.4.3 机械设备的因素............................................................................................30

3.4.4 施工方法的因素............................................................................................30

3.4.5 环境的因素....................................................................................................30

3.5 人体疲劳对施工质量的影响分析.......................................................................31

3.5.1 施工技术问题................................................................................................31

3.5.2 施工管理措施................................................................................................31

3.5.3 成品质量........................................................................................................32

3.6 本章小结..............................................................................................................32

4 人体疲劳对建筑工程施工质量影响的结构方程模型..............................................33

4.1 调查问卷与结构方程模型理论基础...................................................................33

4.1.1 调查问卷........................................................................................................33

4.1.2 结构方程模型................................................................................................33

4.2 人体疲劳的指标来源和假设...............................................................................36

4.2.1 人体疲劳的指标来源....................................................................................36

4.2.2 人体疲劳对施工质量影响的研究假设........................................................37

4.3 人体疲劳量表设计与样本分析...........................................................................38

4.3.1 人体疲劳量表设计........................................................................................38

4.3.2 人体疲劳量表研究对象及调研过程............................................................39

4.4 施工人员疲劳问卷的信度与效度分析...............................................................41

4.4.1 施工人员疲劳问卷信度分析........................................................................41

4.4.2 施工人员疲劳问卷效度分析........................................................................42

4.5 结构方程模型建立...............................................................................................43

4.6 本章小结 ............................................................................................................. 45

5 实证研究 ..................................................................................................................... 47

5.1 结构方程模型的参数估计及拟合效果 .............................................................. 47

5.2 结构方程模型的验证性因子分析 ...................................................................... 48

5.3 人体疲劳对施工质量的作用效应研究 .............................................................. 51

5.3.1 人体疲劳对施工质量的结构方程模型 ....................................................... 51

5.3.2 人体疲劳对施工质量影响效果分析 ........................................................... 53

5.3.3 对建筑施工单位的建议 ............................................................................... 55

5.4 本章小结 .............................................................................................................. 57

5 实证研究

5.1 结构方程模型的参数估计及拟合效果

根据调查问卷收集的数据来建立结构方程模型，首先要从收集的数据中抽取部分对模型的各项指标进行拟合。所以，必须要选有效的拟合指数，同时要求拟合指标达到一定要求，结构方程模型的效度才具有科学性。为了评估 SEM 模型的拟合优度，研究者们提出了大量的模型拟合指数。然而在实际研究中不需衡量全部的拟合指数，只需选择具有代表性的主要几种拟合指数即可。若建立的结构方程模型在所选择指标的多数表现良好，就可以认为该模型对数据有较高的拟合度，该模型就基本有效。拟合指数主要可分为绝对拟合指数，增值拟合指数（也称相对拟合指数）、离中指数和简约调整拟合指数。其中，绝对拟合指数包括卡方统计、拟合优度指数GFI、调整拟合优度指数 AGFI、残差均方根 RMR、标化残差均方根 SRMR、近似误差均方根RMSEA等；增值拟合指数又包括规范拟合指数NFI、增值拟合指数 IFI、非规范拟合指数 NNFI、比较拟合指数 CFI 等；离中指数包括离中参数 NCP、中心指数 CI 等；简约调整拟合指数最常用的是卡方自由度之比 x2 /df。针对这些拟合指数的取值范围各不相同，见表 5.1。[94

6 结论与展望

6.1 论文结论

鉴于建筑行业在国民经济中举足轻重的地位，且建筑质量是关乎人民生产生活的重大问题。而质量的好坏关键在人，所以本文从人因工程的角度展开研究，试图从减少施工人员疲劳这一角度来保证施工质量的目标。本文使用人因工程提出的人—机—环系统解决施工人员疲劳问题时，首先运用主成分分析法建立了施工人员疲劳模型，将疲劳致因因子从 13 个减少到具有代表性的 5 个。其次根据总结的大量文献与针对陕八建施工人员调查问卷收集的各项数据，本文采用结构方程模型来解决人体疲劳对施工质量影响的研究。最后，通过结构方程模型的假设、参数估计、拟合效果评估和模型修正得到人体疲劳对施工质量影响的总体效应为0.89。本文的研究成果对建筑施工企业预防质量事故、保障人员健康安全提出一些管理依据和建议。形成的研究成果主要有以下几点：（1）利用主成分分析法提出了主要的疲劳致因因子。影响施工人员疲劳的众多因素，大致分为三类：肌肉、心理和外界环境共 13 个因子。本文利用主成分分析法将产生施工疲劳的 13 个因子减少到 5 个具有代表性的因子，分别为施工环境、自身素质、组织管理、激励措施、机械设备。这为建立结构方程模型和调查问卷数据的处理提供了便利。（2）建立了人体疲劳对施工质量影响的结构方程模型。由于结构方程模型属于验证性方法，所以首先通过针对陕八建施工人员的调查问卷进行数据收集，然后对问卷的信度和效度进行了分析，最后使用结构方程模型进行假设与实际数据的拟合验证。结果显示拟合较好。根据 AMOS 计算得到人体疲劳对施工质量的影响直接效应系数为 0.68，间接效应为 0.21。间接效应是通过生理疲劳和心理疲劳实现的。（3）运用结构方程模型解决了人体疲劳对施工质量的影响。针对人体疲劳调查问卷可能产生嵌套现象与人体疲劳指标多数无法直接观测这一问题，本文采用结构方程模型来解决人体疲劳与施工质量的关系。通过结构方程模型的验证性因子分析和路径分析得出人体疲劳对施工质量的直接和间接影响效应。最后根据效应的作用大小和形式对建筑施工单位提出了一些建议