人因事故分析的基本理论与方法ppt课件

人因事故分析的基本理论与方法,人因可靠性专题讲座之三,1,1几项重要基本概念,人因可靠性：人对于系统的可靠性所必须完成的活动的成功概率。人的可靠性，人为可靠性，人员可靠性人因失误(humanerror)：人未能精确地、恰当地、充分地、可接受地完成所规定的绩效标准范围内的任务。人为失误，人为错误，人的失误，人误人因可靠性分析（HRA：HumanReliabilityAnalysis):以人因工程、系统分析、认知科学、概率统计、行为科学等学科为理论基础，以对人的可靠性进行定性与定量分析和评价为中心内容，以分析、预测、减少与预防人的失误为研究目标。,2,人的行为类型：技能型、规则型、知识型技能型行为(Skill-basedbehavior)只依赖于人员的实践水平和完成该项任务的经验，是个体对外界刺激或需求的一种条件反射式、下意识的反应规则型行为(Rule-basedbehavior)人的行为由一组规则或协议所控制、所支配知识型行为(Knowledge-basedbehavior)当遇到新鲜情景，没有现成可用的规程，操作人员必须依靠自己的知识和经验进行分析诊断及处理,3,2大规模复杂人机系统运行控制特征及对人因的影响,特征监视确认决策控制影响人因失误发生的可能性较大，并且大量的潜在危险集中在较少几个人身上（如主控室人员）由于系统的高度复杂性、耦合性和大量防御装置增加了系统内部行为的模糊性，管理人员、维护人员、操作人员经常不知道系统内正在发生什么，也不理解系统可以做什么，这也使得人因事故的后果及影响易于恶化,4,大规模复杂人-机系统操作人员认知行为模型,不是将某一任务单独划分为技能型、规则型或知识型，而是将这三种行为类型看成完成一个（或多个）任务时，人的不同的往复的认知层次。,5,该模型不是将某一任务单独划分为技能型、规则型或知识型，而是将这三种行为类型看成完成一个（或多个）任务时，人的不同的往复的认知层次。在系统正常运行时，人的活动属于技能型，他只对外界信息做浅层处理（即习惯性反应），即技能型水平活动，但容易分散注意力而产生“疏忽”行为，这是这一水平上的重要失误类型。当系统进入异常状态，操作人员注意到这种情况之后，他就会对这些异常信息进行处理，运用现成的规则去解决问题，这就是规则型水平，这一水平上的失误类型为规则型错误。如果发生的异常事故情景十分复杂、从前没有遭遇过，操作人员不得不运用所掌握的系统的基本知识去考虑造成异常工况的原因，并采取相应的措施，这就是知识型的问题解决过程，这一水平上的失误类型为知识型错误。该模型体现了人类认知的多层次性和由浅入深及往复循环的必然规律，并对各个层次上的失误类型的特点和原因进行了详细的分析和讨论，较为客观地反映了人的失误的内在机理，有助于改进人-机界面和防范人的失误。,6,该模型体现了人类认知的多层次性和由入深及往复循环的必然规律，并对各个层次上的失误类型的特点和原因进行了详细的分析和讨论，较为客观地反映了人的失误的内在机理，有助于改进人-机界面和防范人的失误。,7,3大规模复杂人机系统人因失误的分类与产生机制分析,基于认知行为意图，人因失误分为偏离意图正确但行动时失误技能级监视与控制弄错在行为意图形成阶段的失误规则级和知识级监视确认决策控制,8,操作人员行为动态模型,9,三种失误类型的特征,10,人误分类体系,11,4诱发人因事故的主要因素操作人员个体的原因设计上的原因作业上的原因运行程序上的原因教育培训上的原因信息沟通方面的原因组织管理因素,12,5人因失误模式与其根原因的关联性,各类根原因分布,13,根本原因与人误模式之间的关联性,14,6人因失误结构,15,7人因事故成因模型,16,8紧急情况下误判断与误操作实验研究及其数学模型通过在紧急情况下人的误判断和误操作实验，得到了紧急情况下成年人的特征数据，进而建立了紧急情况下人的误判断与误操作数学模型。对于改进人员培训和人机界面，提高预防与减少人因事故能力有着重要的理论意义和实际意义。,17,（1）误判断模型为：r=0.3878/t+0.0060r为误判断率，t为信息显示时间（2）误操作模型为：R=0.019811/T2-0.095176/T+0.174007R为误操作率，T为信息间隔时间（3）与国外数据比较无显著差异。,18,9人因事故根原因分析方法,事故根原因：引发人因事故最基本的原因，如果该原因（或该组原因）被修正，则可有效防止此类事故再度发生事故根原因分析技术：从事故的现象出发，追溯引发人因事故的根原因,19,人因事故根原因分析方法1）人因事故调查技术事故调查与资料收集事件时序图,20,2）故障模式分析技术人因失误的基本故障模式：a.不注意细节b.判断错误c.承诺的任务没有执行（完成）d.技能或知识不够e.精神状态不适合完成工作任务,21,3）屏障分析技术屏障是防范事故发生的手段：实体保护，行政管理防范。防护屏障的失效，导致事故的发生。屏障分析可找出防范体系的缺陷或漏洞，从而提出有效的改进方案。,22,典型的屏障：物理屏障：声、光报警信号；各种安全保护设备；各种警示性标牌；安全门、锁；各类应急设备等管理屏障：运行及维修工作规程；人员培训与教育；资格认定及人员任命；管理条例；工作人员的交流方式；人员授权；人员的相互监管等,23,4）原因因素分析技术a.原因因素图,24,b.原因因素分析基本人因事故根原因因素心理因素生理因素个体因素环境条件因素作业因素运行规程因素教育培训因素通讯因素管理因素,25,10人因事故模式、影响与严重度分析方法,目的在于查明一切潜在的人因失效模式及影响，以便通过修改设计方案或采取某种补救措施尽早予以消除人因失误或减轻其后果的严重性，从而提高系统可靠性和经济性,26,逻辑框图,27,HUEMECA表格事件名称：部门：图号：制表人：页号：审查人：填表日期：,28,11人因事故分类体系,人因事故分类A类：导致设备/系统潜在不可用B类：直接导致初因事故发生C类：系统故障后的人因事件/事故,29,12、人因事故定量评价方法,事故前的人因事故：THERP+统计方法激发初因事故的人因事故：ATHEANA+统计方法事故后的人因事故：THERP+HCR工程化：可操作性，系统性，标准化，可追溯性，技术文档完备性,30,12.1事故前人因事故评价技术主要分析系统正常运行时，在维护、校验、测试等工作中由于人因失误而导致设备或系统处于的潜在失效状态。,31,(1)事故前人因事故分析基本程序,32,(2)事故前人因事故的定量计算A、简单的计算方法单个部件事前人误率PFPBPNRA多个相似部件相关的事前人误率PF为：PFPBPc2Pc3PcnPNRAn：涉及的同类部件的个数PB：基本人误概率（3E-2）PNRA：恢复因子失效值PC：相关因子当i=2时Pci0.5当2i=n时Pci1,33,事故前人误的类型及其基本概率,34,恢复因子的类别及其失效概率,35,B、复杂的计算方法（THERP）基本失效概率确定考虑相关序列动作的恢复作用考虑相关人员间的恢复作用,36,（3）典型人因事故的量化阀门错置概率：U=Pd/Td=h1+c1h2+c1c2h3+c1c2.cm-1hmU：阀门错置引起的系统/部件的不可用度P：维修或测试后阀门错置概率T：测试周期d：阀门错置而未被发现并更正的总时间hi：例行巡视周期ci：第I次巡视时未能发现并更正的概率,37,（4）事故前人因事故分析文档模式工程应用：可操作性；资料完备性；可追溯性事故背景事故描述事故成功准则调查、访谈结论事故分析建模与计算调查与访谈记录,38,12.2激发初因事故的人因事故评价技术,B类人因事件：试验、检修中人因造成的设备潜在不可用，当需用该设备又未及时采取有效措施而引发一个事故序列在运行、试验过程中由于人员错误的操作而导致一个事故序列,39,传统方法：置于初因事故的发生频率中一并考虑分析难点：辨识和预测困难可用数据极少,40,人因始发事件分析方法,已有始发事件清单：考察经典的核电厂安全分析报告中涉及的始发事件列表工程评估法：确定电厂主要系统是否存在失效模式能直接引起电厂运行的明显扰动，而需要安全系统投运逻辑分析法：故障树分析方法ATHEANA：迫使人员失误情景分析运行经验:考察电厂运行历史，对运行事件报告进行统计、分析,41,12.3事故后人因事故评价技术,人因失误率预测法（THERP）：图1简单的HRA事件树,a,A,b/a,S,F,F,F,B/a,b/A,B/A,42,人员作业成功概率:Pr(S)=a(b/a)失败概率:Pr(F)=a(B/a)+A(b/A)+A(B/A)行为形成因子（PSF）修正HEP=BHEP(PSF)1(PSF)2,43,相关性修正,44,人的认知可靠性预测法（HCR）两个基本假定：（1）人员行为类型归结为技能型、规则型和知识型三类,45,（2）失误概率仅与允许时间t和执行时间T1/2的比值有关，且遵从三参数的威布尔分布：T1/2=T1/2，n（1+K1）（1+K2）（1+K3）式中，t：允许操纵员进行响应的时间T1/2：操纵员执行时间T1/2，n：一般状况的执行时间K1：操作经验K2：心理压力K3：人机界面、：操作人员行为类型参数,46,参数、选取表,47,HCR模型的行为形成因子及其取值,48,THERP+HCR评价模式,THERP：序列性操作动作，与时间无关HCR：与时间密切相关的认知判断行为人员行为两个阶段：诊断和操作THERP+HCR：事故诊断阶段，用HCR分析方法干预操作行为的失误用THERP分析方法两者相互补充，共同构成一个有机整体,49,THERPHCR建模规则,人因事故树建模规则相关性原则名义HEP修正规则人员行为类型判断规则事故处理中时间划分规则修正因子确定规则,50,13人因事故数据采集、处理及数据库,人因事故数据管理系统,大规模复杂人机系统本厂模拟机试验THERP手册运行事故报告专家判断HCR模型内部事故运行报告PRA报告CREAM数据维修报告人因动作专用统计表DEF数据24小时事故单,基本事故基本情况子库常规事故数据库本厂其它外部数数据库事故深层次描述子库重要事故数据库数据源库据库,PSFs、作业内容特例PSFs等基本数据,失误特征值本厂基本人误率外推人误率计算模块计算模块计算模块,导出数据库模块块,本厂基本人误率外推人误率失误特征值（BHEP和HCR参数及PSFs）（HEP）,各类失误次数统计,51,系统主要功能,以结构化方式完备地储存系统运行、管理、维修等方面人因事件的基本、重要数据提供各类人误特征值及分布，预测其发展趋势，为系统经验反馈