人因工程第15章事故预防

一、事故预测方法

预测----是指预测者根据有关的历史资料和现实资料，运用适当的方法和技巧，对研究对象的未来状态进行科学的分析、估算和推断，并对预测结果进行验证评价和应用的活动过程。事故预测----也称为安全性预测，是对系统将来的安全状况进行的预测。伤亡事故预测包括事故发生可能性预测和事故发生趋势预测常用的伤亡事故发生预测方法回归预测法、指数平滑法、灰色系统预测法、卡尔曼滤波器预测法等。在此只介绍灰色系统预测法。第四节事故预测与预防创建灰色系统理论邓聚龙教授在1982年创立的，它以“部分信息已知，部分信息未知”的“小样本”、“贫信息”不确定性系统为研究对象，要通过对“部分”已知信息的生成、开发，提取有价值的信息，实现对系统运行规律的正确认识和确切描述，并据以进行科学预测。定义把内部信息已知的系统称为白色系统；信息未知的或非确知的系统称为黑色系统；而把信息不完全确知的系统称为灰色系统。灰色系统的基本特征是构成系统的因素有些是清楚的，而另一些则不太清楚，于是系统既不“白”也不“黑”，呈“灰色”。应用有些事故致因因素及其对事故发生的作用很清楚，有些则不清楚。因此，可以借助灰色系统理论来研究。灰色系统预测法灰色系统的一个基本观点是把一切随机变量都看作是在一定范围内变化的灰色量。根据灰色系统理论，处理灰色量不是采用通常的数理统计方法，而是采用数据生成的方法来寻求其中的规律性。灰色系统数据生成方式有三种：

（1）累加生成。通过数据列中各数据依次累加得到新的数据列。累加前的数据列称为原数据列，累加后生成的数据列称为生成数据列。

（2）累减生成。通过数据列中各数据相减得到新的数据列。累减是累加的逆运算。

（3）映射生成。除了累加和累加、累减之外的其他生成。1．数据生成

在伤亡事故发生趋势预测中主要采用累加生成的方式进行数据处理。设有原始数据列显然，生成数据列与原始数据列之间有如下关系：

经过累加生成得到的生成数据列比原始数据列的随机波动性减弱了，内在的规律性显现出来了。对于生成数据列可以建立白化形式的微分方程，它称为一阶灰色微分方程记为，即一阶一个变量的微分方程：其中和是待定参数。

该方程的解为：

该式称为时间反应方程。记参数列为或可以利用最小二乘法求解：

2．建立灰色模型其中,3．后验差检验为检验按灰色模型预测的可信性，需要进行后验差检验。原始数据列的实际数据的平均值和方差分别为：把第项数据的原始数据值与计算的估计值之差称作第K项残差

则整个数据列所有数据项的残差的平均值和方差分别为：

通过计算后验差比值和小误差频率来进行后验差检验。（1）后验差比值。按定义，后验差比值为

后验差比值越小越好。小则意味着小而大，即尽管原始数据很离散，按灰色模型计算的估计值与实际值很接近。（2）小误差频率。按定义，小误差频率为残差与残差平均值之差小于给定值的频率：小误差频率越大越好。

根据后验差比值和小误差频率可以综合评价模型的精度，见表15-3。

表15-3后验差精度等级精度等级小误差频率后验差比值好合格勉强不合格4．残差模型如果经过后验差检验根据原始数据列建立的灰色模型不合格，可以建立残差模型对原模型修正。对累加生成的数据列的数据项计算残差：组成残差数据列

一般只用部分残差而不是全部残差建立残差模型，即。

将残差数据列进行累加生成得到残差累加生成数据列，建立一阶微分方程：

该方程的解为：

把残差估计值加到生成数据列的对应项上，得到修正后的模型。一般地，从保证预测精度考虑，只对生成数据列的最后几个数据项进行修正。设对生成数据列的第项以后的数据项修正，则修正后的第项的估计值为：5．举例某矿某年3-7月份的轻伤事故情况如表15-4所示。

表15-4轻伤事故人次月份34567轻伤人次2629313334该例中，原始数据列为：

累加生成数列为：

根据（15-5），所以，

本例中，

所以，

即，本例的事故预测公式为：为了得到原始数列的预测值，需要将生成数列的预测值作累减还原为原始值，即根据下式求得：生成数列的预测值、原始数列的还原值分别如表15-5，15-6所示。

15-5生成数列的预测值与误差检验K02626015555.27-0.2728686.14-0.143119118.700.304153153.03-0.0315-6原始数列的还原值与误差检验

K12626022929.27-0.2733130.870.1343332.560.4453434.33-0.33平均值30.630.606-0.006数据方差和残差方差分别为：

后验差比值为：小误差频率

所以

根据和的评价标准（表15-3），本例题的预测结果的评价等级为“好”。采用可对8月的轻伤事故进行预测。即根据预测，如果不能采取更有效的事故预防措施的话，下一月份的轻伤事故人次将是36人。二、事故预防

在防止人为失误和预防事故方面，人类已积累了丰富的经验，提出了许多行之有效的办法，并且这方面的研究工作不断发展。下面就介绍几种针对不同事故致因理论而提出的事故预防对策。

通过对人为失误与事故产生的原因进行分析，发现无论是人为失误，还是事故的发生都离不开人、机器设备、环境及管理等各因素。人因工程学认为，引起错误的环境与引起事故的环境有着一致性，所有的事故都是以错误开始。把防止人为失误和预防事故的对策归纳合并起来，并从人因工程学角度分析，分别从人的方面、机械设备方面、作业环境方面和管理方面提出对策。（一）根据4M法理论提出的事故预防对策（1）要创造一种和睦、严肃的车间安全气氛不放过任何违反规程和工作错误之类的事。防止出现违反规程的事，防止不安全行为；对于不熟练的操作者，要重点注意；开展班组活动，进行安全分拆，有异常现象能够预知，并研讨对策。（2）重视危险物的处理使作业者意识到危险物发生事故的严重后果，并在行动上慎重，要注意遵守安全操作规程，认真操作。（3）提高危险作业时的大脑意识水平。1．人的因素方面的对策（4）提高预知危险的能力扩大和充实安全教育内容，分析研究大量事故案例提高每一位作业者安全分析和预知危险的能力使用安全检查表进行检查监督（5）要防止在集中精神从事作业时由于意外事件的插入而产生失误（6）紧急事态时的对策紧急状态下大脑的意识水平低，思维能力下降，误操作概率上升，极易发生事故。因此，对于非常事件、突发事件等紧急事态，应预先制定对策，并进行反复训练。以便一旦发生紧急事态就能做出条件反射式的对策行动，避免事故发生。

1．人的因素方面的对策（续1）（1）要根据人体特性来设计设备或系统如显示器的信号，控制装置的操作，紧急操作部件的安全标志，设备的大小、高度、视野要求等。（2）设备或系统要“简单”以减少差错和事故如紧急事态控制装置可采用“一触即关闭”的结构方式。要设置必要的信息反馈系统和报警系统。（3）合理安排显示器、控制器显示装置应考虑视觉特性；合理利用感觉系统的信息接受方式，合理分配信息容量；适当运用色彩、形状编码，使控制器易于区分合理安排显示器与控制器的布局，便于信息的处理和交换。2．设备方面的对策（4）对于重要的设备或系统，可以使用联锁（闭锁）装置、故障安全装置、自动安全装置等安全性设计的方法，确保安全。（5）通过设置防护装置把人与生产中危险部分隔离对管道的高热部分、机器的运转部分、机器设备上容易触及的导电部分及可能使人坠落、跌伤的地方等，可根据用途和工作条件不同，设置防护罩、防护网、围栏、挡板等，使防护装置的形式、大小与机器设备被隔离部分完全适应，不妨碍生产操作，不得随意拆卸。（6）科学设计信号装置颜色信号必须鲜明，容易辨认；音响信号必须高于工作环境的噪声；指示仪表必须准确、清晰。信号装置必须定期检查维护。（7）有缺陷的设备、工具及时修理或更换。2．设备方面的对策（续）

（1）从人的因素出发，改善作业环境把微气候、照明、噪声条件及作业和休息时间控制在适宜的水平，使作业者能在精力旺盛和意识集中的条件下作业，避免发生事故。（2）根据人的特点创造适宜的作业条件为作业者创造适合感觉器官和运动器官的作业条件，达到易看、易听、易判断、易操作、极少干扰和在舒适姿势下进行作业。

（3）开展文明生产，作业场所实行定置管理工作现场的原材料、半成品、产品等整洁、定置摆放，工具、备品备件合理存放，安全通道通畅，工作地有足够的作业空间。

3．环境与媒介方面的对策（4）危险牌示和识别标志危险牌示要设在显明易见的地方，文字简明，含义明确，字迹鲜明易认。识别标志常使用清晰、醒目的颜色、标记形象使人一目了然。（5）绿化净化车间、厂区环境（6）对于非正常作业要事先制定作业指导书，其中要写明预定的方法以及不能实行时所应采取的对策；应明确紧急通话时的有效方式或规定用语，防止出现令人听不懂的用语而耽误时间；工程施工等非固定作业中所使用的指示或标志要色彩醒目，图示清晰，易于感知。3．环境与媒介方面的对策（1）加强组织领导（2）职业选择和培训1）职业选择企业应根据岗位、工种特点、对求职者所应具备的必要的知识、技能、能力、性格等进行考核，选择合适的人员。2）职业训练必须对入选人员进行培训，其中包括操作培训、技术培训、能力培训和安全培训等。通过对有关事故的原因及情况进行理论分析及模拟训练，可以训练其对紧急情况做出正确反应的能力。

4．管理方面的对策（3）安全教育安全教育包括安全生产的思想教育、劳动保护知识教育、劳动纪律教育、安全技术知识和规程教育、典型经验和事故教训的教育等。根据不同教育对象，采用多层次、多途径、多形式进行，对新入厂实习人员实行三级教育（入厂教育、车间教育、岗位教育）。对在岗的作业者，要防止麻痹思想，采取班前班后开安全会、安全日、安全技术交流会、事故现场会、安全教育陈列展览、放映安全教育影片以及安全操作自我检查等形式，进行常备不懈的教育。关键岗位应开展危险预知训练，提高作业者对危险的辨识能力。4．管理方面的对策（续1）（4）作业管理采用行政和经济手段，推行各工种的标准化作业，减少人为失误；建立必要的操作标准监督岗，让工人之间、上下级之间相互督促执行操作标准；合理安排作息时间，积极采取保健措施，消除作业人员的疲劳；按规定实行加班作业，禁止连续加班和患病坚持工作；减少单调作业时间或对单调作业进行改进，减少单调作业引起的失误；制定各种措施，提高工人的工作积极性。

4．管理方面的对策（续2）能量转移论事故是由认为事故是由能量的转移或意外释放造成的。其预防对策是防护能量逆流于人体。Haddon认为，在一定条件下某种形式的能量能否产生伤害、造成人员伤亡事故，应取决于：（1）人接触能量的大小；（2）接触时间和频率；（3）力的集中程度，他认为预防能量转移的安全措施可用屏障树（防护系统）的理论加以阐明；（4）屏障设置得越早，效果越好。（二）根据“能量转移论”提出的事故预防对策能量的类型1.势能（Potentialenergy）；2.动能（Kineticenergy）；3.热能（Heatenergy）；4.化学能（Chemicalenergy）；5.电能（Electricenergy）；6.原子能（Atomicenergy）；7.辐射能（Radioactiveenergy）：8.声能（Soundenergy）；9.生物能（Biologicalenergy）事故预防对策

防护能量逆流于人体的方法大致分为以下类型：（1）限制能量或分散风险如限制行车速度；规定矿井照明用低压电；限制一次运输量和仓库的贮存量；限制一次同时起爆的炸药量；提升运输时限制速度和载重量等。（2）用较安全的能源取代危险性大的能源用水力采煤取代爆破采煤应用二氧化碳灭火剂代替四氯化碳用液压动力代替电力；事故预防对策（续1）（3）防止能量蓄积如控制爆炸性气体（如瓦斯）的浓度应用低高度的位能溜井放矿尽量不要放空（减少和释放位能）等。（4）控制能量释放采用保护性容器采用减振装置吸收冲击能量使有害的能量保持在有限的空间内（如耐压氧气罐、盛装辐射性同位素的专用容器）。（5）延缓能量释放如采用安全阀、逸出阀、吸收振动装置等。（6）开辟释放能量的渠道如煤矿井下接地电线，抽放煤体中的瓦斯，预先疏干溶洞地下水等，通过局部通风装置抽排炮烟等。在压力容器上设置安全阀事故预防对策（续2）事故预防对策（续3）（7）设置屏障屏障是一些防止人体与能量接触的物体。屏障的设置有三种形式：1）屏障被设置在能源上。如机械运动部件的防护罩、电器的外绝缘层、消声器、排风罩等；2）屏障设置在人与能源之间。如安全围栏、防火门、防爆墙等；3）由人员佩戴的屏障即个人防护用品。如安全帽、手套、防护服、口罩等。事故预防对策（4）（8）提高防护标准如采用双重绝缘工具、低电压回路、连续监测和远距遥控等，增强对伤害的抵抗能力。（9）改善效果及防止损失扩大如改变工艺流程，变不安全流程不安全流程，搞好急救

。（10）防止外力造成的危险如支护密度的设计；采场的跨度、暴露的空间一定要根据地压的大小确定。1、造成事故的原因（海因里希提出）（1）不正确的态度即个别职工忽视安全，甚至故意采取不安全行为；（2）技术知识不足即缺乏安全生产知识，缺少经验或操作技术不熟练；（3）身体不适生理状态或健康状况不佳，如听力、视力不