人员可靠性分析方法在石油天然气行业中的应用

人员可靠性分析方法在石油天然气行业中的应用什么是人员可靠性分析近些年来，技术手段的发展（如保护设计、冗余设计等）使得系统和设备的可靠性逐步提高，因技术失效造成的事故数量呈现下降的趋势。然而系统可靠性中还有一个重要因素——人。人们观察到，人的因素对于事故的贡献无论是统计数据上还是后果上都非常之高。尽管精确的数据很难得到，但是很多专家估计60-90%的事故都与人员的失误有关。除了造成严重后果的事故，人员失误也常常影响运行绩效、产品质量、运营成本等方面。因此，需要有一种方法对于人员的可靠性进行评价，从而降低发生人员失误的可能性。人员可靠性分析（HumanReliabilityAnalysis/HRA）是一种结构化的方法，其目标是识别潜在的人员失误事件，并利用数据、模型、专家判断的手段评估其发生的概率。通过进行人员可靠性分析（HRA），可以识别人员操作任务中容易出错的薄弱环节，并为提高人员操作可靠性进而提高整个系统的可靠性提供指导。人员可靠性分析（HRA）常常在大型定量化风险评价分析中作为其组成部分进行，但是也可以作为独立分析进行，例如支持人因工程分析、事故调查、系统可靠性设计等。HRA的应用情况人员可靠性分析（HRA）已经在高安全要求的核电行业有很成熟和广泛的应用。HRA作为核电总体定量化风险评价（概率安全分析/PSA）的一部分，对事故前、事故后、以及引发事故的人员动作进行全面系统的定性和定量分析，并用于指导系统设计、人机接口设计、优化操作规程、制定培训大纲等方面。人员可靠性分析在航空航天、汽车制造、机械加工、地面铁路交通等方面的应用目前也比较成熟，而且有着系统的方法论和工具。但在石油天然气行业，HRA的应用，无论是在广度还是在深度上，都比较有限。部分原因可能是由于在全球范围内没有一个普遍接受的定量化风险分析QRA（QuantitativeRiskAnalysis）要求。且在一些国家，QRA并不是必须的。虽然在一些国家的油气行业，已经开展了不少QRA分析，但这些QRA分析往往还是以硬件为目标对象，分析硬件的可靠性为主，对人员可靠性的分析及其应用还不全面、不系统。目前在海洋石油（offshore）设施的QRA分析中，有一个趋势就是在QRA中更加系统地进行HRA分析。近几年挪威的石油工业和挪威研究委员会资助了一个研究项目，用于分析、调整和开发适用于石油行业的HRA应用。此研究项目所开发的方法名称是Petro-HRA，它是基于SPAR-H（StandardizedPlantAnalysisRisk-HumanReliabilityAnalysis）方法，结合石油行业的情况开发的。Petro-HRA方法介绍Petro-HRA方法用于估计始发事件（即事故或事件）发生后人员动作的失误概率，用于给QRA提供输入（例如QRA分析中某安全系统的手动启动操作失效概率）。下图给出了Petro-HRA的主要步骤，其展示了Petro-HRA与QRA之间的接口关系，以及其与设施之间的接口关系（即通过HRA分析为设施的优化给出建议）。具体来说，Petro-HRA方法包括如下7个步骤：1.事故/事件情景定义。确定分析的范围和边界，包括对QRA模型进行研究以了解HRA在整个风险分析和安全屏障中的作用。2.定性信息采集。通过对现场操作人员的参观、访谈、讨论以及文档分析，收集分析所需要的信息，从而可以详细地描述人员操作任务。3.任务分析。描述操作任务的各个步骤（即人员动作），从而将收集到的信息系统地关联到人员操作任务，以利于后续分析。4.人员失误的识别。识别人员操作任务各个步骤中可能的人员失误，描述可能的后果，以及恢复的机会，并分析影响人员失误概率的绩效形成因子（PerformanceShapingFactors/PSFs)，如：可用时间、压力/紧张水平、人物复杂程度、经验/培训水平、操作规程、人机界面、安全意识、工作和管理支持、团队协作、工作环境等。5.人员失误的建模。对任务的结构化体现，从而可以通过第6步进行整个任务的定量化。6.人员失误的定量化。根据对绩效形成因子的分析对人员失误进行定量化，并检查失误概率的合理性。7.人员失误的减少分析。提出一系列减少人员失误的对策措施，包括防止人员失误的出现，以及减缓人员失误的影响后果。Petro-HRA方法强调定性和定量分析一样重要。该方法可以用于早期设计方案的选择，也可以提供减少人员失误的措施和找出需要改进的薄弱环节，比如人机界面、培训计划、操作规程等。此外，定量化的分析方法，可以为优化人员可靠性的措施根据效果进行排序，从而更好的实现投入和产出的平衡。与海上油气产