安全人机工程学第六章

2023/5/1第1页第六章

人因事故分析与预防第一节人因对系统安全的作用与影响一、人因事故的危害性和严重性据E.Hollnagel1998年统计，从20世纪60年代到20世纪90年代，在所有工业事故中包含人因失误的事故从20%扩大到80%以上。特别是许多重大事故的原因几乎均源于人的因素这些事故不仅造成人类生命财产、生存环境的巨大灾难，而且给社会发展带来了极大的负面影响，在人们心理上投下的阴影不可估量。各行业中人因事故所占比例

行业名称人因事故的比例资料来源航空70%－80%中国安全科学学报，2002，12（5）道路交通57%完全由人因引起，90%包含人因的贡献HumanErrorinRoadAccidents.GreenM.,JohnW.Senders石油化工60%以上日本，1991核电60%以上HollnagelE.CREAM.2-3.ElsevierScienceLtd.1998矿山85％中国，1996钢铁冶金90％中国，1996人因事故：人机系统70％－90％(21世纪初）核电站

国际55％－85％国内70％

近年来公众熟知的一些重大人因事故压水堆原理示意图二、大规模复偶杂系统中人因事划故产生康的主要已原因1、人始铃终是系舅统的中高心和主洽宰者2、人固有岭的内在弱隐点3、复杂葛社会技午术系统糟的特征来及对人厚因的影起响1、人仍是豪系统的中亚心和主宰员者人的作用窗的不可替轧代性。尽管系陷统的自违动化程盯度提高抓了，但赏归根结猎底还要扮由人来但控制操屑作，要隙人来设馅计、制蝴造、组可织、维枪修、训盛练，要帽人来决嚼策，即签使所谓坑的智能焦系统也案仅只是台局部替盛代最终捉决策的鉴前期动紧作，因器而，人户在系统嘉中的作视用不是针削弱了糟，而是田更加重纤要和突吗出了。系统自动佩化程度的臭提高带来凯了人因失污误的迁移其。由运行露中操作熊型的直基接人误虑转变为振对自动绪化系统卫设计、蓝维护、予测试、殃检测、椅管理等破间接人嚼误。系统智能份化程度的卧提高导致熊失误类型刻由疏忽等榨较低层次臭的认知失诞误向诊断盼、判断、抓决策等较填高层次的沟认知失误听类型转变纠。2）人的编内在弱看点两大方面机体生理啊界限体力界限棋、反应速冠度界限、巩精度界限关、生物节矩律界限和尖对外部环耽境变化的萝容许界限秧等。人作为一乒种现实的阴机体不可史能随心所唇欲、完美肃无缺。202厉3/4农/25第40页四、人机工填程学的手研究目曾的设计机器盏和设备及皂工艺流程召、工具以宽及信息传跪递装置与沙信息控制锦设备时，完必须考虑搂人的各种亲因素---生理的和普心理的及是人体测量盈参数、生贿物力学的痕需要与可钟能；使人操作蒙简便、省昼力、快速敲而准确；使人的独工作条散件和工环作环境扶安全卫参生和舒把适；最终目的团是为了使炭人机系统梦协调，保敞障安全健蔑康和提高扣工作效率接。主体的龙意识界的限主体内部哨意识和动忙机、期望型，实践基郑础上的感盟知，在环睡境条件下纯的情感，旺对感知的推提炼和把垮握规律性伶的能力，破以及对自俊我行为的蝇规划能力秧等。人作为一员种现实的脊反映意识鞋体，它与获机体的生好理界限和予客观事物舅的真实性皇具有相当恐程度的镶庭嵌性和背洞离性，认山识上的弱描点总是客决观的。人生理、姥心理、社咱会、精神境等特性的龟并存，导叹致了人的越复杂性、象灵活性、砍适应性和港可塑性，滥也决定了姓人在不同礼条件下行裂为的难以筐控制性、椒不确定性高和随机性吴，并且其乒失误机理衡的复杂性陡远远超过闯了机械、魂电子设备鹿，使得对苍人因失误瞧的辨识和布预防比硬省件要困难脸的多。控制采集信息人系统

早期手工作业系统中人与系统的关系3、复杂社宪会技术系币统的特征及对人访因的影岸响控制采集信息人系统机械、电子信息采集单元机械、电子控制单元智能化信息处理系统

现代自动化系统中人与系统的关系复杂社绢会技术纱系统的升特征（Rea镜son特,19胀90)系统更贵加自动椒化系统更东加复杂缝和危险系统具有任更多的防译御装置系统更吼加不透色明系统更除加自动属化操作人员据的工作由缸过去以“操作”为主变为喜监视—决策—控制。楼人因失喂误发生荒的可能航性、尤渗其是后蝇果及影址响变得仍更大了互。系统更加备复杂和危坦险大量地使贷用计算机秃使得系统铅间相互作宣用更加复柏杂、耦合仰更加紧密恒，同时使溜得大量的木潜在危险脏集中在较徐少几人身坏上（如中喂央控制人电员）。系统具有仿更多的防苹御装置为了防钞止技术糊失效和谜人误对宽系统运耻行安全肤的威胁挖，普遍抚采用了唤多重、炒多样专船设安全非装置。担这些装华置大大美提高了斜系统的湿安全性拦。但另舌一方面狡，对这济些安全此装置的驰依赖性幅又降低励了操作讲人员对凭系统危泄险性的有警觉性击。同时训，这些夜安全装容置仍可抖能由于乘人误而摄失效—如切尔慨诺贝利唇核电站命事故（对实验过槐程中关敏闭安全见保护装腔置），漂因而它础们也就宋是系统已最大的言薄弱环坡节。系统更加嘴不透明系统的演高度复掏杂性、右耦合性柳和大量匀的防御掏装置增桃加了系竟统内部消行为的伴模糊性剃，管理便人员、值维护人您员、操宏作人员蠢经常不谨知道系孝统内正垒在发生劫什么，唐也不理娇解系统景可以做挥什么。三、人因对踪蝶系统安岂全的正毅面作用人的才智晓在查出和东消除潜在弱的问题方殿面是十分酸有效的。提高人挤的可靠彻性、包斥括组织雪的可靠耳性是增庸强系统坦安全性甚的重要梯途径。一、基候本概念人因可现靠性：人对于系冷统的可靠遵性所必须且完成的活动的成功攀概率。人的可肾靠性，恳人为可联靠性，酸人员可未靠性人因失丛误(hum租ane榴rror器)：人未能匀精确地汇、恰当浪地、壮充分率地、可猜接受地要完成所帆规定的射绩效标店准范围标内的任刮务。人为失误俯，人为错继误，人的晓失误，人废误人因可靠睛性分析（HRA：Hum亩an槐Rel蓄iab违ili杠ty蚁Ana弓lys说is)摧:以人因工罚程、系统叹分析、认家知科学、孕概率统计对、行为科掏学等学科骄为理论基皱础，以对汽人的可靠鉴性进行定亮性与定量菊分析和评税价为中心距内容，以撞分析、预或测、减少梯与预防人相的失误为胃研究目标备。第二节酒人因事故隆分析的基毯本方法人的失坟误与人随的非安锤全行为2023道/4/2孙5第53页3、人的失丛误特点人的失纺误的重潜复性；人引发遇的失效已的潜在记性和不奶可逆转敢性；人的失误灾行为往往竿是情景环缓境（Cont齿ext）驱使产的；人的行为书的固有可歼变性；人的失误题的可修复孔性；人具有絮学习的爬能力。202笨3/4眠/25第54页4、人-系统的悉交互作园用人-系统交互铸作用（Hum逐an-但Sys考tem炭In逃ter独act共ion颗s,右HIs）是描灰述人与趟系统之擦间的所焰有可能撤的界面搏关系，川包括管剪理、运志行、维洪修等环押节。在区复杂人培－机系日统中，踏人在异船常工况论下的响肿应行为第是由大谱量的不吸同的人-系统交莫互作用晓组成的央，它们昼对于事怠故的进农程起着销至关重康要的作抓用。一回方面，某人能够岂作为事痒件/事故的胶引发者慰和扩大法者；另深一方面皇，人也异能够成馆为事故扶的缓解晚者。如亦核电厂借控制室摔里的HIs是指运太行班组/操纵员拍对于症去状信号材的响应速。症状径信号包期括报警泉器、参挎数显示曾器等，缠人员响株应包括胁控制操柿作、通肿讯交流饼和规程泼选择等师。HIs分类是人毕因可靠性真分析（Huma剂nR律elia浮bili名tyA辰naly告sis,坚HRA）的基础来。5、人的行蜂为类型技能型阿行为(Sk岛ill祥-ba筛sed膝be盒hav等ior勾)只依赖于沫人员的实随践水平和比完成该项崇任务的经也验，是个吗体对外界临刺激或需注求的一种僵条件反射正式、下意挥识的反应规则型行率为(Ru路le-佩bas尸ed扔beh谊avi魔or)人的行嫁为由一态组规则耕或协议飘所控制累、所支薄配知识型行觉为(Kno市wled播ge-b供ased丑beh购avio征r)当遇到姑新鲜情鹿景，没影有现成员可用的喷规程，棋操作人盆员必须耐依靠自在己的知庙识和经鸣验进行际分析诊丢断及处垒理2023歉/4/2应5第56页6、人的征行为形遮成因子联（PSF贤s）Swai匀n将任何献影响人赵的行为尿的因素另称为行潜为形成饶因子（Perf骡orma胜nce臣Shap杯ing孙Fact顶ors,扶PSF野s），他把PSFs分为三若大类：漠（1）外部PSFs，个人因井素之外的附；（2）内部PSFs，人员僵自身的姑；（3）应激水倘平。张力199先2年将PSF瓣s定义扩充国为：对人楚的认识、乡丰判断、行犁动过程产示生（不利膛）影响的擦物理的、启精神的（便或外部的愈、内部的轿）因素，脑包括人-机界面裳、人的浸内因、璃作业特辣性、组偶织管理宋和外部智原因等涨五个方雨面。二、大规验模复杂人—机系统吵运行控摆制特征及晚人因失肉误分类议与产生虫机制分瓣析1、大规蠢模复杂荐人-机系统鲜运行控叶制特征其特征戚为：监视－确芝认－决策书－控制2、大规模横复杂人－邮机系统人速因失误分橡类与产生蔑机制（见图6－2）识别确认（状况/状态）推理判断（状态/原因、理由）方案设计（原因、理由、预测/任务）（知识级）目标时间制约条件结合（状况/状态、状况/作业）结合（状况/作业规则）（规则级）知觉（注意焦点）任务自动的感觉操作模型（技能级）外界“状况”形成感觉（视听觉）利用可能的感觉输入（操作人员）（机械系统）操作动作仪表视声显示装置呈现系统状态信号系统状态检测系统大规模复杂人-机系统大规模复践杂人-机系统操误作人员认怜知行为模膏型操作人员途行为动态碧模型

技能级偏离规则级弄错知识级弄错行为类型常规行动解决问题解决问题操作模式按照熟知的例行方案无意识地自动处理依据选配模型半自动处理资源制约性的系列意识处理注意焦点现在的工作以外与问题相关联的事项与问题相关联的事项失误形式在行动中在应用规则中错误强烈多种多样失误的自己检出快速困难需他人帮助困难需他人帮助表6-23种失误颤类型的宜特征三、诱发人因贞事故的主正要因素①操作央人员个鸽体的原涉因②设计上骆的原因③作业上蜻的原因④运行程慈序上的原袖因⑤教育培忠训上的原暴因⑥信息久沟通方面刺的原因⑦组林织管理音因素202嘱3/4窄/25第62页输入信息处理输出行为特征

①注意力集中于一点

②无视，遗忘正常信息

③信息获取能力低下

④歪曲感知到的信息

⑤知觉能力麻痹

⑥知觉对象偏移①信息综合能力质量减退②提取信息能力低下③与记忆信息对照能力低下④判断内容检查能力低下⑤时间裕度过小评价①实施习惯动作②操作定位不良③操作连续性、灵活性低④不能协同作业⑤多余、过激操作⑥无目的操作⑦操作无反馈⑧不能操作表6－3紧急状态虹下人的行峰为四、人因失岗误结构腹与成因驴模型1、人因失弊误结构券模型2、人因事故税成因模型五、人因事故谋根原因分盆析方法事故根原定因：引发人因错事故最基眉本的原因鼓，如果该视原因（或久该组原因麦）被修正划，则可有税效防止此是类事故再穷度发生事故根疼原因分摧析技术洒：从事故的棵现象出发苗，追溯引租发人因事丢故的根原块因1）人悟因事故沙调查技蒸术

事故调查舌与资料收抬集

事件时序岂图初始状态事情

故障

事情

次级事情

后果2）刺故障模敏式分析鸦技术人因失裳误的基畜本故障歼模式姿：a.不注意兰细节b.判断错忆误c.承诺的任蓄务没有执纠行（完成猫）d.技能或语知识不语够e.精神状态峰不适合完怠成工作任哄务3）屏劫障分析技墙术屏障是副防范事落故发生腥的手段傍：实体出保护，草行政管拔理防范亲。防护屏障阅的失效，相导致事故俭的发生。屏障分析塞可找出防婆范体系的愧缺陷或漏不洞，从而册提出有效置的改进方况案。典型的含屏障：★物理屏弱障：声、衬光报警信罩号；各种杠安全保护裂设备；各落种警示性舰标牌；安灿全门、锁捡；各类应门急设备等★管理猪屏障：冒运行及泄维修工导作规程杂；人员淡培训与便教育；竭资格认僚定及人绣员任命卫；管理蓄条例；颜工作人串员的交蓬流方式湖；人员宿授权；伞人员的石相互监授管等原因因饺素分析已技术a.原因因仁素图屏障分析

原因因素初始状态事情故障事情后果次级事情

原因因素条件条件b.原因因素撑分析基本人源因事故够根原因厌因素心理因素物生理因响素个体因侮素猛环糠境条件鼓因素作业因描素恨运阻行规程灶因素教育培训绕因素病通尺讯因素管理因语素六、人因事故旺定量评价造方法1、人因失三误率预测骆法（THER馆P）：图1其简单的HRA事件树aAb/aSFFFB/ab/AB/A人员作业销成功概率们:Pr(露S)=打a(b/攻a)失败概率址:Pr(学F)=靠a(B/推a)+格A(b/A票)+A(B/炕A)行为形亲成因子置（PSF）修正HEP都=BH艺EP•(P质SF)1(PS惧F)2在…相关性污修正2、人的认闲知可靠性枣预测法（HCR）两个基命本假定：（1）人接员行为类呢型归结为狠技能型、运规则型和知识笋型三类（2）失误概率葛仅与允许逃时间t和执行右时间T1/2的比值挣有关，首且遵从要三参数夜的威布室尔分布扑：T1/2=T1/2，射n（1+K如1）（1+选K2）（1+豪K3）式中，t：允许操纵棋员进行响他应的时间T1/2：操纵员婶执行时胳间T1/2，倒n：一般状况聪的执行时群间K1：操作经坛验K2：心理压力K3：人机界面、、：操作人谁员行为类晴型参数表6-4参数、、选取表行为类型

熟练（SKILL）

0.4071.20.7规则（RULE）

0.6010.90.6知识（KNOWLEDGE）

0.7910.80.5表6-5贪HC技R模型的堆行为形香成因子车及其取耽值操作员经验(K1)1.专家，受过很好训练-0.222.平均训练水平0.003.新手，最小训练水平0.44心理压力(K2)1.严重应激情景0.442.潜在应激情景/高工作负荷0.283.最佳应激情况/正常0.004.低度应激/放松情况0.28人机界面（K3）1.优秀-0.222.良好0.003.中等（一般）0.444.较差0.785.极差0.92七、组织管爹理对人冻因事故领的作用池和影响组织管杠理失效絮四种主哪要模式万：组织规范邻失效组织沟键通失效组织功能芹失效组织文撇化失效防范组榜织失效侍基本对劈燕策：建立行政饼管理屏障拓宽组织怠沟通渠道咽，增强组局织效能建立安全贷文化体系第三节象人赴因事故私的预防一、人因事故息纵深防御篮系统技术手段颤＋组织手穷段＋文化桑手段主动型制人因事占故纵深破防御系吨统外部规章制度确立人因事故管理方针来自运行实践的反馈组织研究·安全文化评述·管理决策程序审查·组织机构及责任确定·传递网络审查·管理支持系统技术研究·人因准则评审·人因工程设计与改善·任务分析·失误分析与风险评估·导出事故减少策略·完成成本效益分析·实施选择策略运行阶段常规事故数据收集系统重要事故详细原因分析方针确份立阶段春预枝测分析胳阶段岔事故减知少策略删阶段终反馈华阶段3、管理支劣持系统职工参与·精神与情感介入·对过程中每位成员下放职责·参与的技术途径·反馈体系·消除班组、部门间的壁垒·建设性地运用社会压力·将参与作为一种指导思想技术方法·减少失误的装置与技术·有效的人员培训·运行经验反馈人误管理的整体研究健康的安全文化·对于失误的态度策略·强调失误的系统原因·识别现有的安全文化·在所有水平级上训练管理策略·管理体制支持失误减少活动·上级管理者勇于承担责任·资源、手段充足·责、权、利分明·避免冲突信息·目的连续一致·质量安全经济性统一二、人因事故再预防与减染少基础体烧系现代工业柴社会的特争性，决定眼了对事故渗的预防和胃减少必须腾采取纵深傅防御的战鹿略思想才夹可能奏效佣，即必须嗽国家、社纸会、企业燥和个人相铜互支持与繁配合，在裳一个广泛碎的基础上师构成事故最预防与减花少综合体袜系才可能翠实现。1政府的晋行政功习能国家个体企业政府职能社会化作用事故防范最小单元主要事故源执行层管理层

图6-12人因事故预防与减少基础体系政府的软行政功疑能主要瓣包括：行使政府报职能表征社会滩作用培养良好淘的社会文饿化环境和时经济环境对社会庙成员的方道德修奥养、文掉化素质仍、心理梢素掠质、技焰术素质快的培养扎。2、企业的银功能企业既俘是国家梨有关方睛针的执猜行层，俭又是对援具体事臂故防范哭的管理聋层。3、个体的主陷要职责不断提高伍安全文化场水平和安悠全技术素唯质。增强安全毕意识，自矛觉、主动雨地接收外兼界安全信犹息。加强对人床因失误和刘事故的辨首识力和防壶范性以及闻安全应变暖能力。第四节鞭人因事故圆分析面临的新问雀题与发身展趋势一、人因分镰析面临察的问题1、人因分借析的难度(1)人的特性棚：生理，促心理，社旗会，文化气，变化多屑样性和复貌杂性(2)不仅需研究行旁为者本身却，还需研茧究行为者察与系统中秧其他元素显的关系(3)人与人测之间的肥个体差幻玉异，致绵使研究趴结果具旅有不确怕定性,或难以有帐准确性(4)对控制人杠行为、特挨别是认知岸行为的大良脑机能，暖至今尚未偿完全弄清称楚(5)人因失剥误的突钳发性和吵无序性躁，使得锄其数据揭收集和雕掌握规杯律很困加难,所以人景因数据研库建设闻多年进韵展缓慢(6)人员失误规构成潜在卷的失效，溜致使大量创人因信息洲丢失2.对人因的图再认识人适机乓机宜刻人靠人机阻匹配沉以人为逃中心从个体到屑“系统中炮、组织中慕的人”，智人的社会抓属性和精春神属性，腔组织管理艇对人员可禁靠性的作予用组织也可话能犯错误保，组织错胶误归根到惜底也是一娘种人因错肯误，且对煮复杂系统枪而言，组迈织错误是词对其安全芳性最大的泄潜在威胁典型的组码织错误包西括管理制得度缺陷、何不充分的火培训、管理者剃的错误副决策等由于个厨体失误搞和组织六失误的茶并存，渠人因失偿误只能铅通过不晒断加强喘管理、暖改善管威理来减造少或弱耍化它的央影响3、环境与按人行为煮的关系●环境是饼围绕主蛛体，并沿对主体屿行为产正生影响挑的外界全事物●人通过各园种感觉通来道从环境坛中获得关唐于行为意胳义的信息，并示运用这呢一信息各，建立缓支配某恩种心理锅过程的裤动机和决定踩行为的珠方式，状进而通机过行为狭的实施苦来适应多与改造环境还。●在相对稳陶定的条件警下，人力伶图适应环啦境，以降拢低自身的损耗，拢同时又力仔图改造环挑境，以满耕足自身更露高的需求●人类自建然属性些与社会侨属性的征并存，选使得在穷一定界旦限内，人胖与环境旗保持着万一种相末互协调膏、相互垮适应的摊动态平衡。4、人的附可靠性沃分析（HRA）方法多问题●迄今为岛止，HRA已有数十拾种方法，歼它们被划偷分为以THER导P（人误率第预测技术床）为代表归的第一代稳或称为静责态的基于阳专家判断夜与统计分壮析相结合袍的HRA方法和目翠前正在兴劣起的称为风动态的基甚于认知科路学的第二棉代HRA方法。