安全人機(jī)工程學(xué)第六章2025/5/7第六章

人因事故分析與預(yù)防第一節(jié)人因?qū)ο到y(tǒng)安全的作用與影響一、人因事故的危害性和嚴(yán)重性據(jù)E.Hollnagel1998年統(tǒng)計，從20世紀(jì)6020世紀(jì)90年代，在所有工業(yè)事故中包含人因失誤的事故從20%擴(kuò)大到80%以上。特別是許多重大事故的原因幾乎均源于人的因素這些事故不僅造成人類生命財產(chǎn)、生存環(huán)境的巨大災(zāi)難，而且給社會發(fā)展帶來了極大的負(fù)面影響，在人們心理上投下的陰影不可估量。各行業(yè)中人因事故所占比例

行業(yè)名稱人因事故的比例資料來源航空70%－80%中國安全科學(xué)學(xué)報，2002，12（5）道路交通57%完全由人因引起，90%包含人因的貢獻(xiàn)HumanErrorinRoadAccidents.GreenM.,JohnW.Senders石油化工60%以上日本，1991核電60%以上HollnagelE.CREAM.2-3.ElsevierScienceLtd.1998礦山85％中國，1996鋼鐵冶金90％中國，1996人因事故：人機(jī)系統(tǒng)70％－90％(21世紀(jì)初）核電站

國際55％－85％國內(nèi)70％

近年來公眾熟知的一些重大人因事故壓水堆原理示意圖二、大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)中

人因事故產(chǎn)生的主要原因1、人始終是系統(tǒng)的中心和主宰者2、人固有的內(nèi)在弱點(diǎn)3、復(fù)雜社會技術(shù)系統(tǒng)的特征及對人因的影響1、人仍是系統(tǒng)的中心和主宰者人的作用的不可替代性。盡管系統(tǒng)的自動化程度提高了，但歸根結(jié)底還要由人來控制操作，要人來設(shè)計、制造、組織、維修、訓(xùn)練，要人來決策，即使所謂的智能系統(tǒng)也僅只是局部替代最終決策的前期動作，因而，人在系統(tǒng)中的作用不是削弱了，而是更加重要和突出了。系統(tǒng)自動化程度的提高帶來了人因失誤的遷移。由運(yùn)行中操作型的直接人誤轉(zhuǎn)變?yōu)閷ψ詣踊到y(tǒng)設(shè)計、維護(hù)、測試、檢測、管理等間接人誤。系統(tǒng)智能化程度的提高導(dǎo)致失誤類型由疏忽等較低層次的認(rèn)知失誤向診斷、判斷、決策等較高層次的認(rèn)知失誤類型轉(zhuǎn)變。2）人的內(nèi)在弱點(diǎn)

兩大方面

機(jī)體生理界限體力界限、反應(yīng)速度界限、精度界限、生物節(jié)律界限和對外部環(huán)境變化的容許界限等。人作為一種現(xiàn)實(shí)的機(jī)體不可能隨心所欲、完美無缺。2025/5/7四、人機(jī)工程學(xué)的研究目的

設(shè)計機(jī)器和設(shè)備及工藝流程、工具以及信息傳遞裝置與信息控制設(shè)備時，必須考慮人的各種因素---生理的和心理的及人體測量參數(shù)、生物力學(xué)的需要與可能；使人操作簡便、省力、快速而準(zhǔn)確；使人的工作條件和工作環(huán)境安全衛(wèi)生和舒適；最終目的是為了使人機(jī)系統(tǒng)協(xié)調(diào)，保障安全健康和提高工作效率。

主體的意識界限

主體內(nèi)部意識和動機(jī)、期望，實(shí)踐基礎(chǔ)上的感知，在環(huán)境條件下的情感，對感知的提煉和把握規(guī)律性的能力，以及對自我行為的規(guī)劃能力等。人作為一種現(xiàn)實(shí)的反映意識體，它與機(jī)體的生理界限和客觀事物的真實(shí)性具有相當(dāng)程度的鑲嵌性和背離性，認(rèn)識上的弱點(diǎn)總是客觀的。

人生理、心理、社會、精神等特性的并存，導(dǎo)致了人的復(fù)雜性、靈活性、適應(yīng)性和可塑性，也決定了人在不同條件下行為的難以控制性、不確定性和隨機(jī)性，并且其失誤機(jī)理的復(fù)雜性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了機(jī)械、電子設(shè)備，使得對人因失誤的辨識和預(yù)防比硬件要困難的多。

控制采集信息人系統(tǒng)

早期手工作業(yè)系統(tǒng)中人與系統(tǒng)的關(guān)系3、復(fù)雜社會技術(shù)系統(tǒng)的特征及對人因的影響控制采集信息人系統(tǒng)機(jī)械、電子信息采集單元機(jī)械、電子控制單元智能化信息處理系統(tǒng)

現(xiàn)代自動化系統(tǒng)中人與系統(tǒng)的關(guān)系復(fù)雜社會技術(shù)系統(tǒng)的特征（Reason,1990)系統(tǒng)更加自動化系統(tǒng)更加復(fù)雜和危險系統(tǒng)具有更多的防御裝置系統(tǒng)更加不透明系統(tǒng)更加自動化操作人員的工作由過去以“操作”為主變?yōu)楸O(jiān)視—決策—控制。人因失誤發(fā)生的可能性、尤其是后果及影響變得更大了。系統(tǒng)更加復(fù)雜和危險大量地使用計算機(jī)使得系統(tǒng)間相互作用更加復(fù)雜、耦合更加緊密，同時使得大量的潛在危險集中在較少幾人身上（如中央控制人員）。

系統(tǒng)具有更多的防御裝置為了防止技術(shù)失效和人誤對系統(tǒng)運(yùn)行安全的威脅，普遍采用了多重、多樣專設(shè)安全裝置。這些裝置大大提高了系統(tǒng)的安全性。但另一方面，對這些安全裝置的依賴性又降低了操作人員對系統(tǒng)危險性的警覺性。同時，這些安全裝置仍可能由于人誤而失效—如切爾諾貝利核電站事故（實(shí)驗(yàn)過程中關(guān)閉安全保護(hù)裝置），因而它們也就是系統(tǒng)最大的薄弱環(huán)節(jié)。系統(tǒng)更加不透明

系統(tǒng)的高度復(fù)雜性、耦合性和大量的防御裝置增加了系統(tǒng)內(nèi)部行為的模糊性，管理人員、維護(hù)人員、操作人員經(jīng)常不知道系統(tǒng)內(nèi)正在發(fā)生什么，也不理解系統(tǒng)可以做什么。三、人因?qū)ο到y(tǒng)安全的正面作用

人的才智在查出和消除潛在的問題方面是十分有效的。提高人的可靠性、包括組織的可靠性是增強(qiáng)系統(tǒng)安全性的重要途徑。一、基本概念人因可靠性：人對于系統(tǒng)的可靠性所必須完成的活動的成功概率。人的可靠性，人為可靠性，人員可靠性人因失誤(humanerror)：人未能精確地、恰當(dāng)?shù)?、充分地、可接受地完成所?guī)定的績效標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的任務(wù)。人為失誤，人為錯誤，人的失誤，人誤人因可靠性分析（HRA：HumanReliabilityAnalysis):以人因工程、系統(tǒng)分析、認(rèn)知科學(xué)、概率統(tǒng)計、行為科學(xué)等學(xué)科為理論基礎(chǔ)，以對人的可靠性進(jìn)行定性與定量分析和評價為中心內(nèi)容，以分析、預(yù)測、減少與預(yù)防人的失誤為研究目標(biāo)。第二節(jié)人因事故分析的基本方法人的失誤與人的非安全行為2025/5/73、人的失誤特點(diǎn)人的失誤的重復(fù)性；人引發(fā)的失效的潛在性和不可逆轉(zhuǎn)性；人的失誤行為往往是情景環(huán)境（Context）驅(qū)使的；人的行為的固有可變性；人的失誤的可修復(fù)性；人具有學(xué)習(xí)的能力。

2025/5/74、人-系統(tǒng)的交互作用人-系統(tǒng)交互作用（Human-SystemInteractions,HIs）是描述人與系統(tǒng)之間的所有可能的界面關(guān)系，包括管理、運(yùn)行、維修等環(huán)節(jié)。在復(fù)雜人－機(jī)系統(tǒng)中，人在異常工況下的響應(yīng)行為是由大量的不同的人-系統(tǒng)交互作用組成的，它們對于事故的進(jìn)程起著至關(guān)重要的作用。一方面，人能夠作為事件/事故的引發(fā)者和擴(kuò)大者；另一方面，人也能夠成為事故的緩解者。如核電廠控制室里的HIs是指運(yùn)行班組/操縱員對于癥狀信號的響應(yīng)。癥狀信號包括報警器、參數(shù)顯示器等，人員響應(yīng)包括控制操作、通訊交流和規(guī)程選擇等。HIs分類是人因可靠性分析（HumanReliabilityAnalysis,HRA）的基礎(chǔ)。5、人的行為類型技能型行為(Skill-basedbehavior)

只依賴于人員的實(shí)踐水平和完成該項(xiàng)任務(wù)的經(jīng)驗(yàn)，是個體對外界刺激或需求的一種條件反射式、下意識的反應(yīng)規(guī)則型行為(Rule-basedbehavior)

人的行為由一組規(guī)則或協(xié)議所控制、所支配知識型行為(Knowledge-basedbehavior)

當(dāng)遇到新鮮情景，沒有現(xiàn)成可用的規(guī)程，操作人員必須依靠自己的知識和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析診斷及處理2025/5/76、人的行為形成因子（PSFs）

Swain將任何影響人的行為的因素稱為行為形成因子（PerformanceShapingFactors,PSFs），他把PSFs分為三大類：（1）外部PSFs，個人因素之外的；（2）內(nèi)部PSFs，人員自身的；（3）應(yīng)激水平。張力1992年將PSFs定義擴(kuò)充為：對人的認(rèn)識、判斷、行動過程產(chǎn)生（不利）影響的物理的、精神的（或外部的、內(nèi)部的）因素，包括人-機(jī)界面、人的內(nèi)因、作業(yè)特性、組織管理和外部原因等五個方面。二、大規(guī)模復(fù)雜人—機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行控制

特征及人因失誤分類與產(chǎn)生機(jī)制分析1、大規(guī)模復(fù)雜人-機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行控制特征其特征為：監(jiān)視－確認(rèn)－決策－控制2、大規(guī)模復(fù)雜人－機(jī)系統(tǒng)人因失誤分類與產(chǎn)生機(jī)制（見圖6－2）

識別確認(rèn)（狀況/狀態(tài)）推理判斷（狀態(tài)/原因、理由）方案設(shè)計（原因、理由、預(yù)測/任務(wù)）（知識級）目標(biāo)時間制約條件結(jié)合（狀況/狀態(tài)、狀況/作業(yè)）結(jié)合（狀況/作業(yè)規(guī)則）（規(guī)則級）知覺（注意焦點(diǎn)）任務(wù)自動的感覺操作模型（技能級）外界“狀況”形成感覺（視聽覺）利用可能的感覺輸入（操作人員）（機(jī)械系統(tǒng)）操作動作儀表視聲顯示裝置呈現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)信號系統(tǒng)狀態(tài)檢測系統(tǒng)大規(guī)模復(fù)雜人-機(jī)系統(tǒng)大規(guī)模復(fù)雜人-機(jī)系統(tǒng)操作人員認(rèn)知行為模型

操作人員行為動態(tài)模型

技能級偏離規(guī)則級弄錯知識級弄錯行為類型常規(guī)行動解決問題解決問題操作模式按照熟知的例行方案無意識地自動處理依據(jù)選配模型半自動處理資源制約性的系列意識處理注意焦點(diǎn)現(xiàn)在的工作以外與問題相關(guān)聯(lián)的事項(xiàng)與問題相關(guān)聯(lián)的事項(xiàng)失誤形式在行動中在應(yīng)用規(guī)則中錯誤強(qiáng)烈多種多樣失誤的自己檢出快速困難需他人幫助困難需他人幫助表6-2

3種失誤類型的特征三、

誘發(fā)人因事故的主要因素①操作人員個體的原因②設(shè)計上的原因③作業(yè)上的原因④運(yùn)行程序上的原因⑤教育培訓(xùn)上的原因⑥信息溝通方面的原因⑦組織管理因素2025/5/7輸入信息處理輸出行為特征

①注意力集中于一點(diǎn)

②無視，遺忘正常信息

③信息獲取能力低下

④歪曲感知到的信息

⑤知覺能力麻痹

⑥知覺對象偏移①信息綜合能力質(zhì)量減退②提取信息能力低下③與記憶信息對照能力低下④判斷內(nèi)容檢查能力低下⑤時間裕度過小評價①實(shí)施習(xí)慣動作②操作定位不良③操作連續(xù)性、靈活性低④不能協(xié)同作業(yè)⑤多余、過激操作⑥無目的操作⑦操作無反饋⑧不能操作表6－3緊急狀態(tài)下人的行為四、

人因失誤結(jié)構(gòu)與成因模型1、

人因失誤結(jié)構(gòu)模型2、

人因事故成因模型

五、

人因事故根原因分析方法

事故根原因：引發(fā)人因事故最基本的原因，如果該原因（或該組原因）被修正，則可有效防止此類事故再度發(fā)生事故根原因分析技術(shù)：從事故的現(xiàn)象出發(fā)，追溯引發(fā)人因事故的根原因1）人因事故調(diào)查技術(shù)

事故調(diào)查與資料收集

事件時序圖

初始狀態(tài)事情

故障

事情

次級事情

后果2）故障模式分析技術(shù)人因失誤的基本故障模式：a.不注意細(xì)節(jié)b.判斷錯誤c.承諾的任務(wù)沒有執(zhí)行（完成）d.技能或知識不夠e.精神狀態(tài)不適合完成工作任務(wù)3）屏障分析技術(shù)

屏障是防范事故發(fā)生的手段：實(shí)體保護(hù)，行政管理防范。防護(hù)屏障的失效，導(dǎo)致事故的發(fā)生。屏障分析可找出防范體系的缺陷或漏洞，從而提出有效的改進(jìn)方案。

典型的屏障：★物理屏障：聲、光報警信號；各種安全保護(hù)設(shè)備；各種警示性標(biāo)牌；安全門、鎖；各類應(yīng)急設(shè)備等★管理屏障：運(yùn)行及維修工作規(guī)程；人員培訓(xùn)與教育；資格認(rèn)定及人員任命；管理?xiàng)l例；工作人員的交流方式；人員授權(quán)；人員的相互監(jiān)管等原因因素分析技術(shù)a.原因因素圖屏障分析

原因因素初始狀態(tài)事情故障事情后果次級事情

原因因素條件條件

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個體因素環(huán)境條件因素作業(yè)因素運(yùn)行規(guī)程因素教育培訓(xùn)因素通訊因素管理因素六、

人因事故定量評價方法1、人因失誤率預(yù)測法（THERP）：圖1簡單的HRA事件樹a

Ab/aS

F

FFB/ab/A

B/A人員作業(yè)成功概率:

Pr(S)=a

(b/a)失敗概率:

Pr(F)=a

(B/a)+A

(b/A)+A

(B/A)行為形成因子（PSF）修正

HEP=BHEP?(PSF)1(PSF)2…相關(guān)性修正

2、人的認(rèn)知可靠性預(yù)測法（HCR）兩個基本假定：（1）人員行為類型歸結(jié)為技能型、規(guī)則型和知識型三類

（2）失誤概率僅與允許時間t和執(zhí)行時間T1/2的比值有關(guān)，且遵從三參數(shù)的威布爾分布：

T1/2=T1/2，n

（1+K1）

（1+K2）

（1+K3）式中，t：允許操縱員進(jìn)行響應(yīng)的時間

T1/2：操縱員執(zhí)行時間T1/2，n：一般狀況的執(zhí)行時間

K1：操作經(jīng)驗(yàn)K2：心理壓力K3：人機(jī)界面

、

、

：操作人員行為類型參數(shù)表6-4參數(shù)

、

、

選取表

行為類型

熟練（SKILL）

0.4071.20.7規(guī)則（RULE）

0.6010.90.6知識（KNOWLEDGE）

0.7910.80.5表6-5HCR模型的行為形成因子及其取值操作員經(jīng)驗(yàn)(K1)1.專家，受過很好訓(xùn)練-0.222.平均訓(xùn)練水平0.003.新手，最小訓(xùn)練水平0.44心理壓力(K2)1.嚴(yán)重應(yīng)激情景0.442.潛在應(yīng)激情景/高工作負(fù)荷0.283.最佳應(yīng)激情況/正常0.004.低度應(yīng)激/放松情況0.28人機(jī)界面（K3）1.優(yōu)秀-0.222.良好0.003.中等（一般）0.444.較差0.785.極差0.92七、

組織管理對人因事故的作用和影響

組織管理失效四種主要模式：組織規(guī)范失效組織溝通失效組織功能失效組織文化失效

防范組織失效基本對策：建立行政管理屏障拓寬組織溝通渠道，增強(qiáng)組織效能建立安全文化體系第三節(jié)人因事故的預(yù)防

一、

人因事故縱深防御系統(tǒng)

技術(shù)手段＋組織手段＋文化手段主動型人因事故縱深防御系統(tǒng)

外部規(guī)章制度確立人因事故管理方針來自運(yùn)行實(shí)踐的反饋組織研究·安全文化評述·管理決策程序?qū)彶椤そM織機(jī)構(gòu)及責(zé)任確定·傳遞網(wǎng)絡(luò)審查·管理支持系統(tǒng)技術(shù)研究·人因準(zhǔn)則評審·人因工程設(shè)計與改善·任務(wù)分析·失誤分析與風(fēng)險評估·導(dǎo)出事故減少策略·完成成本效益分析·實(shí)施選擇策略運(yùn)行階段常規(guī)事故數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)重要事故詳細(xì)原因分析方針確立階段預(yù)測分析階段事故減少策略階段反饋階段

3、管理支持系統(tǒng)職工參與·精神與情感介入·對過程中每位成員下放職責(zé)·參與的技術(shù)途徑·反饋體系·消除班組、部門間的壁壘·建設(shè)性地運(yùn)用社會壓力·將參與作為一種指導(dǎo)思想技術(shù)方法·減少失誤的裝置與技術(shù)·有效的人員培訓(xùn)·運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)反饋人誤管理的整體研究健康的安全文化·對于失誤的態(tài)度策略·強(qiáng)調(diào)失誤的系統(tǒng)原因·識別現(xiàn)有的安全文化·在所有水平級上訓(xùn)練管理策略·管理體制支持失誤減少活動·上級管理者勇于承擔(dān)責(zé)任·資源、手段充足·責(zé)、權(quán)、利分明·避免沖突信息·目的連續(xù)一致·質(zhì)量安全經(jīng)濟(jì)性統(tǒng)一二、人因事故預(yù)防與減少基礎(chǔ)體系

現(xiàn)代工業(yè)社會的特性，決定了對事故的預(yù)防和減少必須采取縱深防御的戰(zhàn)略思想才可能奏效，即必須國家、社會、企業(yè)和個人相互支持與配合，在一個廣泛的基礎(chǔ)上構(gòu)成事故預(yù)防與減少綜合體系才可能實(shí)現(xiàn)。1政府的行政功能國家個體企業(yè)政府職能社會化作用事故防范最小單元主要事故源執(zhí)行層管理層

圖6-12人因事故預(yù)防與減少基礎(chǔ)體系政府的行政功能主要包括：行使政府職能表征社會作用培養(yǎng)良好的社會文化環(huán)境和經(jīng)濟(jì)環(huán)境對社會成員的道德修養(yǎng)、文化素質(zhì)、心理素質(zhì)、技術(shù)素質(zhì)的培養(yǎng)。2、企業(yè)的功能

企業(yè)既是國家有關(guān)方針的執(zhí)行層，又是對具體事故防范的管理層。3、個體的主要職責(zé)

不斷提高安全文化水平和安全技術(shù)素質(zhì)。增強(qiáng)安全意識，自覺、主動地接收外界安全信息。加強(qiáng)對人因失誤和事故的辨識力和防范性以及安全應(yīng)變能力。

第四節(jié)人因事故分析面臨

的新問題與發(fā)展趨勢一、

人因分析面臨的問題1、人因分析的難度

(1)人的特性：生理，心理，社會，文化，變化多樣性和復(fù)雜性(2)不僅需研究行為者本身，還需研究行為者與系統(tǒng)中其他元素的關(guān)系

(3)人與人之間的個體差異，致使研究結(jié)果具有不確定性,或難以有準(zhǔn)確性

(4)對控制人行為、特別是認(rèn)知行為的大腦機(jī)能，至今尚未完全弄清楚

(5)人因失誤的突發(fā)性和無序性，使得其數(shù)據(jù)收集和掌握規(guī)律很困難,所以人因數(shù)據(jù)庫建設(shè)多年進(jìn)展緩慢

(6)人員失誤構(gòu)成潛在的失效，致使大量人因信息丟失2.對人因的再認(rèn)識

人適機(jī)機(jī)宜人人機(jī)匹配以人為中心從個體到“系統(tǒng)中、組織中的人”，人的社會屬性和精神屬性，組織管理對人員可靠性的作用組織也可能犯錯誤，組織錯誤歸根到底也是一種人因錯誤，且對復(fù)雜系統(tǒng)而言，組織錯誤是對其安全性最大的潛在威脅典型的組織錯誤包括管理制度缺陷、不充分的培訓(xùn)、

管理者的錯誤決策等由于個體失誤和組織失誤的并存，人因失誤只能通過不斷加強(qiáng)管理、改善管理來減少或弱化它的影響3、

環(huán)境與人行為的關(guān)系

●環(huán)境是圍繞主體，并對主體行為產(chǎn)生影響的外界事物

●人通過各種感覺通道從環(huán)境中獲得關(guān)于行為意義的信息，并運(yùn)用這一信息，建立支配某種心理過程的動機(jī)和決定行為的方式，進(jìn)而通過行為的實(shí)施來適應(yīng)與改造環(huán)境。

●在相對穩(wěn)定的條件下，人力圖適應(yīng)環(huán)境，以降低自身的損耗，同時又力圖改造環(huán)境，以滿足自身更高的需求

●

人類自然屬性與社會屬性的并存，使得在一定界限內(nèi)，人與環(huán)境保持著一種相互協(xié)調(diào)、相互適應(yīng)的動態(tài)平衡。4、人的可靠性分析（HRA）方法問題

●迄今為止，HRA已有數(shù)十種方法，它們被劃分為以THERP（人誤率預(yù)測技術(shù)）為代表的第一代或稱為靜態(tài)的基于專家判斷與統(tǒng)計分析相結(jié)合的HRA方法和目前正在興起的稱為動態(tài)的基于認(rèn)知科學(xué)的第二代HRA方法。也有人把它們劃分為人的工程學(xué)可靠性研究策略和人