人因可靠性分析方法.ppt

人因可靠性 1.复杂人机系统和人因失误的定义 1.1复杂人机系统的特征 人机界面复杂性：人机接口多样，人员多元化(多人 或多种作业人员类型)； 信息复杂性：信息显示方式多样性，信息量大， 信息变 化快； 环境不确定性复杂性：包括物理、组织、社会、心理 等环境或内部环境、外部环境； 操作复杂性：系统主要运行特征为监视、确认、控制 ，应急状态下的操作负荷数倍于正常情况下的操作负荷 。 人因可靠性 1.2复杂人机系统中人因失误的定义 人因失误是指在没有超越人机系统设计功能的 条件下， 人为了完成其任务而进行的有计划行 动的失败。它包括个体的、群体的和组织的失 误。 主要形式：未能完成必要的功能；实践了不应 该完成的任务；对意外未作出及时的反应；未 意识到危险情境；对复杂的认知反应作出了不 正确的决策。 人因可靠性分析方法 2.人因可靠性分析方法 2.1人因失误概率预测法(THERP) 适用条件:人员工作能够划分为一系列如读数、 操作等动作单元。 基本方法：通过人因可靠性事件树模型对人因 事件涉及的所有人员行为按事件发展的过程进 行分析，并在事件树中确定失效途径后进行定 量计算。 Technique for Human Error Rate Prediction nHRA 事件树描述人员 进行操作过程中一系 列操作事件序列，它 按时间为序，因而某 作业过程的HRA 事件 树便可以描述出该作 业过程中一切可能出 现的人因失误模式及 其效果。对树的每个 分枝赋予其发生的概 率，则可最终导出作 业成功或失败的概率 。 aA b/aB/ab/AB/A FFFS 图1 简单的HRA事件树 Technique for Human Error Rate Prediction n图1中人员作业成功的概率P（S）和失败的概率 P（F）可由下式求得： P（S）= ab/a P（F）= a(B/a)+A(b/A)+A(B/A) n在HRA 事件树中，某一项子任务成功或失败概 率由基本HEP（BHEP）表示，它可依据该项子 任务的动作类型，由相关的THERP 表格查找而 得。 Technique for Human Error Rate Prediction 操作描述HEP 1读图表记录仪显 示 读图表 不正确判读指示灯指示 将控制旋钮拧错 方向 阀门关闭不当 拧上插接件 读模拟仪表读数 0.006 20.01 30.001 40.5 50.002 60.01 70.003 表1 部分操作人为差错概率 Technique for Human Error Rate Prediction n由于在HRA 事件树中，人的失误概率因人员素质、事件 背景等方面的差异存在很大差别，因此为了得到在HRA 事件树中子任务的实际概率HEP，必须用行为形成因子 （PSF）进行修正。 应力水平PSF修正值不确定边界 极低应力水平2HEP2倍范围 最佳应力水平1HEP1倍范围 中等应力水平2HEP2倍范围 极高应力水平HEP=0.250.03到0.75 表2 各种应力水平的PSF值 Technique for Human Error Rate Prediction n行为形成因子(PSF)修正:在进行人员可靠性分析 的过程中，一般要根据操作内容、环境等因素 进行PSF的修正，而PSF的值目前还没有详细数 据，其值一般很难确定，目前决定这些修正值 时带有很大的经验性和专家的判断。 n一般而言修正可用如下通式表示： HEP =BHEP(PSF)1(PSF)2 Technique for Human Error Rate Prediction n相关性修正:由于人员动作之间往往有关联，所 以还需考虑动作间以及工作小组内人员之间的 相关性，否则将严重低估人员失误概率。动作 （或事件）A、B 间之相关程度定义为P（B|A） ，即A 动作（事件）失败下B 动作（事件）失败 的可能性，其共分为五级: 完全相关（CD）， 高相关（HD），中相关（MD），低相关（LD ），以及零相关（ZD）。 Technique for Human Error Rate Prediction n相关系数的计算公式如下： 1CD，P(B/A) =1 2HD，P(B/A) =1+P(B)/2 3. MD，P(B/A) =1+6P(B)/7 4. LD，P(B/A) =1+19P(B)/20 5. ZD，P(B/A) =P(B) Human Cognitive Reliability 2.2人的认知可靠性预测法（HCR） nHCR方法的两个假定： n认为所有人员动作行为类型均可以分为技能型、规则 形和知识型三类； n每一行为类型的失误概率仅与允许时间t和执行时间 T1/2有关，且遵从三参数的威布尔分布： Human Cognitive Reliability nHCR是考虑对时间变量进行规范化后，规范化的 时间与人员不能响应的概率之间的关系，在上 式中： nt允许操纵员进行响应的时间； n T1/2 =T1/2，n（1+K1）（1+K2）（1+K3）为完 成该项操作所需时间的中值，T1/2 还考虑到了人员 操作时的应力和环境条件，K1操作员操作经验， K2操作员心理压力，K3人机界面；一般状况的 执行时间T1/2，n的获得来自培训模拟机或专家的决 定； n、为操作人员行为类型参数； Human Cognitive Reliability n人的行为类型 ：技能型、规则型、知识型 技能型行为(Skill-based behavior)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-based behavior)人的行为由 一组规则或协议所控制、所支配 知识型行为(Knowledge-based behavior)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 Human Cognitive Reliability 行为类型 技术型0.4071.20.7 规则型0.6010.90.6 知识型0.7910.80.5 表3 参数参数 、 、 选取表选取表 Human Cognitive Reliability 操作员经验(K1) 1.专家，受过很好训练 -0.22 2.平均训练水平 0.00 3.新手，最小训练水平 0.44 心理压力(K2) 1.严重应激情景 0.44 2.潜在应激情景/高工作负荷 0.28 3.最佳应激情况/正常 0.00 4.低度应激/放松情况 0.28 人机界面（K3） 1.优秀 -0.22 2.良好 0.00 3.中等（一般） 0.44 4.较差 0.78 5.极差 0.92 表4 HCRHCR模型的行为形成因子及其取值模型的行为形成因子及其取值 THERP与HCR nTHERP 主要针对与时间无关的序列动作，利用 人因事件树对人因事件中涉及的所有人员行为 按事件发展的过程进行分析，并在事件树确定 失效途径后进行定量的计算，可较好分析人员 操作可靠性。 n而HCR 的着眼点恰恰在与时间密切相关的认知 行为上，即认为对于一个人因事件中的一个人 员行为，特别是对事故后的诊断行为，允许操 纵员进行响应的时间以及操纵员平均所需执行 时间之比决定了人因失效的概率，主要适用于 与时间有关的诊断可靠性。 THERP+HCR 2.3 THERP+HCR模式 由前所述两种方法的特点，THERP提供了大量可确定的 人员操作失效的数据，而HCR的着眼点在时间上，认为 在一人因事件中一个人员的行为，特别是对事故后的诊 断行为，允许操作员进行响应的时间以及操作员平均所 需执行时间之比决定了人因失效的概率。HCR对确定事 故后操纵员进行事故诊断过程中可能的人因失效比较好 ，THERP用于评价人员的具体失效操作比较好。因此可 以结合这两种方法，在事故诊断阶段，用HCR对可能的 人因响应失效概率进行评价，用THERP 和相关数据对在 具体的干预操作行为中可能的失误进行评价。 人因可靠性分析方法 2.4现有HRA方法的不足之处 n使用HRA事件树的两分法逻辑(成功与失败