（载运工具运用工程专业论文）海运安全领域中的人因分析.pdf

上海海事大学顼士学髓论文 摘要 ”德人为失误造成的危害和损失越来越大，人机系统中的人为失误融成为2 1 世纪安全辩学学科瑗论礤究中驰一个重要课题。丽控嵩1 人为失误的关键楚掌握人 为失谈的枧理及寻找其可靠往鳖讫的模型，麸丽为预防入为失误及降低入为风险 提供理论依据。在此基础上发展起来的人因可撩性理论在以核工业为代表的许多 领域得到了广泛的应用，但在海运安全领域还缺乏相对系统的人因可靠性研究。 基子诧，本文在参阙了大量箕它镢域的久嚣鬟沦研究戒采豹蓥硝上，绪会海运安 全特点和本人多年的航海实践经验，对海运安全领域中的人为因素进行了系统的 研究写分析，以期达到降低人为失误发生率，提高海运安全水平的目的。 本论文来源二l ：上海枣教委的深题“躲靛运埝安全浮徐技术”中关予人必霆素 的研究，研究的对敷主要指海员，研究的基本思路为：基于安全系统工稷中危险 识别、风险评价和决策建议这三大基本步骤，运用人因基本理论，对海员失误的 主要液现形式进行识剐，分摄影响海员行为煞冬季孛嚣素，定瞧秘定量逑谬镂海员 的可靠性程度，并袋终找出导致海员失误的根本原因，从而给出相应的预防措施。 本论文的创新点主要有以下几个方面： 首次运用人因可靠性基本理论对海运安全领域中的人为因素进行了系统鲍 研究。识别了该领域中人为失谈豹主要表瑰形式，箍述了海员的失误行为过程， 归纳和总结了海员行为的影响因子，并运用主成分分析法，建立了辨识海员行为 影响主因子的数学模型。 探讨了a 的可纛注分辑技术在对海瑟驾驶员熬可靠毪评信中静瘦鲻，提出了 利用海损事故报告以及事故统计数据并结合专家意见评估驾驶员值班过程中的 人的可靠性的实用技术，填补了目前航运界有关海船驾驶员可靠性研究的一项空 自。联提方法窝谔侩结暴为海运安全系统中人瓣霹靠缝豹邋一步骚究努下了基礁， 对海运安全系统的风险分析也有一定的参考价值。 针对目前航运企业在海员安全可靠性评估中所采用方法的不足，在综合考虑 海员爨窝评镳和年终评售结果鲍錾礁上，提出运鼹模甥综合谔定法对海员安全可 靠性遴幸亍评估。实捌表明该方法怒行之有效的，具有一定的实用性。 关键诩：人为因素，海员可靠性评估，主成分分板法，模糊综合评定法 土簿海事久学臻士掌越沦文 w i $ t h ed a m a g e sc a u s e db yh u m a ne r r o r sg e t t i n gm o r ea n dm o r e s e r i o u s ，h u m a ne r r o r si nt h em a n - m a c h i n es y s t e m sh a v eb e c o m ea ni m p o r t a n t t a s ki nt h et h e o r ys t u d yo fs a f e t ys c i e n c ei nt h e2 1 “c e n t u r y 。t h ek e yo f c o n t r o l l i n gh u m a ne r r o r si s t ok n o wt h eu n d e r l y i n gm e c h a n i s mf o rm a k i n g h u m a ne r r o r s ，t of i n dam o d e lf o rt h eq u a n t i f i c a t i o no fh u m a nr e l i a b i l i t ya n d t h e r e f o r et o p r o v i d eat h e o r e t i c a lb a s i sf o fc o n t r o l l i n gh u m a ne r r o r sa n d r e d u c i n gr i s k sc a u s e db yh u m a na c t i o n s t h eh u m a nr e l i a b i l i t yt h e o r yb a s i n g o nt h ea b o v em e c h a n i s ma n dm o d e lh a sb e e nw i l d l yu s e di nm a n yf i e l d s ， e s p e c i a l l y i nt h en u c l e a ri n d u s t r y 。h o w e v e r ，i nt h ef i e l do fm a r i t i m e t r a n s p o r t a t i o ns a f e t y t h eh u m a nr e l i a b i l i t ys t u d yi s s t i l lt ob ec a r r i e do u t t h e r e f o r e ，b ym a k i n gr e f e r e n c et oal a r g eq u a n t i t yo fr e s e a r c hf i n d i n g so f h u m a nr e l i a b i t i t yt h e o r yd o n ei no t h e rf i e l d sa n db yt a k i n gi n t oc o n s i d e r a t i o n t h ef e a t u r e so fm a r i t i m es a f e t ya n dt h ea u t h o r sm a n yy e a r se x p e r i e n c e si n t h i sf e i l d ，t h et h e s i sm a k e sas y s t e m a t i c a n a l y s i so f t h eh u m a nf a c t o r s c o n c e r n i n gt h em a r i t i m es a f e t yi no r d e rt or e d u c et h ep o s s i b i l i t yo fm a k i n g h u m a ne r r o r sa n d ，t h e r e f o r e ，i m p r o v em a r i t i m es a f e t y t h eo r i g i no ft h i st h e s i si sat a s kf r o ms h a n g h a ie d u c a t i o nc o m m i t t e e ， w h i c hi st os t u d yt h eh u m a nf a c t o r si n “e v a l u a t i o no ft h es a f e t yt e c h o n o l o g yi n s h i p p i n g ”。t a r g e tf o rr e s e a r c hi st h es e a m a n t h eb a s i ct r a i no ft h o u g h t si sa s f o l l o w s ：b a s i n go nt h et h r e es t e p si e t h ei d e n t i f i c a t i o no fr i s k s ，t h ee v a l u a t i o n o ft h er i s k sa n dt h ep r o p o s a l sa st h er e f e r e n c e sf o rm a k i n gd e c i s i o n ，i ns a f e t y s y s t e ma n de m p l o y i n gt h e b a s i ct h e o r ya b o u th u m a n 羟e | 。珞。t h et h e s i s i d e n t i f i e st h em a i nr e p r e s e n t a t i o n so ft h es e a m a n 、se r r o r s ，a n a l y z e st h e v a r i o u sf a c t o r si n f l u e n c i n gs e a m a n 、sa c t i o n s ，e v a l u a t e st h er e l i a b i l i t yo ft h e s e a m e ni nb o t hq u a l i t ya n dq u a n t i t yw a y s ，f i n a l l yf i n d so u tt h ef o u n d a m e n t a l c a u s e sl e a d i n gt ot h es e a m a n 、se r r o r sa n dt h e r e f o r eo f r e r st h ec o r r e s p o n d i n g p r e v e n t i o nm e a s u r e s t h i st h e s i sd i s c u s s e st h ea p p l i c a t i o no ft h er e l i a b i l i t ya n a l y s i st h e c h n o l o g y t ot h ee v a l u a t i o no ft h eo f f i c e r s r e l i a b i l i t yo fs h i p p i n gv e c h i l e s ，p u t sf o r w a r dt h e p r a c t i c a ls k i l l so fe m p l o y i n gt h em a r i t i m ea c c i d e n tr e p o r t sa n dt h ea c c i d e n t 上海海攀，、学硕士学纯沦文 s t a t i s t i c sa sw e l la st h ee x p e r t s a d v i c ei ne v a l u a t i n gt h eo f f i c e r s 、r e l i a b i l i t yo n c l u t y , w h i c hf i l l su pat e c h n i q u ev a n c a c yi n t h i sf i e l d t h em e t h o dc o u l db e a p p l i e dn o to n l yt ot h ef u r t h e rs t u d yo ft h i st o p i cb u ta l s ot ot h ea n a l y s i so ft h e r i s k si nt h em a r i t i m ef i e l d t h et h e s i sh a st h ef o l l o w i n gi n n o v a t i o n s ： t h et h e s i sf o t h ef i r s tt i m ee m p l o y st h et h e o r ya b o u tt h er e l i a b i l i t yo f h u m a nf a c t o r st os y s t e m a t i c a l l ya n a l y z et h eh u m a nf a c t o r si nm a r i t i m es a f e t y t oi d e n t i f yt h er e p r e n s e n t a t i o n so fh u m a ne r r o r si nt h i sf i e l d ，t od e s c r i b et h e w h o l ep r o c e s so ft h ep r o d u c t i o no ft h es e a m a n se r r o r s ，t oi n d u c ea n d s u m m a r i z et h ek e yp er f o r m a n c el n f l u e n c ef a c t o r s ( k p i f ) o ft h es e a m e n i n a d d i t i o n ，t h et h e s i ss e t su pam a t h m a t i cm o d e lf o ri d e n t i f y i n gt h eh u m a nk e y p e r f o r m a n c ei n f l u e n c ef a c t o r sb yu s i n gt h ep r i n c i p l ec o m p o n e n ta n a l y s i s 。 i nt h el i g h to ft h ed e f i c i e n c yi nc r e wr e l i a b i l i t ya s s e s s m e n tm e t h o d su s e d b yt h es h i p p i n gi n d u s t r y ，t h i st h e s i sa t t e m p t st op r o p o s ef u z z yi n t e g r a t i v e j u d g m e n tf o rc r e w - a s s e s s m e n tw h i c hi sb a s e do nc o n s i d e r i n gt h er e s u l t so f r o u t i n ea s s e s s m e n ta n dy e a r - e n da s s e s s m e n t 。at y p i c a le x a m p l es h o w st h a t t h ep r o p o s e dm e t h o di se f f e c t i v ea n dp r a c t i c a l l i c h u a n g ( m a j o ri nd e l i v e r ym e a n su t i l i z a t i o ne n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f 。c h e nw e i j i o n g ， a s s o c p r o f z h a n gj i n p e n g k e y w o r d s ：h u m a nf a c t o r s ，c r e wr e l i a b i l i t ya s s e s s m e n t ，p r i n c i p l e c o m p o n e n ta n a l y s i s ，f u z z yi n t e g r a t i v ej u d g m e n t 论文独创性声明 本论文是我个人在导师指导f 进行的研究工作及取得的研究成 果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其 他机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和 所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。 作者签名： 论文使用授权声明 日期：2 篓“7 扣 本人同意上海海事大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅：学校可以 上刚公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或者其它复 制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定。 作者签名：导师签名：日期：j 甜一了一f z 上海海事火学硕士学位论文 第一章引言 众所周知，海上交通安全系统是由“人一船一环境”或“人一船一环境一管 理”组成的，显然，人是组成该系统的重要因素之一。从海事致因中人为因素的 比例来看，l m o 、1 1 o 、主要航运国家及海运界学者在对事故原因进行统计分析后 用大量的数据表明了人为因素在海事致因中的重要地位“”12 3 | 。 德国不来梅航运经济研究所报告称：】9 8 71 9 9 1 年3 3 0 件事故中7 5 是人为因 素造成的；澳大利亚运输部1 9 8 8 年报告称：已调查事故中，7 5 是人为因素造成 的，仅2 5 是机械故障或结构问题：英国海洋污染咨询委员会报告称：1 9 9 0 年英 国水域发生的1 8 2 起漏油事故中，6 6 是人为的错误造成的；英国船舶所有人保赔 协会( p ic l u b ) 报告称：赔偿总额高达4 7 8 亿美元的1 4 4 4 件索赔案中，6 6 是人为因素造成的。其中货损索赔案的5 0 、污染索赔案的5 0 、人身伤亡索赔案 的6 5 、财产损失索赔案的8 0 和碰撞事故的9 0 是人为因素造成的。 虽然上述分析结论的比例数各异，但相互间的差距并不很大，总体在j o 9 0 之间，己充分说明人为因素对海事的影响作用。需要说明的是，上述分析结 论中的比例数多是指由人为因素造成的事故，而不只是与人为因素有关的事故。 应该说s t c w 公约1 9 9 5 年修正案和i s m 规则的生效在一定程度上对于减少由于人 为因素造成的海上事故具有一定的作用，科技的发展，特别是通讯手段的进步也 使得海员在海运安全中的作用逐步减小，但人为因素的研究仍然是世界海事组织 及其成员国主要的研究重点之一，由于人本身的复杂性，人为因素可能是海事预 防中最复杂的组成部分，如何解决与处理好海运安全领域中的人为因素还任重而 道远。 1 1 海运安全与人为因素 1 11 人为因素 人为因素是指人的行为或使命对一特定的系统的正确功能或成功性能的不 良影响13 3 | 。应该说这一术语包括了所有的生物医学与社会心理学考虑。它包括 但不限于人员的选拔与考核、培训原则及其在人因工程领域中的应用、人的动作 评估、：亡作辅助手段和生命支持。在海运安全领域中，从广义上来讲，人为因素 是指促成海难事故的原因中除了自然原因之外的其它有关人员的一切因素，也就 是指直接或者间接导致事故发生的人为方面的错误，即错误的或不适时的对某个 上海海事大学硕士学位论文 刺激做出反应，从而违背设计操作规程或海员的通常做法人为的使系统发生故障 或发生机能不良的事件，从狭义上来说，人为因素就是指海员的因素“”。本论 文中研究的人为因素主要是指狭义上的，亦即海员的因素。 1 1 2 海运安全中的人为因素 人为因素研究所涉及的因素较多，也是海上交通安全的一部分，在海事原因 中，无论其各自如何相互影响，多数情况下都掺杂着人为因素在内。因为在船舶 运输系统中，人无论是作为航海技术的直接实践者还是作为系统的管理者，在人、 船、环境三要素中，人都是操纵、管理行为的主体，船舶是行为的客体，环境是 行为和效果的重要影响因素。三者相互联系构成了船舶运输大系统。人、船、环 境三者之间的关系以及人的中心地位可以表示如图1 1 所示： 图】一1 人、船、环系统关系示意图“” 由于海上交通系统的复杂性，船舶交通事故的原因经常是错综复杂的，海上 交通工程学将事故原因最终归结为人的不安全行为和物的不安全状态，并且指出 人是决定性的因素。人之所以是决定性的因素是由于人在船舶运输系统中的重要 地位所决定的，船舶及其设备的操作依赖于人的作用，其维修保养也离不开人， 即使是自动化程度较高的船舶也不可能离开人的管理。可见人的因素影响船舶航 行安全问题涉及到诸多因素，各个因素之间相互作用和影响，在考虑该问题时不 能孤立地研究，而要用安全系统工程的方法来分析其中存在的各利，潜在危险因 素。 人因可靠性分析理论正是以安全系统工程等理论为基础，对人的可靠性进行 分析和评价的一门新兴学科。基于安全系统工程中危险识别、风险评价和决策建 上海海事大学硕士学位论文 议这三大基本步骤，本文运用人因可靠性理论对海运安全领域中的人为因素进行 了系统的分析，主要内容包括：海运安全领域中人为失误的识别、海员的可靠性 量化评估、海运安全领域中人为失误的原因分析及其预防措施等。 1 2 海运安全领域人为因素的研究历史与现状 早在1 8 世纪中叶，有关海上事故的统计和分析就已经开始了“”，虽然当时 研究的主要目的是从技术上、设备上寻找导致海上事故的原因，但在客观上对人 的行为也提出了许多要求。 2 0 世纪3 0 年代，h e i n r i c h “”第一个提出引发事故的最大根源是人为因素 的理论后，陆续有一批专家和学者对海事中的人为因素进行研究，这一时期的研 究主要致力于海上事故的定量统计和分析，从中提取有关人为因素的有用信息， 并从中识别影响人为失误的因素“6 1 “”。 海运界尽管己经普遍认识到人为因素占海事致因的大部分，但己公开的资料 中往往仅将事故原因归于人为失误，而很少见到对发生人为失误的根本原因进行 系统的分析。从国内外大量有关人为失误事故原因的统计资料来看，因不同的统 计机构( 海上安全主管机关、保险公司、法庭、航运公司、海事研究学会、船级 社等不同性质的部门) 在进行人为因素统计时对人为失误范围的定义不尽相同， 统计方法不同，所得到的统计结果也不同，且所研究的结果往往主要限于确定责 任归属，因此有专家指出在对人为失误进行统计时有必要对有关的定义和用语进 行标准化，使得海难事故原因的统计更加合理、客观 2 2 10 为此，国际海事组织 海上安全委员会( m s c ) 和海洋环境保护委员会( m e p c ) 经过长期对海上发生的各类 事故的分析研究，于1 9 9 7 年6 月2 3 日共同发布了关于“人为因素统一术语”， 该术语共分6 项4 j 个小项。这6 个大项目为：人为错误( h u m a ne r r o r ) 、人为不 良行为( d i m i n i s h e dh u m a np e r f o r m a n c e ) 、海洋环境( m a r i n ee n v i r o n m e n t ) 、安 全工作能力( s a f e t ya d m i n i s t r a t i o n s ) 、管理( m a n a g e m e n t ) 、精神错觉行为 ( m e n t a la c t i o n ) 。可见这统一术语中重点突出了人的心理、生理、人的行为、 人的能力等方面存在的缺陷和与航行安全有关的大自然环境。它标志着国际航 运界海上安全研究重点由以往的“重技术”转移到“重人”上来。可以说人为因 素得到了全球性的重视，海上安全管理进入了一个全新的局面。 在国外对人为因素方面的研究比较早的是美国。早在1 9 9 2 年，u s c g 就开始 对人为因素进行了系统的研究。从1 9 9 4 年起u s c 6 发动了一个长期的、系统的计 划( p r e v e n tt h r o u g hp e o p l e ，p t p 计划) ，它是“以人为中心的旨在减少海难事 上海海事大学硕士学位沧文 故和海洋污染的系统的研究方法”，通过对人为因素的系统研究来减少或控制该 因素的危害，实现水上交通安全。到1 9 9 6 年9 月，p t p 战略计划己经制定完毕 并开始进行计划实施。负责p t p 计划的美国海岸警卫队p t p 质量行动组指出：以 往航海界将安全研究重点集中在船舶设各配备问题上，忽视了通过避免或减少人 为失误来降低海事的发生”。同时还指f b 海难事故的高发生率是由于以下几个主 要原因所造成的： 1 对海事原因缺少根本原因的调查因而不能真正识别造成事故的具体的人为 失误。 2 对具有较高风险性的操作缺少系统的分析。 3 缺少对防止人为失误的有效措施的探索和实菔。 4 研究人为失误问题时缺少广泛合作。 近二十几年来其它国家的专家学者对人为因素的研究也取得了不少的成就， 主要集中在对了望及海员行为可靠性研究和人的生理、心理特性的研究。 在日本，翁长一彦等分别对海员避让操船行为可靠性和各种视认方法的可靠 性进行了研究，最终提出了各种情况下如何正确采取行动“1 ：还有通过对具有不 同经验的海员操船行为不确定性研究来探讨避碰规则有关规定的合理性“1 ：山冈 正美通过对具有不同经验的航海人员的视认效果的分析对比，得出了在海难事故 中由于人的经验、海上工作经历的长短以及人的生理条件的不同所可能造成的失 误大小也不同“1 的结论。 伦敦理工学院的r g c u r t i s 利用模拟实验对海员操船所需的反应时间进行 了统计分析，得到了由于人的生理条件的制约从对方船舶改变运动状态到本船采 取决策行动所需要的时间“1 。j h a g a r t 和c m c r a m s h a w 利用卡特尔1 6 因素 个性测试法和模拟操船的方法对海员个性与操船行为的关系进行了统计研究，探 讨了个性外向者与内向者操船行为的不同。根据四类距离( 最近通过距离、最近 决策距离、平均通过距离、平均决策距离) 与外向性的相关系数和标准差相关系 数，表明了个性外向者通常比内向者较晚采取行动且采取行动时具有多变性，并 且提出由于人为因素的复杂性，在研究人为因素时应利用多个指标0 1 。 在我国，近年来许多专家学者也从不同的侧面对造成海上交通事故的最主要 因素一人为因素进行分析。归纳起来，其主要的研究方向和成果有以下几点： 1 教育培训方法的改进是研究的重点。尤其在避碰行动中，海员何时采取避碰 行为、怎么采取避碰行为主要与海员的知识的丰富程度、对规则的理解程度、 技能、经验、态度有关i l o | o 2 探讨人员选拔与人为因素的关系。不少文章定性分析了在对人员选拔和人事 上海海事大学硕士学位论文 安排时考虑海员的生理和心理状况，尤其是性格、气质、意志、注意力等与 船上作业关系密切的个人因素，并提出了对海员进行心理素质测试的必要性 【l l 】一【l3 】2 9 l 3 2 】 3 进行疲劳研究。以全球海事统计为依据，对海事发生率居高不下的原因进行 分析后其结果表明在人为因素起主要作用的海事中，疲劳可能高达7 5 左右， 并提出建立合理的工作时间制度显得尤为必要“”1 1 8 1 。 4 通过对海员避碰行为的统计以及对海员个性进行测试来探讨海员个性与行 为的关系，得到由于海员个性特征不同其操船行为也不同的结论，进一步分 析了海员个性与操船安全的关系“”“。 5 船舶避碰中的人因可靠性研究1 1 7 1 。 6 海员综合评价“”e 2 0 l 。 综上所述，目前在海运安全领域各国对人为因素的研究主要致力于以下几个 方面： 1 影响海员行动因素的系统调查 2 有关人为因素的数据收集与分析 3 改善人一船接口的方法 4 人为失误的分类 5 人的可靠性 6 海员心理研究 1 3 人因分析的理论与方法 1 3 1 人因可靠性理论概述 人因可靠性分析( h u m a nr e j a b i l i t ya n a i y s i s ，h r a ) 是以分析、预测、减 少与预防人的失误为研究核心，以行为科学、认知科学、信息处理和系统分析、 概率统计等理论为基础，对人的可靠性进行分析和评价的新兴学科。人因可靠性 分析一般有三个功能：人为失误的识别、人为失误及人的可靠性的量化、预防和 减少人为失误的措施。 h r a 也可作为一种方法，用来对人一机系统中人的可能性失误对系统正常功 能的影响做出评价。因此，它也可视为一种预测性工具，具有定性和定量的两个 部分。h r a 还可以作为一种设计、改进或再改进系统的工具，以便将重要的人的 失误概率减少到系统可接受的最小限度。由于人与机器之间存在许多根本性的差 异，在研究方法上也存在着某种本质的差别。 上海海事大学硕士学位论文 人的可靠性分析是人一机工程学或人因工程的延续和发展，现已逐渐形成 门相对独立的学科，它与认知心理学、统计学、行为科学和管理科学等诸多学科 存在着密切的关系。人的失误与人的可靠性是一对矛盾的对立统一体。人的可靠 性是指人对于系统的可靠性或可用性而言所必须完成的那些活动的成功概率。人 的失误的重要性则是从系统的不期望后果( 例如安全性的丧失、费用的增长等) 角度来定义的。目前，人的可靠性分析主要针对技术系统正常运行状态和事故情 景下的人的影响活动给予评价，并且逐渐向设计、建造和组织管理等方面深入。 h r a 的发展过程大致可分为两个阶段： 1 ) h r a 发展的第一阶段 第一个阶段是指从2 0 世纪6 0 年代到8 0 年代初期至中后期，主要的工作包括人的 失误的理论与分类研究；人的可靠性数据的收集和整理( 现场数据和模拟机实验数 据) 及发展以专家判断为基础的人的失误概率的统计分析与预测方法。其中最有 代表性的是人误率预测技术( t e c h n i q u eo fh u m a n e r r o rr a t ep r e d i c t i o n ，t h e r p ) 及其在核电厂应用中的人的可靠性手册“2 1 ( s w a i n g u t t m a n n ，1 9 8 3 ) ，它的基本 指导思想是将人的操作事先分解为一系列的由系统功能或规程所规定的予任务 或步骤，即建立人因事件树，并分别对其给出专家判断的人误概率值( h u m a ne r r o r p r o b a b i l i t y ，h e p ) ，同时考虑到使用人的行为影响因子( p e r f o r m a n c ein f l u e n c e f a c t o r ，p i f s ) 在不确定性范围内进行修正。这一阶段产生的h r a 模型的基础是 人的行为理论，即以人的输出行为为着眼点，不去探究行为的内在历程。在这类模 型中，对人的处理方式类似于对机器的处理。由于模型的不确定性很大，其人误概 率的结果存在着很大的主观性。因此，这一阶段被称为静态的基于专家判断与统 计分析相结合的第一代h r a 方法，以人误率预测技术为主要代表。 2 ) h r a 发展的第二阶段 第二阶段是在1 9 7 9 年美国三哩岛核电厂堆芯熔化事件发生之后，人们认识 到电厂运行中人与系统的交互作用( 尤其在事故进程中) 对于事故的缓解或恶化 起着至关重要的作用，也就是说复杂的动态过程中的( 而不仅仅是正常运行条件 下的) 人的可靠性分析具有更加重要的现实意义。因而人的可靠性分析研究进入 了结合认知心理学、以人的认知可靠性模型为研究热点的新的阶段，即着重研究 人在应急情景下的动态认知过程，包括探查、诊断、决策等意向行为，其核心思想 是将人放在事故情景环境中去探究人的失误机理，而不是采取割裂的分解赋值方 式。一些国外的研究机构j j 三在致力于将人工智能方法与认知心理学等理论相结合 来实现这一新的目标。有人将此类方法称为第二代的基于认知科学的动态h r a 方 法，主要代表有认知可靠性和人误分析法( c r e a m ) 和人误分析技术( a t h e a n a ) 等。 上海海事大学硕：l 学位论文 我国的南华大学下设有一个人因研究所，该所在人的可靠性方面的研究中做 了一些工作，但是仅仅是针对核电站的操作人员做了一些分析，毕竟，海员和核 电站操作人员在人的特性上还有很多方面的不同，比如在作息时间的安排上，核 电站操作人员方面就有较大的灵活性，在安排职工病假和其他有利于职工的精神 和体力恢复的事情上，而海员有着先天的劣势。如果完全照搬那一套理论应用于 海员的可靠性研究上是行不通的，现在要做的工作就是在海员的可靠性分析上走 出第一步。 13 2 人因可靠性方法 h r a 的方法发展得很快，种类也较多，有些己在h r a 中正式得到应用，有些 仅是提出作为h r a 的可选择方法。表l 一2 汇总了部分重要方法“2 ”“”及其的主要 特点。 表1 - - 2h r a 分析方法汇总与评价 序全称评价 号 1 t h e r p 人误率预测分析技术 】 比较系统化的人因可靠性分析方法 t e c h n i q u eo fh u m a n 2 有较好的数据收集条件 e r r o rr a t ep r e d i c t i o n3 在应用于事故下的规则性失误分析时，可 获得信赖的结果。 4 有一套完整的表格，查表可量化人为失误 2 o a t 操作员动作树 1 早期开发的一种方法，用于诊断或与时间 o p e r a t o ra c t i o nt r e e 有关的情况 2 可用于操作员的决策分析 3 宜用于粗略分析 3 a i p a 事故引发与进展分析 1 用于与响应时间相关联的情况 a c c i d e n ti n i t i a t i o na n d p r o g r e s s i n g 2 用于估算在高温气冷堆运行中的操纵员 a n a l y s i s 响应概率 3 类似于t r c ( 1 i m er e l i a b i l i t yc o r r e l a t i o n ) 模型 4 对p i f 的修难考虑较少 4 h c r i 适用于诊断的决策行为的评价 2 将人的行为进行简化的处理后，再考虑一 上海海搿大学硕士学位沦文 个不完全独立时间的h e p 3 模式已考虑人员间的相关性 5 p c 成对比较法 l 存简单估计h e p 情况下，采川专家判断 p a i r e dc o m p a r i s o n 结果 2 对复杂任务h e p 获得困难 6 d n e 直接数字估计法 i 要求有较好的参考数值 d i r e c tn u m e r i c a ie s t i m a t i o n2 不适用完全的h r a 情况 3 在多位专家中进行有效的讨论 7 s l i m 成功似然指数法s u c c e s s 1 有较好的灵活性，无法验证 l i k e l i h o o di n d e xm e t h o d o l o g y2 是一种专家判断的技术 3 较好的理论基础 4 不过分强调外界可观察的错误而选用较 确切的失误概率值 5 不考虑p i f 的相互作用 8 s t a h r 社会一技术人的可靠性分析 1 一种依赖于主观推测和心理分析结合的 方法 2 可以考虑比较复杂的、更为仔细的p i f 相 依问题 3 一般在p s a 中不采用 4 具有较强的灵敏度分析能力 5 利用影响图进行技术上的分析，而社会分 析是指对影响图中技术因素影响的分析 9 c m 混合矩阵法 1 用于分析在初因事件诊断中的混错误 c o n f u s i o nm a t r i x2 很强的依赖专家的判断 3 是一种定性的分析方法 1 0 m a p p s 维护个人行为 1 是一种较适合于分析p s a 中有关维修工 模拟模型 m a i n t e n a n c e p e r s o n a l 作的方法 p e r f o r m a n c es i m u l a t i o n 2 ， 技术性较强的种方法，结果较难理解 | 1 m s f m 多序列失效模型 l 是一种研究以维修为导向的计算机软件 m u l i p l e s e q u e n t i a lf a i l u r em o d e l 模型 2 提供为p s a 剧的维修活动的数据 上海海事大学硕：i 二学位论文 3 方法本身是一种事件树的模拟，为分析人 员提供有用的信息 l2 s h a r p l 系统化的人的行为可靠性分美国电力研究所进行人凶分析的标准步骤，可 析程序s y s t e m a t i ch u m a n a c t i o n使分析结果更加系统化、条理化。 r e l i a b i l i t yp r o c e d u r e 1 3 基于t h e r p + h c r 人因可靠性分析 l 针对t h e r p 和h c r 各自的特点和不足 提出的一种较新的人因可靠性分析方法。 2 其成熟性尚待证明。 1 4c o g e n t 认知事件树系统】 是对t h e r p 中h r a 事件树的一种扩展， c o g n i t i v ee v e n tt r e es y s t e m 可描述几种认知错误。 2 对认知失误的分类基于s r k 框架和 s l i p s 、l a p e s 、及m i s t a i ( 1 三s 的结合。 1 5 a t h e a n a 人误分析技术at e c h n i q u e 1 提出了迫使失误情景的概念。 f o rh u m a ne r r o ra n a l y s i s2 当前最新的h r a 方法之一。 3 其成熟性尚未证明，且可用数据缺乏。 1 6 c r e a m 认知可靠性与失误分析方法 1 基于认知心理学而提出的h r a 较新的 c o g n i t i v er e l i a b i l i t y a n de f r o ra n a l y s i s 方法。 m e t h o d 2 使用较为复杂，可靠性尚待强化 1 7 i n t e n t 估计人决策失误方法m e t h o d 1 适合进行操作员决策失误的评价方法 f o re s t i m a t i n gh e p sf o rd e c i s i o n b a s e d2 一种类似于t h e r p 方法，它可更广泛的 e l t o r s 描述人的c o m m i s s i o n 的错误 18 s a m 混合分析方法s y s t e ma c t i o n 1 基于p r a 分析方法发展起来的一种新的 m a n a g e m e n t 人因可靠性分析方法，该方法引入了人和 组织因素对事故发生过程的影响。 2 人和组织对事故影响的条件概率目前主 要依赖于专家判断。 在这1 8 种方法之中，基本上属于第一代h r a 方法的范畴为第l 1 3 种，第 二代h r a 方法为第1 4 1 8 种。在第一代h r a 方法中，应用较为普遍的是h c r 和 s t i a r i 。t t t e r p 确定的人失误概率在很大程度取决于p i f s 及其他相关参数的主观 评判，且未能注意到人失误的心理因素，较难用于诊断和高水平决策相关的人的 行为；h c r 则没有考虑到各类认知行为类型( 规则、技能、知识) 之间的相互关 上海海事大学硕士学位沦史 系及多状态人因事件对其的影响：而s h a r p 的不足是求解公式中对数表达式过多 的依赖同类人因事件，且未能注意时间变量。第- , f - 方法中以c r e a m 方法为代表， 该方法建立在一系列的认知建模的原则之上，它将人的错误进行详细的分类，借 助于表格的形式细致和广泛地分析错误的因果关系。c r e a m 基本上是一个定性分 析的方法，缺乏执行量化分析的数据。 14 海运安全领域中人因分析的目的和意义 1 4 1 人因分析的目的 对海运安全领域中人为失误进行辨识和归纳，并对造成人为失误的各种影响 因素进行识别与分析，找出人为失误的根本原因，为预防和减少人为失误提供理 论依据。以期达到最终降低人为失误发生率，提高海运安全水平的目的。 1 4 2 人因分析的意义 ( 1 ) 为国家海事监督机关提供控制人为因素的影响的思路、模式及相关技术。 国家海事机关对船舶运输安全进行监督的主要重点是对船舶设备等的检查， 而进行的关于人为因素方面的控制仅限于对海员资格发证的控制。本课题的研究 能够让“重视人”的思想和对人的因素的控制技术应用在实际的海事监督程中来， 以此来提高海上船舶运输的安全状况。 ( 2 ) 针对性的开展船舶检验工作。 国际船级社协会( a c s ) 人为因素工作组( h e ) 把人为因素分为五个方面：技 术、人员配各、培训、管理及环境，其中，与船舶检验有关的内容主要是技术和 环境两个方面，在目前的检验仅仅是对该项目进行设备和产品是否符合“规范” 要求的检验，而没有涉及到该项目所相关的人为因素方面的检验，如产品或设备 在设计时是否考虑到满足人体工学的相关要求，设备的结构是否适于人员对其进 行保养、维修等，因此，对人为因素的研究可以有效地解决上述项目列到船舶检 验中去。 ( 3 ) 通过对人为因素的研究，可以有效地促进我国航运界的安全管理水平。 安全本身就是一个模糊的概念，海上船舶运输系统不发生事故并不是表明该 系统是安全的，船舶在人的操纵下不发生事故并不是表明人的行为是安全的，船 舶检查的目的就是要发现隐患、消除潜在的危险。通过对人为因素的研究获得的 成果来改变以往的船舶检验仅仅是对设备和系统硬件的检查，最终达到对“人” o 上海海事大学硕士学位论文 的检查，从而促进我国航运安全管理的水平的提高 ( 4 ) 对航运人才选拔、教育和培养产生影响。 船舶运输过程中选配高素质人员是减少人为因素造成海损事故的重要条件。 这些高素质包括：身体条件良好、掌握充分的航行安全知识、熟练的船舶工作技 能和工作语言交流能力、有较强的法律意识和环保意识等条件。中国海事局相应 颁布了若干文件，使我国的海员培训、发证和值班有了较为严格的、规范的和系 统的管理。我国的航运教育机构也在相应的完善自己的教学计划和要求，逐步建 立自己的教育管理体制，这将对2 1 世纪海员培养起到积极的作用，为减少航行 风险中的人为因素提供基本条件。 上海海事大学硕士学位论文 第二章海运安全领域中人为失误的识别 研究人为因素，首先需要对人为失误进行识别。只有对人为失误的主要表现 形式进行了足够且全面的识别，才不会导致在随后的人为失误原因分析以及人的 可靠性评估中出现偏差。所以对于分析人来说，理解海运安全体系中人为失误的 多重特性、不同类型，采取适当的方法来全面、可靠地识别海运安全领域中人为 失误及其对航运系统风险水平的影响就显得至关重要。 2 1 人为失误的定义 定义人为失误有多种多样方法，例如，从工效学的角度，可以定