人为因素THERP实例分析和研究

THERP对人的可靠性的研究 THERP THERP TechniqueforHumanErrorRatePrediction 人的失误预测技术 主要用在HRA 人的可靠性分析 中 评估与某些因素有关的人为差错引起的系统变化 然后采取措施 以减少系统内部发生错误的可能 使整个系统的安全水平得到提高 20世界80年代初 swain和guttmann等著名人为因素分析专家 经过多年艰苦细致的工作 完成了研究报告 Handbookofhumanrelibbilityanalysiswithemphasisonnuclearpowerplantapplications 人因可靠性分析手册 这个报告的完成标志着人因分析工作趋于成熟 进入系统化 这个报告中提出了一套完整的人员可靠性分析方法 人的失误率预测技术 THERP 这套方法问世以来广泛的引用于核电站 石化工业 大型武器系统领域的风险评估中 THERP的背景 THERP对人的可靠性的研究 迄今为止最系统的人因可靠性分析方法有较好的数据收集条件在应用到事故分析时 可获得较为信赖的结果有一套完整的表格 查表可量化人因事故 THERP对人的可靠性的研究 用THERP方法完成人的失误率定量化计算包括4个步骤 1 熟悉系统2 定性分析3 定量分析4 应用步骤共有10个步骤 如图一所示 图一人的可靠性分析中THERPY应用过程示意图 一 熟悉系统 该阶段对系统的考察访淡与资料收集 需完成以下任务 1 了解系统PSA事件树和故障树中有关的人的失误事件 2 了解与基本事件有关的人员任务 3 人进行此项任务时的边界条件 包括 控制室的特点 系统的总体布置 行政管理系统 任务的时间要求 工作人员的指定职能技术要求 报警症状 恢复因子等 二 定性分析 1 任务分析了解人员每项任务的内容并将它分解为相应的一系列相连贯的动作或子任务序列 找出人一机系统相互作用的界而 判断人在完成任务时所产生的失误的类别 对于分解得到的每一项子任务 同时必须查明以下儿点 1 动作实施的设备或仪表 2 要求操作人员的动作 3 可能潜在的人因失误 4 控制器 显小器 操纵阀的位置等 5 当任务是由不同的人员完成时 还需了解人员之间的监督关系对人员动作失误的恢复关系 2 HRA事件树的建造 建造HRA事件树的一般规则 HRA事件树在人员任务分析的基础上 以两状态事件树的形式描述 以时间为序的人的各项行为与活动的过程 一般情况下 用人因可靠性事件树进行人的失误分析时 每一个分支节点上都只存在两种决策可能 即进行此项操作时失败或成功的两种可能性 图2给出了一个简单的HRA事件树 建树的有关规则如下 用大写字母 如A 表小某一项子任务失败和它的失败概率 相应的小写字母 如a 则表示该项子任务成功和它的成功概率 位于HRA事件树各序列末尾的字母S和F分别表小人员完成任务的成功和失败 如图2中的串联任务的情况 存在1个成功分支序列和3个失败分支序列 HRA事件树的每个节点上有两个分支 左侧的分支表小成功 右侧分支表小失败 对于表小系统中硬件状态的分支点 从左至右按照失误的严重状态予以排列 对于极小概率的分支事件可以从事件树中册日去 并忽略恢复因子的影响 在HRA事件树中 将相依的人员动作事件合并为一个子任务分支 对于HRA事件树中的失败或成功节点 如果事件树中的一个支路已鉴别出其分析任务为成功或失败 这一个节点不再进一步分解 HRA事件树的定量评价 图2中的HRA事件树 可按如下方法进行定量评价 如果任务是串联型 即该任务要求人连续先后完成两项动作单元 那么人完成任务的成功概率或失败概率分别为 P S a ba P F 1 a ba a Ba A bA A BA 如果任务是并联型 则只要求完成两项动作单元中的任何一项任务则系统成功 在这种情况下人完成任务的成功概率或失败概率分别为 P S 1 A BA a ba a Ba A bA P F A BA 式中 P S 人员完成任务的成功概率 P F 人员未能完成任务的失败概率 3 行为形成因子 PSF 与任务相关性修正 在HRA事件树中 某一项子任务的失败概率 如A 由基本HEP BHEP 表示 它依据该项子任务的动作类型 由相关的THERP表格查找而得 但由于在HRA事件树中 人的失误概率因人员差异有很大差别 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 一般而言 修正可用以下通式表表示 HEP BHEP PSF 1 PSF 2 HRA事件树的每一项子任务之间可能具有相关性 按照Swain手册提供的方法 可将任务之间的相关情况分成5类 完全相关 CD 高相关 HD 中相关 MD 低相关 LD 以及零相关 ZD 相应的人误概率的计算公式为 高相关HD 中相关MD 低相关LD 完全相关 零相关 THERP对人的可靠性的研究 THERP模式的特性THERP为人因分析者提供了大量用于确定人员操作失效的数据 用于评价人员的操作失效比较方便 虽然THERP存在一些不足之处 但它仍是较成熟 使用较普遍的人的可靠性分析方法 THERP对人的可靠性的研究 但应注意 THERP由查表量化所得的值仅为单一操作员的失误率 人因可靠性分析往往需要模拟整个运行班组的行为 因此 在使用THERP时需另外考虑运行班组成员之间的相关性 否则所得的结果将过于保守 THERP对人的可靠性的研究 同时 THERP使用行为修正因子 PSF 其PSF的影响也由查表的方式决定 这些数据常由分析人员主观选择 因此 其结果有不确定性 确定并分析起飞程序任务剖面 将飞行任务剖面分为各个任务阶段 将每一阶段任务的操作分解为一些列连贯的顺序动作 按之前讲的人失误计算方法完成每一阶段的人失误计算 利用公式计算总失误率 与所要求的人失误率进行比较 是否满足相关的要求 是 分析结束 找出影响人的可靠性的因素 对因素分析并提出改进措施 否 1 0 2 3 4 5 6 7 8 737 800飞行程序 0发动机启动程序5爬升和巡航程序1推出或牵引程序6下降和进近程序2起飞前程序7着陆程序3起飞程序8着陆滑跑程序4起飞后程序9关车和检查程序 9 THERP对人的可靠性的研究 我们选取起飞程序这个阶段进行分析 并把这个阶段任务分解为连贯的动作 THERP对人的可靠性的研究 按下起飞 复飞电门 驾驶员稍微前压驾驶杆 推力手柄推至N1 84节时 锁定自动油门信号变为推力保持模式 监控空速 V1时双手放在摇杆上 准备拉杆 VR时后拉摇杆 收轮 THERP对人的可靠性的研究 构建事故树 THERP对人的可靠性的研究 由于上述操作都是由合格的空勤人员完成的 他们所在的驾驶舱都是环境控制的合适的环境条件 其行为形成因子PSF应为1另外 上述的每一操作控制动作都是连贯的顺序动作 前一个动作的失误将导致后一个动作的失误 因此 前后动作完全相依 相依性选一 THERP对人的可靠性的研究 THERP对人的可靠性的研究 这只是一个理想化的模型 现实中影响因子 PSF 众多且与理想情况偏差较大 而且无论多先进的系统 人始终是主体 所以通过分析 找出系统薄弱环节 在系统设计开发的过程中使其他要素更适合于人 才是我们的最终目的 THERP对人的可靠性的研究 参考文献 1 BarryKirwan ThevalidationofthreeHumanReliabilityQuantificationtechniques THERP HEARTandJHEDI Part1 techniquedescriptionsandvalidationissues AppliedErgonomicsVol27 No 6 pp 359 373 1996 2 陈圣斌 高峰等 直升机驾驶人员的可靠性分析与研究 直升机技术 J 2011 4 6 11 THERP对人的可靠性的研究 3 童节娟 余少杰 赵军