人机系统可靠性计算

1、人机系统可靠性计算 (一)、系统中人的可靠度计算 由于人机系统中人的可靠性的因素众多且随机变化，因此人的可靠性是不稳定的。人的可靠度计算(定量计算)、也是很困难的。 1人的基本可靠度 系统不因人体差错发生功能降低和故障时人的成功概率，称为人的基本可靠度，用r表示。人在进行作业操作时的基本可靠度可用下式表示： ra1a2a3 (413)、 式中a1输入可靠度，合计感知信号及其意义，时有失误； a2推断可靠度，合计进行推断时失误； a3输出可靠度，合计输出信息时运动器官执行失误，如按错开关。 上式是外部环境在理想状态下的可靠度值。a1，a2，a3，各值如表45所示。 人的作业方式可分为两种状况，一

2、种是在工作时间内连续性作业，另一种是间歇性作业。下面分别说明这两种作业人的可靠度确实定方法。 (1)、连续作业。在作业时间内连续进行监视和操纵的作业称为连续作业，例如控制人员连续观察仪表并连续调节流量；汽车司机连续观察线路并连续操纵方向盘等。连续操作的人的基本可靠度可以用时间函数表示如下： 式中 r(t)、连续性操作人的基本可靠度； t连续工作时间； l(t)、t时间内人的差错率。 (2)、间歇性作业。在作业时间内不连续地观察和作业，称为间歇性作业，例如，汽车司机观察汽车上的仪表，换挡、制动等。对间歇性作业一般采纳失败动作的次数来描述可靠度，其计算公式为： rl一p(nn)、 (415)、式中

3、 n 失败动作次数； n失败动作次数；p概率符号。 2人的作业可靠度 合计了外部环境因素的人的可靠度rh为： rh1-blb2b3b4bs(1r)、 (4一16)、 式中 b1作业时间系数； b2作业操作频率系数；b3作业危险度系数；b4作业生理和心理条件系数； b5作业环境条件系数； (1-r)、作业的基本失效概率或基本不可靠度。 r可依据表46及式(413)、求出。b1b5；可依据表46来确定。 表4-6 可靠度rh的系数(blb5)、 (二)、人机系统的可靠度计算 人机系统组成的串联系统可按下式表达： rsrhrm (417)、式中 rs人机系统可靠度； rh人的操作可靠度； rm机器设

4、备可靠度。 人机系统可靠度采纳并联方法来提升。常用的并联方法有并行工作冗余法和后备冗余法。并行工作冗余法是同时使用两个以上相同单元来完成同一系统任务，当一个单元失效时，其余单元仍能完成工作的并联系统。后备冗余法也是配备两个以上相同单元来完成同一系统的并联系统。它与并行工作冗余法不同之处在于后备冗余法有备用单元，当系统出现故障时，才启用备用单元。1两人监控人机系统的可靠度 当系统由两人监控时，控制如图410所示。一旦发生异常状况应马上切断电源。该系统有以下两种控制情形。 (1)、异常状况时，相当于两人并联，可靠度比一人控制的系统增大了，这时操切断电源的可靠度为rhb(正确操作的概率)、： rhb

5、1-(1-r1)、(1-r2)、 (418)、 (2)、正常状况时，相当于两人串联，可靠度比一人控制的系统减小了，即产生误操作的概率增大了，操不切断电源的可靠度为rhc(不产生误动作的概率)、： rhcrlr2 (419)、 从监视的角度合计，首要问题是避免异常状况时的危险，即保证异常状况时切断电源的可靠度，而提升正常状况下不误操作的可靠度则是次要的，因此这个监控系统是可行的。所以两人监控的人机系统的可靠度度rsr为： 异常状况时， rsrrhbrm1-(1-r1)、(1-r2)、rm (420)、 正常状况时， rsrrhcrmrlr2rm (421)、 2多人表决的冗余人机系统可靠度 上述两人监控作业是单纯的并联系统，所以正常操作和误操作两种概率都增加了，而由多数人表决的人机系统就可以避免这种状况。假设由几个人