人因事故分析与预防

第六章   人因事故分析与预防第一节人因对系统安全的作用与影响第二节人因事故分析的基本方法第三节人因事故的预防第四节人因事故分析面临的新问题与发展趋势*第*页第一节人因对系统安全的作用与影响一、人因事故的危害性和严重性据E.Hollnagel1998年统计，从20世纪60年代到20世纪90年代，在所有工业事故中包含人因失误的事故从20%扩大到80%以上。特别是许多重大事故的原因几乎均源于人的因素这些事故不仅造成人类生命财产、生存环境的巨大灾难，而且给社会发展带来了极大的负面影响，在人们心理上投下的阴影不可估量。各行业中人因事故所占比例行业名称人因事故的比例资料来源航空70%－80%中国安全科学学报，2002，12（5）道路交通57%完全由人因引起，90%包含人因的贡献HumanErrorinRoadAccidents.GreenM.,JohnW.Senders石油化工60%以上日本，1991核电60%以上HollnagelE.CREAM.2-3.ElsevierScienceLtd.1998矿山85％中国，1996钢铁冶金90％中国，1996近年来公众熟知的一些重大人因事故深圳危险品仓库大爆炸事故　　[案情介绍]1993年8月5日13时10分，深圳市安贸危险品储运公司清水河危险品四号仓库的管理员发现，存放在仓库东北角的过硫酸铵冒烟起火。他打开消防栓却发现没有水，使用灭火器则无法将火扑灭，打119报警电话又无法接通，于是只得截了一辆车去公安局报警。就在公安局消防队出动时，13时26分，储存着1000多吨硫化碱、硝酸铵和1000多箱火柴的4号仓库发生爆炸！一个小时以后，另一个库房，存放着上千吨硫磺、硫化碱和甲苯、二甲苯等物品发生更为猛烈的爆炸。爆炸腾起的蘑菇状烟雾高达数百米，附近的建筑物纷纷飞上天，又裂成无数碎片铺天盖地掉落下来。粗大的钢筋被扭成麻花状……火场四周更是危机四伏：近在咫尺的铁路支线上停着17节煤车、18节液化气罐车；离爆炸现场不远处的一个仓库里存有250吨双氧水，和危险品仓库相毗邻的还有：配有8个大罐41个卧罐的液化气站和加油站、汽车库、化工基地等，只要其中有一个被引燃，环环相连引起的爆炸可毁掉半个深圳！3000名消防战土、数千名解放军战士在浴血奋战！邻近城市和地区的消防队伍纷纷赶来增援。经上万人的奋力扑救，到6日清晨，火被扑灭，整整烧了十七个小时。　这场大爆炸，造成15人死亡，200余人受伤，其中受重伤的33人。爆炸造成该公司第2-7号共六个仓库被彻底摧毁，第l、8号两个仓库遭严重破坏，爆炸引燃了距爆炸中心250米的木材堆场和300米处的六座四层楼高的普通货物仓库，以及附近400余米处的三个山头上的树木。经估算直接经济损失达2．5亿元，间接的损失则更是难以估计。[事故原因分析]一、该仓库原本只是储存普通货物的综合性仓库，根本不具备危险品仓库所需的消防、安全条件。安贸公司却向有关主管部门谎报该仓库设施是完全符合安全规定的危险货物仓储设施。隐患从该公司成立之始就已经存在了。　　二、该公司从领导层开始到操作工，没有一个人接受过危险货物储运专业培训。事故调查开始时，对于四号仓库东北角首先冒烟起火的事实，询问经办人员堆放的货物名称时，得到的回答是：“过硫酸钠”。后来查阅了有关单证才搞清楚，不是过硫酸钠，而是过硫酸铵。对于危险货物存放中的安全隔离规定，经办人员竟然一无所知。他们仅仅是根据进库货物的数量和体积所需的仓位，随意决定堆放地点，因此，性能互相抵触的危险货物混堆是习以为常的事。　三、危险货物仓储设施的设置，应当严格按照城市总体规划的要求，遵照国家有关城市安全、环境保护的规定进行审查。安贸公司仓库所处的位置，在起初可能是该市的郊区，由于城市建设的速度很快，市区规模不断扩大，没几年，该地区就不再是郊区了。这时有关主管部门就应当作出危险物品仓库搬迁或停业的决定，然而却没有这样做。该仓库距繁华市区的国贸大厦仅4．2公里。在300米开外就是一个居民小区，周围又有普通货物的仓库、木材堆场、铁路专用线、天然气储运站……。该地区的道路交通规划不合理，致使前来救火的消防车挤在一起，供水严重不足（事故发生之初，管理人员启动消防栓却没有水，丧失了最佳的灭火时机）。这些都反映了城市建设和管理上存在的问题。　　四、组建成立危险物品仓储公司有严格的审批程序，公安、消防、环保等部门要层层把关。只要有其中的一个机构认真执法，安贸公司就无法组建成立；即使成立了，在一次次的例行安全检查中也过不了关。然而就是这样一家隐患重重、危机四伏的企业，不仅取得爆炸物品、剧毒物品存储的许可证，而且有关主管部门竟然作出决定：从1991年起，凡是进入特区的化学危险物品，一律存放在安贸危险物品储运公司的仓库里。其他单位的危险物品仓库都停止使用。这就不仅仅是失职所能解释的了。新疆克拉玛依大火克拉玛依市教委和新疆石油管理局教育培训中心在克拉玛依市友谊馆举办迎接新疆维吾尔自治区“两基”（基本普及九年义务教育、基本扫除青壮年文盲）评估验收团专场文艺演出活动。全市7所中学、8所小学的学生、教师及有关领导共796人参加。在演出过程中，18时20分左右，舞台纱幕被光柱灯烤燃，火势迅速蔓延至剧厅，各种易燃材料燃烧后产生大量有害气体，顷刻间，电线短路，灯光熄灭，剧场里一片黑暗。谁也没有料想到火灾来得这么快，这么猛烈。但是，他们怎么也没有想到，馆内的8个安全门，只有1个门是开着的。烈火、浓烟、毒气以及你踩我挤、东撞西碰，很快地夺去了一个又一个生命。处理党中央、国务院和全国人民都十分关注这次事件，19名玩忽职守者很快受到了党纪与国法的制裁。当时在现场的领导中，有克市副市长赵兰秀、新疆石油管理局副局长方天录、克拉玛依市教委副主任、新疆石油管理局教育培训中心副主任唐健等，后来法院认定他们未组织疏散学生而只顾自己逃生，对严重伤亡后果负有直接责任，分别因玩忽职守罪被判处有期徒刑：赵兰秀四年零六个月；方天录五年；唐健五年。二、大规模复杂系统中人因事故产生的主要原因1、人始终是系统的中心和主宰者2、人固有的内在弱点3、复杂社会技术系统的特征及对人因的影响1、人仍是系统的中心和主宰者人的作用的不可替代性。尽管系统的自动化程度提高了，但归根结底还要由人来控制操作，要人来设计、制造、组织、维修、训练，要人来决策，即使所谓的智能系统也仅只是局部替代最终决策的前期动作，因而，人在系统中的作用不是削弱了，而是更加重要和突出了。系统自动化程度的提高带来了人因失误的迁移。由运行中操作型的直接人误转变为对自动化系统设计、维护、测试、检测、管理等间接人误。系统智能化程度的提高导致失误类型由疏忽等较低层次的认知失误向诊断、判断、决策等较高层次的认知失误类型转变。2）人的内在弱点两大方面机体生理界限体力界限、反应速度界限、精度界限、生物节律界限和对外部环境变化的容许界限等。人作为一种现实的机体不可能随心所欲、完美无缺。主体的意识界限主体内部意识和动机、期望，实践基础上的感知，在环境条件下的情感，对感知的提炼和把握规律性的能力，以及对自我行为的规划能力等。人作为一种现实的反映意识体，它与机体的生理界限和客观事物的真实性具有相当程度的镶嵌性和背离性，认识上的弱点总是客观的。人生理、心理、社会、精神等特性的并存，导致了人的复杂性、灵活性、适应性和可塑性，也决定了人在不同条件下行为的难以控制性、不确定性和随机性，并且其失误机理的复杂性远远超过了机械、电子设备，使得对人因失误的辨识和预防比硬件要困难的多。控制采集信息人系统早期手工作业系统中人与系统的关系3、复杂社会技术系统的特征及对人因的影响控制采集信息人系统机械、电子信息采集单元机械、电子控制单元智能化信息处理系统现代自动化系统中人与系统的关系复杂社会技术系统的特征系统更加自动化系统更加复杂和危险系统具有更多的防御装置系统更加不透明系统更加自动化操作人员的工作由过去以“操作”为主变为监视—决策—控制。人因失误发生的可能性、尤其是后果及影响变得更大了。系统更加复杂和危险大量地使用计算机使得系统间相互作用更加复杂、耦合更加紧密，同时使得大量的潜在危险集中在较少几人身上（如中央控制人员）。系统具有更多的防御装置为了防止技术失效和人误对系统运行安全的威胁，普遍采用了多重、多样专设安全装置。这些装置大大提高了系统的安全性。但另一方面，对这些安全装置的依赖性又降低了操作人员对系统危险性的警觉性。同时，这些安全装置仍可能由于人误而失效,因而它们也就是系统最大的薄弱环节。系统更加不透明系统的高度复杂性、耦合性和大量的防御装置增加了系统内部行为的模糊性，管理人员、维护人员、操作人员经常不知道系统内正在发生什么，也不理解系统可以做什么。三、人因对系统安全的正面作用人的才智在查出和消除潜在的问题方面是十分有效的。提高人的可靠性、包括组织的可靠性是增强系统安全性的重要途径。一、基本概念人因可靠性：人对于系统的可靠性所必须完成的活动的成功概率。人的可靠性，人为可靠性，人员可靠性人因失误(humanerror)：人未能精确地、恰当地、充分地、可接受地完成所规定的绩效 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 范围内的任务。人为失误，人为错误人因可靠性分析（HRA：HumanReliabilityAnalysis):以人因工程、系统分析、认知科学、概率统计、行为科学等学科为理论基础，以对人的可靠性进行定性与定量分析和 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 为中心内容，以分析、预测、减少与预防人的失误为研究目标。第二节人因事故分析的基本方法人的失误与人的非安全行为人的失误：在系统的正常或异常运行中，人的某些活动超越了系统的设计功能所能接受的限度。*第*页3、人的失误特点人的失误的重复性；人引发的失效的潜在性和不可逆转性；人的失误行为往往是情景环境）驱使的；人的行为的固有可变性；人的失误的可修复性；人具有学习的能力。*第*页4、人-系统的交互作用人-系统交互作用（Human-SystemInteractions,HIs）是描述人与系统之间的所有可能的界面关系，包括管理、运行、维修等环节。一方面，人能够作为事件/事故的引发者和扩大者；另一方面，人也能够成为事故的缓解者。如核电厂控制室里的HIs是指运行班组/操纵员对于症状信号的响应。症状信号包括报警器、参数显示器等，人员响应包括控制操作、通讯交流和规程选择等。HIs分类是人因可靠性分析（HumanReliabilityAnalysis,HRA）的基础。5、人的行为类型技能型行为(Skill-basedbehavior)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。疏忽大意是技能型失误的主要表现形式。规则型行为(Rule-basedbehavior)人的行为由一组规则或协议所控制、所支配对情景的误判断和不正确的选择规则。知识型行为(Knowledge-basedbehavior)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。知识的局限性和不完整性。*第*页6、人的行为形成因子（PSFs）Swain将任何影响人的行为的因素称为行为形成因子（PerformanceShapingFactors,PSFs），他把PSFs分为三大类：（1）外部PSFs，个人因素之外的；（2）内部PSFs，人员自身的；（3）应激水平。张力1992年将PSFs定义扩充为：对人的认识、判断、行动过程产生（不利）影响的物理的、精神的（或外部的、内部的）因素，包括人-机界面、人的内因、作业特性、组织管理和外部原因等五个方面。怎样的情景会产生人因失误，是PSFs研究的新发展：迫使失误情景和共同行为条件。二、大规模复杂人—机系统运行控制特征及人因失误分类与产生机制分析1、大规模复杂人-机系统运行控制特征其特征为：监视－确认－决策－控制2、大规模复杂人－机系统人因失误分类与产生机制（见图6－2）识别确认（状况/状态）推理判断（状态/原因、理由） 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计（原因、理由、预测/任务）（知识级）目　　标时间制约条件结合（状况/状态、状况/作业）结合（状况/作业规则）（规则级）知觉（注意焦点）任务自动的感觉操作模型（技能级）外界“状况”形成感觉（视听觉）利用可能的感觉输入（操作人员）（机械系统）操作动作仪表视声显示装置呈现系统状态信号系统状态检测系统大规模复杂人-机系统大规模复杂人-机系统操作人员认知行为模型操作人员行为动态模型 技能级偏离规则级弄错知识级弄错行为类型常规行动解决问题解决问题操作模式按照熟知的例行方案无意识地自动处理依据选配模型半自动处理资源制约性的系列意识处理注意焦点现在的工作以外与问题相关联的事项与问题相关联的事项失误形式在行动中在应用规则中错误强烈多种多样失误的自己检出快速困难需他人帮助困难需他人帮助表6-23种失误类型的特征三、诱发人因事故的主要因素1.通过对大量人因事故的分析，发现诱发大规模复杂人-机系统人因事故的主要原因：①操作人员个体的原因②设计上的原因③作业上的原因④运行程序上的原因⑤教育培训上的原因⑥信息沟通方面的原因⑦组织管理因素2.人的弱点表现形式：（1）存在误解，错觉。（2）易产生疲劳，有体力界限。（3）欠缺机体的恒常性、存在不稳定性、转移性和精度界限。（4）存在速度界限，有0.2s的反应延迟时间。（5）具有对环境的容许界限。（6）易被感情左右。（7）具有生物节律。（8）存在意识水平波动性。（9）存在信息处理能力界限，信息传递容量的界限。（10）知觉能力与规划能力有限*第*页输入信息处理输出行为特征①注意力集中于一点②无视，遗忘正常信息③信息获取能力低下④歪曲感知到的信息⑤知觉能力麻痹⑥知觉对象偏移①信息综合能力质量减退②提取信息能力低下③与记忆信息对照能力低下④判断内容检查能力低下⑤时间裕度过小评价①实施习惯动作②操作定位不良③操作连续性、灵活性低④不能协同作业⑤多余、过激操作⑥无目的操作⑦操作无反馈⑧不能操作表6－3紧急状态下人的行为1、人因失误结构模型四、人因失误结构与成因模型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：引发人因事故最基本的原因，如果该原因（或该组原因）被修正，则可有效防止此类事故再度发生。事故根原因分析技术：从事故的现象出发，追溯引发人因事故的根原因分析方法与步骤：人因事故的调查与确定；故障模式确定与后果分析；屏障分析；根本原因分析；改进措施与建议。1）人因事故调查技术◇事故调查与资料收集◇事件时序图     初始状态事情故障事情次级事情后果2）故障模式分析技术人因失误的基本故障模式：a.不注意细节b.判断错误c.承诺的任务没有执行（完成）d.技能或知识不够e.精神状态不适合完成工作任务3）屏障分析技术屏障是防范事故发生的手段：实体保护，行政管理防范。防护屏障的失效，导致事故的发生。屏障分析可找出防范体系的缺陷或漏洞，从而提出有效的改进方案。典型的屏障：★物理屏障：声、光报警信号；各种安全保护设备；各种警示性标牌；安全门、锁；各类应急设备等★管理屏障：运行及维修工作规程；人员培训与教育；资格认定及人员任命；管理条例；工作人员的交流方式；人员授权；人员的相互监管等4.原因因素分析技术a.原因因素图屏障分析原因因素初始状态事情故障事情后果次级事情原因因素条件条件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个体因素环境条件因素作业因素运行规程因素教育培训因素通讯因素管理因素六、人因事故定量评价方法1、人因失误率预测法（THERP）：如果人员的工作能够划分为一系列的如读数、操作单元，则可以用人因失误率预测法。aAb/aSFFFB/ab/AB/A时间为序，两态分支扩展图1简单的HRA事件树人员作业成功概率:Pr(S)=a(b/a)失败概率:Pr(F)=a(B/a)+A(b/A)+A(B/A)行为形成因子（PSF）修正失败概率即P（A）：HEP=BHEP•(PSF)1(PSF)2…相关性修正（5级）2、人的认知可靠性预测法（HCR）两个基本假定：（1）人员行为类型归结为技能型、规则型和知识型三类YesNO（2）失误概率仅与允许时间t和执行时间T1/2的比值有关，且遵从三参数的威布尔分布：T1/2=T1/2，n（1+K1）（1+K2）（1+K3）式中，t：允许操纵员进行响应的时间T1/2：操纵员执行时间T1/2，n：一般状况的执行时间K1：操作经验K2：心理压力K3：人机界面、、：操作人员行为类型参数表6-4参数、、选取表行为类型熟练（SKILL）0.4071.20.7规则（RULE）0.6010.90.6知识（KNOWLEDGE）0.7910.80.5表6-5HCR模型的行为形成因子及其取值操作员经验(K1)1.专家，受过很好训练-0.222.平均训练水平0.003.新手，最小训练水平0.44心理压力(K2)1.严重应激情景0.442.潜在应激情景/高工作负荷0.283.最佳应激情况/正常0.004.低度应激/放松情况0.28人机界面（K3）1.优秀-0.222.良好0.003.中等（一般）0.444.较差0.785.极差0.92七、组织管理对人因事故的作用和影响组织管理失效四种主要模式：组织规范失效组织沟通失效组织功能失效（目标、权力、协调、心理）组织文化失效防范组织失效基本对策：建立行政管理屏障拓宽组织沟通渠道，增强组织效能建立安 全文 企业安全文化建设方案企业安全文化建设导则安全文明施工及保证措施创建安全文明校园实施方案创建安全文明工地监理工作情况 化体系第三节人因事故的预防一、人因事故纵深防御系统技术手段＋组织手段＋文化手段主动型人因事故纵深防御系统外部规章制度确立人因事故管理方针来自运行实践的反馈组织研究·安全文化评述·管理决策程序审查·组织机构及责任确定·传递网络审查·管理支持系统技术研究·人因准则评审·人因工程设计与改善·任务分析·失误分析与风险评估·导出事故减少策略·完成成本效益分析·实施选择策略运行阶段常规事故数据收集系统重要事故详细原因分析方针确立阶段预测分析阶段事故减少策略阶段反馈阶段3、管理支持系统职工参与·精神与情感介入·对过程中每位成员下放职责·参与的技术途径·反馈体系·消除班组、部门间的壁垒·建设性地运用社会压力·将参与作为一种指导思想技术方法·减少失误的装置与技术·有效的人员培训·运行经验反馈人误管理的整体研究健康的安全文化·对于失误的态度策略·强调失误的系统原因·识别现有的安全文化·在所有水平级上训练管理策略·管理体制支持失误减少活动·上级管理者勇于承担责任·资源、手段充足·责、权、利分明·避免冲突信息·目的连续一致·质量安全经济性统一二、人因事故预防与减少基础体系现代工业社会的特性，决定了对事故的预防和减少必须采取纵深防御的战略思想才可能奏效，即必须国家、社会、企业和个人相互支持与配合，在一个广泛的基础上构成事故预防与减少综合体系才可能实现。1政府的行政功能国家个体企业政府职能社会化作用事故防范最小单元主要事故源执行层管理层图6-12人因事故预防与减少基础体系政府的行政功能主要包括：行使政府职能表征社会作用培养良好的社会文化环境和经济环境对社会成员的道德修养、文化素质、心理素质、技术素质的培养。2、企业的功能企业既是国家有关方针的执行层，又是对具体事故防范的管理层。3、个体的主要职责不断提高安全文化水平和安全技术素质。增强安全意识，自觉、主动地接收外界安全信息。加强对人因失误和事故的辨识力和防范性以及安全应变能力。第四节人因事故分析面临的新问题与发展趋势一、人因分析面临的问题1、人因分析的难度(1)人的特性：生理，心理，社会，文化，变化多样性和复杂性(2)不仅需研究行为者本身，还需研究行为者与系统中其他元素的关系(3)人与人之间的个体差异，致使研究结果具有不确定性,或难以有准确性(4)对控制人行为、特别是认知行为的大脑机能，至今尚未完全弄清楚(5)人因失误的突发性和无序性，使得其数据收集和掌握规律很困难,所以人因数据库建设多年进展缓慢(6)人员失误构成潜在的失效，致使大量人因信息丢失2.对人因的再认识人适机机宜人人机匹配以人为中心从个体到“系统中、组织中的人”，人的社会属性和精神属性，组织管理对人员可靠性的作用组织也可能犯错误，组织错误归根到底也是一种人因错误，且对复杂系统而言，组织错误是对其安全性最大的潜在威胁典型的组织错误包括 管理制度 档案管理制度下载食品安全管理制度下载三类维修管理制度下载财务管理制度免费下载安全设施管理制度下载 缺陷、不充分的培训、管理者的错误决策等由于个体失误和组织失误的并存，人因失误只能通过不断加强管理、改善管理来减少或弱化它的影响3、环境与人行为的关系●环境是围绕主体，并对主体行为产生影响的外界事物●人通过各种感觉通道从环境中获得关于行为意义的信息，并运用这一信息，建立支配某种心理过程的动机和决定行为的方式，进而通过行为的实施来适应与改造环境。●在相对稳定的条件下，人力图适应环境，以降低自身的损耗，同时又力图改造环境，以满足自身更高的需求●人类自然属性与社会属性的并存，使得在一定界限内，人与环境保持着一种相互协调、相互适应的动态平衡。4、人的可靠性分析（HRA）方法问题●迄今为止，HRA已有数十种方法，它们被划分为以THERP（人误率预测技术）为代表的第一代或称为静态的基于专家判断与统计分析相结合的HRA方法和目前正在兴起的称为动态的基于认知科学的第二代HRA方法。也有人把它们划分为人的工程学可靠性研究策略和人的行为学可靠性研究策略。这些方法对HRA的发展和应用起了良好的推动作用，但正如许多HRA专家所评论的那样，它们在功能的完备性、方法的有效性和可靠性、实用性等方面均尚存在诸多不足。5、人的失误机理问题认知行为特性行为模型失误类型失误内部机制失误源失误形态失误背景失误结构失误观测控制管理6人因分析的客观性与一致性问题●PSFs（人员行为形成因子）的分析与量化：非结构化，极度依赖使用者的判断●源于实际的HRA数据缺乏且可用性差7、人因分析数据的可用性人因数据库人员可靠性分析手册美国的NUCLARR英国的CORE-DATA日本的IHF和HFC库法国电力公司（EDF）M310三方面的问题尚待解决数据的可靠性数据的普适性，不同领域的认知结构和信息处理机制的差异他国数据的可引用性8、人因分析中的文化因素科学素养道德水准心理素质工作态度思维习惯和工作作风安全文化9、组织管理层的人因分析组织管理层人因分析的必要性不足方面：适用技术缺乏定性分析多，定量分析少考虑常规的组织结构、管理过程的多，涉及管理决策层次少二、人因分析研究的发展趋势人因分析研究方法的特点：●涉及大量不同的技术方法●定性定量相结合前者反映出人因分析的应用复杂性及理论不成熟性，而后者为人因分析的研究对象所确定。1、人因分析基础研究●人的行为（失误）机理研究●定量模型和结构化的定性-定量模型●人因数据库2、人-机系统设计指导人-机功能分配、人-机交互关系、操作人员监督功能人因分析的理论、方法及技术工程化、标准化转化方式的可行性、有效性和可用性3、安全评价与事故防范●安全评价●人因事故分析