基于THERP和HCR的地鐵人因可靠性分析

1、基于THERP和HCR的地鐵人因可靠性分析摘要地鐵事故的發(fā)生往往與人的可靠性相關，本文對概率安全評價中的THERP和HCR人因可靠性量化風險分析方法進行回顧，并對兩者的結合進行研究，建立了THERP+HCR為定量分析核心的地鐵事故人因可靠性分析模型，介紹了其規(guī)范化分析程序，并給出了在城市軌道交通應用中的實例。關鍵詞地鐵；THERP；HCR本文基于概率安全研究中的人因可靠性分析方法THERP（Technique for Human Error Rate Prediction）和HCR（Human cognitive Reliability），進行了典型地鐵安全事故的風險概率分析。其中THERP主

2、要用于涉及人員行為的，按時間發(fā)展形成過程進行分析的部分，HDR模型主要用于人在事故處理過程中存在的診斷事故事物的量化。1地鐵事故人因分析的THERP與HCR方法1.1THERP方法THERP是建立在人誤分析基礎上的一種人員可靠性分析模型，主要用于估計人員（在一定時間、一定條件下）不能正確執(zhí)行所需完成的任務的概率。其某一特定行為的失誤概率可由下式給出：PEA=HEPEAmk=1 PSFkWk+C （公式1）式中：PEA表示某一特別行動的失誤概率；HEPEA為某一特別行動的人員基本失誤概率；PSFk為第k個成形因子的量化值；Wk為權重；C為數(shù)值型常數(shù)；m為PSF的數(shù)量。THERP分析方法主要是利用

3、人因事件樹對人因事件中涉及的所有人員行為按事件發(fā)展的過程進行分析，并在事件樹中確定失效途徑后進行定量的計算。在NUREG/CR-1278中提供了使用THERP方法分析人因事件所需的有關數(shù)據(jù)。1.2HCR方法由于THERP主要是描述與時間無關的人因失誤，而現(xiàn)代的人-機系統(tǒng)常常是與人的認知判斷有關，HCR法就是為了評價運行班組未能在有限的時間內(nèi)完成動作的概率而開發(fā)的。HRA的分析滿足兩個基本的假設：1）它認為所有的人員動作的行為類別，依據(jù)是否為例行的工作、程序書的情況及訓練的程度等，分為技能型、規(guī)則型及知識型等3種。2）它認為每一種行為類別的失誤概率，僅與允許時間（t）和執(zhí)行時間（T1/2）的比值

4、有關。根據(jù)此假設，HCR模式由模擬機訓練所收集的數(shù)據(jù)，歸納得到公式2。式中，是由數(shù)據(jù)歸納而得與行為類別有關的參數(shù)，它們服從威布爾分布。由于每個運行班組的執(zhí)行時間可能因各類情況而有所不同，故在使用公式之前要用修正因子修正。在HCR模式中所考慮的關鍵的行為形成因子有3個，訓練（K1）、心理壓力（K2）及人-機界面（K3）。修正的公式表示如下：T1/2= T1/2,no min al（1+K1）（1+K2）（1+K3）（公式3）在（公式3）中，T1/2,no min al為一般狀況（如模擬機訓練）的執(zhí)行時間。2地鐵事故風險分析描述通過對相關道岔失表視頻的反復觀看與進行行車調(diào)度訪談，經(jīng)過分析，我們得出

5、以下結論。根據(jù)實際經(jīng)驗，一般須在3 min內(nèi)糾錯；控制界面的按鍵標牌明確，周圍有大小、形狀、操作方式相同的其他按鈕，有選錯的可能，時間10 s；根據(jù)實際假設，調(diào)度員有一定的心理壓力，其修正因子取0.28；設道岔失表到發(fā)現(xiàn)的時間為20 s；事故診斷時間為10 s；從確認到開始執(zhí)行時間為20 s；執(zhí)行取消進路時間為15 s；判斷有無列車進行變更進路10 s；從確認可以執(zhí)行轉(zhuǎn)換道岔到開始執(zhí)行需要20 s；進行轉(zhuǎn)換道岔錯誤時間為20 s；執(zhí)行后確定1 min。2.1事件分析該事件失誤概率分析可分為5個階段：1）信號員發(fā)現(xiàn)道岔失表狀況并呼叫調(diào)度員；失誤概率P1可認為非常小。2）調(diào)度員對情況進行確認，其診

6、斷行為屬規(guī)則型，可用HCR模式計算其失誤概率P2。3）調(diào)度員取消進路，其失敗概率P3可用THERP方法求出。4）調(diào)度員判斷有無列車進行變更進路，其診斷行為屬規(guī)則型，可用HCR模式計算其失誤概率P4。5）調(diào)度員執(zhí)行轉(zhuǎn)換道岔，其失敗概率P5可用THERP方法求出。2.2建模與計算事件失誤率：P=P1+P2+P3+P4+P5 根據(jù)事件分析中的1）階段，可令：P1=1.0010-4取=0.601，=0.9，=0.6（規(guī)則型）代入上式：得P2+P4=1.4910-2。查THERP表排列信號失誤概率為0.003，考慮緊張因子，修正為0.006；操作失誤率為0.003，修正為0.006；考慮調(diào)度員與值班長之間的相關性為中等，其監(jiān)測失誤概率為：1+6310-3 / 20=0.0509該事件樹的失誤路徑有兩個，F(xiàn)1、F2，它們的失誤率分別為：PF1=PA1PA2=0.0060.0509=3.5410-3PF2= PA1Pa2 Pa1 PB1PB2 =0.0060.0509=1.7310-6總的操作失誤為：P3=PFl + PF2=3.5410-3查THERP表確認信號失誤概率為0.002，考慮緊張因子，修正為0.004。操作點擊的失誤率為0.003，修正為0.006。該事件樹的成功路徑只有1個，因此失誤率為：P5=1-PS5=1-Sa1Sb1Sc1=1.5910-2事件總的失誤率