人因工程第15章事故預(yù)防

一、事故預(yù)測方法

預(yù)測----是指預(yù)測者根據(jù)有關(guān)的歷史資料和現(xiàn)實(shí)資料，運(yùn)用適當(dāng)?shù)姆椒ê图记?，對研究對象的未來狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)的分析、估算和推斷，并對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證評價和應(yīng)用的活動過程。事故預(yù)測----也稱為安全性預(yù)測，是對系統(tǒng)將來的安全狀況進(jìn)行的預(yù)測。傷亡事故預(yù)測包括事故發(fā)生可能性預(yù)測和事故發(fā)生趨勢預(yù)測常用的傷亡事故發(fā)生預(yù)測方法回歸預(yù)測法、指數(shù)平滑法、灰色系統(tǒng)預(yù)測法、卡爾曼濾波器預(yù)測法等。在此只介紹灰色系統(tǒng)預(yù)測法。第四節(jié)事故預(yù)測與預(yù)防創(chuàng)建灰色系統(tǒng)理論鄧聚龍教授在1982年創(chuàng)立的，它以“部分信息已知，部分信息未知”的“小樣本”、“貧信息”不確定性系統(tǒng)為研究對象，要通過對“部分”已知信息的生成、開發(fā)，提取有價值的信息，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律的正確認(rèn)識和確切描述，并據(jù)以進(jìn)行科學(xué)預(yù)測。定義把內(nèi)部信息已知的系統(tǒng)稱為白色系統(tǒng)；信息未知的或非確知的系統(tǒng)稱為黑色系統(tǒng)；而把信息不完全確知的系統(tǒng)稱為灰色系統(tǒng)?；疑到y(tǒng)的基本特征是構(gòu)成系統(tǒng)的因素有些是清楚的，而另一些則不太清楚，于是系統(tǒng)既不“白”也不“黑”，呈“灰色”。應(yīng)用有些事故致因因素及其對事故發(fā)生的作用很清楚，有些則不清楚。因此，可以借助灰色系統(tǒng)理論來研究?；疑到y(tǒng)預(yù)測法灰色系統(tǒng)的一個基本觀點(diǎn)是把一切隨機(jī)變量都看作是在一定范圍內(nèi)變化的灰色量。根據(jù)灰色系統(tǒng)理論，處理灰色量不是采用通常的數(shù)理統(tǒng)計方法，而是采用數(shù)據(jù)生成的方法來尋求其中的規(guī)律性。灰色系統(tǒng)數(shù)據(jù)生成方式有三種：

（1）累加生成。通過數(shù)據(jù)列中各數(shù)據(jù)依次累加得到新的數(shù)據(jù)列。累加前的數(shù)據(jù)列稱為原數(shù)據(jù)列，累加后生成的數(shù)據(jù)列稱為生成數(shù)據(jù)列。

（2）累減生成。通過數(shù)據(jù)列中各數(shù)據(jù)相減得到新的數(shù)據(jù)列。累減是累加的逆運(yùn)算。

（3）映射生成。除了累加和累加、累減之外的其他生成。1．?dāng)?shù)據(jù)生成

在傷亡事故發(fā)生趨勢預(yù)測中主要采用累加生成的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。設(shè)有原始數(shù)據(jù)列顯然，生成數(shù)據(jù)列與原始數(shù)據(jù)列之間有如下關(guān)系：

經(jīng)過累加生成得到的生成數(shù)據(jù)列比原始數(shù)據(jù)列的隨機(jī)波動性減弱了，內(nèi)在的規(guī)律性顯現(xiàn)出來了。對于生成數(shù)據(jù)列可以建立白化形式的微分方程，它稱為一階灰色微分方程記為，即一階一個變量的微分方程：其中和是待定參數(shù)。

該方程的解為：

該式稱為時間反應(yīng)方程。記參數(shù)列為或可以利用最小二乘法求解：

2．建立灰色模型其中,3．后驗(yàn)差檢驗(yàn)為檢驗(yàn)按灰色模型預(yù)測的可信性，需要進(jìn)行后驗(yàn)差檢驗(yàn)。原始數(shù)據(jù)列的實(shí)際數(shù)據(jù)的平均值和方差分別為：把第項(xiàng)數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)值與計算的估計值之差稱作第K項(xiàng)殘差

則整個數(shù)據(jù)列所有數(shù)據(jù)項(xiàng)的殘差的平均值和方差分別為：

通過計算后驗(yàn)差比值和小誤差頻率來進(jìn)行后驗(yàn)差檢驗(yàn)。（1）后驗(yàn)差比值。按定義，后驗(yàn)差比值為

后驗(yàn)差比值越小越好。小則意味著小而大，即盡管原始數(shù)據(jù)很離散，按灰色模型計算的估計值與實(shí)際值很接近。（2）小誤差頻率。按定義，小誤差頻率為殘差與殘差平均值之差小于給定值的頻率：小誤差頻率越大越好。

根據(jù)后驗(yàn)差比值和小誤差頻率可以綜合評價模型的精度，見表15-3。

表15-3后驗(yàn)差精度等級精度等級小誤差頻率后驗(yàn)差比值好合格勉強(qiáng)不合格4．殘差模型如果經(jīng)過后驗(yàn)差檢驗(yàn)根據(jù)原始數(shù)據(jù)列建立的灰色模型不合格，可以建立殘差模型對原模型修正。對累加生成的數(shù)據(jù)列的數(shù)據(jù)項(xiàng)計算殘差：組成殘差數(shù)據(jù)列

一般只用部分殘差而不是全部殘差建立殘差模型，即。

將殘差數(shù)據(jù)列進(jìn)行累加生成得到殘差累加生成數(shù)據(jù)列，建立一階微分方程：

該方程的解為：

把殘差估計值加到生成數(shù)據(jù)列的對應(yīng)項(xiàng)上，得到修正后的模型。一般地，從保證預(yù)測精度考慮，只對生成數(shù)據(jù)列的最后幾個數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行修正。設(shè)對生成數(shù)據(jù)列的第項(xiàng)以后的數(shù)據(jù)項(xiàng)修正，則修正后的第項(xiàng)的估計值為：5．舉例某礦某年3-7月份的輕傷事故情況如表15-4所示。

表15-4輕傷事故人次月份34567輕傷人次2629313334該例中，原始數(shù)據(jù)列為：

累加生成數(shù)列為：

根據(jù)（15-5），所以，

本例中，

所以，

即，本例的事故預(yù)測公式為：為了得到原始數(shù)列的預(yù)測值，需要將生成數(shù)列的預(yù)測值作累減還原為原始值，即根據(jù)下式求得：生成數(shù)列的預(yù)測值、原始數(shù)列的還原值分別如表15-5，15-6所示。

15-5生成數(shù)列的預(yù)測值與誤差檢驗(yàn)K02626015555.27-0.2728686.14-0.143119118.700.304153153.03-0.0315-6原始數(shù)列的還原值與誤差檢驗(yàn)

K12626022929.27-0.2733130.870.1343332.560.4453434.33-0.33平均值30.630.606-0.006數(shù)據(jù)方差和殘差方差分別為：

后驗(yàn)差比值為：小誤差頻率

所以

根據(jù)和的評價標(biāo)準(zhǔn)（表15-3），本例題的預(yù)測結(jié)果的評價等級為“好”。采用可對8月的輕傷事故進(jìn)行預(yù)測。即根據(jù)預(yù)測，如果不能采取更有效的事故預(yù)防措施的話，下一月份的輕傷事故人次將是36人。二、事故預(yù)防

在防止人為失誤和預(yù)防事故方面，人類已積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，提出了許多行之有效的辦法，并且這方面的研究工作不斷發(fā)展。下面就介紹幾種針對不同事故致因理論而提出的事故預(yù)防對策。

通過對人為失誤與事故產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)無論是人為失誤，還是事故的發(fā)生都離不開人、機(jī)器設(shè)備、環(huán)境及管理等各因素。人因工程學(xué)認(rèn)為，引起錯誤的環(huán)境與引起事故的環(huán)境有著一致性，所有的事故都是以錯誤開始。把防止人為失誤和預(yù)防事故的對策歸納合并起來，并從人因工程學(xué)角度分析，分別從人的方面、機(jī)械設(shè)備方面、作業(yè)環(huán)境方面和管理方面提出對策。（一）根據(jù)4M法理論提出的事故預(yù)防對策（1）要創(chuàng)造一種和睦、嚴(yán)肅的車間安全氣氛不放過任何違反規(guī)程和工作錯誤之類的事。防止出現(xiàn)違反規(guī)程的事，防止不安全行為；對于不熟練的操作者，要重點(diǎn)注意；開展班組活動，進(jìn)行安全分拆，有異?，F(xiàn)象能夠預(yù)知，并研討對策。（2）重視危險物的處理使作業(yè)者意識到危險物發(fā)生事故的嚴(yán)重后果，并在行動上慎重，要注意遵守安全操作規(guī)程，認(rèn)真操作。（3）提高危險作業(yè)時的大腦意識水平。1．人的因素方面的對策（4）提高預(yù)知危險的能力擴(kuò)大和充實(shí)安全教育內(nèi)容，分析研究大量事故案例提高每一位作業(yè)者安全分析和預(yù)知危險的能力使用安全檢查表進(jìn)行檢查監(jiān)督（5）要防止在集中精神從事作業(yè)時由于意外事件的插入而產(chǎn)生失誤（6）緊急事態(tài)時的對策緊急狀態(tài)下大腦的意識水平低，思維能力下降，誤操作概率上升，極易發(fā)生事故。因此，對于非常事件、突發(fā)事件等緊急事態(tài)，應(yīng)預(yù)先制定對策，并進(jìn)行反復(fù)訓(xùn)練。以便一旦發(fā)生緊急事態(tài)就能做出條件反射式的對策行動，避免事故發(fā)生。

1．人的因素方面的對策（續(xù)1）（1）要根據(jù)人體特性來設(shè)計設(shè)備或系統(tǒng)如顯示器的信號，控制裝置的操作，緊急操作部件的安全標(biāo)志，設(shè)備的大小、高度、視野要求等。（2）設(shè)備或系統(tǒng)要“簡單”以減少差錯和事故如緊急事態(tài)控制裝置可采用“一觸即關(guān)閉”的結(jié)構(gòu)方式。要設(shè)置必要的信息反饋系統(tǒng)和報警系統(tǒng)。（3）合理安排顯示器、控制器顯示裝置應(yīng)考慮視覺特性；合理利用感覺系統(tǒng)的信息接受方式，合理分配信息容量；適當(dāng)運(yùn)用色彩、形狀編碼，使控制器易于區(qū)分合理安排顯示器與控制器的布局，便于信息的處理和交換。2．設(shè)備方面的對策（4）對于重要的設(shè)備或系統(tǒng)，可以使用聯(lián)鎖（閉鎖）裝置、故障安全裝置、自動安全裝置等安全性設(shè)計的方法，確保安全。（5）通過設(shè)置防護(hù)裝置把人與生產(chǎn)中危險部分隔離對管道的高熱部分、機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)部分、機(jī)器設(shè)備上容易觸及的導(dǎo)電部分及可能使人墜落、跌傷的地方等，可根據(jù)用途和工作條件不同，設(shè)置防護(hù)罩、防護(hù)網(wǎng)、圍欄、擋板等，使防護(hù)裝置的形式、大小與機(jī)器設(shè)備被隔離部分完全適應(yīng)，不妨礙生產(chǎn)操作，不得隨意拆卸。（6）科學(xué)設(shè)計信號裝置顏色信號必須鮮明，容易辨認(rèn)；音響信號必須高于工作環(huán)境的噪聲；指示儀表必須準(zhǔn)確、清晰。信號裝置必須定期檢查維護(hù)。（7）有缺陷的設(shè)備、工具及時修理或更換。2．設(shè)備方面的對策（續(xù)）

（1）從人的因素出發(fā)，改善作業(yè)環(huán)境把微氣候、照明、噪聲條件及作業(yè)和休息時間控制在適宜的水平，使作業(yè)者能在精力旺盛和意識集中的條件下作業(yè)，避免發(fā)生事故。（2）根據(jù)人的特點(diǎn)創(chuàng)造適宜的作業(yè)條件為作業(yè)者創(chuàng)造適合感覺器官和運(yùn)動器官的作業(yè)條件，達(dá)到易看、易聽、易判斷、易操作、極少干擾和在舒適姿勢下進(jìn)行作業(yè)。

（3）開展文明生產(chǎn)，作業(yè)場所實(shí)行定置管理工作現(xiàn)場的原材料、半成品、產(chǎn)品等整潔、定置擺放，工具、備品備件合理存放，安全通道通暢，工作地有足夠的作業(yè)空間。

3．環(huán)境與媒介方面的對策（4）危險牌示和識別標(biāo)志危險牌示要設(shè)在顯明易見的地方，文字簡明，含義明確，字跡鮮明易認(rèn)。識別標(biāo)志常使用清晰、醒目的顏色、標(biāo)記形象使人一目了然。（5）綠化凈化車間、廠區(qū)環(huán)境（6）對于非正常作業(yè)要事先制定作業(yè)指導(dǎo)書，其中要寫明預(yù)定的方法以及不能實(shí)行時所應(yīng)采取的對策；應(yīng)明確緊急通話時的有效方式或規(guī)定用語，防止出現(xiàn)令人聽不懂的用語而耽誤時間；工程施工等非固定作業(yè)中所使用的指示或標(biāo)志要色彩醒目，圖示清晰，易于感知。3．環(huán)境與媒介方面的對策（1）加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)（2）職業(yè)選擇和培訓(xùn)1）職業(yè)選擇企業(yè)應(yīng)根據(jù)崗位、工種特點(diǎn)、對求職者所應(yīng)具備的必要的知識、技能、能力、性格等進(jìn)行考核，選擇合適的人員。2）職業(yè)訓(xùn)練必須對入選人員進(jìn)行培訓(xùn)，其中包括操作培訓(xùn)、技術(shù)培訓(xùn)、能力培訓(xùn)和安全培訓(xùn)等。通過對有關(guān)事故的原因及情況進(jìn)行理論分析及模擬訓(xùn)練，可以訓(xùn)練其對緊急情況做出正確反應(yīng)的能力。

4．管理方面的對策（3）安全教育安全教育包括安全生產(chǎn)的思想教育、勞動保護(hù)知識教育、勞動紀(jì)律教育、安全技術(shù)知識和規(guī)程教育、典型經(jīng)驗(yàn)和事故教訓(xùn)的教育等。根據(jù)不同教育對象，采用多層次、多途徑、多形式進(jìn)行，對新入廠實(shí)習(xí)人員實(shí)行三級教育（入廠教育、車間教育、崗位教育）。對在崗的作業(yè)者，要防止麻痹思想，采取班前班后開安全會、安全日、安全技術(shù)交流會、事故現(xiàn)場會、安全教育陳列展覽、放映安全教育影片以及安全操作自我檢查等形式，進(jìn)行常備不懈的教育。關(guān)鍵崗位應(yīng)開展危險預(yù)知訓(xùn)練，提高作業(yè)者對危險的辨識能力。4．管理方面的對策（續(xù)1）（4）作業(yè)管理采用行政和經(jīng)濟(jì)手段，推行各工種的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，減少人為失誤；建立必要的操作標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)督崗，讓工人之間、上下級之間相互督促執(zhí)行操作標(biāo)準(zhǔn)；合理安排作息時間，積極采取保健措施，消除作業(yè)人員的疲勞；按規(guī)定實(shí)行加班作業(yè)，禁止連續(xù)加班和患病堅持工作；減少單調(diào)作業(yè)時間或?qū)握{(diào)作業(yè)進(jìn)行改進(jìn)，減少單調(diào)作業(yè)引起的失誤；制定各種措施，提高工人的工作積極性。

4．管理方面的對策（續(xù)2）能量轉(zhuǎn)移論事故是由認(rèn)為事故是由能量的轉(zhuǎn)移或意外釋放造成的。其預(yù)防對策是防護(hù)能量逆流于人體。Haddon認(rèn)為，在一定條件下某種形式的能量能否產(chǎn)生傷害、造成人員傷亡事故，應(yīng)取決于：（1）人接觸能量的大??；（2）接觸時間和頻率；（3）力的集中程度，他認(rèn)為預(yù)防能量轉(zhuǎn)移的安全措施可用屏障樹（防護(hù)系統(tǒng)）的理論加以闡明；（4）屏障設(shè)置得越早，效果越好。（二）根據(jù)“能量轉(zhuǎn)移論”提出的事故預(yù)防對策能量的類型1.勢能（Potentialenergy）；2.動能（Kineticenergy）；3.熱能（Heatenergy）；4.化學(xué)能（Chemicalenergy）；5.電能（Electricenergy）；6.原子能（Atomicenergy）；7.輻射能（Radioactiveenergy）：8.聲能（Soundenergy）；9.生物能（Biologicalenergy）事故預(yù)防對策

防護(hù)能量逆流于人體的方法大致分為以下類型：（1）限制能量或分散風(fēng)險如限制行車速度；規(guī)定礦井照明用低壓電；限制一次運(yùn)輸量和倉庫的貯存量；限制一次同時起爆的炸藥量；提升運(yùn)輸時限制速度和載重量等。（2）用較安全的能源取代危險性大的能源用水力采煤取代爆破采煤應(yīng)用二氧化碳滅火劑代替四氯化碳用液壓動力代替電力；事故預(yù)防對策（續(xù)1）（3）防止能量蓄積如控制爆炸性氣體（如瓦斯）的濃度應(yīng)用低高度的位能溜井放礦盡量不要放空（減少和釋放位能）等。（4）控制能量釋放采用保護(hù)性容器采用減振裝置吸收沖擊能量使有害的能量保持在有限的空間內(nèi)（如耐壓氧氣罐、盛裝輻射性同位素的專用容器）。（5）延緩能量釋放如采用安全閥、逸出閥、吸收振動裝置等。（6）開辟釋放能量的渠道如煤礦井下接地電線，抽放煤體中的瓦斯，預(yù)先疏干溶洞地下水等，通過局部通風(fēng)裝置抽排炮煙等。在壓力容器上設(shè)置安全閥事故預(yù)防對策（續(xù)2）事故預(yù)防對策（續(xù)3）（7）設(shè)置屏障屏障是一些防止人體與能量接觸的物體。屏障的設(shè)置有三種形式：1）屏障被設(shè)置在能源上。如機(jī)械運(yùn)動部件的防護(hù)罩、電器的外絕緣層、消聲器、排風(fēng)罩等；2）屏障設(shè)置在人與能源之間。如安全圍欄、防火門、防爆墻等；3）由人員佩戴的屏障即個人防護(hù)用品。如安全帽、手套、防護(hù)服、口罩等。事故預(yù)防對策（4）（8）提高防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)如采用雙重絕緣工具、低電壓回路、連續(xù)監(jiān)測和遠(yuǎn)距遙控等，增強(qiáng)對傷害的抵抗能力。（9）改善效果及防止損失擴(kuò)大如改變工藝流程，變不安全流程不安全流程，搞好急救

。（10）防止外力造成的危險如支護(hù)密度的設(shè)計；采場的跨度、暴露的空間一定要根據(jù)地壓的大小確定。1、造成事故的原因（海因里希提出）（1）不正確的態(tài)度即個別職工忽視安全，甚至故意采取不安全行為；（2）技術(shù)知識不足即缺乏安全生產(chǎn)知識，缺少經(jīng)驗(yàn)或操作技術(shù)不熟練；（3）身體不適生理狀態(tài)或健康狀況不佳，如聽力、視力不