r-s-ter模型构建与应用

【摘要】借鉴传统人为因素分析Reason模型和SHEL模型，结合TER模型的特点构建航空不安全事件人为因素分析的R-S-TER模型。分别采用Dijkstra算法和坐标轴方法应用R-S-TER模型对单个和多个航空不安全事件进行研究，找出各个不安全事件的主要事故链。运用C语言程序计算出了预防航空不安全事件的最优方案。应用R-S-TER模型可以有效地达到预防航空不安全人为因素的目的。

【关键词】航空安全；人为因素；Reason模型；SHEL模型；R-S-TER模型

0 引言

随着我国民航业快速发展和日益普及，所面临的航空安全形势日益严峻，除了不断改善硬件条件之外，加强民航日常安全管理工作尤为重要，特别是对人的因素的管理，据统计大约80%的航空事故与人为因素有关[1]，因此，开展这方面研究工作十分必要，对降低民航事故率，保障民航安全具有重要意义。

人为因素分析的理论和方法，近年来快速发展，应用领域涉及航空航天[2]、石油化工[3-4]、交通运输[5]、医疗卫生[6]、核工业[7]等。在航空领域而言，张凤等[8-9]采用HFACS框架分析方法对飞行安全个体与组织因素进行了研究；王燕青等[10]运用模糊层次分析对某民用机场安全风险管理进行了评价；开展了航空人为差错预先察觉与识别技术研究[11]；建立了以事故与安全数据为基础的定量分析模型[12]。

经典的SHEL和Reason模型一直得到普遍关注和广泛应用，如霍志勤等[13]通过对Reason 模型进行修正，从防御系统失效、不安全行为、不安全行为的条件、管理失效4个层次对空中交通管制不安全事件进行了研究；谢放[14]提出了Reason-SHEL模型并对其进行了应用。

在分析和总结已有分析模型的基础上，从安全经济学角度，笔者提出了一种新的R-S-TER 模型，该模型分析过程可运用计算机编程技术实现数值计算，提高分析可靠性和效率，为人为因素分析提供了一条新的解决途径。

1 常见航空人为因素分析模型

1.1 SHEL模型

SHEL模型(见图1)属典型的系统取向，该图模型由软件(Software—S)、硬件(Hardware—H)、环境(Environment—E)和人(Livewire—L)4个要素组成。

人通常成为“生命件”，人误主要源自操作人员与其他4个界面匹配程度问题，因而减少人误主要从增加与4个界面的匹配入手。

由于SHEL模型从各个方面对不安全事件进行人为因素分析，所获的人为因素繁多，不利于提出具体和有针对性的预防措施。

1.2 Reason模型

Reason的“瑞士饼”模型属于典型的组织取向理论模型(见图2)，该模型重点强调组织整体性的失事预防能力。

对Reason模型而言：切断任一环节的人为因素，就能避免事故的发生，大大地节省了人力、物力和财力的投入。但在分析事故人为因素时，往往由于主客观原因，致使分析出的人为因素不够全面。

2 人为因素R-S-TER模型研究

2.1 TER模型

TER(Triggers Event Result)框架结构采用“事故链”概念，即触发器(原因)——不安全事件——结果(事故/征侯)，如图3所示。

用TER模型对事故人为因素进行分析时，可采用逆推方式，即从结果事件入手，推出导致结果事件的不安全事件，再用SHEL模型分析不安全事件的触发人为因素。

该模型对特定不安全事件寻找人为因素提供了很大的方便，但在此模型中，不安全事件与触发因素不是一一对应的，所以在分析过程中会出现结果繁杂，无法系统地提出对策措施。

2.2 R-S-TER模型建立

笔者以TER模型为原型，在Reason模型和SHEL模型优点的基础上，提出了航空不安全事件人为因素分析的R-S-TER模型，如图4所示。

该模型整体上采用TER模型框架，基于该框架的“事帮链”模式为分析人为因素提供了很好的思路；采用Reason模型作为总的触发器，可把不安全事件的多因素简化，只要控制其中任何一个因素就能有效地预防事故发生；接着采用SHEL模型作为各环节的触发器，找出各环节事件的触发因素，并确定其所属的界面。

融合Reason模型和SHEL模型的特点，使得R-S-TER模型在对不安全事件人为因素方面更加全面和准备。

2.3 R-S-YER模型组成

2.3.1 触发器

触发器是指诱发不安全事件的因素。R-S-FER模型对TER模型的触发器进行了改进：触发器主体采用Reason模型，即“组织因素——预防与监督——不安全行为的前提——不安全行为”的线路，而对这4个环节的人为因素分析则是参照SHEL模型进行的，即从人与硬件、人与软件设计，人与工作物理环境及人与人4方面来分析，在R-S-TER模型中人误事件与触发因素是相对应的。

2.3.2 不安全事件

不安全事件分为两类：人误与违章。

“人误”是指：偏离某种规范或标准的操作人员的无意行为，即人误是操作人员在各种因素的影响下无意中出现的某种偏离(预定目标、准确性等)。

对于操作者有意违反某种规范或标准的行为，称为“违章”。

不安全行为指在某一时空中，行为者的能力低于人机环境系统本质安全化要求时的行为特征。不安全行为与不安全事件对应，即有意不安全行为等同于违章，无意不安全行为等同于人误。

文中的不安全行为与不安全事件是相对应的，不安全行为的出现就意味着不安全事件的发生，所以在运用R-S-TER模型对不安全事件进行人为因素分析时，应注意不安全行为层次。

2.3.3 结果事件

“事故/事故症候”是航空不安全事件导致的结果事件。事故症候是事故的征兆，本身不是事故，是危及飞行安全的一切反常情况，它反映了事故发生和发展的趋势。笔者在研究航空不安全事件人为因素时，往往从事故/事故征候出发，分析引起不安全事件的触发因素，然后制定预防不安全事件触发因素的措施，就能够防止同类不安全事件的再次发生。因此，减少事故率就要减少事故症候率，减少事故征侯就要减少不安全事件发生率，即减少不安全行为的发生率。

应该注意，各国民航组织对事故与事故征候都有明确而详细的说明，人误分类编码有时会与事故征候重叠。例如：飞错高度既可作为不安全事件，同时也属于事故征候，但其两者所强调的内容不同，作为事故征候的飞错高度强调其已对飞行安全构成严重危害，而作为不安全事件的飞错高度则体现出是一种人误。因此，调查与分析过程，不安全事件与事故征候出现重叠没有关系。

3 应用R-S-TER模型研究单个不安全事件

单个不安全事件是指一起不安全事件，在应用R-S-TER模型分析单个不安全事件时，可将其分析结果转化成一个有向带权图，求解出不安全事件最可能发生的路径，即单源最短路径。Dijkstra算法是解决单源最短路径的普遍方法[5]，因此，笔者采用该算法来分析单个不安全事件的人为因素。

以B2141航班飞机的乌鲁木齐机场进近着陆事故为例[16]，造成这次事故的直接原因是左座调错了高度表，把修正海压当作场压，没有按盲降指引飞行，盲目下降高度，加之机组目视条件差，发现高度低后复飞时已晚，机组又听不懂近地语音警告，导致飞机失速坠地。

3.1 致因因素分析

1)通过R-S-TER模型分析出触发器各环节的致因因素，如表1所示，表中各致因因素视为随机变量。