人的认知可靠性模型
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概率安全评价（ PSA）：对来自系统运行各 个水平上的损害和其他不期望后果进行辨识， 并对相关事件作出定性定量分析、评价、预 测的系统安全/风险评估方法。
在PSA研究与应用的早期阶段，设计与安 全技术能力不如当今，大多数系统失效 均与硬件失效相关，因而PSA关注的重点 是硬件可靠性对系统安全的贡献。 近年来，人因失误已成为对系统安全性 影响最大的因素之一： 人机系统 70％－90％ 核电站 国际 55％－85％ 国内 70％ 系统风险注意焦点之一转向人因失误
在PSA过程中，需要HRA在初因事件确定、 事故序列建模、数据评价和参数估计、事故序 列量化等步骤作出支持和贡献。 在初因事件确定过程，要求寻找和鉴别可 能诱发初因事件发生的人员行为和有关因素， 以较全面地确定系统潜在的事故源（事故起 点）。 在事故序列建模过程，需要分析与初因事 件和此后的系统响应有关联的人员行为，包括 发生在初因事件之前、之中和之后有关的人的 因素，以有助于建立完整的系统事故模型和事 故影响的后果模型，特别是系统中事故的传播 途径。
国内对HRA的研究始于20世纪90年代初期
黄祥瑞、高佳 人的失误及人的可靠性分析研 究、人的动态认知可靠性模型的理论及应用 杨孟琢、赵炳全、方向 核电厂操纵员认知可 靠性模型和模拟机实验研究，建立了基于模糊 数学的操纵员事故响应时间可信性回归模型 张炯 核反应堆人误数据统计分析 王武宏 行为形成因子与人的差错关系模型 罗晓利 中国民航20年人因事故统计分析研究 庞志兵 高炮操作失误类型及原因
混淆矩阵法(CM)，1981 维修个人行为模拟模型(MAPPS)，1984 多序贯失效模型(MSFM), 1985 人误评价与减少方法(HEART)，1988 估计人决策失误方法(INTENT)，1992 认知事件树系统(COGENT)，1992 人误分析技术(ATHEANA) ，1996 认知可靠性与失误分析方法(CREAM)， 1998
3 PSA对HRA的需求分析
为什么历史上几十种HRA方法多数不能 在PSA中获得有效应用，甚至有相当数 量的HRA方法因不适合PSA而被淘汰、 致使夭折？关键是它们未能满足PSA对 HRA的本质需求。那么，PSA对HRA的 本质需求究竟是什么，应当通过什么途 径来实现它。
概率安全评价（PSA） 核电站人员可靠性基础研究(2000) 反应堆系统人因事件分析与预防方法(2002) 国家自然科学基金项目 复杂人-机系统中人员可靠性研究(1995) 人因事故分析理论与方法研究(1998) 人误分析技术及应用(2002) 核电站HRA项目 大亚湾核电站（1998） 岭澳核电站（2000） 秦山核电一期（2004）
HRA成为PSA的重要内容 国际原子能机构（IAEA）： HRA为PSA不可或缺部分； HRA水平为衡量PSA水平重要指标之一 HRA应用于人－机系统PSA也是目前HRA 学科研究中心内容之一，是推动该学科发 展的主要动力。
2 HRA发展历史与研究动态
HRA最早工作是20世纪50年代美国Sandia 国家试验室（SNL）：采用硬件可靠性分 析方法，估计人员失误对军队系统及装备 可靠性的定量影响。
当前国际上HRA研究三个主流方向
继续探讨能合理表征大规模复杂人－机系统 中人的行为特征和规律、系统特征及人机关 系的人的行为模型和人机关系－行为模型。 对原主流方法进行改造与完善，包括模型、 技术、数据等。 HRA在PSA工程应用研究，由核能、航天航 空扩大到石油化工、矿山冶金、交通通讯、 海洋工程等领域 。
人因可靠性专题讲座之五
PSA中HRA基本概念与方法
张 力教授
国家自然科学基金资助项目（79870004， 70271016，70573043） 国防军工技术基础计划项目 （Z012002A001，Z012005A001)
湖南工学院安全工程与管理研究所
1 HRA在PSA中的作用与意义
人因可靠性分析（HRA）: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 与定量分析和评价为中心内容，以分析、预 测、减少与预防人的失误为研究目标。
1964年8月，在美国新墨西哥大学举行第 一次HRA国际学术会议，美国人因学会会 刊HUMAN FACTORS出版专辑。 HRA学科正式确立。
HRA发展历程的两个阶段
第一阶段：20世纪60年代到80年代中后期
主要工作：人的失误理论与分类研究，人的可靠 性数据的收集和整理，发展以专家判断为基础的 人失误概率的统计分析与预测方法。 代表： THERP (Technique for Human Error Rate Prediction) 特征：以人的输出行为为着眼点，不探究行为的 内在历程。对人的处理方式类似于对机器的处理。 称为静态的基于专家判断与统计分析相结合的第 一代HRA方法 。
第二阶段：20世纪90年代至今
1979年美国三哩岛核电厂事故后，结合认 知心理学、以人的认知可靠性模型为研究 热点----研究动态过程中的人的可靠性。 第二代HRA方法，又称为动态的人的可 靠性分析模型。正在发展，尚未正式用于 PSA工程实践。
主要HRA方法
人误率预计技术(THREP), 1983 人的认知可靠性模型(HCR), 1984 成功似然指数法(SLIM), 1984 操作员动作树(OAT)，1982 事故引发与进展分析(AIPA)，1975 成对比较法(PC)，1984 人因可靠性社会技术评估法(STAHR), 1985 系统化的人员行为可靠性分析程序 (SHARP), 1984
PSA是一种工程安全系统评价方法。它 用基于事故场景的方法和思路分析研究 对象系统，通过综合运用多种安全分析 技术，结构化地、系统地鉴别出其可能 的后果，计算出各种危险因素导致事故 发生的概率，对可降低风险的各种方案 进行比较。
PSA的基本分析方法
基本分析方法 找出可能导致事故的各种事件组合(称之为事 故序列)，重点考虑初因事件、系统失效和人误 等的组合，确定每一组合的发生频度，最后评 估其后果 。 事故序列建模：事件树与故障树相结合 事件树（ET）描述系统对事故初因事件的响应 和事件序列演变过程，进而求得导致系统失效 的定性结果（主要事故序列及最小割集组合） 和定量结果（系统失效发生频率）；故障树 (FT)描述该响应过程中系统的失效模型，进而 确定系统失效原因和不可用度 。
在PSA研究与应用的早期阶段，设计与安 全技术能力不如当今，大多数系统失效 均与硬件失效相关，因而PSA关注的重点 是硬件可靠性对系统安全的贡献。 近年来，人因失误已成为对系统安全性 影响最大的因素之一： 人机系统 70％－90％ 核电站 国际 55％－85％ 国内 70％ 系统风险注意焦点之一转向人因失误
在PSA过程中，需要HRA在初因事件确定、 事故序列建模、数据评价和参数估计、事故序 列量化等步骤作出支持和贡献。 在初因事件确定过程，要求寻找和鉴别可 能诱发初因事件发生的人员行为和有关因素， 以较全面地确定系统潜在的事故源（事故起 点）。 在事故序列建模过程，需要分析与初因事 件和此后的系统响应有关联的人员行为，包括 发生在初因事件之前、之中和之后有关的人的 因素，以有助于建立完整的系统事故模型和事 故影响的后果模型，特别是系统中事故的传播 途径。
国内对HRA的研究始于20世纪90年代初期
黄祥瑞、高佳 人的失误及人的可靠性分析研 究、人的动态认知可靠性模型的理论及应用 杨孟琢、赵炳全、方向 核电厂操纵员认知可 靠性模型和模拟机实验研究，建立了基于模糊 数学的操纵员事故响应时间可信性回归模型 张炯 核反应堆人误数据统计分析 王武宏 行为形成因子与人的差错关系模型 罗晓利 中国民航20年人因事故统计分析研究 庞志兵 高炮操作失误类型及原因
混淆矩阵法(CM)，1981 维修个人行为模拟模型(MAPPS)，1984 多序贯失效模型(MSFM), 1985 人误评价与减少方法(HEART)，1988 估计人决策失误方法(INTENT)，1992 认知事件树系统(COGENT)，1992 人误分析技术(ATHEANA) ，1996 认知可靠性与失误分析方法(CREAM)， 1998
3 PSA对HRA的需求分析
为什么历史上几十种HRA方法多数不能 在PSA中获得有效应用，甚至有相当数 量的HRA方法因不适合PSA而被淘汰、 致使夭折？关键是它们未能满足PSA对 HRA的本质需求。那么，PSA对HRA的 本质需求究竟是什么，应当通过什么途 径来实现它。
概率安全评价（PSA） 核电站人员可靠性基础研究(2000) 反应堆系统人因事件分析与预防方法(2002) 国家自然科学基金项目 复杂人-机系统中人员可靠性研究(1995) 人因事故分析理论与方法研究(1998) 人误分析技术及应用(2002) 核电站HRA项目 大亚湾核电站（1998） 岭澳核电站（2000） 秦山核电一期（2004）
HRA成为PSA的重要内容 国际原子能机构（IAEA）： HRA为PSA不可或缺部分； HRA水平为衡量PSA水平重要指标之一 HRA应用于人－机系统PSA也是目前HRA 学科研究中心内容之一，是推动该学科发 展的主要动力。
2 HRA发展历史与研究动态
HRA最早工作是20世纪50年代美国Sandia 国家试验室（SNL）：采用硬件可靠性分 析方法，估计人员失误对军队系统及装备 可靠性的定量影响。
当前国际上HRA研究三个主流方向
继续探讨能合理表征大规模复杂人－机系统 中人的行为特征和规律、系统特征及人机关 系的人的行为模型和人机关系－行为模型。 对原主流方法进行改造与完善，包括模型、 技术、数据等。 HRA在PSA工程应用研究，由核能、航天航 空扩大到石油化工、矿山冶金、交通通讯、 海洋工程等领域 。
人因可靠性专题讲座之五
PSA中HRA基本概念与方法
张 力教授
国家自然科学基金资助项目（79870004， 70271016，70573043） 国防军工技术基础计划项目 （Z012002A001，Z012005A001)
湖南工学院安全工程与管理研究所
1 HRA在PSA中的作用与意义
人因可靠性分析（HRA）: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 与定量分析和评价为中心内容，以分析、预 测、减少与预防人的失误为研究目标。
1964年8月，在美国新墨西哥大学举行第 一次HRA国际学术会议，美国人因学会会 刊HUMAN FACTORS出版专辑。 HRA学科正式确立。
HRA发展历程的两个阶段
第一阶段：20世纪60年代到80年代中后期
主要工作：人的失误理论与分类研究，人的可靠 性数据的收集和整理，发展以专家判断为基础的 人失误概率的统计分析与预测方法。 代表： THERP (Technique for Human Error Rate Prediction) 特征：以人的输出行为为着眼点，不探究行为的 内在历程。对人的处理方式类似于对机器的处理。 称为静态的基于专家判断与统计分析相结合的第 一代HRA方法 。
第二阶段：20世纪90年代至今
1979年美国三哩岛核电厂事故后，结合认 知心理学、以人的认知可靠性模型为研究 热点----研究动态过程中的人的可靠性。 第二代HRA方法，又称为动态的人的可 靠性分析模型。正在发展，尚未正式用于 PSA工程实践。
主要HRA方法
人误率预计技术(THREP), 1983 人的认知可靠性模型(HCR), 1984 成功似然指数法(SLIM), 1984 操作员动作树(OAT)，1982 事故引发与进展分析(AIPA)，1975 成对比较法(PC)，1984 人因可靠性社会技术评估法(STAHR), 1985 系统化的人员行为可靠性分析程序 (SHARP), 1984
PSA是一种工程安全系统评价方法。它 用基于事故场景的方法和思路分析研究 对象系统，通过综合运用多种安全分析 技术，结构化地、系统地鉴别出其可能 的后果，计算出各种危险因素导致事故 发生的概率，对可降低风险的各种方案 进行比较。
PSA的基本分析方法
基本分析方法 找出可能导致事故的各种事件组合(称之为事 故序列)，重点考虑初因事件、系统失效和人误 等的组合，确定每一组合的发生频度，最后评 估其后果 。 事故序列建模：事件树与故障树相结合 事件树（ET）描述系统对事故初因事件的响应 和事件序列演变过程，进而求得导致系统失效 的定性结果（主要事故序列及最小割集组合） 和定量结果（系统失效发生频率）；故障树 (FT)描述该响应过程中系统的失效模型，进而 确定系统失效原因和不可用度 。