第二章 系统安全分析-人失误概率预测

2.7 人失误概率预测 2.7.1 人失误概率

对人失误进行定量的描述，是系统危险性评价中不可忽视的问题。通常，人失误所发生的概率可用来定量地表明人员从事某项活动时发生失误的难易程度。

人失误概率与物的故障相类似，可以广义地表达为：

⎰

-=-t

dt

t h e

t E 0

)(1)( (2-2)

式中，h (t )—失误率函数，表明人员从事某项活动到 t 时刻时单位时间内

发生失误的比率。

人与物不同，人具有纠正错误的能力，一旦发现失误后可自行纠正；物发生故障后则将一直处于故障状态，不会自行恢复到正常状态。纠错概率可用下式表达：

⎰

-=-t

dt

t r c e

t R 0

)(1)( (2-3)

式中，r (t )—纠错率函数。

由于人失误率函数和纠错率函数的影响因素非常多，上述公式在实际应用中，难以进行量的计算。

关于人失误定量问题，许多学者通过大量研究，开发出了多种实用的人失误概率预测模型。其中最著名的是斯文（Swain ）于1962 年开发的人失误率预测技术。该技术在核电站概率危险性评价中成功地预测了人失误概率，而且在其他领域的人失误概率领测中也得到了应用。

通常，在预测完成某项操作任务的人失误发生概率时应考虑以下的影响因

素：

（1）行为的复杂性；

（2）时间的充裕性；

（3）人、机、环境匹配情况；

（4）操作者的紧张度；

（5）操作者的经验和训练情况。

行为的复杂性是由工作任务所决定的。工作任务一般可分五种情况：

①简单任务。一般通过简单的操作程序即可完成的任务，如打开手动阀。

②任务。具有明确规定、且需要决策的复杂操作过程，一些问题需要操作者处理，如进行事故诊断、异常诊断等。

③要求警觉的任务。涉及发现信号或警报工作任务，要求操作者对信号或警报保持警觉。从事这种任务时影响人失误概率的主要因素包括等待时间长度，注意集中程度，信号种类和频率，发现信号或警报后必须采取的行动的类型等。

④检验任务。主要从事监视、检验多变量工艺过程的工作任务，要求操作者必须做出决策，执行此项任务时，操作者必须防止扰动引起严重故障。

⑤应急任务。发生异常现象或事故突然发生时操作者面临的任务。其内容可能是在很大的范围内变化，或者是条件反射式的反应，或者要采取新的解决办法。当异常后果十分严重，操作者由于面临严重危险致使心理高度紧张，失误发生概率会迅速增加。

2.7.2 人失误分析

人失误分析包括预测人失误、选择重要人失误和详细分析人失误三个方面。

1．人失误预测

预测人失误的主要内容是探讨人员在操作过程中发生失误的原因。根据人失

误的定义和分类能够系统地、全面地确定各类失误的表现形式：（1）遗漏或遗忘。既对规定的行为没有完成；

（2）做错。对规定的行为没有正确的完成；

（3）进行规定以外的行为。

所谓规定的行为是指操作程序、试验和维修步骤等，对于易于发生遗漏或遗忘规定行为和产生错误行为的环节应加以研究，既要考虑重要的操作，也要考虑一般的操作可能产生严重后果的失误情况。

预测操作者进行规定以外的行为，是件十分困难的事情。通常是根据以往的有关资料或类似系统运行经验，或利用模拟方法来发现可能发生的人失误。

实践经验表明，不断积累关于人失误的资料，对预测各种类型的失误都是有益的。

利用故障模式和影响分析、事故树分析和事件树分析等方法，可以找出导致系统故障或系统事故的人的失误。

2．重要人失误

在预测人失误的过程中，实际上只能选择其中一些重要的人失误进行详细分析。一般考虑重要人失误有如下情况：

（1）人失误的后果。直接导致事故或重大系统故障的人失误，则为重要人失误；若间接导致事故或重大系统故障，则该失误不是重要人失误。

（2）与人失误同时发生而导致事故或重大系统故障的其他人失误或故障发生的概率，如果它们发生的概率大，则该人失误重要。

（3）人失误发生概率。人失误发生概率越大，则重要性越大。

在定性分析时，对于那些只有与众多其他人失误或故障同时发生时才能导致事故或重大系统故障的人失误可以不考虑。但其他人失误或故障发生概率高时

应考虑人失误的重要性。

在定量分析时，考虑与人失误同时发生而导致事故或重大系统故障的其他人失误或故障的数目，并设其中的人失误概率全部为1、物的故障概率为实际值，把这些概率值连乘求出它们导致事故或重大系统故障的概率，如果求出的概率值小于某一定值，则可略去这些人失误。

在上述概率计算中以估计的人失误概率代入，则可以较精确地选择人失误。

3．人失误详细分析

对重要人失误进行详细地分析研究，首先收集与人失误有关的所有概率信息。不仅是为定量分析人失误做准备，也是探讨人失误发生的影响因素和人机匹配方面存在的弱点，从而为系统安全运行、减少人失误提供依据。

对人失误进行详细分析时，应注意下列问题：

（1）行为特征。行为的复杂性、完整性，时间的充裕性和必须的时间等。

（2）人机学特征。设备安全人机学的设计，操作程序的形式和内容，仪表、警报等显示的清晰度，标记控制器的布置。

（3）环境特征。温度、噪声、照明、通道、危险区域、防护用品要求等。

（4）组织特征。任务组织与分配，材料的发送、程序、工具、检查等管理规则。

（5）防止失误方法。发现失误的方法（警报、检验），时间限制和改正措施等。

（6）失误后果。

上述这些内容属于“绩效形成因子（Performance-shaping factors）”。为了对人失误进行详细地分析，应该熟悉生产工艺过程，掌握有关资料和程序，向工艺设计者和程序设计者、操作者和维修者了解类似系统的有关情况等。