基于HRA的煤矿事故人误辨识结构模型的研究

基于HRA的煤矿事故人误辨识结构模型的研究

崔宁

ResearchonHumanErrorIdentificationStructuralModelBasedonHRAMineAccident崔宁CUINing曰陈智阳CHENZhi-yang曰张炳训ZHANGBing-xun（辽宁工程技术大学机械工程学院，阜新123000）（SchoolofMechanicalEngineering，LiaoningTechnicalUniversity，Fuxin123000，China）

摘要院借用人因事故树对煤矿人因事故的致因进行分析，辨识出几种重要的人误影响因素，进行汇总。再结合HRA思想和贝叶斯网络进行模型构建，确定各个因素的条件概率，从HRA数据库中提取所需的概率值填充，得到先验分布和后验分布，从而对结构模型有了良好的定性和定量分析，当有新节点加入时也可依据公式进行补充，具有良好的拓展性。

Abstract:ThispaperborrowedFATmodeltoanalyzethereasonsofthecoalmineaccident,recognizedseveralimportantfactorsandaggregatedthem,thencombiningHRAideasandabayesiannetworkformodelbuilding，determiningtheconditionalprobabilityofthevariousfactors,extractingthedesiredprobabilityfromtheHRAdatabase,gettingthepriordistributionandtheposteriordistribution,inordertohaveagoodqualitativeandquantitativeanalysisofthestructuralmodel.Whenanewnodeisaddedthatmaybesupplementedinaccordancewiththeformula，whichhasgoodexpansibility.

关键词院事故树；人误辨识；HRA；贝叶斯网络Keywords:FAT；humanerroridentification；HRA；Bayesiannetwork中图分类号院X752文献标识码院A文章编号院1006-4311（2014）23-0049-02

0引言中国是资源开采和能源消耗大国，煤炭产业占了能源中的百分之六十，可是随着煤矿产业的盛行，煤矿安全事故也频频发生。在这些事故中，人的行为因素是煤矿事故致因的一个很重要的因素。因此，认为很有必要从人的行为失误方面对煤矿事故做一些研究。

1HRA定义与方法

1.1定义HRA是HumanReliabilityAnalysis的缩写，指人因可靠性分析，它能定性以及定量地分析人因可靠性，其理论基础有人因工程、概率统计、系统分析、行为科学、认知科学等等的许多学科，还分析预测减少以及预防人的失误。人因可靠性分析的作用很多，可以用来评价人们在人机系统中产生的各种失误，且可用来预测或者追溯事故，对系统进行改善，从而最大限度地减少系统中的人误概率。

1.2现行的HRA方法概述人员失误概率预测技术（THERP）为HRA最初盛行时常用的一种人误可靠性分析模型，以人物分析为基础，可以很清晰地表述人误行为因子，定性定量地分析人误产生的各种原因；人的认知可靠性模型（HCR）[1]一种以数据研究为基础的方法，其目的是用来评价各种人为因素的概率；人误分析技术主要是研究运行经验的一种先进的人因可靠性分析方法；成功似然指数法（SLIM）是从许多设定方案中按照专家标准作选择，根据专家的评价和决策分析来研究HRA；认知可靠性与失误分析方法（CREAM）有别于上述的第一代HRA方法，是根据情景控制对人误行为因子作认知分析；人误评价与减少方法（HEART）以分析人误行为因子产生的原因中的反面因素为基础的方法，能够定量定性地考虑环境因子、工效学因子等等。

2利用事故树作人误辨识

2.1煤矿人因事故树及其定性分析煤矿人因事故的产生有许多原因，根据大量数据研究大体可以分成两个主要原因，即煤矿作业中的各种危险因素和人误行为。根据事故致因理论和FTA原理，可得出煤矿人因事故逻辑关系，如下。

煤矿人因事故=人为诱发+作业环境危险因素作业环境危险因素包括设备原因、水电原因、管理因素、审查因素等等。

通过逻辑原理，运用布尔代数原理可以得到：T=X1（X2+X3+X4+X5+X6）其中T：煤矿人因事故；X1：人为诱发；X2：设备原因；X3：作业环境；X4：审查因素；X5：管理因素；X6：物质因素；通过逻辑图可以看出：人的因素、管理因素、环境因素都是主要诱因。事故树分析法是可以从结果事件追溯到事件发生的过程，用逆序的思想分析人因可靠性，是一种目前运用很广泛的辨识事故人误行为的方法。

2.2人误辨识人因失误辨识（humanerroridentification：HEI）[2]是一种广泛运用于煤矿安全系统中的分析人因可靠性的方法，它同时也能够对整个煤矿系统作安全系数评估，大大减少了事故的发生，同时也能使操作人员找到很好的安全防范措施。

本文讨论的是对煤矿事故人误因素的辨识，先列出影响因素：淤个体因素：包括人的心理因素和生理因素。于环境因素：包括家庭环境、社会环境和作业环境等。盂组织因素：组织结构、组织功能、组织规范和组织文化。

3基于HRA的人误辨识结构模型研究3.1贝叶斯网络介绍贝叶斯网络是一种为了解决不完整性问题提出的有向无环图，能够清晰地表达各种变量之间的依赖程度和依赖关系，贝叶斯推理有两个步骤：首先是建立贝叶斯网络，其次是确定条件概率表（CPT）[4]。

3.2结合HRA思想及事故树分析构建模型先进行由事故树向贝叶斯网络的转换，如下所示。

A、B事件和关系：P（T=1|A=1，B=1）=1P（T=1|else）=0

通过数据表明该方法较与传统方法能够得到更多的信息，例如各种条件概率和结构信息，且描述事件更加具有逻辑性和多态性，便于进一步进行可靠性分析。

4结论本文介绍了HRA的定义与方法，通过事故树分析方法对影响煤矿事故发生中人的失误行为因素进行了较为全面的辨识，把人误分为个体影响因素、环境影响因素和组织影响因素，通过事故树向贝叶斯网络的转换，得到一个便于计算条件概率的模型，该模型突破传统事故树的局限性，能够得到更丰富的信息，更加直观，非常适合于进行可靠性分析，且拓展性好，当数据发生变化或缺失时它都能良好地应对。

参考文献院[1]牛可.基于第二代人因可靠性分析方法的煤矿人为事故研究[D].山西太原：太原理工大学，2011：50-51.[2]魏绍敏.煤矿人因事故发生机理及防范对策研究[D].陕西西安：西安科技大学，2004：34-35.[3]常悦.基于煤矿人因事故影响因素的安全防范体系研究[D].山西太原：太原理工大学，2012：25-26.[4]柴松.基于CREAM和不确定推理的人因可靠性分析方法[D].天津：天津大学，2012：11-12.[5]孙旋.基于贝叶斯网络的人因可靠性评价[D].香港：香港城市大学，2006：8-9.