基于生物進(jìn)化理論的人因系統(tǒng)風(fēng)險演化研究

摘 要：引入生物進(jìn)化理論，對人因系統(tǒng)風(fēng)險的結(jié)構(gòu)組成及演化機(jī)理進(jìn)行分析。在人因系統(tǒng)的生物結(jié)構(gòu)中，基因?qū)佑绊懖呗孕纬?；個體層和群體層分別以效用最大化和風(fēng)險適應(yīng)性準(zhǔn)則，對行動策略進(jìn)行優(yōu)選；通過系統(tǒng)風(fēng)險控制，最終能在系統(tǒng)層形成規(guī)范化的安全行為體系。以理論生物學(xué)中的演化博弈方法，建立風(fēng)險演化的數(shù)量模型，通過改變有關(guān)參數(shù)，結(jié)合風(fēng)險可接受性準(zhǔn)則，進(jìn)而實現(xiàn)風(fēng)險的定向優(yōu)化。關(guān)鍵詞：人因系統(tǒng) 生物進(jìn)化 安全行為 風(fēng)險優(yōu)化中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1672-3791（2013）07（b）-0216-021 前言人的功能自由度可能導(dǎo)致其行為與目標(biāo)間的偏離，導(dǎo)致系統(tǒng)中的人因風(fēng)險。而人機(jī)系統(tǒng)的可靠性很大程度上依賴人因可靠性[1]，多數(shù)行業(yè)事故中，60%與人因失誤有關(guān)，80%重大災(zāi)難事故與此有關(guān)[2]。人因風(fēng)險包括人因失誤與不安全行為。不安全行為，是導(dǎo)致事故的直接原因。不少文獻(xiàn)指出，通過分析人因影響因素，加強(qiáng)人因管理，可以有效消除事故隱患，降低或避免事故的發(fā)生。筆者認(rèn)為，在研究人因風(fēng)險時，因人的心理、行為以及組織的復(fù)雜性，決定了無法從根本上消除人因風(fēng)險?，F(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為，生物進(jìn)化工程是在人工控制下，使產(chǎn)物沿著符合人們需要的方向演變，在短時間內(nèi)完成生物進(jìn)化過程。生物系統(tǒng)及人因系統(tǒng)，都處于不斷的發(fā)展變化之中。生物進(jìn)化過程，在本質(zhì)上是一個系統(tǒng)優(yōu)化的過程，結(jié)合適應(yīng)性原則和系統(tǒng)定向演化控制，可以實現(xiàn)人因風(fēng)險的系統(tǒng)性優(yōu)化。1.1 個體行動策略的構(gòu)成不同影響因子的組合構(gòu)成個體的行動策略。不安全行為和符合安全規(guī)程的安全行為，二者共同構(gòu)成了個體的行動策略的集合。1.2 人因系統(tǒng)的風(fēng)險適應(yīng)性準(zhǔn)則生物的適應(yīng)性準(zhǔn)則源于自然環(huán)境下的生存準(zhǔn)則。生物對環(huán)境有巨大的適應(yīng)能力，會出現(xiàn)“用進(jìn)廢退”現(xiàn)象。人因系統(tǒng)的風(fēng)險適應(yīng)性準(zhǔn)則，衡量的是個體的行動策略與系統(tǒng)風(fēng)險控制和安全性要求是否相適宜。1.3 人因系統(tǒng)風(fēng)險的定向演化系統(tǒng)的風(fēng)險定向控制是弱化環(huán)境或影響因素的多樣性對功能性單一的人因系統(tǒng)的不確定性。針對人因系統(tǒng)擬定適宜的適應(yīng)性準(zhǔn)則，進(jìn)行個體與群體的行動策略的動態(tài)篩選，達(dá)到策略優(yōu)化系統(tǒng)的目的，促進(jìn)人因系統(tǒng)風(fēng)險的定向演化。2 人因系統(tǒng)風(fēng)險的演化機(jī)理分析基于生物進(jìn)化理論，從系統(tǒng)多層面角度出發(fā)，構(gòu)建人因系統(tǒng)的風(fēng)險演化機(jī)理結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。人因系統(tǒng)的生物結(jié)構(gòu)組成分為基因?qū)?、個體層、群體層、物種層。系統(tǒng)內(nèi)各層面間，環(huán)環(huán)相扣，形成風(fēng)險的定向演化鏈，勾勒出系統(tǒng)風(fēng)險優(yōu)化的基本路徑。2.1 基礎(chǔ)層：人因風(fēng)險的基礎(chǔ)基礎(chǔ)層包含所有人的心理、生理、環(huán)境等影響人因系統(tǒng)的基礎(chǔ)性因素，是風(fēng)險產(chǎn)生的基礎(chǔ)，不同的因子組合形成不同的備選行動策略。2.2 個體層：人因風(fēng)險的產(chǎn)生個體層考量系統(tǒng)中的不同個體所采取的行動策略，及由此產(chǎn)生的人因風(fēng)險。對于系統(tǒng)而言，個體層面上的“最優(yōu)化”策略有顯著的局限性，不是一種朝系統(tǒng)風(fēng)險降低方向的定向策略選擇過程。2.3 群體層：人因風(fēng)險的定向演化種群是生物進(jìn)化的基本單位。在群體層內(nèi)給定的選擇規(guī)則下，個體間、個體與群體間基于不同行動策略的效用自發(fā)進(jìn)行博弈，實現(xiàn)對人因風(fēng)險的定向選擇。通過系統(tǒng)控制措施，使個體的策略選擇向群體風(fēng)險優(yōu)化的方向進(jìn)行，實現(xiàn)人因系統(tǒng)的風(fēng)險定向演化。2.4 系統(tǒng)層：系統(tǒng)風(fēng)險的優(yōu)化實現(xiàn)人因系統(tǒng)的風(fēng)險演化，是個體到系統(tǒng)，非定向的隨機(jī)組合到定向規(guī)范化的優(yōu)選過程。當(dāng)群體策略的演進(jìn)積累，最終將形成系統(tǒng)性、規(guī)范化的策略體系，覆蓋從風(fēng)險認(rèn)知到風(fēng)險處理的全過程，在組織內(nèi)形成關(guān)注安全的整體性知覺，即安全氛圍。3 人因系統(tǒng)風(fēng)險優(yōu)化的數(shù)理模型據(jù)理論生物學(xué)中發(fā)展形成的演化博弈方法，對前文的分析進(jìn)行數(shù)理規(guī)范化論述。基本流程如圖2所示。圖2 人因系統(tǒng)風(fēng)險優(yōu)化路徑3.1 行動策略的形成將人因風(fēng)險影響因子全集記為E={e1，e2，……，en}，個體行動策略集合記為S={S1，S2，……，Sm}，所有行動策略都看作是由不同影響因子組合構(gòu)成的函數(shù)，即：S=f（E）。通過對影響因子集合中元素的控制（即改變因子集合Ei），確定產(chǎn)生新的行動策略。由于影響人因風(fēng)險的因素眾多，對函數(shù)進(jìn)行“灰箱化”處理。3.2 個體效用選擇設(shè)有兩種純策略S1、S2（如S1=“按要求使用安全帶”，“S2=不按要求使用安全帶”），分別由集合E1和E2構(gòu)成，E1∩E2=。建立一個對稱的兩個體、兩策略博弈模型，博弈形成的支付矩陣如圖3所示。圖3 兩個體博弈形成的支付矩陣由于博弈的對稱性，在博弈中獲取的效用記為u。如u（S1，S2）=d，表示個體1在自己采取策略S1而對方采取策略S2時，獲得的效用值為d。若原種群中以策略S1作為初始策略（即全部個體都執(zhí)行S1），設(shè)種群中有的個體（0<<1）將策略變更為S2。則原種群個體遇到采取策略S2的變異個體的概率為，遇到和自己一樣采取策略S1的原種群個體的概率為1-。則一次博弈后，原種群個體與變異個體的效用值分別為：對于個體而言，行動策略遵循效用最大化原則。當(dāng)U1>U2時，S1為演進(jìn)穩(wěn)定策略；當(dāng)U1