煤礦安檢人員CPC框架表的構建

王金賀，曾建潮，王克東

(1.太原科技大學 工業(yè)與系統(tǒng)工程研究所，山西 太原 030024；2.汾西正暉煤礦管理分公司，山西 汾陽 032200)

煤礦安檢人員CPC框架表的構建

王金賀1，曾建潮1，王克東2

(1.太原科技大學 工業(yè)與系統(tǒng)工程研究所，山西 太原 030024；2.汾西正暉煤礦管理分公司，山西 汾陽 032200)

提高煤礦安檢人員的可靠性可以有效保障煤礦安全，在認知可靠性與失誤分析方法中的共同績效條件的基礎上，建立煤礦安檢人員CPC框架表。首先，結合個體行為的產(chǎn)生過程，即感知、認知和決策，從環(huán)境、個人、組織、任務和技術5個方面分析影響其可靠性的因素。其次，通過對煤礦安檢人員的工作職責辨析，提煉出影響煤礦安檢人員可靠性的因素，構建煤礦安檢人員CPC框架表。最后，依據(jù)建立的框架表對某煤礦安全事故中煤礦安檢人員的人因可靠性進行定量預測，并將預測結果與原有結果進行對比。結果表明，利用煤礦安檢人員CPC框架表得到的結果與實際更相符。

煤礦安檢人員;CREAM;感知;認知;決策;CPC

在導致我國煤礦安全重大事故的各種直接原因中，人因因素所占比率高達97.67%，其中，45.96%[1]是由于管理行為失誤導致的。煤礦安檢人員(包括安全監(jiān)測工人)是煤礦安全作業(yè)中關鍵的基層管理者，在煤礦安全作業(yè)中起著重要作用。因此，提高煤礦安檢人員的可靠性，能有效確保煤礦安全，從而降低煤礦安全事故的發(fā)生。 CREAM是目前可靠性分析方法(human reliability analysis methods, HRA)[2]中成熟度最高、結果準確性和可接受性最強、應用最廣泛的方法[3-4]。CREAM的本質(zhì)是通過CPC來量化人的可靠性，CPC因子在CREAM的應用中起著至關重要的作用。因此，對CPC因子的研究具有重要意義。

目前，這方面的研究主要集中在分析CPC因子的權重和水平等級。如AKYUZ等[5]引入效應影響指數(shù)分析CPC因子對預期效應的影響；YANG等[6-7]為了分析CPC之間的相關性，引入了模糊理論，并結合貝葉斯網(wǎng)絡，將其相關性定量化；裴立冠等[8-11]對CPC之間的相互作用機制進行了改進，著重對CPC的水平等級進行了優(yōu)化。在煤礦領域，王丹等[12]深入探討了CREAM基本法中CPC和控制模式之間的關系；牛可[13]通過環(huán)境影響指數(shù)分析了CPC對人因可靠性的影響。

上述研究注重從各個方面分析CPC因子對人因可靠性的影響，忽略了將CREAM應用到不同領域面臨的適用性和完整性問題。而CPC因子貫穿于CREAM整個模型之中，其適用性和完善性對量化人因可靠性至關重要。因此，建立適用于煤礦安檢人員的CPC框架表是準確量化煤礦安檢人員人因可靠性的關鍵環(huán)節(jié)。筆者根據(jù)煤礦安檢人員的任務特點，從環(huán)境、個人、組織、任務和技術5個方面分析影響煤礦安檢人員可靠性的因素，根據(jù)CREAM中的CPC描述得到適用于煤礦安檢人員的CPC框架表，并通過案例分析驗證該框架表的有效性。

1 方法描述

任何個體行為的產(chǎn)生都要經(jīng)過3個階段，即感知、認知和決策，煤礦安檢人員也不例外。筆者從環(huán)境、個人、組織、任務和技術5個方面分析影響煤礦安檢人員感知、認知和決策的因素，結合煤礦安檢人員的工作職責，對其職能進行任務分解，經(jīng)過提煉得到適合于煤礦安檢人員的CPC框架表。其方法描述框架如圖1所示。

圖1 CPC方法描述框架

2 影響煤礦安檢人員可靠性因素

煤礦安檢人員人因可靠性的實質(zhì)是行為可靠性，其行為的產(chǎn)生經(jīng)過感知、認知和決策3個階段。因此，結合煤礦安檢人員的工作職能[14-15]和工作內(nèi)容分析影響其感知、認知和決策的因素，進而可得到影響其可靠性的因素。

2.1 影響煤礦安檢人員感知的因素

感知[16-17]是個體對從周圍環(huán)境獲取信息的加工過程。其產(chǎn)生一般需要3個階段：收集信息—轉變信息—形成感知。煤礦安檢人員深入現(xiàn)場收集信息，在這個過程中，工人作業(yè)環(huán)境的好壞、生產(chǎn)設備及安全設施的完善度和安全性都是其信息的來源，如機電設備的防漏電狀況等。此類工作任務的執(zhí)行需要個體通過感知從周圍環(huán)境中獲取信息。根據(jù)上述分析，結合煤礦人因因素[18]，可知影響煤礦安檢人員感知的因素主要來自個人、環(huán)境和技術3大方面，具體如表1所示。

表1 影響煤礦安檢人員感知的因素

2.2 影響煤礦安檢人員認知的因素

認知的實質(zhì)是個體利用已有的知識和經(jīng)驗對信息的理解過程，此處信息指的是個體通過感知從外界獲得的信息[19]。煤礦安檢人員的認知過程主要體現(xiàn)在執(zhí)行任務時對信息的理解能力，通過將信息與自身已有的經(jīng)驗和知識等進行對比得出結論。因此，煤礦安檢人員的認知主要受其自身因素和組織因素的影響，具體如表2所示。

表2 影響煤礦安檢人員認知的因素

2.3 影響煤礦安檢人員決策的因素

決策是行為輸出的最后一步，影響個體決策的一般因素主要有性別和年齡、成就動機、風險偏好、決策風格、情緒及情景環(huán)境的描述方式等。

煤礦安檢人員在決策時不僅要考慮任務情況，還需考慮自我承擔的風險。因此，影響煤礦安檢人員決策的因素不僅包括其自身因素，還包括任務情況和組織因素，具體如表3所示。

表3 影響煤礦安檢人員決策的因素

3 構建煤礦安檢人員CPC框架表

煤礦安檢人員的可靠性由其成功完成任務的概率來衡量。因此，利用任務分解法對煤礦安檢人員的工作職能進行分析，確定影響其可靠性的因素，依據(jù)CREAM中CPC因子的描述構建CPC框架表。以煤礦安檢人員的“職能項9”為例進行分解分析。職能項9的性質(zhì)是查事故處理，首先，煤礦安檢人員在事故發(fā)生后要及時作出決策，參與搶救，煤礦安檢人員根據(jù)感知獲取現(xiàn)場反映的信息(如任務緊急性等)，通過認知及自身的性別和年齡、風險偏好、成就動機等作出決策。其次，煤礦安檢人員在作出決策的同時應該保護好事故現(xiàn)場，做好事故記錄，并對事故進行調(diào)查和分析。在這個過程中，事故發(fā)生的環(huán)境條件因素及煤礦安檢人員的自身情況必然會影響獲取信息的正確性。最后，在檢查事故防范措施時，煤礦安檢人員主要依據(jù)的是組織的運行計劃和程序、部門間的溝通以及個人的狀態(tài)等認知因素對信息作出判斷。職能項9的分析結果如圖2所示。

圖2 職能項9分析圖

同理，對煤礦安檢人員的其他職能項分析，結合CREAM中CPC因子描述建立煤礦安檢人員的CPC框架表，如表4所示。

表4 煤礦安檢人員CPC框架表

續(xù)表4

4 CPC之間的相關性分析

表4中CPC因子的內(nèi)容來源于對煤礦安檢人員的感知、認知和決策的分析結果，這些因子之間并不是完全獨立的，存在一定的關系。因此，為了提高利用此框架表量化預測煤礦安檢人員可靠性的準確性，有必要分析這些CPC因子之間的相關性。

4.1 CPC直接相關性分析

根據(jù)每項CPC因子的描述內(nèi)容，分析其與其他CPC因子之間的直接相關性，以組織有效性這項CPC因子為例進行說明。組織有效性(CPC1)：描述了組織安全文化、組織管理過程、組織溝通與反饋和社會方面的質(zhì)量和有效性。很明顯，組織的有效性影響工作條件(CPC2)，組織的有效性越好，工作條件就越好，反之亦然。組織有效性與人機界面和操作性支持 (CPC3)、計劃/程序的可用性(CPC4)、操作人員培訓和經(jīng)驗的充分性(CPC5)和多人合作質(zhì)量(CPC9)同樣具有正相關性。同理，對其他8項CPC因子進行分析，具體如表5所示。

表5 CPC因子之間的相關性

注：“+”表示左邊列中的CPC因子受到上邊行中CPC因子的影響是正相關性；“-”表示左邊列中的CPC因子受到相鄰上邊行中CPC因子的影響是負相關

4.2 CPC間接相關性分析

通過表5可以看出，一個CPC因子受到其他幾個CPC因子的影響。假設該CPC因子自身對期望效應的影響作用是“不顯著”，則表5中其他CPC因子對其的間接影響具有協(xié)同性。以工作條件這項CPC因子為例，結合表5，評估其從屬性的規(guī)則如圖3所示。相同的規(guī)則應用到所有的CPC因子中，具體如表6所示。

表5和表6所示的分析結果與CREAM中的分析結果一致，表明建立的煤礦安檢人員的CPC框架表是可行的，可以通過此框架表對煤礦安檢人員的可靠性進行預測和量化。

5 案例分析

以已發(fā)生的煤礦安全事故為例，根據(jù)建立的煤礦安檢人員CPC框架表對其可靠性進行定量預測來驗證該框架表的有效性和可行性，并對定量預測結果進行分析。

表6 調(diào)整CPC因子的規(guī)則

注：對于表中的工作條件(CPC2)、可用時間(CPC7)的調(diào)整規(guī)則是只要依賴的5項CPC因子中有4項或者4項以上CPC因子的作用是相同的(降低或者改進)，則其主要作用就是降低或者改進，其他以此類推

圖3 評估工作條件從屬性的規(guī)則

5.1 人誤事件描述

在該起煤礦安全事故中，煤礦安檢人員的人誤事件為：煤礦安檢人員對瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)維護、檢修制度不落實，未發(fā)現(xiàn)井下瓦斯傳感器存在的問題，同時由于長時間未檢修致使具有聲音報警功能的瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障已達4個月有余，導

致事故當天沒有發(fā)出報警聲音。

5.2 評估CPC因子

根據(jù)該起煤礦事故報告確定該人誤事件中煤礦安檢人員的認知活動為維護，并結合表4，分析認知活動所處的場景環(huán)境，得到該起人誤事件中影響煤礦安檢人員可靠性的CPC因子(影響作用為“不顯著”的CPC因子在此不考慮)，其中各CPC因子的權重利用層次分析法(AHP)得到，具體如表7所示。

5.3 定量預測人因可靠性

根據(jù)表7所示的認知活動，利用CREAM中給出的認知活動和認知功能對照表確定相應的認知功能、認知功能失誤模式及對應的認知失效概率基本值(CFPBV)，如表8所示。

表7 CPC因子評估結果

表8 認知失效概率基本值

5.4 分析預測結果

由表7可以看出，利用建立的CPC框架表得到的影響煤礦安檢人員可靠性的CPC因子的水平等級與文獻[13]的結果相符，表明建立的煤礦安檢人員CPC框架表是可行的。結果表明，利用CREAM擴展預測法，結合所建立的CPC框架表得到的煤礦安檢人員的認知失誤概率為0.333 6，而采用CREAM中傳統(tǒng)的CPC框架表，同時把事故中所有個體的認知活動一并考慮得到的認知失誤概率為0.006。由事故報告中顯示的煤礦安檢人員對瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)維護、檢修制度不落實導致存在事故隱患這一事實可知，選定某一對象，建立其相對應的CPC框架表，并利用該框架表來量化預測該對象的人因失誤概率更能凸顯和衡量該研究對象的認知失誤概率對事故的影響度。主要原因在于：①不同個體的同一認知活動對同一事件的影響不同；②同一個體的不同認知活動對同一事件的影響不同。

6 結論

基于CREAM中的CPC因子，從個體的行為產(chǎn)生過程，即感知、認知和決策角度深度挖掘，分析影響煤礦安檢人員可靠性的因素，建立煤礦安檢人員CPC框架表，通過案例分析，得出以下結論：①從感知、認知和決策角度分析得出的影響煤礦安檢人員可靠性的因素更能深刻反映煤礦安檢人員可靠性的水平。②利用該框架表量化預測煤礦安檢人員人因可靠性得出的結果與實際更相符，表明所建立的煤礦安檢人員CPC框架表是有效、正確和可行的，且適用性更高。

[1] CHEN H, QI H, LONG R, et al. Research on 10-year tendency of China coal mine accidents and the characteristics of human factors [J]. Safety Science, 2012,50(4):745-750.

[2] DHILLON B S. Human reliability: with human factors [J]. Applied Ergonomics, 1988,18(3):254-254.

[3] EKANEM N J, MOSLEH A, SHEN S H. Phoenix-a model-based human reliability analysis methodology: qualitative analysis procedure[J]. Reliability Engineering & System Safety, 2016(145):301-315.

[4] HOLLNAGEL E. Cognitive reliability and error analysis method (CREAM) [M]. Oxford: Alden Group, 1998:24-39.

[5] AKYUZ E, CELIK M. Application of CREAM human reliability model to cargo loading process of LPG tankers [J]. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2015,34(3):39-48.

[6] YANG Z L, BONSALL S, WALL A, et al. A modified CREAM to human reliability quantification in marine engineering[J]. Ocean Engineering, 2013,58(1):293-303.

[7] UNG S T. A weighted CREAM model for maritime human reliability analysis [J] .Safety Science， 2015,72(2):144-152.

[8] 裴立冠,喬巍巍,蘆建輝.飛行員人因可靠性定量預測[J].中國安全科學學報,2015,25(2):89-94.

[9] 施志堅,王華偉,徐璇.基于CREAM和貝葉斯網(wǎng)絡的航空維修人為差錯概率預測[J].中國安全生產(chǎn)科學技術,2015,11(4): 185-191.

[10] 王永剛,單方方,王燦敏. CREAM 法在機務維修操作差錯概率預測中的應用[J].安全與環(huán)境工程,2014,21(1):134-137.

[11] PHILLIPS R O,SAGBERG F. What did you expect： CREAM analysis of hazardous incidents occurring on approach to rail signals [J]. Safety Science, 2014,66(9):92-100.

[12] 王丹,劉琳,賀宏博.人因可靠性分析在煤礦生產(chǎn)中的改進與應用[J].內(nèi)蒙古大學學報,2013(4):60-65.

[13] ?？?基于第二代人因可靠性分析方法的煤礦人為事故控制研究[D].太原:太原理工大學,2011.

[14] 周忠林.新編煤礦安全技術培訓(復訓)教材: 煤礦安全檢查員[M].北京:中國礦業(yè)大學出版社,2007:123-147.

[15] 法律快車.煤礦安檢人員應具備的條件及其職能.[EB/OL].[2016-11-29].http://www.lawtime.cn/info/shengchan/mtaq/2011090826187.html.

[16] 呂杰鋒.人因工程學[M].北京:機械工業(yè)出版社,2011:145-157.

[17] SABAH N M. Exploring students' awareness and perceptions: influencing factors and individual differences driving m-learning adoption [J]. Computers in Human Behavior, 2016(65): 522-533.

[18] 陳兆波,曾建潮,董追,等.基于HFACS的煤礦安全事故人因分析[J].中國安全科學學報,2013,23(7):116-121.

[19] LV S, YANG R, HUANG C. Contusion and recovery of individual cognition based on catastrophe theory: a computational model [J]. Neurocomputing, 2017(220):210-220.

WANG Jinhe:Doctorial Candidate; Institute of Industrial and System Engineering, Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan 030024,China.

The Establishment of CPC Framework Table for Safety Inspectors in Coal Mines

WANGJinhe,ZENGJianchao,WANGKedong

Improving security personnel reliability in coal mines can ensure coal mine safe, a common performance conditions (CPC) framework table for security personnel in coal mines is established based on CPC. Firstly,the factors affect safety inspector’s reliability in coal mines are analyzed from five aspects of environment, individual, organization, task and technology combined with process of the individual behavior perception, cognition and decision-making. Secondly, through the analysis of the job responsibilities of coal mine safety personnel, the factors that affect the reliability of coal mine security personnelare extracted, and the CPC framework of coal mine safety personnel is constructed. Finally,security personnel’s reliability is quantitative predicted during a certain coal mines safety accident according to the established framework table in coal mines, and the prediction result is compared with the original result. The result shows that the data got by CPC framework table for safety inspector in coal mines is more consistent with actual situation.

safety inspector in coal mines; CREAM; perception; cognitive; decision-making; CPC

2095-3852(2017)04-0415-07

A

2017-02-19.

王金賀(1987-)，女，山東菏澤人，太原科技大學工業(yè)與系統(tǒng)工程研究所博士研究生,主要研究方向為人因工程與系統(tǒng)安全.

國家自然科學基金項目(41140026,41272374)；教育部人文社會科學青年基金項目(15YJC630012)；山西省軟科學研究項目(2011041017-01).

X936

10.3963/j.issn.2095-3852.2017.04.008