朱　浩，　王治中，　谢章伟

(上海海事大学 商船学院，上海 201306)

基于HEART方法的驾驶舱处理海上航行冲突中人为差错概率研究

朱浩，王治中，谢章伟

(上海海事大学 商船学院，上海 201306)

摘要:驾驶舱在船舶航行过程中起着非常重要的作用,包含判断与决策过程。这一过程有询问、讨论、确定方案、执行和反馈5个环节。通过分析这5个环节间的相互关系及影响，对人为差错概率进行定量分析，发现起负面作用的差错诱发条件，分析驾驶员对海上航行安全的影响,保障海上交通安全有序地运行，提高HEART方法在海上交通领域的适用性。

关键词:HEART方法；人为差错概率；驾驶员；航行安全

0引言

船舶航行安全一直是航运业非常重视的问题。据统计，船舶发生的各类海上事故中，发生在航行期间的比例高达80%。而据事故后的分析总结，绝大多数的事故都是人为因素引起的。近几年中远系统内发生的几起严重的海损事故[1]，无一例外全部是由于当班驾驶员疏忽和过失导致的。既然是人为因素，那么就可以进行控制[2]。国外对人因可靠性的分析研究[3]始于20世纪50年代，主要方法有人因失误率预测法(THERP)、人的认知可靠性模型(HCR)、人的失误与减少方法(HEART)以及认知可靠性与差错分析方法(CREAM)等。

HEART方法考虑了人、机、任务和环境对人的绩效的影响，可以识别任务类型和诱发差错的因子，并评估出差错发生的概率，因此将该方法应用到驾驶舱处理航行冲突的环境中，分析驾驶员在面对突发情况时发生差错的概率的大小，从而为管理人员提供解决此类问题的方法[4]。

1HEART方法

HEART方法是由Williams于1986年正式提出的。该方法着重研究对人因可靠性有负面影响的因素,即差错诱发条件(Error-Producing Conditions，EPC),并寻求能够降低人为差错几率的措施。HEART方法主要由任务分类、差错诱发条件[4]和计算方法3部分组成。

1.1任务分类

人因可靠性分析需要根据具体的任务进行，HEART方法将所有任务归纳为8种通用任务类型，并给出了每种任务类型的标称人为差错概率[5](Nominal Human Error Probability，NHEP)，基本上所有任务都可以与这8种任务场景相匹配。

1.2差错诱发条件

除了任务分类，HERAT方法还使用了对人的行为有负面影响的工效学因子和环境因子(即差错诱发条件)来调节人为差错概率，其中EPC包括操作经验、时间压力和外界条件等。另外，HEART方法还为每个EPC定义了权重值ω，用来反映每个EPC的最大影响程度。

1.3计算方法

对某一具体任务来说，每个EPC的影响程度各有不同，故HEART方法首先通过专家打分的方式确定每个EPC的实际影响值，记为APOA，并利用式(1)确定调节后的EPC的权重值ω。

(1)

(2)

式(2)中：HEP为最终的人为差错概率；NHEP为标称人为差错概率。

HEART方法避开了事件树,而是直接将任务归纳为8种不同的类型,这在很大程度上减轻了评估人员的工作负荷,即使得离开领域专家也能够进行评估。此外,EPC的数量也比较精炼,便于进行快速查询。最后,EPC的调整公式也比较简单。这样可以在一定程度上保证数据的一致性。

2人为差错的定量化分析

2.1任务分类

驾驶舱的任务可以分成5类：判断、讨论、确定方案、执行方案以及总结。在船舶航行过程中，驾驶人员发现可疑现象时应及时作出判断并和驾驶舱的其他人员讨论,运用已有的知识和经验发表意见，这是作出最佳决策的必须手段。在确定好方案之后，立刻执行，以在最短的时间内解决问题。问题解决之后，对任务流程进行总结，分析方案是否有效、问题是否已经得到解决[6]。

在确定驾驶员处理冲突任务分类的标称人为差错概率(NHEP)时，首先需要对NHEP进行标准化处理，将所有的NHEP映射到0～1内；然后根据表1中的任务分类分别找出HERAT和NARA方法中相对应的NHEP，取两者的均值来确定。

表1　驾驶员处理航行冲突的任务分类

2.2驾驶舱处理航行冲突时的差错诱发条件

驾驶舱人员在处理航行冲突的过程中会受多种因素的影响，分为外在因素和内在因素。在发现航行冲突时，驾驶人员为了能随时掌握船舶在该航行区域内的航行动态(如航速、航向等)，需通过航海雷达判断是否存在潜在航行冲突，但是在监视雷达屏幕的过程中，驾驶人员可能会受到各种外界不利条件(如雷达识别失效)和自身因素的影响，从而导致差错发生[4]。表2分析出了步骤一中每个EPC的最大影响值，即权重值ω。其是通过对HEART和NARA方法中EPC的权重值进行标准化处理，将所有的权重值ω映射到0～100内，并通过相互比较取其中最大的影响值来确定的。同理,可以分析出剩余步骤中的差错诱发条件的权重值。

表2　步骤一的差错诱发条件

2.3驾驶员处理航行冲突的人为差错概率的计算

计算人为差错概率的步骤为：

1) 确定每个EPC的实际影响值APOA。

由于对某个具体任务来说EPC的影响程度(即APOA)存在一定差别，因此需要通过专家打分确定每个EPC的APOA。为了确定EPC对某一任务的影响程度，首先由8位专家对每个EPC的影响程度进行打分，分数介于0～10，其中0表示没有影响，10表示影响最大；然后求得每个EPC的影响程度的均值；最后对所有的影响值进行标准化处理，将所有的影响值映射到0～1内，即可得到每个EPC 的实际影响值APOA。利用式(1)可计算得到每个调节后的EPC的权重值ω′(见表3)。同理,可得到步骤二到步骤五的权重值，此处不一一进行计算。

表4　驾驶员在步骤二状态所对应的EPC的APOA及权重值ω′

2) 计算驾驶舱处理冲突过程中每个任务步骤所对应的人为差错概率HEP。

由表1可知，驾驶员发现突发情况并作出判断，其对应的NHEP为0.015 5,由表3确定的每个调节后的EPC的权重值为ω′，利用式(2)可计算得到驾驶员“发现突发情况并作出判断”这一任务步骤最终的人为差错概率HEP。

(3)

用同样的方法可计算得到驾驶员处理冲突过程中每个任务步骤所对应的HEP(见表5)。

表5　每个步骤对应的人为差错概率

3结语

通过对驾驶舱处理航行冲突的过程进行定量化分析，可得到以下结论：

1) 分析了驾驶舱处理冲突的过程，并对其进行了定量计算，实现了对驾驶舱的客观评价，为定量分析驾驶舱的认知差错提供了一种方法。

2) 通过式(2)可知：ω′变小,HEP值也会变小，因此差错诱发条件越少;权重值ω变小，ω′也会随着变小，人为差错概率降低。将HEART方法用于“驾驶舱处理航行冲突”这一环境，可以有针对性地制定改进措施，以此提高整个海上航行系统的可靠性，保证海上交通运输安全有序地进行。

参考文献：

[1]陆悦铭,孔凡邨,薛一东,等.“中远釜山”轮碰撞大桥事故分析与反思[J]．航海，2012(6)：44-47.

[2]张力, 赵明. WANO人因事件统计及分析[J]. 核动力工程, 2005, 26(3): 291-296.

[3]高佳，黄祥瑞，沈祖培．第二代人的可靠性分析方法的新进展[J]．中南工学院学报，1999，13(2):140-151．

[4]蒋英杰，孙志强，谢红卫，等．人为差错概率量化方法综述[J]．科技导报，2011，29(5):74-79．

[4]王道民.人为因素与船舶运输安全[J].中国海事, 2009(2):48-51.

[5]谢红卫, 孙志强, 李欣欣,等. 典型人因可靠性分析方法评述[J].国防科技大学学报.2007(02).

[6]王永刚，王燕. 人为因素的多维事故原因分析模型[J].交通运输工程学报，2008，8(2)：96-100.

2015年世界海事日主题——“海事教育和培训”

当地时间1月14日，国际海事组织(International Maritime Organization, IMO)的秘书长Koji Sekimizu在瑞典马尔默的世界海事大学宣布了2015年世界海事日的主题——“海事教育和培训”。

Koji Sekimizu表示，有效的培训标准则永远是航运业安全和有保障的基础，航运业需要维持航运人才的质量、技能以及竞争性。

IMO选择这一主题的原因是为了强调一个技能熟练和积极性高的航运人才对航运产业的重要性。没有高质量的人才，航运产业就寸步难行，难以对行业的安全性和产业环境做出改善。

STCW公约已经为海员的培训和教育设定了国际化的标杆。达到STCW所设定的标准，对保证海员在船上的服务质量、提升海员本身的技术素养和竞争性而言十分重要。而岸上人员的职业素养也只能通过有效的海事教育和培训来巩固、更新和维持。

在9月底，IMO将围绕世界海事日的主题举办相关活动，活动将持续一年。

收稿日期：2014-10-18

作者简介：朱浩(1991—)，男，江苏盐城人，硕士生，主要从事海洋环境潮流数值模拟研究。

文章编号：1674-5949(2015)01-059-04

中图分类号：U698.6

文献标志码：A

Research on Probability of Human Error on Bridge in Dealing with
Navigation Conflicts Based on HEART Method

ZhuHao,WangZhizhong,XieZhangwei

(Merchant Marine College, Shanghai Maritime University, Shanghai 201306, China)

Abstract:At sea, the bridge is a very important aspect doing judgment and decision-making. The process includes inquiry, discussion, deciding solutions, implementation, feedback. This paper studies the relationship and impact of these five aspects and quantitatively analyzes the probability of human error to find the conditions which induces negative effects. The influence of the behavior of deck officers on the safety of navigation is investigated. This study sets an application example of HEART in the field of maritime transportation.

Key words:HEART; probability of human error; deck officer; navigation safety