王金贺，曾建潮，王克东

(1.太原科技大学 工业与系统工程研究所，山西 太原 030024；2.汾西正晖煤矿管理分公司，山西 汾阳 032200)

煤矿安检人员CPC框架表的构建

王金贺1，曾建潮1，王克东2

(1.太原科技大学 工业与系统工程研究所，山西 太原 030024；2.汾西正晖煤矿管理分公司，山西 汾阳 032200)

提高煤矿安检人员的可靠性可以有效保障煤矿安全，在认知可靠性与失误分析方法中的共同绩效条件的基础上，建立煤矿安检人员CPC框架表。首先，结合个体行为的产生过程，即感知、认知和决策，从环境、个人、组织、任务和技术5个方面分析影响其可靠性的因素。其次，通过对煤矿安检人员的工作职责辨析，提炼出影响煤矿安检人员可靠性的因素，构建煤矿安检人员CPC框架表。最后，依据建立的框架表对某煤矿安全事故中煤矿安检人员的人因可靠性进行定量预测，并将预测结果与原有结果进行对比。结果表明，利用煤矿安检人员CPC框架表得到的结果与实际更相符。

煤矿安检人员;CREAM;感知;认知;决策;CPC

在导致我国煤矿安全重大事故的各种直接原因中，人因因素所占比率高达97.67%，其中，45.96%[1]是由于管理行为失误导致的。煤矿安检人员(包括安全监测工人)是煤矿安全作业中关键的基层管理者，在煤矿安全作业中起着重要作用。因此，提高煤矿安检人员的可靠性，能有效确保煤矿安全，从而降低煤矿安全事故的发生。 CREAM是目前可靠性分析方法(human reliability analysis methods, HRA)[2]中成熟度最高、结果准确性和可接受性最强、应用最广泛的方法[3-4]。CREAM的本质是通过CPC来量化人的可靠性，CPC因子在CREAM的应用中起着至关重要的作用。因此，对CPC因子的研究具有重要意义。

目前，这方面的研究主要集中在分析CPC因子的权重和水平等级。如AKYUZ等[5]引入效应影响指数分析CPC因子对预期效应的影响；YANG等[6-7]为了分析CPC之间的相关性，引入了模糊理论，并结合贝叶斯网络，将其相关性定量化；裴立冠等[8-11]对CPC之间的相互作用机制进行了改进，着重对CPC的水平等级进行了优化。在煤矿领域，王丹等[12]深入探讨了CREAM基本法中CPC和控制模式之间的关系；牛可[13]通过环境影响指数分析了CPC对人因可靠性的影响。

上述研究注重从各个方面分析CPC因子对人因可靠性的影响，忽略了将CREAM应用到不同领域面临的适用性和完整性问题。而CPC因子贯穿于CREAM整个模型之中，其适用性和完善性对量化人因可靠性至关重要。因此，建立适用于煤矿安检人员的CPC框架表是准确量化煤矿安检人员人因可靠性的关键环节。笔者根据煤矿安检人员的任务特点，从环境、个人、组织、任务和技术5个方面分析影响煤矿安检人员可靠性的因素，根据CREAM中的CPC描述得到适用于煤矿安检人员的CPC框架表，并通过案例分析验证该框架表的有效性。

1 方法描述

任何个体行为的产生都要经过3个阶段，即感知、认知和决策，煤矿安检人员也不例外。笔者从环境、个人、组织、任务和技术5个方面分析影响煤矿安检人员感知、认知和决策的因素，结合煤矿安检人员的工作职责，对其职能进行任务分解，经过提炼得到适合于煤矿安检人员的CPC框架表。其方法描述框架如图1所示。

图1 CPC方法描述框架

2 影响煤矿安检人员可靠性因素

煤矿安检人员人因可靠性的实质是行为可靠性，其行为的产生经过感知、认知和决策3个阶段。因此，结合煤矿安检人员的工作职能[14-15]和工作内容分析影响其感知、认知和决策的因素，进而可得到影响其可靠性的因素。

2.1 影响煤矿安检人员感知的因素

感知[16-17]是个体对从周围环境获取信息的加工过程。其产生一般需要3个阶段：收集信息—转变信息—形成感知。煤矿安检人员深入现场收集信息，在这个过程中，工人作业环境的好坏、生产设备及安全设施的完善度和安全性都是其信息的来源，如机电设备的防漏电状况等。此类工作任务的执行需要个体通过感知从周围环境中获取信息。根据上述分析，结合煤矿人因因素[18]，可知影响煤矿安检人员感知的因素主要来自个人、环境和技术3大方面，具体如表1所示。

表1 影响煤矿安检人员感知的因素

2.2 影响煤矿安检人员认知的因素

认知的实质是个体利用已有的知识和经验对信息的理解过程，此处信息指的是个体通过感知从外界获得的信息[19]。煤矿安检人员的认知过程主要体现在执行任务时对信息的理解能力，通过将信息与自身已有的经验和知识等进行对比得出结论。因此，煤矿安检人员的认知主要受其自身因素和组织因素的影响，具体如表2所示。

表2 影响煤矿安检人员认知的因素

2.3 影响煤矿安检人员决策的因素

决策是行为输出的最后一步，影响个体决策的一般因素主要有性别和年龄、成就动机、风险偏好、决策风格、情绪及情景环境的描述方式等。

煤矿安检人员在决策时不仅要考虑任务情况，还需考虑自我承担的风险。因此，影响煤矿安检人员决策的因素不仅包括其自身因素，还包括任务情况和组织因素，具体如表3所示。

表3 影响煤矿安检人员决策的因素

3 构建煤矿安检人员CPC框架表

煤矿安检人员的可靠性由其成功完成任务的概率来衡量。因此，利用任务分解法对煤矿安检人员的工作职能进行分析，确定影响其可靠性的因素，依据CREAM中CPC因子的描述构建CPC框架表。以煤矿安检人员的“职能项9”为例进行分解分析。职能项9的性质是查事故处理，首先，煤矿安检人员在事故发生后要及时作出决策，参与抢救，煤矿安检人员根据感知获取现场反映的信息(如任务紧急性等)，通过认知及自身的性别和年龄、风险偏好、成就动机等作出决策。其次，煤矿安检人员在作出决策的同时应该保护好事故现场，做好事故记录，并对事故进行调查和分析。在这个过程中，事故发生的环境条件因素及煤矿安检人员的自身情况必然会影响获取信息的正确性。最后，在检查事故防范措施时，煤矿安检人员主要依据的是组织的运行计划和程序、部门间的沟通以及个人的状态等认知因素对信息作出判断。职能项9的分析结果如图2所示。

图2 职能项9分析图

同理，对煤矿安检人员的其他职能项分析，结合CREAM中CPC因子描述建立煤矿安检人员的CPC框架表，如表4所示。

表4 煤矿安检人员CPC框架表

续表4

4 CPC之间的相关性分析

表4中CPC因子的内容来源于对煤矿安检人员的感知、认知和决策的分析结果，这些因子之间并不是完全独立的，存在一定的关系。因此，为了提高利用此框架表量化预测煤矿安检人员可靠性的准确性，有必要分析这些CPC因子之间的相关性。

4.1 CPC直接相关性分析

根据每项CPC因子的描述内容，分析其与其他CPC因子之间的直接相关性，以组织有效性这项CPC因子为例进行说明。组织有效性(CPC1)：描述了组织安全文化、组织管理过程、组织沟通与反馈和社会方面的质量和有效性。很明显，组织的有效性影响工作条件(CPC2)，组织的有效性越好，工作条件就越好，反之亦然。组织有效性与人机界面和操作性支持 (CPC3)、计划/程序的可用性(CPC4)、操作人员培训和经验的充分性(CPC5)和多人合作质量(CPC9)同样具有正相关性。同理，对其他8项CPC因子进行分析，具体如表5所示。

表5 CPC因子之间的相关性

注：“+”表示左边列中的CPC因子受到上边行中CPC因子的影响是正相关性；“-”表示左边列中的CPC因子受到相邻上边行中CPC因子的影响是负相关

4.2 CPC间接相关性分析

通过表5可以看出，一个CPC因子受到其他几个CPC因子的影响。假设该CPC因子自身对期望效应的影响作用是“不显著”，则表5中其他CPC因子对其的间接影响具有协同性。以工作条件这项CPC因子为例，结合表5，评估其从属性的规则如图3所示。相同的规则应用到所有的CPC因子中，具体如表6所示。

表5和表6所示的分析结果与CREAM中的分析结果一致，表明建立的煤矿安检人员的CPC框架表是可行的，可以通过此框架表对煤矿安检人员的可靠性进行预测和量化。

5 案例分析

以已发生的煤矿安全事故为例，根据建立的煤矿安检人员CPC框架表对其可靠性进行定量预测来验证该框架表的有效性和可行性，并对定量预测结果进行分析。

表6 调整CPC因子的规则

注：对于表中的工作条件(CPC2)、可用时间(CPC7)的调整规则是只要依赖的5项CPC因子中有4项或者4项以上CPC因子的作用是相同的(降低或者改进)，则其主要作用就是降低或者改进，其他以此类推

图3 评估工作条件从属性的规则

5.1 人误事件描述

在该起煤矿安全事故中，煤矿安检人员的人误事件为：煤矿安检人员对瓦斯监控系统维护、检修制度不落实，未发现井下瓦斯传感器存在的问题，同时由于长时间未检修致使具有声音报警功能的瓦斯监控系统出现故障已达4个月有余，导

致事故当天没有发出报警声音。

5.2 评估CPC因子

根据该起煤矿事故报告确定该人误事件中煤矿安检人员的认知活动为维护，并结合表4，分析认知活动所处的场景环境，得到该起人误事件中影响煤矿安检人员可靠性的CPC因子(影响作用为“不显著”的CPC因子在此不考虑)，其中各CPC因子的权重利用层次分析法(AHP)得到，具体如表7所示。

5.3 定量预测人因可靠性

根据表7所示的认知活动，利用CREAM中给出的认知活动和认知功能对照表确定相应的认知功能、认知功能失误模式及对应的认知失效概率基本值(CFPBV)，如表8所示。

表7 CPC因子评估结果

表8 认知失效概率基本值

5.4 分析预测结果

由表7可以看出，利用建立的CPC框架表得到的影响煤矿安检人员可靠性的CPC因子的水平等级与文献[13]的结果相符，表明建立的煤矿安检人员CPC框架表是可行的。结果表明，利用CREAM扩展预测法，结合所建立的CPC框架表得到的煤矿安检人员的认知失误概率为0.333 6，而采用CREAM中传统的CPC框架表，同时把事故中所有个体的认知活动一并考虑得到的认知失误概率为0.006。由事故报告中显示的煤矿安检人员对瓦斯监控系统维护、检修制度不落实导致存在事故隐患这一事实可知，选定某一对象，建立其相对应的CPC框架表，并利用该框架表来量化预测该对象的人因失误概率更能凸显和衡量该研究对象的认知失误概率对事故的影响度。主要原因在于：①不同个体的同一认知活动对同一事件的影响不同；②同一个体的不同认知活动对同一事件的影响不同。

6 结论

基于CREAM中的CPC因子，从个体的行为产生过程，即感知、认知和决策角度深度挖掘，分析影响煤矿安检人员可靠性的因素，建立煤矿安检人员CPC框架表，通过案例分析，得出以下结论：①从感知、认知和决策角度分析得出的影响煤矿安检人员可靠性的因素更能深刻反映煤矿安检人员可靠性的水平。②利用该框架表量化预测煤矿安检人员人因可靠性得出的结果与实际更相符，表明所建立的煤矿安检人员CPC框架表是有效、正确和可行的，且适用性更高。

[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,乔巍巍,芦建辉.飞行员人因可靠性定量预测[J].中国安全科学学报,2015,25(2):89-94.

[9] 施志坚,王华伟,徐璇.基于CREAM和贝叶斯网络的航空维修人为差错概率预测[J].中国安全生产科学技术,2015,11(4): 185-191.

[10] 王永刚,单方方,王灿敏. CREAM 法在机务维修操作差错概率预测中的应用[J].安全与环境工程,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,刘琳,贺宏博.人因可靠性分析在煤矿生产中的改进与应用[J].内蒙古大学学报,2013(4):60-65.

[13] 牛可.基于第二代人因可靠性分析方法的煤矿人为事故控制研究[D].太原:太原理工大学,2011.

[14] 周忠林.新编煤矿安全技术培训(复训)教材: 煤矿安全检查员[M].北京:中国矿业大学出版社,2007:123-147.

[15] 法律快车.煤矿安检人员应具备的条件及其职能.[EB/OL].[2016-11-29].http://www.lawtime.cn/info/shengchan/mtaq/2011090826187.html.

[16] 吕杰锋.人因工程学[M].北京:机械工业出版社,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] 陈兆波,曾建潮,董追,等.基于HFACS的煤矿安全事故人因分析[J].中国安全科学学报,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.

王金贺(1987-)，女，山东菏泽人，太原科技大学工业与系统工程研究所博士研究生,主要研究方向为人因工程与系统安全.

国家自然科学基金项目(41140026,41272374)；教育部人文社会科学青年基金项目(15YJC630012)；山西省软科学研究项目(2011041017-01).

X936

10.3963/j.issn.2095-3852.2017.04.008