基于HFACS的海上交通事故原因系統(tǒng)分析

張欣欣，軒少永，席永濤，胡甚平

(上海海事大學 商船學院，上海 201306)

0 引言

全球80%以上的事故源自人為因素，海上交通事故也是如此，這已經成為業(yè)內的共識.［1]要減少因人失誤產生的事故，研究人失誤因素對海上交通事故的影響顯得尤為重要.文獻［2]提出引發(fā)事故的最大根源是人為因素;文獻［3]從組織行為學的角度討論組織失誤的形成機制，并分析組織失誤對人失誤的影響;文獻［4]將組織管理因素歸入定性分析的范疇;文獻［5]指出人為因素是導致海上交通事故發(fā)生的主要原因，而且是海事調查的難點;文獻［6]分析與評價海員的不安全行為;文獻［7]運用人因素分析與分類系統(tǒng)(Human Factors Analysis and Classification System，HFACS)框架和模糊層次分析法對船舶事故進行分析.

最早使用人失誤分析安全問題的是核工業(yè)及航空等復雜性安全領域.［8]在海運安全領域，由于事故樣本量小、數據缺乏，致使定性分析多.［9]

上述研究大多是對組織管理因素進行定性分析，系統(tǒng)性不足，沒有圍繞人失誤的理論框架進行，思路過于主觀.研究表明:人為因素是當前事故發(fā)生的主要因素，而管理因素是事故發(fā)生的根本原因.在此基礎上，本文采用人失誤分析方法，建立海上交通事故人失誤分析與分類系統(tǒng)(Human Error Analysis and Classification System for Marine Traffic Accident，HEACS-MTA)，挖掘管理因素并研究人失誤對事故的影響.

1 HEACS-MTA

1.1 HFACS

2000 年，WIEGMANN 等［10]提出 HFACS ，該系統(tǒng)在2001年被美國聯邦航空局(FAA)移植到民航飛行員失誤的分類分析之中，就此開始被大量應用于航空領域.HFACS的理論基礎是 REASON［11]的“光線穿透奶酪”模型，它的提出和建立使得具有開創(chuàng)意義的REASON模型被運用于實踐之中.

HFACS是調查和分析有關事故人失誤的基礎理論之一.通常事故的發(fā)生不是孤立的，是從組織管理開始，經過一連串失誤，最終由人的不安全行為引發(fā)的.其事故鏈為:組織影響—不安全的監(jiān)督—不安全行為的前提條件—不安全行為—事故.事故隱患要突破這4個層次的防御才可能發(fā)生，假如事故隱患被其中任何一層所抵擋，事故就被消滅在隱患之中.本文所描述的人失誤，就是這4層防御.HFACS可用于事故形成原因的推理分析，在邏輯層面給出因果連鎖的基本思路，對分析事故原因具有很強的借鑒意義.同時，HFACS全面給出管理因素對事故的影響:事故—直接原因—間接原因—根本原因.

1.2 HEACS-MTA 的構建

1.2.1 構建目的

為了能全面分析事故原因，特別是尋找到海上交通事故形成的根源，需要引入一個框架理論來獲取“事故—直接原因—間接原因—根本原因”的分析思路，最終為分析管理原因提供一個流程.

1.2.2 系統(tǒng)構建

海上交通事故人失誤的原因從表面上看都是來自船員的不安全行為，因船員的疏忽、差錯、錯誤和違章所導致.其實，不安全行為只是人失誤的表面現象，是尋找人失誤根本原因的第1步.HEACS-MTA從上至下可劃分為4個層次，分別是:組織影響、不安全的監(jiān)督、不安全行為的前提條件和不安全行為.其中，前3項人失誤因素對海上交通事故產生潛在影響，導致不安全行為的產生，最終引發(fā)事故.為了尋找人失誤的根本原因，更好地評價海上交通事故人失誤原因，將4個層次的一級因素指標細分為12個二級因素指標，見圖1.

圖1 HEACS-MTA

HEACS-MTA是在HFACS的基礎上建立的，對HFACS有兩部分的改造，分別是不安全行為部分和不安全行為的前提條件部分.

不安全行為部分采用REASON［11]提出的人的不安全行為分類框架構建.該框架從人的心理狀態(tài)討論人的不安全行為，分為非故意行為和故意行為;前者又分為疏忽和差錯，后者又分為錯誤和違章.

不安全行為的前提條件部分借鑒“人—機—環(huán)境”理論，從影響海事安全的船員因素(人)、船舶因素(機)和環(huán)境因素(環(huán)境)等3個角度進行分類討論:船員因素分為團隊因素和個人因素;船舶因素分為設備、結構和貨物等3個因素;環(huán)境因素分為物理環(huán)境和技術環(huán)境.

本文研究的是系統(tǒng)中的人失誤因素，包括對人產生影響的各種因素，如環(huán)境因素、組織管理因素、監(jiān)督因素等.至于“單個人”的失誤因素，如精神狀態(tài)、身體狀態(tài)等，不作討論.

2 灰色關聯分析(GRA)方法及實施步驟

2.1 GRA 方法

GRA方法事實上是分析系統(tǒng)中各因素之間和各組成因素與系統(tǒng)之間的差異程度，且將這種差異程度定量化，所以可以將GRA方法看作是一種有參考系的整體比較.如果將個體看作比較序列，整體看作參考序列，則灰色關聯度描述的就是比較序列與參考序列之間的一致程度.GRA方法就是通過計算比較序列與參考序列之間的灰色關聯度，得出灰色關聯度的排序，確定各影響因素的先后順序.GRA方法的特點是能夠處理貧信息系統(tǒng)，對數據無特殊要求，也不用知道其分布規(guī)律.

本文使用GRA方法的目的是對海上交通事故人失誤的眾多影響因素進行關聯程度排序，從而找出影響作用大的因素，通過對這些關鍵影響因素的監(jiān)控降低海上交通事故的發(fā)生.

2.2 GRA方法的實施步驟

GRA方法可分6步進行.

(1)確定參考序列與比較序列，分別記為

(2)對比較序列進行無量綱化，這里采用初值化，即將每個子序列除以這組子序列的根序列.，其中:k=1，2，…，n;m 為根序列.

(3)求絕對差序列、最大差和最小差，分別為

(4)計算灰色關聯因數

式中:ρ是分辨因數.ρ越大，分辨率越小.一般ρ取［0，1]，本文 ρ取 0.5.

(5)計算關聯度

(6)對各序列的關聯度進行排序.

3 算例

由于船舶海上交通事故屬于小樣本事件，采集的數據是貧樣本信息，通過引入GRA方法對海上交通事故人失誤數據進行分析，以期獲取各種人失誤因素對海上交通事故的影響程度.

3.1 海上交通事故人失誤數據的選取

選擇我國某轄區(qū)2000—2006年的501起海上碰撞交通事故.

采用HEACS-MTA分析這501起海上交通碰撞事故，選取與人有關的原因，從HEACS-MTA的4個層面展開.由于海上交通事故的原因在調查時已經確定，從中提取人失誤數據存在很大的模糊性、不確定性和不準確性，見表1.事故的一種原因可能對HEACS-MTA模型中的一個層面或多個層面產生影響，本文把對一個層面有貢獻的原因數量作為該層面的人失誤數據.這樣，每個層面的人失誤可能有多個原因，不同層面的人失誤可能是同一個原因，所以一個層面的人失誤數據可能不等于這個層面下子層次的人失誤數據之和.據此，結合該轄區(qū)海上交通碰撞事故數據庫可以得到人失誤數據，見表2.

3.2 一級因素之間的關聯度

以人失誤總數X0為參考序列，一級因素X1，X2，X3，X4為比較序列，由 GRA 方法可得:γ1=0.714，γ2=0.646，γ3=0.670，γ4=0.720.由此可得關聯度順序為:γ2＜γ3＜γ1＜γ4，見圖2.經過對一級因素之間的相互比較，可以得到對人失誤影響程度大小的因素依次為不安全行為的前提條件、不安全的監(jiān)督、不安全行為和組織影響.數據表明:事故發(fā)生的直接原因是人的不安全行為，而組織影響和不安全行為導致事故的發(fā)生在灰色關聯度值上幾乎差不多，說明管理因素是事故形成的根本原因，即80%的海上事故是由人因素引起的，而與人因素關聯最大的是管理因素.

表1 某轄區(qū)海上交通碰撞事故人失誤原因(2000—2006年)

表2 某轄區(qū)海上交通碰撞事故人失誤數據(2000—2006年)

圖2 一級因素之間的關聯度

3.3 一級因素下的各子因素之間的關聯度

由關聯度順序可知:

(1)產生人失誤的不安全行為因素中，關聯度依次為疏忽、錯誤、違章和差錯;

(2)產生人失誤的不安全行為的前提條件因素中，關聯度依次為團隊因素、物理環(huán)境、個人因素、技術環(huán)境和船舶因素;

(3)產生人失誤的不安全的監(jiān)督因素中，關聯度依次為運行計劃不適當、沒有糾正問題、監(jiān)督違章和監(jiān)督不充分;

(4)產生人失誤的組織影響因素中，關聯度依次為資源管理、組織氛圍和組織過程.

4 結束語

引入HFACS所構造的HEACS-MTA適用于識別海上交通事故的人失誤因素;GRA方法是檢驗HFACS可靠性和確定人失誤因素關聯度的有效方法，但在處理數據時可能存在一定的模糊性.運用上述方法，可以得出海上交通事故人失誤的影響因素順序，即事故發(fā)生的直接原因是人的不安全行為，根本原因是組織影響.希望用GRA方法分析的結果可以引起海事安全管理部門對管理因素的重視.

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