非正常條件下高鐵列車(chē)調(diào)度指揮人因可靠性研究.pdf

1、高速鐵路行車(chē)調(diào)度指揮系統(tǒng)作為鐵路運(yùn)輸?shù)纳窠?jīng)中樞，擔(dān)負(fù)著組織指揮高速鐵路列車(chē)安全、正點(diǎn)、高效運(yùn)行的重要任務(wù)。為保障高速鐵路運(yùn)營(yíng)安全，提高運(yùn)營(yíng)效率，我國(guó)高速鐵路采用先進(jìn)的調(diào)度集中系統(tǒng)（CTC系統(tǒng)）和列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)。正常條件下，由于高速鐵路不存在車(chē)流調(diào)整問(wèn)題，CTC系統(tǒng)以列車(chē)階段調(diào)整計(jì)劃為依據(jù)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)列車(chē)進(jìn)路控制，列車(chē)調(diào)度員的主要工作為監(jiān)控列車(chē)運(yùn)行和設(shè)備技術(shù)狀態(tài)，人為干預(yù)很少。調(diào)度員和設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)，人機(jī)系統(tǒng)可靠性水平很高;而當(dāng)系統(tǒng)

2、處于設(shè)備故障、技術(shù)設(shè)備施工、自然災(zāi)害、不良天氣，或者列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中遭遇各種突發(fā)狀況等非正常條件時(shí)，由于不能按照正常運(yùn)輸作業(yè)辦法和運(yùn)輸工作計(jì)劃來(lái)完成既定運(yùn)輸任務(wù)，列車(chē)調(diào)度員受知識(shí)經(jīng)驗(yàn)、工作應(yīng)力、應(yīng)急演練不足等因素的影響，發(fā)生人因失誤的概率將比正常條件下顯著增加。
　　本論文以非正常條件下高速鐵路列車(chē)調(diào)度員（含助理調(diào)度員）為研究對(duì)象，以系統(tǒng)論、認(rèn)知心理學(xué)、安全工程學(xué)、人因可靠性理論為指導(dǎo)，采用文獻(xiàn)分析法、解釋結(jié)構(gòu)模型、網(wǎng)絡(luò)層次分析法、

3、績(jī)效評(píng)估矩陣、實(shí)證分析法、證據(jù)理論以及貝葉斯網(wǎng)絡(luò)方法開(kāi)展研究工作，構(gòu)建了一套系統(tǒng)的高鐵調(diào)度指揮人因失誤辨識(shí)和人因可靠性分析方法。論文的主要工作如下:
　　(1)對(duì)高速鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能、高速鐵路列車(chē)調(diào)度崗位設(shè)置、高鐵列車(chē)調(diào)度指揮設(shè)備以及列車(chē)調(diào)度員工作任務(wù)進(jìn)行了闡述與分析;對(duì)高速鐵路運(yùn)輸非正常條件進(jìn)行了界定，并通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)高鐵運(yùn)輸非正常條件的情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析;從列車(chē)調(diào)度員工作能力和任務(wù)需求的耦合作用關(guān)系出發(fā)，對(duì)非正常條

4、件下高鐵列車(chē)調(diào)度員工作能力和任務(wù)需求的具體影響因素以及變化情況進(jìn)行分析，進(jìn)而提出非正常條件下高鐵調(diào)度指揮人因風(fēng)險(xiǎn)機(jī)理。
　　(2)通過(guò)總結(jié)既有的人因失誤分類(lèi)方法，對(duì)主要分類(lèi)方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用性進(jìn)行了評(píng)述。既有的人因失誤分類(lèi)方法偏重于顯性的人因失誤模式辨識(shí)，對(duì)決策計(jì)劃階段隱性的人因失誤辨識(shí)存在一定的缺陷。通過(guò)綜合Wickens的認(rèn)知行為四階段模型和Rasmussen的技能型-規(guī)則型-知識(shí)型行為理論（SRK理論），建立了高鐵列車(chē)調(diào)度指

5、揮認(rèn)知行為SRK模型。以認(rèn)知行為SRK模型為基礎(chǔ)，提出一種新的人因失誤分類(lèi)方法用以人因失誤辨識(shí)。以高鐵列車(chē)調(diào)度指揮臨時(shí)限速為任務(wù)背景，進(jìn)行實(shí)際的人因失誤辨識(shí)工作，并給出了詳細(xì)的辨識(shí)結(jié)果。通過(guò)對(duì)列車(chē)調(diào)度員的訪談，辨識(shí)結(jié)果全面覆蓋了臨時(shí)限速時(shí)可能出現(xiàn)的人因失誤類(lèi)型，尤其是在規(guī)則型失誤的辨識(shí)上具有更好的引導(dǎo)意義。
　　(3)在前人提出的行為形成因子的基礎(chǔ)上，結(jié)合非正常條件下高鐵列車(chē)調(diào)度指揮任務(wù)特征分析，構(gòu)建了完整的高鐵列車(chē)調(diào)度員行為形成

6、因子體系。針對(duì)行為形成因子之間及以及行為形成因子與人因失誤之間存在復(fù)雜的關(guān)聯(lián)關(guān)系，應(yīng)用系統(tǒng)工程中的解釋結(jié)構(gòu)模型(ISM)法，對(duì)各因子的關(guān)系和層級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，構(gòu)建行為形成因子多級(jí)遞階有向圖。根據(jù)各因子的相互依存關(guān)系，采用網(wǎng)絡(luò)層次分析法（ANP）計(jì)算PSF的影響力權(quán)重，并對(duì)ANP法和AHP法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較分析，說(shuō)明了ANP方法的優(yōu)越性。以高鐵列車(chē)調(diào)度員行為形成因子體系為基礎(chǔ)，通過(guò)設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷對(duì)高鐵列車(chē)調(diào)度指揮人因可靠性影響因素進(jìn)行調(diào)

7、查分析，應(yīng)用績(jī)效評(píng)估矩陣方法對(duì)人因可靠性的關(guān)鍵影響因素進(jìn)行了識(shí)別與實(shí)證分析。研究結(jié)果表明:非正常條件下的工作負(fù)荷、對(duì)非正常事件的理解與認(rèn)知水平、安全信息報(bào)告與反饋、規(guī)程的可操作性是高鐵調(diào)度指揮亟待改善的人因風(fēng)險(xiǎn)關(guān)鍵因素。
　　(4)在總結(jié)既有人因失誤概率量化方法的基礎(chǔ)上，通過(guò)綜合運(yùn)用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、證據(jù)理論和SLIM方法，提出一種改進(jìn)的人因失誤概率量化方法，用以高鐵列車(chē)調(diào)度員人因失誤概率的計(jì)算，并以“列車(chē)臨時(shí)限速”任務(wù)場(chǎng)景中列車(chē)調(diào)度員