基于人因—组织—设备（HOT）的混合系统建模及可靠性分析方法研究

作     者：达兴亮 

作者单位：北京交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郑伟

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：人因 组织和设备 模糊故障树 Fuzzy CREAM 系统动力学原型 混合模型框架 

摘      要：人和组织因素对于大规模、现代化的复杂人-机系统安全的重要性越来越受到重视,技术失误已经不在是每一个事故或意外的最终答案。轨道交通运营系统和很多现实的社会科技系统一样,是一个涉及人因-设备-环境-管理(组织)等因素的复杂系统。本文针对复杂系统,从设备、人因和组织三个层面入手,提出一种量化的混合系统可靠性评估模型。本文的主要工作如下:1、介绍了针对混合系统可靠性分析的国内外现状以及今后的发展趋势,并指出下一代的可靠性分析,应该将人因、组织等因素都加入到系统的风险分析当中,利用混合模型描述复杂系统的动态行为。2、在相关理论的支撑下设计了一种考虑人因、组织和设备的混合模型框架,该框架从人因、组织和设备三个层面对复杂的社会科技系统进行综合建模,将导致系统故障或者失效的组件因素、人的因素和组织管理因素进行综合考虑,进而能够全面分析系统的可靠性。三层结构通过关键变量联系,构成一个整体,指导分析师找出影响系统可靠性的主要因素并进行改进,为系统的可靠性决策提供一定的理论依据和建议指导。3、面向设备层提出模糊故障树模型,解决数据缺失或者信息不全带来的障碍;面向人因层提出了改进的 Fuzzy CREAM(Cognitive Reliability and Error Analysis Method)模型,该模型在传统的Fuzzy CREAM基础上用层次分析法对输入量的权重进行重新分配,同时用主成分分析法和证据融合理论对原始数据进行处理,使模型更贴近实际,并使结果更加合理和精确。4、在组织层面,对影响系统安全的组织因素故障模式提出了系统动力学的原型,该原型可以作为系统动力学对组织建模的模板使用,大大降低了利用系统动力学对系统建模的学习成本。5、将本文提出的混合模型应用于城轨列车车门系统的关门过程,从组件、人因和组织三个层面对导致列车车门关门故障的因子进行了建模仿真。通过仿真找到了影响人为错误解锁的组织因素,并对组织系统提供了政策上的改进建议。