[发明专利]一种基于ATHEANA-STPA混合方法的航空人为因素分析方法

说明书

本发明公开了一种基于ATHEANA‑STPA混合方法的航空人为因素分析方法，包括以下步骤：S1、对航空安全事故进行详细审查，得到事故背景；S2、明确航空安全事故的分析目标和研究问题；S3、对可能引发的系统级事故进行分级；S4、对可能导致系统级事故的危险因素展开分析，得到危险因素分析结果；S5、使用STPA方法构建系统控制模型；S6、通过系统控制模型和事故背景识别得到不安全控制行为序列；S7、通过不安全控制行为序列识别得到迫使失误情景；S8、计算得到人因失误的发生概率；S9、制定风险管控措施；然后进行管控优先级排序，最终得到风险管控方案；S10、将危险因素分析结果与风险管控方案相结合，形成人为因素分析报告。

技术领域

本发明涉及航空领域，尤其涉及一种基于ATHEANA-STPA混合方法的航空人为因素分析方法。

背景技术

随着航空技术的发展，航空器的安全性能在不断提升，设备可靠性得到显著改善。但随着空中飞行活动的增加，航空安全事故仍然时有发生，特别是一些重大空难事故给人们造成了极大的社会影响和损失。而通过对事故原因的分析和统计发现，危险致因的比例结构正在发生显著变化。根据美国国家运输安全委员会对十年间发生的144起飞行事故的分析结果表明，其中105起事故直接或间接由人为差错引起，占事故总数的73％，机械故障为第二大致因，环境因素和管理因素所占比例最低。因此，对航空人为因素的分析和预防显得尤为迫切。

当前常用的航空事故分析方法主要有SHEL模型、Reason模型、故障树分析、故障模式与影响分析等。但这些模型均是从线性角度考虑失效部件与影响因素之间的关系，对于系统内各部件之间的影响挖掘不够。随着现代应用系统规模的增大，系统设计也不断复杂化，传统分析很难对系统模块之间的非线性特性和交互行为进行充分分析，安全防范措施有一定局限性。2003年，Nancy Leveson首次提出了系统理论事故建模和过程(Systems-Theoretic Accident Modeling and Processes，STAMP)分析方法，该分析方法旨在捕捉单一组件之外的更多危险因素，包含了“人-机-环-管”各个方面。2004年，Nancy Leveson再次基于STAMP分析方法提出了系统理论过程分析(systems-theoretic process analysis，STPA)方法，并被广泛应用于化工、核能、航空等多个领域的安全事故分析中。丛继平使用STPA方法对空中加油摔鞭现象展开分析，结合仿真平台验证安全措施的有效性。赵长啸提出了STPA-Bayes模型分析机载平视显示系统的安全性。这些模型对安全事故的分析普遍适用，但对人为因素的剖析缺乏针对性，会存在人为因素诱因识别不充分的现象。为充分研究人为因素在安全事故中的运行机理，多种人因可靠性分析(Human Reliability Analysis，HRA)方法被开发和使用，其中人因失误分析技术(A Technique for Human ErrorAnalysis，ATHEANA)是较为有效和新颖的一种。Forester基于专家知识研究了ATHEANA方法中定量分析的方法。Teresa使用ATHEANA方法对核能发电控制中的人为因素进行研究，对定量化分析的方法进行了探讨。在国内，张力首先对ATHEANA方法进行了介绍，并使用该方法对核电站非正常情况下的人为因素引发机制进行了分析。郭隽使用ATHEANA方法对地铁突发事故人员疏散中的不安全控制行为展开研究，使用事故树模型改进了不安全行为的识别方法，并提出了相应的人因管控措施。在航空邻域，苏润娥使用ATHEANA方法对一起航空事故中的人因失误行为进行了剖析，并对失误行为触发概率进行了探讨，但其定量研究过程中仍存在准确数据难以获得的问题。

随着航空系统的日趋复杂化，航空安全事故的分析难度也逐步提升。安全事故中的人为因素往往是系统中多个子部件相互作用形成的结果，安全措施也不能基于某一个部件独自制定。传统ATHEANA方法基于UA和EFC的识别开展人为因素形成机理的分析，但由于缺乏系统化的分析方法，对UA和EFC的识别往往不充分；因此，有必要研究一种更加精确的分析方法来解决上述问题。

发明内容