非正常條件下高鐵列車調(diào)度指揮人因可靠性研究.pdf

1、高速鐵路行車調(diào)度指揮系統(tǒng)作為鐵路運輸?shù)纳窠?jīng)中樞，擔負著組織指揮高速鐵路列車安全、正點、高效運行的重要任務(wù)。為保障高速鐵路運營安全，提高運營效率，我國高速鐵路采用先進的調(diào)度集中系統(tǒng)（CTC系統(tǒng)）和列車運行控制系統(tǒng)。正常條件下，由于高速鐵路不存在車流調(diào)整問題，CTC系統(tǒng)以列車階段調(diào)整計劃為依據(jù)自動實現(xiàn)列車進路控制，列車調(diào)度員的主要工作為監(jiān)控列車運行和設(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)，人機系統(tǒng)可靠性水平很高;而當系統(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，或者列車運行過程中遭遇各種突發(fā)狀況等非正常條件時，由于不能按照正常運輸作業(yè)辦法和運輸工作計劃來完成既定運輸任務(wù)，列車調(diào)度員受知識經(jīng)驗、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調(diào)度員（含助理調(diào)度員）為研究對象，以系統(tǒng)論、認知心理學(xué)、安全工程學(xué)、人因可靠性理論為指導(dǎo)，采用文獻分析法、解釋結(jié)構(gòu)模型、網(wǎng)絡(luò)層次分析法、

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

4、件下高鐵列車調(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行分析，進而提出非正常條件下高鐵調(diào)度指揮人因風(fēng)險機理。
　　(2)通過總結(jié)既有的人因失誤分類方法，對主要分類方法的優(yōu)缺點和適用性進行了評述。既有的人因失誤分類方法偏重于顯性的人因失誤模式辨識，對決策計劃階段隱性的人因失誤辨識存在一定的缺陷。通過綜合Wickens的認知行為四階段模型和Rasmussen的技能型-規(guī)則型-知識型行為理論（SRK理論），建立了高鐵列車調(diào)度指

5、揮認知行為SRK模型。以認知行為SRK模型為基礎(chǔ)，提出一種新的人因失誤分類方法用以人因失誤辨識。以高鐵列車調(diào)度指揮臨時限速為任務(wù)背景，進行實際的人因失誤辨識工作，并給出了詳細的辨識結(jié)果。通過對列車調(diào)度員的訪談，辨識結(jié)果全面覆蓋了臨時限速時可能出現(xiàn)的人因失誤類型，尤其是在規(guī)則型失誤的辨識上具有更好的引導(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調(diào)度指揮任務(wù)特征分析，構(gòu)建了完整的高鐵列車調(diào)度員行為形成

6、因子體系。針對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，對各因子的關(guān)系和層級結(jié)構(gòu)進行分析，構(gòu)建行為形成因子多級遞階有向圖。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）計算PSF的影響力權(quán)重，并對ANP法和AHP法的計算結(jié)果進行了比較分析，說明了ANP方法的優(yōu)越性。以高鐵列車調(diào)度員行為形成因子體系為基礎(chǔ)，通過設(shè)計調(diào)查問卷對高鐵列車調(diào)度指揮人因可靠性影響因素進行調(diào)

7、查分析，應(yīng)用績效評估矩陣方法對人因可靠性的關(guān)鍵影響因素進行了識別與實證分析。研究結(jié)果表明:非正常條件下的工作負荷、對非正常事件的理解與認知水平、安全信息報告與反饋、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，通過綜合運用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、證據(jù)理論和SLIM方法，提出一種改進的人因失誤概率量化方法，用以高鐵列車調(diào)度員人因失誤概率的計算，并以“列車臨時限速”任務(wù)場景中列車調(diào)度員