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交通安全工程
第二章 交通安全基本理论
2
本章内容
§ 2 交通安全基本理论 （ 6－ 8学时）
§ 2.1 安全科学基础
§ 2.2 可靠性理论
§ 2.3 事故致因理论
§ 2.4 事故预防原理
3
一、安全科学的发展历程
二、安全科学的定义
三、安全科学的研究对象
§ 2.1 安全科学基础
4
一、安全科学的发展历程
? 第一个阶段是工业革命前,生产力和仅有的自
然科学都处于自然和分散发展的状态，人类对
自身的安全问题还未能自觉地去认识和主动采
取专门的安全技术措施，从科学的高度来看，
还处于 无知（不自觉）的安全认识阶段 。
? 第二阶段是工业革命后,生产中已使用大型动
力机械和能源，导致生产力和危害因素的同步
增长，迫使人们对这些局部技术危害问题不得
不进行深入认识并采取专门的安全技术措施，
于是发展到 局部的安全认识阶段 。
§ 2.1 安全科学基础
5
? 第三阶段是由于形成了军事工业、航空工业、特别是原子能
和航天技术等复杂的大生产系统和机器系统,局部的安全认
识和单一的安全技术措施已无法解决这类生产制造和设备运
行系统中的安全问题，必须发展与生产力相适应的生产系统、
安全技术措施，于是进入 系统的安全认识阶段 。
? 第四个阶段 是当今的生产和科学技术发展，特别是 高科技的
发展,静态的系统安全技术措施和系统的安全认识即系统安
全工程理论，已不能很好地解决动态过程中随机发生的安全
问题，必须更深入地采取动态的安全系统工程技术措施和进
行安全系统认识。这就是当前正在进入 动态的安全认识阶段,
这个阶段不仅要创立安全科学，还要使安全科学与技术在人
类的大科学技术整体中确立自己独立的科学技术体系，在人
类整个生产、生活以及生存过程中显示出它的巨大作用。
§ 2.1 安全科学基础
6
二、安全科学的定义
? 德国学者库尔曼, 安全科学研究技术应用中的可能危险产生
的安全问题。它既不涉及军事或社会意义的安全或保安，也
不研究与疾病有关的安全。,
?, 安全科学的最终目的是将应用现代技术所产生的任何损害
后果控制在绝对的最低限度内，或者至少使其保持在可容许
的限度内。,
?, 为实现这个目标，安全科学的特定功能是获取及总结有关
知识，并将有关发现和获得的知识引入到安全工程中来。 这
些知识包括应用技术系统的安全状况和安全设计，以及预防
技术系统内固有危险的各种可能性。 简言之，安全科学是研
究安全问题的，是关于安全问题的学说。 揭示事故、事故的
原因与后果、以及它们的发生概率之间特有的相互关系是十
分必要的。 如果没有安全科学，就认识不到这些相互关系。,
§ 2.1 安全科学基础
7
?,安全科学必须认清自己的责任是 尽其所能回答公众
提出的技术安全问题，并且尽力满足预防技术灾害
（ Hazards of Technology）的社会要求。,
? 比利时格森教授 对安全科学做了这样的定义：,安全
科学研究人、技术和环境之间的关系，以建立这三者
的 平衡共生态 （ Equilibrated System）为目的。,
? 中国劳动保护科学技术学会副理事长刘潜 把安全科学
定义为：“安全科学是专门研究 人们在生产及其活动
中的身心安全（含健康、舒适、愉快乃至享受）,以
达到保护劳动者及其活动能力、保障其活动效率的跨
门类、综合性的横断科学。”
§ 2.1 安全科学基础
8
? 中国矿业大学何学秋教授 等 认为：, 安全科学是 研究
事物安全与危险矛盾运动规律的科学 。 研究事物安全
的本质规律，揭示事物安全相对应的客观因素及转化
条件 ； 研究预测、消除或控制事物安全与危险影响因
素和转化条件的理论与技术 ； 研究安全的思维方法和
知识体系。,
? 中国劳动保护科学技术学会副秘书长,,中国安全科学学
报, 主编徐德蜀 等认为：, 安全科学是认识和揭示人的身
心免受外界（不利）因素影响的安全状态及保障条件与其
转化规律的学问 。换言之，安全科学是研究人的身心存在
状态（含健康）的运动及变化规律，找出与其对应的客观
因素及其转化条件；研究消除或控制危害因素和转化条件
的理论和技术即解决的方法和途径；研究安全的本质及其
运动规律，建立起安全、舒适、高效的人机规范和形成人
们保障自身安全的思维方法和知识体系。, 即,安全科学
是专门研究安全的本质及其转化规律和保障条件的科学 。
§ 2.1 安全科学基础
9
? 还有的学者认为,研究生产中人 -机 -环境系统，
实现本质安全化及进行随机安全控制的技术和
管理方法的工程学称之为安全科学。
§ 2.1 安全科学基础
10
? 安全科学的本质特征内容 可归纳如下,
(1)安全科学要体现本质安全 。
? 依靠自身的安全设计，进行本质方面的改善，即使
发生故障或误操作，系统仍能保证安全。
? 安全科学必须适应人类技术发展的要求，提高人类
的安全活动效果。
?变局部分散为整体、综合。
?变事后归纳整理为事前演绎预测。
?变被动静态受制为主动动态控制。
(2)安全科学要体现理论性, 科学性 。
? 不是简单的经验总结或推测, 要具有科学的理性 。
? 不但要研究实现安全目标的技术方法和手段, 而且
要研究安全的理论和策略 。
§ 2.1 安全科学基础
11
(3)安全科学要体现交叉性 。各种学科的出现和发展都要
适应人类社会稳定繁荣的趋向，安全科学就是要把各
相关学科的理论和方法综合起来，形成系统的理论，
真正为人类追求的最终目标 ——安全而服务。这其中
不仅要包括工程科学和技术科学层次的知识，还要包
括基础科学理论以及认识论和方法论的知识。
(4)安全科学要体现研究对象的全面性 。当前，安全科学
研究的对象主要是人类的技术应用导致的灾害或事故。
随着科学技术的不断发展，人类生活的方方面面都包
含科学技术的内容，所以 安全科学的研究对象应包括
人类生存和发展过程中面临的一切负效应。
(5)安全科学的目的要体现人、经济、环境和技术功能的
最优化 。
§ 2.1 安全科学基础
12
三、安全科学的研究对象
? 安全科学是研究 事物安全与危险矛盾运动规律 的学
说。其目的是 揭示事物安全与危险的原因及后果，
以及它们之间特有的相互关系,并 运用基础学科、
工程学科等相关学科 对事物或系统综合功能的丧失
机理进行分析和研究 。
§ 2.1 安全科学基础
13
? 安全科学的研究对象可归纳为如下几个方面,
? 安全科学的哲学基础 。 它是对安全科学的最高理
论概括, 也是认识, 揭示安全本质的最科学, 最
根本的思维方式 。 确立安全科学的哲学观是研究
安全的基础, 只有确立了正确的安全观和方法论,
才能正确地分析安全问题, 解决安全问题, 揭示
安全科学的本质规律 。 为人类社会所面临的安全
问题提供科学的指导方法 。
? 安全科学的基本理论 。 人类面临的安全问题是各
种各样的, 各有其特殊性, 但在安全的本质问题
上却有共性的规律 。 因此要研究安全科学的基本
理论, 揭示事物共有的安全本质规律 。
§ 2.1 安全科学基础
14
? 安全工程与技术 。 研究安全的工程技术问
题, 包括安全系统工程, 安全控制工程,
安全管理工程, 安全信息工程, 安全人机
环境工程及各工程领域的安全工程问题等 。
? 安全科学的经济规律 。 安全经济基本理论,
损失理论, 评价理论, 管理与决策理论等 。
§ 2.1 安全科学基础
15
一、基本术语
二、可靠度函数和故障率
三、系统可靠度
四、人的可靠性
§ 2.2 可靠性理论
16
一、基本术语
1、可靠性、维修性和有效性
2、可靠度、维修度和有效度
3、用时间计量的可靠度、维修度和有效度
§ 2.2 可靠性理论
17
1、可靠性、维修性和有效性
（ 1）可靠性
可靠性的经典定义是：产品或系统（设备）在
规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。
一个设备或系统本身不出故障的概率称为, 结
构可靠性, 。
满足精度要求的概率称为, 性能可靠性, 。
狭义可靠性通常包括, 结构可靠性, 和, 性能
可靠性, 。
§ 2.2 可靠性理论
18
（ 2）维修性
对于可修复的产品，一旦出现故障是可能修复的，
修复的能力通常用维修性表示。 维修性 是指 在规
定条件下使用的产品在规定的时间内，按规定的
程序和方法进行维修时，保持或恢复到能完成规
定功能的能力 。
§ 2.2 可靠性理论
19
（ 3）有效性
? 产品的狭义可靠性和维修性能反映产品的有效工
作能力，这一能力称 有效性,它是指 可以维修的
产品在某时刻具有或维持规定功能的能力 。
? 耐久性 是指当按着规定的程序和方法进行维修时，
产品在规定的使用和维修条件下，达到某种技术
或经济指标极限时，完成规定功能的能力。
? 考虑产品的有效性和耐久性就可获得产品的 广义
可靠性 。
§ 2.2 可靠性理论
20
2.可靠度、维修度和有效度
（ 1）可靠度
可靠度 是衡量可靠性的尺度，它是指产品或系统
（设备）在规定条件下和规定时间内完成规定功
能的概率。
（ 2）维修度
维修度 是表示维修难易的客观指标。其定义是在规定条
件下和规定时间内，可修复产品或系统（设备）在发生
故障后能够完成维修的概率。其中,,规定的条件, 无
疑与维修人员的技术水平、熟练程度、维修方法、备件
以及补充部件的后勤体制等密切相关。
（ 3）有效度
有效度 就是在某种使用条件下和规定的时间内，产品或
系统（设备）保持正常使用状态的概率。
§ 2.2 可靠性理论
21
? 给定某使用时间 t，维修所容许的时间 τ （ τ 远小于
t），设某产品的可靠度、维修度和有效度分别为
R(t),M(t)和 A(t,τ),则它们之间的关系为,
? 为了满足某种有效度，最好一开始就做到高可靠度
或高维修度，当然也可以使可靠度较低，提高维修
度来满足所需的有效度，但这样就会经常发生故障，
从而提高了维修费用。反之，若采用高可靠度、低
维修度，则产品的初始费用过高。所以，设计师必
须在产品的价值和产品的可靠度二者之间进行均衡。
(,) ( ) ( 1 ( ) ) ( )A t R t R t M??? ? ?
§ 2.2 可靠性理论
22
3.用时间计量的可靠度、维修度和有效度
? 故障前平均工作时间 （ MTTF）
? 不可修复的产品，由开始工作直到发生故障前连
续的正常工作时间。
? 显然这时间可以认为是 0～ ∞ 内的一个任意可能
值。因而对某一产品或零件的故障前的平均时间，
应理解为它们连续正常工作时间的数学期望。于
是有
式中 f(t)为寿命的概率密度函数。在可靠性理论
中，它也是故障概率密度函数。
0
( ) ( )M T T F E t t f t d t??? ?
§ 2.2 可靠性理论
23
? 平均故障间隔时间 （ MTBF）
? 产品发生了故障后经修理或更换零件仍能正
常工作，其在两次相邻故障间的平均工作时
间。
? 式中 n——各单元发生故障的总次数；
ti ——第 i-1到第 i次故障间隔时间。
1
1 n
i
i
M TB F tn
?
? ?
§ 2.2 可靠性理论
24
? 平均故障修复时间 （ MTTR）
? 产品出现故障后到恢复正常工作时所需要的
时间 。
? 式中 n——各单元发生故障的总次数；
? τ i—— 第 i次故障修复时间。
1
1 n
i
i
M TT R
n
?
?
? ?
§ 2.2 可靠性理论
25
二、可靠度函数和故障率
1、可靠度函数
2、故障率曲线
3、系统的单元故障概率
§ 2.2 可靠性理论
26
1、可靠度函数
? 在一定的使用条件下，可靠度是时间的函数。设
可靠度为,不可靠度为,则有
()Rt ()Ft
( ) ( ) 1R t F t??
( ) ( )() d F t d R tft
d t d t
? ? ?
§ 2.2 可靠性理论
27
? 式中,—— 故障（或失效） 概率密度函数,表
示在时刻 t后的一个单位时间内，产品故障数与产品
总数之比。
()ft
0
( ) ( )
t
F t f t d t? ?
( ) ( )
t
R t f t d t?? ?
§ 2.2 可靠性理论
28
? 对于 故障（或失效）率 的定义，亦即工作到某时刻尚
未故障（或失效）的产品，在该时刻后单位时间内发
生故障（或失效）的概率，它反映时刻的失效速率，
也称为瞬时失效率。
§ 2.2 可靠性理论
29
2、故障率曲线
? 在实际使用过程中的产品或机械零件，如不进行预防
性维修或对于不可修复的产品，其故障率随时间而变
化。
§ 2.2 可靠性理论
30
31
（ 1） 早期故障期
? 早期故障期的故障率, 由极高值很快地降下来 。 这个
高的故障率主要是由于零件加工和部件装配等方面不
当引起的 。
（ 2） 偶然故障期
? 偶然故障期的故障率降到很低而进入稳定的状态, 其
故障率可是视为常量 。 这个时期是零件的正常使用期 。
在这个时期中发生的故障都是因为偶然原因引起的 。
（ 3） 耗损故障期
? 耗损故障期是产品经历上述两个时期的使用后, 由于
材料的疲劳, 蠕变和磨损等原因, 使零件发生裂纹,
尺寸的永久改变 。 间隙增大, 冲击加剧, 噪音增大等
后果, 而使故障率急剧地增大 。
§ 2.2 可靠性理论
32
? 机电产品在整个运转过程中，都会经历这三个不同的
故障率阶段。加强预防维修，尽可能避免偶然因素的
影响，就可延长使用期。
§ 2.2 可靠性理论
33
3、系统的单元故障概率
（ 1） 可修复系统的单元故障概率
? 取决于单元故障率 （ 指单位时间内故障发生的频
率 ） 和单元修复率 （ 指单位时间内元件修复的频
率 ） 。
（ 2） 不可修复系统的单元故障概率
? 取决于单元故障率的时间分布函数。
§ 2.2 可靠性理论
34
三、系统可靠度
? 产品, 设备是由许多零 （ 元 ） 件, 组件及部件等
组合而成的, 它们通过相互作用而实现联系, 以
完成一定的功能 。 由此可见, 产品的系统可靠度
是建立在系统中各个零 （ 元 ） 部件之间的作用关
系和这些零 （ 元 ） 部件本身可靠度的基础上的 。
? 产品的系统可分为 贮备系统、非贮备系统 和 复杂
系统 。其中，贮备系统又可分为 工作贮备 （也称
热贮备，在贮备期间部件又可能失效，而且可以
立即更换掉故障部件，并取而代之）与 非工作贮
备 （也称冷贮备，在贮备期间部件不会发生失效
或失效率很小）。
§ 2.2 可靠性理论
35
非贮备系统 串联系统
非工作贮备
并联系统
混联系统
表决系统
工作贮备 贮备系统
复杂系统
§ 2.2 可靠性理论
36
1、串联系统
? 组成系统的所有单元中，任一单元故障就会导致整个系
统发生故障；或者说只有当系统中所有单元都正常工作
时，系统才能正常工作的系统称为串联系统。
R1 R2 R3 Rn 由 n 个相互独立的单元组成的串联系统，假定
第 i 个单元的可靠度为 ()iRt,那么系统的可靠度
为
1
( ) ( )
n
si
i
R t R t
?
? ?
§ 2.2 可靠性理论
37
? 从设计角度考虑，要提高串联系统的可靠度，就
应,
①提高单元可靠度；
②尽可能减少串联单元数目；
③等效地缩短任务时间。
§ 2.2 可靠性理论
38
2、并联系统
? 并联系统属于工作贮备系统。由个单元组成的并联
系统具有如下特征：系统中只要有一个单元正常工
作，系统就能正常工作；只有系统中所有单元都失
效，系统才失效。
R1
R2
R3
Rn
§ 2.2 可靠性理论
39
由 n 个相互独立的单元组成的并联系统，假
定第 i 个单元的可靠度为 ()iRt,不可靠度为
( ) 1 ( )
ii
F t R t??
，根据定义，若系统中所有单元
均失效，系统才失效，所以有
1
( ) ( )
n
si
i
F t F t
?
? ?
根据可靠度与不可靠度的关系，有
11
( ) 1 ( ) 1 [ 1 ( )]
nn
s i i
ii
R t F t R t
??
? ? ? ? ???
§ 2.2 可靠性理论
40
3、混合系统
? 实际系统多为串并联的组合，称为混合系统。在
这种情况下，可以先把每一组成单元（串联与并
联）的可靠度求出，转换成单纯的串联或并联系
统，然后求出系统的可靠度。
R1
R2
R3
R4
R1
R2
R3
Rn
R5
§ 2.2 可靠性理论
41
4、表决系统
? 表决系统的特征是：系统中的 n个单元中，至少
要有 k（ ）个单元正常工作，系统才能正
常工作，也称为 系统
1 kn??
/kn
R1
R2
Rn
/kn
§ 2.2 可靠性理论
42
5、非工作贮备系统（冷贮备）
? 考虑 n=2时的贮备系统，一台部件工作，另一台部件
备用。假定备用期间不失效并且开关是理想的，根据
复合事件概率的计算方法，可得系统的可靠度,
§ 2.2 可靠性理论
43
6、复杂系统
? 有些系统中，各单元之间并不能简单归纳为上述
哪一类系统模型，它是一种网络结构的可靠性问
题，这类系统即复杂系统。
? 计算复杂系统的可靠度可用布尔真值表法、结构
函数法、最小路集法、概率分解法、联络矩阵法
等。
A
B
C
D
E
§ 2.2 可靠性理论
44
四、人的可靠性
? 人在各种工程系统的可靠性中起着重要的作用,
因为各种系统都是由人这个环节使之相互联系的 。
为了使可靠性分析有意义, 必须考虑人的可靠性
因素 。
? 人的可靠性定义为：人在系统工作的任何阶段,
在规定的最小时间限度内 （ 假定时间要求是给定
的 ） 成功地完成一项工作或任务的概率 。
? 在系统设计阶段, 遵循人的因素的原则能有效地
提高人的可靠性 。 另一方面, 诸如仔细地挑选和
培训有关人员等也有助于提高人的可靠性 。
§ 2.2 可靠性理论
45
1、应力
? 应力是影响人的行为及其可靠性的一个重要因素。显
然，一个承受过重应力的人会有较高的可能性造成失
误。根据研究表明，人的工作效率与应力（或忧虑）
之间有如图所示的关系。
§ 2.2 可靠性理论
46
§ 2.2 可靠性理论
47
? 应力不完全是一种消极因素。实际上，适度的应力有
利于把人的功效提高到最佳状态。如果应力过轻，任
务简单且单调，反而使人会觉得工作没有意义而变得
迟钝，因而人的功效不会达到高峰状态；相反，若应
力过重，超过中等应力情况下，将引起人的功效下降。
引起下降的原因是多方面的，如疲劳、忧虑、恐惧或
其它心理上的应力。
§ 2.2 可靠性理论
48
（ 1）职业应力
? 职业应力可分为以下四种类型,
? 类型 I：与工作负荷有关 。 在超负荷工作的情况下, 任务要求超过
了个人满足要求的能力；同样, 在低负荷工作的况下, 一个人完
成的工作调动不起积极性 。 低负荷工作的例子有,① 不需要动脑
筋； ② 没有发挥个人专长和技能的机会； ③ 重复性工作 。
? 类型 Ⅱ,与职业变动有关 。 职业改变破坏了个人行为上的, 心理
上的和认识上的功能模式 。 这种应力类型出现在与生产率和增长
有关的机构中 。 职业变动的形式如调整编制, 职务提升, 科研开
发和重新安臵等 。
? 类型 Ⅲ,与职业上受到挫折有关 。 当工作不能满足预先的目标时,
会导致这种情况 。 如缺乏联系, 分工不明确, 官僚主义, 缺乏职
业开发准则等 。
? 类型 Ⅳ,其它可能的职业性环境因素, 如振动, 噪声, 高温, 光
线太暗或太亮, 不好的人际关系等 。
§ 2.2 可靠性理论
49
（ 2）操作人员的应力特征
? 人都有一定的局限性，当执行某一具体任务时，若超过
这些限度，差错的发生概率就会上升。为了使人的差错
减到最小，设计工程师和可靠性工程师应密切配合，在
设计阶段应考虑到操作人员的能力限度和特征。操作人
员可能受到的应力特征是：①反馈给操作人员的信息不
充分，不能确定其工作正确与否；②要求操作人员迅速
地对两个或两个以上的显示值做出比较；③操作人员要
在很短时间内做出决策；④要求操作人员延长监视时间；
⑤为了完成一项任务，所要做的步骤很多；⑥有一个以
上的显示值难以辨认；⑦要求同时高速完成一个以上的
控制；⑧要求操作人员高速完成操作步骤；⑨要求根据
不同来源收集到的数据做出决策。
§ 2.2 可靠性理论
50
（ 3） 个人的应力因素
? 个人应力因素是指一般工作人员可能因某种原因造成
了心理压力而引起的应力 。 这些因素中有些是在一个
人的一生中遇到的实际问题 。 将其中一些列举如下：
① 必须与性格难以捉摸的人在一起工作； ② 不喜欢做
现在的工作或事情； ③ 与配偶或子女有矛盾； ④ 严重
的经济困难造成的心理上的压力； ⑤ 在工作中有可能
成为编外人员； ⑥ 在工作中得到晋升的机会很少； ⑦
缺乏完成现在工作的能力； ⑧ 健康欠佳； ⑨ 时间上要
求很紧的工作； ⑩ 为了按期完成工作, 不得不加班干；
⑾ 工作上上级提出过多的要求； ⑿ 做一项凭自己的能
力和经验不屑去做的工作等 。
§ 2.2 可靠性理论
51
2、人的差错（失误）
? 人的差错是指人在执行规定任务时发生失误（或
做了禁止的动作），可能导致预定操作中断或引
起人员伤亡和财产损坏。人的差错对系统产生的
影响随不同的系统而不同，造成的后果也是不一
样的。
? 人的差错的发生有各种不同原因，大多数人的差
错发生的原因是基于这样一个事实，即人可以用
各种不同方式去做各种不同的事情。
§ 2.2 可靠性理论
52
? 人的差错的原因主要包括：在工作的环境中光线
不合适；操作人员由于培训上的不足而没有达到
一定的技能，因而造成失误；仪器设备的设计太
差，质量不好；工作环境中温度太高；高噪声的
环境；工作图纸不合理；工作人员的空间太挤；
目标不明确；使用工具错误；操作规程写的质量
太罨蛘有错误；管理太差；任务太复杂；信息和
语言交流上太差，等等。
§ 2.2 可靠性理论
53
（ 1） 人的差错分类
? 人的差错一般可按以下几种形式分类 。
? 按信息处理过程分类,
?未正确提供, 传递信息 。
?识别, 确认错误 。
?记忆, 判断错误 。
?操作, 动作错误 。
? 按执行任务性质分类
?设计错误 ?操作错误
?装配错误 ?检验错误
?安装错误 ?维修错误
§ 2.2 可靠性理论
54
? 哈默的人为差错分类
?疏忽性：对困难作出不正确的决策；
?执行性：不能实现所需的功能；
?多余性：完成一项不该完成的操作；
?次序性：执行操作时，发生次序差错；
?时间性：时间掌握不严，对意外事件反应
迟钝，不能意识到的风险情况。
§ 2.2 可靠性理论
55
（ 2）人的故障模式
? 人的差错的发生有各种不同的原因，诸如信息提
供、识别、判断、操作等一个或多个人的活动都
可涉及人的差错。这些差错归纳起来为人的故障
模式。
人的故障模式
未履行
职责 错误地
履行职责
执行职
责不全面
执行职能
时间不对
按错误程
序执行职
能
执行未
赋予的份
外职能
§ 2.2 可靠性理论
56
(3) 人的差错概
率估计
? 人的差错概
率是对人的
行为的基本
量度。
典型人的差错概率
序号 操作说明 人的差错概率
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
图表记录仪读数
模拟仪表读数
读图表
不正确地理解指示灯上的指示
在高度紧张情况下将控制器拧错了方向
把控制器转错了方向 （没有违反群体习惯）
拧上插接件
阀门关闭不正
在一组仅靠标签识别的相同控制器中选错了标签
阅读技术说明书
确定多位置电气开关的位置
安装垫圈
安装鱼形夹
固定螺母、螺钉和销子
准备书面规程中疏忽了一项或书写错了一项
分析真空管失真
分析锈蚀和腐蚀
分析凹陷、裂纹和划伤
分析缓变电压和电平
0.006
0.003
0.01
0.001
0.5
0.0005
0.01
0.002
0.003
0.008
0.004
0.004
0.004
0.003
0.003
0.004
0.004
0.003
0.04
§ 2.2 可靠性理论
57
? 人的差错概率受多种因素的影响，如操作的紧迫程度、单
调性、不安全感、设备状况、人的生理状况、心理素质、
教育、训练程度以及社会影响和环境因素等。因此，具体
进行人的可靠性分析非常复杂，一般要根据操作的内容、
环境等因素进行修正，在决定这些修正系数时带有很大的
经验性和主观性。
? 人们在处理或执行任何一次任务时，例如操作人员在操纵
使用和处理设备、装臵和物料时，都有一个对任务（情况）
的识别（输入）、判断和行动（输出）三个过程，在这三
个过程中都有发生差错的可能性。就某一行动而言，作业
者的基本可靠度为
1 2 3R R R R?
1R ——与输入有关的可靠度；
2R ——与判断有关的可靠度；
3R ——与输出有关的可靠度。
§ 2.2 可靠性理论
58
1
R,
2
R,
3
R 的参考值
类别 影响因素
1
R
2
R
3
R
简单 变量不超过几个，人
机工程学上考虑全面
0.9995 ～ 0,9 9 9 9 0.9990 0.9995 ～ 0,9 9 9 9
一般 变量不超过 10 个 0.9990 ～ 0,9 9 9 5 0.9950 0.9990 ～ 0,9 9 9 5
复杂 变量超过 10 个，人
机工程学上考虑不全
面
0.9900 ～ 0,9 9 9 0 0.9900 0.9900 ～ 0,9 9 9 0
§ 2.2 可靠性理论
59
? 由于受作业条件、作业者自身因素及作业环境的
影响，作业者的基本可靠度还会降低。例如，有
研究表明，人的舒适温度一般是 19～ 22℃,当人
在作业时，环境温度若超过 27℃,人的失误概率
就会上升约 40％。因此，还需要用修正系数 k加
以修正，从而得到作业者单个动作的失误概率为,
(1 )q k R??
§ 2.2 可靠性理论
60
修正系数影响因素及取值范围
符号 项目 内容 取值范围
作业时间系
数
作业时间 有充足的富裕时间
没有充足的富裕时间
完全没有富裕时间
1.0
1.0 ～ 3,0
3.0 ～ 10
操作频率系
数
操作频率 频率适当
连续操作
很少操作
1.0
1.0 ～ 3,0
3.0 ～ 10
危险状况系
数
危险情况 即使误操作也安全
误操作时危险性大
误操作时有产生重大灾害的危险
1.0
1.0 ～ 3,0
3.0 ～ 10
生理、心理
条件系数
生理、心理
条件
综合条件 （教育、训练、健康状况、
疲劳、愿望等）较好
综合条件不好
综合条件很差
1.0
1.0 ～ 3,0
3.0 ～ 10
环境条件系
数
环境条件 综合条件较好
综合条件不好
综合条件很差
1.0
1.0 ～ 3,0
3.0 ～ 10
§ 2.2 可靠性理论
61
3,人的可靠性分析方法
? 影响人失误的因素很复杂, 很多专家, 学者对此
做过专门研究, 提出了不少关于人的失误概率估
算方法, 但都不很完善 。 现在能被大多数人接受
的是 1961年斯温 （ Swain） 和罗克 （ Rock） 提出
的, 人的差错率预测方法, (缩写为 THERP),用
来分析操作人员在系统运行过程中, 采取必要的
操作与措施时发生失误的概率 。
§ 2.2 可靠性理论
62
? THERP方法的分析步骤如下,
? 第一步根据人的差错定义系统故障或分系统故障
? 第二步辨识和分析有关人的操作
? 第三步确定单人单项操作或多项操作的差错率
? 第四步评估人的差错对所考虑系统的影响
? 第五步提出必要的建议
? 上述五个步骤是一个累积的过程，而且一直重复到
由人的差错引起的系统性能下降达到某个可容许的
水平为止。要注意的是，上述步骤未必总是按同样
次序进行重复。
§ 2.2 可靠性理论
63
4,人的差错预防办法
? 主要有人－机系统分析法, 差错原因排除程序, 质
量控制小组法以及防止操作人员发生差错的预防措
施
（ 1） 人－机系统分析法
? 二十世纪 50年代初, 米勒 （ Robert B,Miller） 研
究并提出了人－机系统分析法 。 该方法能使系统中
人的差错的不良效果降低到某种可容许的程度 。
§ 2.2 可靠性理论
64
? 人－机系统分析法包括如下十个步骤,
? 第一步，概括系统的功能和目标
? 第二步，概括情况特征
? 第三步，概括有关系统的人力特征
? 第四步，概括由系统人力实现的任务和工作
? 第五步，根据表面潜在可能差错条件和其它有关的困难完成任
务和工作的分析
? 第六步，得出每种潜在差错出现的估计
? 第七步，得出对某种潜在差错未被发现的未经校正的可能性分
析
? 第八步，得出对每种未被发现潜在差错的后果估计
? 第九步，对系统提出修改意见
? 第十步，重复大部分上述步骤再评价每个系统的修改
§ 2.2 可靠性理论
65
（ 2） 差错原因排除程序法
? 这种方法主要是强调预防性措施, 要求工人直接
参加, 在生产操作进行时把人的差错减少到可容
许的程度 。 这种方法可称为减少人的差错的工人
参与程序法 。
? 差错原因排除程序法由若干工人小组组成, 小组
的规模不应该超过 8～ 12人 。 在定期召开的差错
原因排除会上, 由工人提出差错情况报告和可能
的差错情况报告, 然后对这些报告进行评审和讨
论, 最后提出补救或预防措施的建议 。
§ 2.2 可靠性理论
66
? 差错原因排除程序法的重要准则如下,
? ① 收集的数据应包括可能出现差错的情况,
易发生事故的情况和差错；
? ② 程序应限于辨识为了减少可能的差错需要
重新设计的工作条件；
? ③ 差错原因排除小组对于诸如减少差错的数
量, 提高工作满意程度和费用有效性等因素
所提出的工作情况的每项重新设计都应该由
专家组进行评定 。
§ 2.2 可靠性理论
67
? 差错原因排除程序包括下列基本内容,
? ① 由管理人员来实施最合适的设计方法；
? ② 由管理人员对工人在差错原因排除程序中所起的作用作恰如
其分的认可；
? ③ 对差错原因排除程序所涉的每个人进行教育, 使其了解该程
序的用处；
? ④ 人因专家和其它专家从费用与价值角度对提出的设计方法作
出评估, 此外, 他们还要从这些方法中选出最合适的方法或者
提出其它解决办法；
? ⑤ 对差错原因排除组的协调员和工人进行数据收集和分析技术
方面的培训；
? ⑥ 人因专家和其它专家利用差错原因排除程序的连续输入对生
产过程改变的影响进行评估；
? ⑦ 工人对差错和可能出现的差错情况提出报告并确定产生差错
的原因 。 此外, 为排除或适当地减少产生这些差错的原因, 工
人捉出解决办法的方案 。
§ 2.2 可靠性理论
68
（ 3） 质量控制小组法
? 质量控制小组法和差错原因排除程序法有许多共同点 。 它
们的某些内容是相同的 。 这些相同的内容为,
? ① 参加者享有民主权利；
? ② 目的在于解决问题；
? ③ 各管理等级之间有交叉 。
? ④ 质量控制小组法和差错原因排除程序法的不同点在于,
? ⑤ 利用因果图, 巴雷特等分析法来研究问题；
? ⑥ 强调协同工作和成员与集体的一致性；
? ⑦ 强调进行质量控制统计方法培训 。
§ 2.2 可靠性理论
69
? 一个组在自愿的基础上由 8～ 10人组成 。 这些人
员是进行相互有关的或相同工作的生产工程师,
管理人员和工人 。
? 对所有这些人都要进行质量控制统计方法的培训 。
培训所包括的范围如下：因果图, 质量控制图,
巴雷特图, 直方图, 二项分布 。
§ 2.2 可靠性理论
70
（ 4） 防止操作人员发生差错的预防措施
? 引起操作人员差错的原因有许多 。 一些常见的人的差
错原因及其预防措施有,
① 注意力不集中 。 注意力不集中和疲劳是引起操作员
差错的两个主要原因 。 应考虑的防止注意力不集中的
措施为：在重要场所安装能引起注意的装臵, 提供舒
适的工作场所以及在程序步骤之间避免过长的间隔 。
②疲劳。防止疲劳的措施为：消除不合理的工作位臵
和不合理的操作方式，避免精力集中的时间过长，排
除环境产生的应力和产生疲倦的精神因素等。
§ 2.2 可靠性理论
71
③ 注意不到重要的指示 。 光凭指针显示危险情况, 易
造成人的差错 。 若采用发声和发光手段来引起操作人
员对问题的注意, 则可避免出现忽视重要显示的情况 。
亦即, 防止注意不到重要的指示的措施是使用视觉和
听觉方法把操作员的注意力引到出现的问题上 。
④ 操作员对控制器件的调整不精确 。 采用带定位销的
控制器件或不需进行精密调整的控制器件, 可以避免
操作员因对控制器件调整不精确而引起的问题 。 对要
求精确调节的控制装臵, 首先要求机构灵活且用力较
小；同时利用, 卡嗒卡嗒, 发声来控制装臵, 则能避
免由操作人员引起的控制不精确问题 。
§ 2.2 可靠性理论
72
⑤ 接通控制器件的顺序不对 。 为避免不按顺序要求接
通控制装臵, 可在关键部位设臵连锁装臵, 并保证功
能控制装臵按其要求以一定的顺序排列 。 另外要避免
采用外形相似或控制记号难以理解的控制装臵 。
⑥ 读错仪表读数 。 对读错仪表读数的预防措施是要解
决清晰度问题 。 读数者要挪动身体, 仪器不要放在不
合适的位臵上, 这两点也很重要 。 一般从仪表上读数
能造成错误, 可采取的措施有：消除视觉误差问题,
当仪表位臵分散时, 读表人可移动身体, 合理安排仪
表位臵, 采用数字排列方式以达到符合人视觉的要求 。
§ 2.2 可靠性理论
73
⑦ 用错控制器件 。 避免用错控制器件的办法有：使用时
不要用力过大, 关键的控制器件不要互相离得很近或相
似, 控制器件不要使用难以看懂的标记 。
⑧ 振动和噪声的刺激 。 在不规则的振动和高噪声的环境
下, 操作易发生差错, 可采用隔振器和吸声装臵来克服,
最好是从振源和声源上采取措施 。
⑨ 设备有缺陷, 该工作时不能工作 。 克服的办法是采取
各种措施保证仪器工作正常并提供一些测试和校准的程
序 。
⑩ 没有遵照规程操作 。 不遵守规定的程序是操作人员产
生差错的一个重要原因 。 其措施是避免太长, 太慢或太
快的操作程序和设臵符合人的群体习惯的操作方式等 。
§ 2.2 可靠性理论
74
⑾ 因噪声没有听清命令 。 噪声会影响操作人员交谈,
造成对指令不能正确理解 。 排除方法是将操作员和噪
声隔离或者从根本上治理噪声 。
⑿ 生理和心理上的应力 。 消除和减轻生理和心理上的
应力是减少人的差错的重要方面, 除了加强教育与培
训之外, 改善环境条件及创造和谐的氛围都是有力的
措施 。 例如, 工作场所的布臵, 除保证操作人员能迅
速地在设备之间活动, 并及时与其他操作人员保持联
络外, 应设法避免其他人员对操作人员个人空间的侵
犯, 保证合理的空间间隔与个人, 领土, 。 这不仅涉
及人体尺寸和感觉系统, 还涉及人的个性, 性别, 年
龄, 文化, 感情状态和人际关系等社会因素 。
§ 2.2 可靠性理论
75
一, 事故致因理论的发展过程
二, 事故频发倾向论
三, 事故因果连锁论
四, 能量意外释放论
五, 心理动力理论
六, 系统理论
七, 撒利模型
八, 变化的观点
§ 2.3 事故致因理论
76
一、事故致因理论的发展过程
? 事故是一种可能给人类带来不幸后果的意外事件 。 人类
主要, 从事故学习事故,, 为了防止事故, 必须弄清
事故为什么会发生, 造成事故发生的原因因素事故为什
么会发生, 事故是怎样发生的, 以及如何防止事故发生
的理论, 研究如何通过消除, 控制事故致因因素来防止
事故发生, 所以被称作事故致因理论 。
? 事故致因理论是 —定生产力发展水平的产物 。 在生产力
发展的不同阶段, 生产过程中出现的安全问题有所不同,
特别是随着生产方式的变化, 人在生产过程中所处地位
的变化, 引起人们安全观念的变化, 产生了反映安全观
念变化的不同的事故致因理论 。
§ 2.3 事故致因理论
77
? 1919 年英国的格林伍德 （ M.Greenwood ） 和伍兹
（ H.H.Woods） 经统计分析发现, 工人中的某些人较其
他人更容易发生事故 。 进而, 在 1939年, 法默 (Farmer)
等人据此提出了事故频发倾向的概念 。
? 1936年, 美国人海因里希 (W,H,Heinrich)提出了事故
因果连锁理论 。 该理论也和事故频发倾向理论一样, 仅
仅关注人的因素, 把大多数的工业事故责任都归因于工
人的不注意等方面, 表现出时代的局限性 。
? 1949年, 葛登 (Gorden)利用流行病传染机理来论述事故
的发生机理, 提出了, 流行病学方法, 。 对于事故, 一
要考虑人的因素, 二要考虑环境的因素, 三要考虑引起
事故的媒介 。
§ 2.3 事故致因理论
78
? 1961年由吉布森 (Gibson)提出，并由哈登 (Hadden)完
善的能量转移论，是事故致因理论发展过程中的重要一
步。
? 1969年由瑟利 (J,Surry)提出的瑟利模型, 以人对信
息的处理过程为基础描述了事故发生的因果关系 。 1970
年海尔 (Hale)的, 海尔模型,, 1972年威格里沃思
(Wigglesworth)的, 人失误的一般模型,, 1974年劳
伦斯 (Lawrence)提出的, 金矿山人失误模型,, 以及
1978年安德森 (Anderson)等人对瑟利模型的扩展和修
正等, 都从不同角度探讨了人失误与事故的关系问题 。
§ 2.3 事故致因理论
79
? 1972年, 本纳 (Benner)提出了扰动起源事故理论, 即 P
理论, 指出在处于动态平衡的系统中, 是由于, 扰动,
的产生导致了事故的发生 。 约翰逊 (W,G,Johnson)
于 1975年提出了, 变化一失误, 模型, 塔兰茨 (W,巳
Talaneh) 在 1980年介绍了, 变化论, 模型, 佐藤吉信
在 1981年提出了, 作用一变化与作用连锁, 模型, 都
从动态和变化的观点阐述了事故的致因 。
? 值得指出的是, 到目前为止, 事故致因理论的发展还
很不完善, 还没有给出对于事故致因进行预测, 预防
的普遍而有效的方法 。
§ 2.3 事故致因理论
80
二, 事故频发倾向论
1,事故频发倾向
? 事故频发倾向是指个别人容易发生事故的, 稳定的,
个人的内在倾向 。 对于发生事故次数较多, 可能是事
故频发倾向者的人, 可以通过一系列的心理学测试来
判别 。 一般来说, 具有事故频发倾向的人在进行生产
操作时往往精神动摇, 注意力不能经常集中在操作上,
因而不能适应迅速变化的外界条件 。
§ 2.3 事故致因理论
81
? 事故频发倾向者往往有如下的性格特征,
? 感情冲动, 容易兴奋；
? 脾气暴躁；
? 厌倦工作, 没有耐心；
? 慌慌张张, 不沉着；
? 动作生硬而工作效率低；
? 喜怒无常, 感情多变；
? 理解能力低, 判断和思考能力差；
? 极度喜悦和悲伤；
? 缺乏自制力；
? 处理问题轻率, 冒失；
? 运动神经迟钝, 动作不灵活 。
§ 2.3 事故致因理论
82
2,事故遭遇倾向
? 事故遭遇顺向是指某些人员在某些生产作业条件下容
易发生事故的倾向 。 当从事规则的, 重复性作业时,
事故频发倾向较为明显 。
? 有学者建议用事故遭遇倾向取代事故频发倾向的概念,
认为事故的发生不仅与个人因素有关, 而且与生产条
件有关 。 影响事故发生频度的主要因素有搬运距离短,
噪声严重, 临时工多, 工人自觉性差等；与事故后果
严重度有关的主要因素是工人的, 男子汉, 作风, 其
次是缺乏自觉性, 缺乏指导, 老年职工多, 不连续出
勤等, 证明事故发生情况与生产作业条件有着密切关
系 。 对于一些危险性高的职业, 工人要有一个适应期
间, 在此期间内新工人容易发生事故 。
§ 2.3 事故致因理论
83
3,关于事故频发倾向理论
? 自事故频发倾向提出, 迄今有无数的研究者对事故频
发倾向理论的科学性问题进行了专门的研究探讨, 关
于事故频发倾向者存在与否的问题一直有争议 。 实际
上, 事故遭遇倾向就是事故频发倾向理论的修正 。
§ 2.3 事故致因理论
84
三, 事故因果连锁论
? 事故的原因包括三个层次：直接原因, 间接原因, 基
本原因 。 由于对事故的各层次的原因的认识不同, 形
成了不同的事故致因理论 。 人们经常用事故因果连锁
的形式来表达某种事故致因理论 。
§ 2.3 事故致因理论
85
1,海因里希事故因果连锁论
? 海因里希首先提出了事故因果连锁论, 用以阐明导致
事故的各种原因因素之间及与事故, 伤害之间的关系 。
该理论认为, 伤害事故的发生不是一个孤立的事件,
尽管伤害可能发生在某个瞬间, 却是一系列互为因果
的原因事件相继发生的结果 。
§ 2.3 事故致因理论
86
? 海因里希把工业伤害事故的发生, 发展过程描
述为具有一定因果关系的事件的连锁, 即,
? 人员伤亡的发生是事故的结果；
? 事故的发生是由于人的不安全行为或物的不
安全状态；
? 人的不安全行为或物的不安全状态是由于人
的缺点造成的；
? 人的缺点是由于不良环境诱发的, 或者是由
先天的遗传因素造成的 。
§ 2.3 事故致因理论
87
? 海因里希最初提出的事故因果连锁过程包括五个
因素,
? 遗传及社会环境
? 人的缺点
? 人的不安全行为或物的不安全状态
? 事故
? 伤害
§ 2.3 事故致因理论
88
? 事故因果连锁关系的多米诺骨牌效应
§ 2.3 事故致因理论
89
2,轨迹交叉论
? 继海因里希提出几乎所有的工业伤害事故都是由于
人的不安全行为造成的之后 。 斯奇巴 (Skiba)指出,
生产操作人员与机械设备两种因素都对事故的发生
有影响, 只有当两种因素同时出现时, 才能发生事
故 。 反映这种认识的理论叫轨迹交叉论 。 该理论认
为, 在事故发展进程中, 人的因素的运动轨迹与物
的因素的运动轨迹的交点, 就是事故发生的时间和
空间 。 即, 人的不安全行为和物的不安全状态发生
于同一时间, 同一空间, 或者说人的不安全行为与
物的不安全状态相遇, 则将在此时间, 空间发生事
故 。
§ 2.3 事故致因理论
90
社会因
素
安全缺陷
不安全状态
不安全行为
起因物 致害物
肇事人
事故现场
（ 物的原因 ）
（ 人的原因 ）
接触
伤害
基础原因 间接原因 直接原因 事故经过
§ 2.3 事故致因理论
91
? 许多情况下人的因素与物的因素又互为因果 。 例如, 有时物
的不安全状态诱发了人的不安全行为, 而人的不安全行为又
促进了物的不安全状态的发展, 或导致新的不安全状态出现 。
因而, 实际的事故并非简单地按照上述的人, 物两条轨迹进
行, 而是呈现非常复杂的因果关系 。
? 轨迹交叉论作为一种事故致因理论, 强调人的因素, 物的因
素在事故致因中占有同样重要的地位 。 按照该理论, 可以通
过避免人与物两种因素运动轨迹交叉, 即避免人的不安全行
为和物的不安全状态同时, 同地出现, 来预防事故的发生 。
? 为了有效地防止事故发生, 必须同时采取措施消除人的不安
全行为和物的不安全状态 。
§ 2.3 事故致因理论
92
3,管理失误论
? 在海因里希的事故因果连锁中, 把遗传和社会环
境看作事故的根本原因, 表现出了它的时代局限
性 。 尽管遗传因素和人员成长的社会环境对人员
的行为有一定的影响, 却不是影响人员行为的主
要因素 。 在企业中, 如果管理者能够充分发挥管
理的控制机能, 则可以有效地控制人的不安全行
为和物的不安全状态 。
? 重点介绍博德的事故因果连锁和亚当斯的事故因
果连锁 。
§ 2.3 事故致因理论
93
? （ 1） 博德的事故因果连锁
? 博德在海因里希事故因果连锁的基础上, 提出了
反映现代安全观点的事故因果连锁 。
§ 2.3 事故致因理论
94
? 博德的事故因果连锁强调,
? 事故因果连锁中一个最重要的因素是安全管理 。
? 为了从根本上预防事故, 必须查明事故的基本原因,
并针对查明的基本原因采取对策 。
? 不安全行为或不安全状态是事故的直接原因, 必须
加以追究的原因 。
? 越来越多的安全专业人员从能量的观点把事故看作
是人的身体或构筑物, 设备与超过其阈值的能量的
接触, 或人体与妨碍正常生理活动的物质的接触 。
? 事故后果包括人员伤害和财物损坏, 二者统称为损
失 。
§ 2.3 事故致因理论
95
（ 2） 亚当斯的事故因果连锁
? 亚当斯提出了与博德的事故因果连锁论类似的事
故因果连锁模型 。
? 在亚当斯因果连锁理论中, 把事故的直接原因,
即人的不安全行为和物的不安全状态称作现场失
误, 其主要目的在于提醒人们注意不安全行为及
不安全状态的性质 。
? 该理论的核心在于对现场失误的背后原因进行了
深入的研究 。 操作者的不安全行为及生产作业中
的不安全状态等现场失误, 是由于企业领导者及
事故预防工作人员的管理失误造成的 。
§ 2.3 事故致因理论
96
亚当斯连锁论
管理体
制
管理失误 现场失误 事故 伤害或损坏
目标
领导者在下述方面决
策错误或没做决策
安技人员在下述方
面管理失误或疏忽
不安全行
为
伤害
组织
政策
目标
权威
责任
职责
行为
责任
权威
规则
指导
不安全状
态
事故 损坏
机能 注意范围
权限授予
主动性
积极性
业务活动
§ 2.3 事故致因理论
97
4,北川彻三事故因果连锁
? 日本广泛以北川彻三的事故因果连锁论作为指导事故预防工作的
基本理论 。 北川彻三从四个方面探讨事故发生的间接原因,
? 技术原因 。 机械, 装臵, 建筑物等的设计, 建造, 维护等技术
方面的缺陷 。
? 教育原因 。 由于缺乏安全知识及操作经验, 不知道, 轻视操作
过程中的危险性和安全操作方法, 或操作不熟练, 习惯操作等 。
? 身体原因 。 身体状态不佳, 如头痛, 昏迷, 癫痫等疾病, 或近
视, 耳聋等生理缺陷, 或疲劳, 睡眠不足等 。
? 精神原因 。 消极, 抵触, 不满等不良态度, 焦躁, 紧张, 恐怖,
偏激等精神不安定, 狭隘, 顽固等不良性格, 白痴等智力缺陷 。
? 在工业伤害事故的上述四个方面的原因中, 前两种原因经常出现,
后两种原因相对地较少出现 。
§ 2.3 事故致因理论
98
? 北川彻三认为, 事故的基本原因包括下述三个方面的原因,
? 管理原因 。 企业领导者不够重视安全, 作业标准不明确,
维修保养制度方面有缺陷, 人员安排不当, 职工积极性
不高等管理上的缺陷 。
? 学校教育原因 。 小学, 中学, 大学等教育机构的安全教
育不充分 。
? 社会或历史原因 。 社会安全观念落后, 工业发展的一定
历史阶段, 安全法规或安全管理, 监督机构不完备等 。
? 在上述原因中, 管理原因可以由企业内部解决, 而后两种原
因需要全社会的努力才能解决 。
§ 2.3 事故致因理论
99
四, 能量意外释放论
? 1961年吉布森 (Gibson),1966年哈登 (Haddon)等人提出
了解释事故发生物理本质的能量意外释放论 。 其基本
观点是：不希望或异常的能量转移是伤亡事故的致因,
即人受伤害的原因只能是某种能量向人体的转移, 而
事故则是一种能量的不正常或不期望的释放 。
? 在能量意外释放论中, 把能量引起的伤害分为两大类 。
? 第一类伤害是由于施加了超过局部或全身性的损伤
阈值的能量而产生的 。
? 第二类伤害则是由于影响局部或全身性能量交换引
起的 。
§ 2.3 事故致因理论
100
? 能量转移论的另一个重要概念是：在一定条件下, 某
种形式的能量能否造成伤害及事故, 主要取决于人所
接触的能量的大小, 接触的时间长短和频率, 力的集
中程度, 受伤害的部位及屏障设臵的早晚等 。
§ 2.3 事故致因理论
101
? 该理论阐明了伤害事故发生的物理本质, 指明了防止
伤害事故就是防止能量意外释放, 防止人体接触能量 。
根据这种理论, 人们要经常注意生产过程中能量的流
动, 转换, 以及不同形式能量的相互作用, 防止发生
能量的意外释放或逸出 。
? 用能量转移的观点分析事故致因的基本方法是：首先
确认某个系统内的所有能量源, 然后确定可能遭受该
能量伤害的人员及伤害的可能严重程度；进而确定控
制该类能量不正常或不期望转移的方法 。
§ 2.3 事故致因理论
102
? 能量转移论与其它事故致因理论相比, 具有两个
主要优点,
? 一是把各种能量对人体的伤害归结为伤亡事
故的直接原因, 从而决定了以对能量源及能
量输送装臵加以控制作为防止或减少伤害发
生的最佳手段这一原则；
? 二是依照该理论建立的对伤亡事故的统计分
类, 是一种可以全面概括, 阐明伤亡事故类
型和性质的统计分类方法 。
§ 2.3 事故致因理论
103
? 能量转移论的不足之处是：由于机械能 (动能和势能 )
是工业伤害的主要能量形式, 因而使得按能量转移的
观点对伤亡事故进行统计分类的方法尽管具有理论上
的优越性, 在实际应用上却存在困难 。 它的实际应用
尚有待于对机械能的分类作更为深入细致的研究, 以
便对机械能造成的伤害进行分类 。
§ 2.3 事故致因理论
104
? 经常采用的防止能量意外释放的屏蔽措施主要有以下
几种,
? 用安全的能源代替不安全的能源 。
? 限制能量
? 防止能量蓄积
? 缓慢地释放能量设臵屏蔽设施
? 在时间或空间上把能量与人隔离
? 信息形式的屏蔽, 各种警告措施等信息形式的屏蔽
? 根据可能发生的意外释放的能量的大小, 可以设臵单
一屏蔽或多重屏蔽, 并且应该尽早设臵屏蔽, 做到防
患于未然 。
§ 2.3 事故致因理论
105
? 按能量与被害者之间的关系, 可以把伤害事故分为三种类
型, 相应地采取预防伤害措施,
? 能量在规定的能量流通渠道中流动, 人员意外地进入能
量流通渠道而受到伤害 。 设臵防护装臵之类屏蔽设施防
止人员进入, 可以避免此类事故 。 警告, 劝阻等信息形
式的屏蔽可以约束人的行为 。
? 在与被害者无关的情况下, 能量意外地从原来的渠道里
逸脱出来, 开辟新的流通渠道使人员受伤害 。 按事故发
生时间与伤害发生时间之间的关系, 又可分为二种情况：
事故发生的瞬间人员即受到伤害；事故发生后人员有时
间躲避能量的作用 。
? 能量意外地越过原有的屏蔽而开辟新的流通渠道；同时
被害者误进入新开通的能量渠道而受到伤害 。 这种情况
实际上较少发生 。
§ 2.3 事故致因理论
106
五, 心理动力理论
? 心理动力理论是由弗洛伊德为解释精神病成因的
个性动力理论引申而来 。 弗洛伊德认为, 精神病
不是生理疾病, 而是因为一些动力因素, 如情绪
混乱, 有意识与无意识的记忆及内躯力与欲望的
冲突所致 。 而且环境和家庭的压力是造成心理失
调乃至精神病的关键 。 如缺乏父母慈爱, 过严的
惩罚与虐待, 兄弟姐妹间的竞争, 过高的要求及
工作学习上的一些挫折, 都会影响和破坏身体和
心理健康 。
§ 2.3 事故致因理论
107
? 心理动力理论引用了此观点解释事故的成因 。 该理论
认为, 事故是一种无意识的希望或愿望的结果, 这种
希望或愿望通过事故象征性地得到满足 。 也就是说,
肇事者是由于受到某种精神上的刺激或较大的心理压
力才下意识地产生不安全行为而导致事故的 。 同时该
理论还指出：通过更改人的愿望满足的方式或通过心
理咨询分析完全消除那种破坏性的愿望, 就可以避免
事故的发生 。
§ 2.3 事故致因理论
108
? 与海因里希模型等理论一样, 心理动力理论也存
在着只关注人的因素对事故的影响的片面性的问
题, 同时也无法提供手段去证实某个特定的动机
与特定事故的必然联系 。 但该理论不仅明确指出
无意识的动机是可以改变的, 不是某个人本身固
有的特性, 而且指出了控制由人的心理因素而导
致的事故的两类方法, 即更改人的愿望满足的方
式或进行心理分析 。 前者为当事人开辟了另一条
安全地释放其心理压力的方式, 避免了其在工作
中的无意识释放而导致事故；后者则通过专业的
心理咨询, 找出心理刺激或压力之来源, 使人消
除心理所受刺激影响, 以正常的心态从事学习和
工作 。
§ 2.3 事故致因理论
109
六, 系统理论
? 系统理论把人, 机和环境作为一个系统 (整体 ),研
究人, 机, 环境之间的相互作用, 反馈和调整, 从
中发现事故的致因, 揭示出预防事故的途径 。
? 系统理论认为事故的发生是来自人的行为与机械特
性间的不协调, 是多种因素互相作用的结果 。
? 系统理论有多种事故致因模型, 它们的形式虽然不
同, 然而涉及的内容大体中具有代表性的系统理论
是瑟利模型和安德森模型 。
§ 2.3 事故致因理论
110
1,瑟利模型
? 瑟利模型是在 1969年由美国人瑟利 (J.Surry)提出的, 是一
个典型的根据人的认知过程分析事故致因的理论 。
? 该模型把事故的发生过程分为危险出现 （ 指形成潜在危
险 ） 和危险释放 （ 指危险由潜在状态变为现实状态 ） 两
个阶段,
? 在危险出现阶段, 如果人的信息处理的每个环节都正
确, 危险就能被消除或得到控制；反之, 就会使操作
者直接面临危险 。
? 在危险释放阶段, 如果人的信息处理过程的各个环节
都是正确的, 则虽然面临着已经显现出来的危险, 但
仍然可以避免危险释放出来, 不会带来伤害或损害；
反之, 危险就会转化成伤害或损害 。
§ 2.3 事故致因理论
111
人和环境
感觉 对危险的构成有警告吗？
感觉到了这警告吗？
认识到了这警告吗？
知道如何避免危险吗？
决定要采取行动吗？
无危险 迫近的危险
危险
出现
认识
行为响应 能够避免吗？
Y
Y
Y
Y
Y
Y
N
N
N
N N
N
感觉 对危险的显现有警告吗？
感觉到了这警告吗？
认识到了这警告吗？
知道如何避免危险吗？
决定要采取行动吗？
无伤害 伤害或损害
危险
释放 认识
行为响应 能够避免吗？
Y
Y
Y
Y
Y
Y
N
N
N
N N
N
Y表示是, N表示否 瑟利模型
§ 2.3 事故致因理论
112
? 这两个阶段各自包括一组类似的人的信息处理过
程, 即感觉 （ 对事故的感知 ）, 认识 （ 对事件的
理解 ） 和行为响应 。 每一过程中包含相同的六个
问题 。
? 六个问题中, 前两个问题都是与人对信息的感觉
有关的, 第 3～ 5个问题是与人的认识有关的, 最
后一个问题与人的行为响应有关 。 这 6个问题涵
盖了人的信息处理全过程, 并且反映了在此过程
中有很多发生失误进而导致事故的机会 。
§ 2.3 事故致因理论
113
? 瑟利模型分析了危险出现, 释放直至导致事故的原因,
提供了事故预防一个良好的思路,
? 应采用技术的手段使危险状态充分地显现出来, 使操作者能够
有更好的机会感觉到危险的出现或释放, 这样才有预防或控制
事故的条件和可能；
? 应通过培训和教育的手段, 提高人感觉危险信号的敏感性, 包
括抗干扰能力等, 同时也应采用相应的技术手段帮助操作者正
确地感觉危险状态信息, 如采用能避开干扰的警告方式或加大
警告信号的强度等；
? 应通过教育和培训的手段使操作者在感觉到警告之后, 准确地
理解其含义, 并知道应采取何种措施避免危险发生或控制其后
果, 结合各方面的因素做出正确的决策；
? 应通过系统及其辅助设施的设计使人在做出正确的决策后, 有
足够的时间和条件做出行为响应, 并通过培训的手段使人能够
迅速, 敏捷, 正确地做出行为响应 。
§ 2.3 事故致因理论
114
2,安德森模型
? 瑟利模型研究的是在客观已经存在潜在危险 (存
在于机械的运行和环境中 )的情况下, 人与危险
之间的相互关系, 反馈和调整控制的问题 。 没有
探究何以会产生潜在危险, 没有涉及机械及其周
围环境的运行过程 。
? 安德森等人在瑟利模型之上增加了一组问题, 所
涉及的是：危险线索的来源及可察觉性, 运行系
统内的波动 (机械运行过程及环境状况的不稳定
性 ),以及控制或减少这些波动使之与人 (操作者 )
的行为的波动相一致, 形成了安德森模型 。
§ 2.3 事故致因理论
115
工作过程
1．过程是可控的吗？
2,过程是可观察的吗？
3,察觉是可能的吗？
4,对信息的理智处理是可能的吗？
5,系统产生行为波动吗？
系统良好 客观的危险
6,系统对行为波动给出足够的时间和空间吗？
Y
Y
Y
Y
Y
Y
N
N
N
N
N
N
企业：目标、策略 社会：市场, 法律, 国家政策
7,能把系统修改成另一个更安全
的等价系统吗？
8,属于人的决策范围吗？
N
Y
N
Y
为何使
人遇到
危险
安德森模型
§ 2.3 事故致因理论
116
? 对模型中的八个问题, 如果回答肯定, 则能保证系统
安全可靠 （ 图中沿斜线前进 ） 如果对问题 1～ 4,7～ 8
作出否定回答, 则会导致系统产生潜在的危险, 从而
转入瑟利模型 。 对问题 5如果回答否定, 则跨过问题 6、
7而直接回答问题 8。 对问题 6如果回答否定, 则要进
一步回答问题 7,才能继续系统的发展 。
§ 2.3 事故致因理论
117
七, 撒利模型
? 1977年, 撒利提出 。 撒利认为：在执行任务时, 操作者
掌握的信息可分为两部分,
? 与生产任务有关的主要任务的信息
? 使可能的危险在控制下所需的第二性任务的信息即安
全信息
? 在完成任务的过程中, 困难的增加能导致所需掌握的信
息量超过人的掌握能力 。 由于两种信息重要度的差别,
势必会造成对第二性任务的信息处理的减少 。 在这种情
况下, 事故就容易发生 。 而且当主要任务不规则而且复
杂, 使信息量过大时, 最易超过人所能关注的信息量 。
§ 2.3 事故致因理论
118
? 结论是：需要操作者不断地计划的工作, 需要从一处
到另一处不断地运动的工作或需要进行各种各样的调
整的工作, 最容易发生这类事故 。
? 虽然撒利模型及其研究还不很成熟, 但其关于两类信
息的重要性的分析及其相应的结论, 对于事故致因研
究仍具有较大的影响 。
§ 2.3 事故致因理论
119
八, 变化的观点
1,变化一失误理论
? 变化一失误理论又称变化分析方法, 其主要观点
是：运行系统中与能量和失误相对应的变化是事
故发生的根本原因 。 没有变化就没有事故 。 人们
能感觉到变化的存在, 也能采用一些基本的反馈
方法去探测那些有可能引起事故的变化 。 而且对
变化的敏感程度, 也是衡量各级企业领导和专业
安全人员的安全管理水平的重要标志 。 当然, 并
非所有的变化均能导致事故, 关键在于人们是否
能够适应客观情况的变化 。
§ 2.3 事故致因理论
120
? 应用变化分析方法主要有两种情况,
? 一是当观察到系统发生的变化时, 探求这种变化是
否会产生不良后果 。 如果是, 则寻找产生这种变化
的原因, 进而采取相应的措施；
? 另一种情况则是当观察到某些不良后果后, 先探求
是哪些变化导致了这种后果的产生, 进而寻找产生
这种变化的原因, 采取相应的措施 。
§ 2.3 事故致因理论
121
? 在变化分析中, 应考虑的变化类型很多, 常见的
变化有以下 9类,
? 计划的变化和未计划的变化
? 实际的变化和潜在的变化
? 时间的变化
? 技术的变化
? 人的变化
? 社会的变化
? 组织的变化
? 操作的变化
? 宏观的变化和微观的变化
§ 2.3 事故致因理论
122
? 应用变化的观点进行事故分析时, 可由下列因素
的现在状态, 以前状态的差异来发现变化,
? 对象物, 防护装臵, 能量等
? 人员
? 任务, 目标, 程序等
? 工作条件, 环境, 时间安排等
? 管理工作, 监督检查等
§ 2.3 事故致因理论
123
? 事故的发生往往是多重原因造成的, 包含着一系列
的变化一失误连锁 。 例如, 企业领导者的失误, 计
划人员失误, 监督者的失误及操作者的失误等 。
§ 2.3 事故致因理论
124
2,P理论
? 本尼尔 (Benner)认为, 事故过程包含着一组相继
发生的事件 。 这些相继事件组成的生产活动是在
一种自动调节的动态平衡中进行的, 在事件的稳
定运动中向预期的结果方向发展 。
? 事件的发生一定是某人或某物引起的, 如果把引
起事件的人或物称为, 行为者,, 则可以用行为
者和行为者的行为来描述一个事件 。
§ 2.3 事故致因理论
125
? 当行为者能够适应不超过其承受能力的扰动时, 生产
活动可以维持动态平衡而不发生事故 。 如果其中的一
个行为者不能适应这种扰动, 则自动动态平衡过程被
破坏, 开始一个新的事件过程, 即事故过程 。 该事件
过程可能使某一行为者承受不了过量的能量而发生伤
害或损坏；这些伤害或损坏事件可能依次引起其它变
化或能量释放, 作用于下一个行为者, 使下一个行为
者承受过量的能量, 发生伤害或损坏 。 当然, 如果行
为者能够承受冲击而不发生伤害或损坏, 则依据行为
者的条件, 事件的自然法则, 过程将继续进行 。
? 可将事故看作是由相继事件过程中的扰动开始, 以伤
害或损坏为结束的过程 。 这种对事故的解释叫做 P理
论 。
§ 2.3 事故致因理论
126
§ 2.3 事故致因理论
127
3,作用一变化与作用连锁
? 日本的佐藤吉信从系统安全的观点出发, 提出了
一种称作作用一变化与作用连锁模型的新的事故
致因理论 。
? 该理论认为, 系统元素在其它元素或环境因素的
作用下发生变化, 这种变化主要表现为元素的功
能发生变化 （ 性能降低 ） 。 作为系统元素的人或
物的变化可能是人失误或物的故障 。 该元素的变
化又以某种形态作用于相邻元素, 引起相邻元素
的变化 。 于是, 在系统元素之间产生一种作用连
锁 。 系统中作用连锁可能造成系统中人失误和物
的故障的传播, 最终导致系统故障或事故 。 该模
型简称为 A—C模型 。
§ 2.3 事故致因理论
128
? 根据 A—C模型, 可以根据导致某种事故的作用链来识
别事故致因, 并可以从以下四个方面采取措施来预防
事故,
? 排除作用源 。 把可能对人或物产生不良作用的因素从
系统中除去或隔离开来, 或者使其能量状态或化学性
质不会成为作用源 。
? 抑制变化 。 维持元素的功能, 使其不发生向危险方面
的变化 。 具体措施有采用冗余设计, 质量管理, 采用
高可靠性元素, 通过维修保养来保持可靠性, 通过教
育训练防止人失误, 采用耐失误技术等 。
? 防止系统进入危险状态 。 发现, 预测系统中的异常或
故障, 采取措施中断作用连锁 。
? 使系统脱离危险状态 。 通过应急措施控制系统状态返
回到正常状态, 防止伤害, 损坏或污染发生 。
§ 2.3 事故致因理论
129
一, 事故预防目标
二, 事故预防原则
三, 事故法则
四, 海因里希工业安全公理
五, 事故预防的 3E准则
六, 事故预防工作五阶段模型
七, 本质安全化方法
八, 人机匹配法
§ 2.4 事故预防原理
130
一, 事故预防目标
? 事故预防的目标, 包括道德, 法律和经济三个方面 。
1,道德的目标 。 道德方面的目标, 是从任何一个人都
要关心他人的观念出发的 。 有关道德目标的一个衡量尺
度就是士气, 士气可以用积极参加事故预防的演习而得
到加强, 也可因为事故而被削弱 。
2,法律的目标 。 法律的目标, 是由国家的法律所规定
的, 当违背及未能遵守法律时, 就会受到起诉及其一系
列强制性的行动的处理 。
3,经济的目标 。 经济方面的目标, 是确保企业的财政
状况, 持续保证职业安全健康, 避免造成与事故相关的
损失 。
§ 2.4 事故预防原理
131
二, 事故预防原则
? 事故的预防工作应该从技术和组织管理两个方面考虑,
应当遵循的基本原则是,
1,技术原则
? 要预防事故的发生, 就需要针对隐患采取有效的技术
措施进行治理 。 在采取有效技术措施进行治理过程中,
应当遵循的基本原则是,
? 消除潜在危险原则
? 降低潜在危险严重度的原则
? 闭锁原则
? 能量屏蔽原则
? 距离保护原则
? 个体保护原则
? 警告, 禁止信息原则
§ 2.4 事故预防原理
132
? 此外，还有时间保护原则，薄弱环节原则，坚固性原
则，代替作业人员原则等，可以根据需要，确定采取
相关的预防事故的技术原则。
§ 2.4 事故预防原理
133
2,组织管理原则
? 预防事故的发生, 不仅要遵循上述的技术原则, 而
且还要在组织管理上采取相关的措施, 才能最大限
度地减少事故发生的可能性 。
? 系统整体性原则
? 计划性原则
? 效果性原则
? 党政工团协调安全工作原则
? 责任制原则
? 综上所述, 事故的预防要从技术, 组织管理和教育
多方面采取措施, 从总体上提高预防事故的能力,
才能有效地控制事故, 保证生产和生活的安全 。
§ 2.4 事故预防原理
134
三, 事故法则
? 美国安全工程师海因里希 （ H,W,Heinrich） 统计分
析了 55万起工业伤害事故提出事故法则, 即事故的统
计规律, 又称 1∶ 29∶ 300法则 。
1 死亡或重伤事故
29 轻伤或微伤事故
300 无伤害事故
§ 2.4 事故预防原理
135
四, 海因里希工业安全公理
? 海因里希提出了工业事故预防的十项原则, 称为
海因里希工业安全公理 。 具体内容如下,
(1)在工业生产过程中，人员伤亡的发生，往
往是处于一系列因果连锁末端的事故的结果；
而事故常常起因于人的不安全行为或 (和 )机
械、物质 (统称为物 )的不安全状态。
(2)人的不安全行为是大多数工业事故的原因。
(3)由于不安全行为而受到了伤害的人，他已
经重复了几乎 300次以上的这种不安全的行为，
只是没有造成伤害。换言之，人员在受到伤
害之前，已经数百次面临危险。
§ 2.4 事故预防原理
136
(4)在工业事故中, 人员受到伤害的严重程度
具有随机性 。 大多数情况下, 人员在事故发
生时可以免遭伤害 。
(5)人员产生不安全行为的主要原因有,
?不正确的态度或行为习惯；
?缺乏知识或操作不熟练；
?身体状况不佳；
?物的不安全状态及不良的物理环境 。
这些原因是预防不安全行为 （ 状态 ） 产生
的依据 。
§ 2.4 事故预防原理
137
(6)防止工业事故的四种有效的方法是,
?工程技术方面的改进；
?对人员进行说服、教育；
?人员调整；
?惩戒。
(7)防止事故的方法与企业生产管理、成本
管理及质量管理的方法类似。
(8)企业领导者有进行事故预防工作的能力，
并且能把握进行事故预防工作的时机，因而
应该承担预防事故工作的责任。
§ 2.4 事故预防原理
138
(9)专业安全人员及车间干部、班组长是预防
事故的关键，他们工作的好坏对能否做好事
故预防工作有很大影响。
(10)除了人道主义动机之外，下面两种强有
力的经济因素也是促进企业事故预防工作的
动力,
?安全的企业，其生产效率也高；不安全的
企业，其生产效率也低；
?事故后用于赔偿及医疗费用的直接经济损
失，只不过占事故总经济损失的五分之一
§ 2.4 事故预防原理
139
五, 事故预防的 3E准则
? 海因里希把造成人的不安全行为和物的不安全状态的主要原
因归结为四个方面的问题 。 针对这四个方面的原因, 海因里
希提出工程技术方面改进, 说服教育, 人事调整和惩戒四种
对策 。 这四种安全对策后来被归纳为众所周知的 3E原则, 即
? 工程技术 （ Engineering）, 即利用工程技术手段消除不
安全因素, 实现生产工艺, 机械设备等生产条件的安全；
? 教育 （ Education）, 即利用各种形式的教育和训练, 使
职工树立, 安全第一, 的思想, 掌握安全生产所必须的
知识和技能；
? 强制 （ Enforcement）, 即借助于规章制度, 法规等必要
的行政, 乃至法律的手段约束人们的行为 。
§ 2.4 事故预防原理
140
? 3E准则中, 安全技术对策着重解决物的不安全状
态的问题；安全教育对策和安全管理对策则主要
着眼于人的不安全行为的问题, 安全教育对策主
要使人知道应该怎么做, 而安全管理对策则要求
人必须怎么做 。
? 为了防止事故发生, 不仅要在上述三个方面实施
事故预防与控制的对策, 而且还应始终保持三者
间的均衡, 合理地采用相应措施, 和综合使用上
述措施, 才有可能搞好事故预防工作 。
§ 2.4 事故预防原理
141
? 以城市道路交通为例说明 3E准则：为了保障城市交通安全, 可
以从工程措施, 执法管理和安全教育三方面采取措施 。
? 工程措施,
? 改进汽车设计, 采用耐撞击的车身结构, 安全玻璃, 安
全带, 气囊, 靠枕, 防滑轮胎, 灵敏可靠的制动器, 变
光灯, 安全油箱等；
? 改善道路设计, 在城市道路两侧设人行道, 尽量避免形
成多于四路相交的复杂交叉口, 必要时封闭与干线街道
相交的某些横向街道, 修建环岛或立交道口等；
? 修建安全设施, 如设人行横道, 修建人行过街天桥或人
行过街地道, 安装信号灯和安全监测设备, 设立护栏,
设臵交通安全标志等 。
§ 2.4 事故预防原理
142
? 执法管理,
? 制订和严格执行交通法规；
? 制订驾驶员甑选标准, 对驾驶员实行考核, 颁
发驾驶执照, 加强对驾驶员的管理；
? 拟定车辆检验标准, 办理车辆牌照, 严格车辆
管理；
? 控制车辆进入道路的数量；
? 限制车速, 将无法达到某种车速的车辆分离出
去, 也不允许车速超标；
? 按车流分布规律组织交通；
? 纠正违法, 维护正常交通秩序 。
§ 2.4 事故预防原理
143
? 安全教育,
? 主要采用学校教育和社会教育两种形式, 学校
教育是对在校学生进行交通法规, 交通安全和
交通知识教育, 社会教育是通过报刊, 广播,
电视, 广告等方式, 广泛宣传交通安全的意义
和交通法规, 同时对驾驶员定期进行专业技术
知识, 守法思想, 职业道德, 交通安全等方面
的教育 。
§ 2.4 事故预防原理
144
六, 事故预防工作五阶段模型
? 海因里希定义事故预防是为了控制人的不安全行
为, 物的不安全状态而开展以某些知识, 态度和
能力为基础的综合性工作, 一系列相互协调的活
动 。 事故预防工作的五个阶段为,
1,建立健全事故预防工作组织, 形成由企业领
导牵头的, 包括安全管理人员和安全技术人员在
内的事故预防工作体系, 并切实发挥其效能 。
2,通过实地调查, 检查, 观察及对有关人员的
询问, 加以认真的判断, 研究, 以及对事故原始
记录的反复研究, 收集第一手资料, 找出事故预
防工作中存在的问题 。
§ 2.4 事故预防原理
145
3、分析事故及不安全问题产生的原因。它包括弄
清伤亡事故发生的频率、严重程度、场所、工种、
生产工序、有关的工具、设备及事故类型等，找出
其直接原因和间接原因，主要原因和次要原因。
4、针对分析事故和不安全问题得到的原因，选择
恰当的改进措施。改进措施包括工程技术方面的改
进、对人员说服教育、人员调整、制定及执行规章
制度等。
5、实施改进措施。通过工程技术措施实现机械设
备、生产作业条件的安全，消除物的不安全状态；
通过人员调整、教育、训练，消除人的不安全行为。
在实施过程中要进行监督。
§ 2.4 事故预防原理
146
事故发生及预防的基本理念
原则 信念
预防事故的基本方法
（安全管理）
资料收集
资料分析
改善方法的选定 改善方法的应用
监测
长期安全管理的内容与安全工作
l制定方针政策
l企业环境
l安全工作趋势
l管理方式
l安全工作的方式
l动机激励
l对职工的要求
l思想工作
l训练
l其它
即时安全管理的问题与内容
l灾害
l事故
l不安全行动
l不安全状态
l规程
l安全规则
l程序
l装置
l分析
l其它
改进的事故预防模型
§ 2.4 事故预防原理
147
七, 本质安全化方法
? 预防事故应当采取的本质安全化方法, 主要从物的
方面考虑, 包括降低事故发生概率和降低事故严重
程度 。
1,降低事故发生概率的措施
? 影响事故发生概率的因素很多, 如系统的可靠性,
系统的抗灾能力, 人的失误和违章等 。 降低系统事
故的发生概率, 最根本的措施是设法使系统达到本
质安全化, 使系统中的人, 物, 环境和管理安全化 。
一旦设备或系统发生故障时, 能自动排除, 切换或
安全地停止运行；当人为操作失误时, 设备, 系统
能自动保证人机安全 。
§ 2.4 事故预防原理
148
? 做到系统的本质安全化, 应采取以下综合措施,
（ 1） 提高设备的可靠性
? 提高元件的可靠性 ——设备的可靠性取决于组成元件的
可靠性, 要提高设备的可靠性, 必须加强对元件的质量
控制和维修检查, 一般可采取：使元件的结构和性能符
合设计要求和技术条件, 选用可靠性高的元件代替可靠
性低的元件；合理规定元件的使用周期, 严格检查维修,
定期更换或重建 。
? 增加备用系统 ——在一定条件下，增加备用系统 (设备 )，
使每台单元设备或系统都能完成同样的功能，一旦其中
一台或几台设备发生故障时，系统仍能正常运转，不致
中断正常运行，从而提高系统运行的可靠性，也有利于
系统的抗灾救灾。
§ 2.4 事故预防原理
149
? 对处于恶劣环境下运行的设备采取安全保护
措施 ——如对处于有摩擦, 腐蚀, 浸蚀等条
件下运行的设备, 应采取相应的防护措施；
对震动大的设备应加强防震, 减震和隔震等
措施；煤矿井下环境较差, 应采取一切办法
控制温度, 湿度和风速, 改善设备周围的环
境条件 。
? 加强预防性维修 ——预防性维修是排除事故
隐患, 排除设备的潜在危险, 为此, 应制定
相应的维修制度, 并认真贯彻执行 。
§ 2.4 事故预防原理
150
? （ 2） 选用可靠的工艺技术, 降低危险因素的感度
? 危险因素的存在是事故发生的必要条件 。 危险因
素的感度是指危险因素转化成为事故的难易程度 。
虽然物质本身所具有的能量和发生性质不可改变,
但危险因素的感度可以控制, 关键是选用可靠的
工艺技术 。 例如, 在普通炸药中加入消焰剂等安
全成分形成的安全炸药, 放炮中使用水炮泥, 井
巷工程中采用湿式打眼, 清扫巷道煤尘, 洒布岩
粉等, 都是降低危险因素感度的措施 。
§ 2.4 事故预防原理
151
（ 3） 提高系统抗灾能力
? 系统的抗灾能力是指当系统受到自然灾害和外界
事物干扰时, 自动抵抗而不发生事故的能力, 或
者指系统中出现某危险事件时, 系统自动将事态
控制在一定范围的能力 。 如, 为了提高煤矿生产
系统的抗灾能力, 应该建立健全通风系统, 实行
采区独立通风, 建立隔绝煤尘爆炸水棚, 采用安
全防护装臵 (如风电闭锁装臵, 漏电保护装臵, 提
升保护装臵, 斜井防跑车装臵, 安全监测, 监控
装臵等 )；矿井主要设备实行双回路供电, 选择备
用设备等 。
§ 2.4 事故预防原理
152
? （ 4） 减少人的失误
? 由于人在生产过程中的可靠性远比机电设备差, 很多事
故大多因人的失误造成的 。 欲降低系统事故发生概率,
必须减少人的失误, 主要方法有,
? 对工人进行充分的安全知识, 安全技能, 安全态度等
方面的教育和训练 。
? 以人为中心, 改善工作环境, 为工人提供安全性较高
的劳动生产条件 。
? 提高机械化程度, 尽可能用机器操作代替人工操作,
减少现场工作人员 。
? 注意用人机工程学原理进行系统设计, 人机功能分配,
并改善人机接口的安全状况 。
§ 2.4 事故预防原理
153
? （ 5） 加强监督检查
? 建立健全各种自动制约机制, 加强专职与兼
职, 专管与群管相结合的安全检查工作 。 对
系统中的人, 事, 物进行严格的监督检查,
在各种劳动生产过程中是必不可少的 。 实践
表明, 只有加强安全检查工作, 才能有效地
保证企业的安全生产 。
§ 2.4 事故预防原理
154
2,降低事故严重度的措施
（ 1） 限制能量或分散风险 ——对危险因素的能量进行限
制, 把大的事故损失化为小的事故损失 。
（ 2） 防止能量逸散的措施 ——防止能量逸散就是设法把
有毒, 有害, 有危险的能量源贮存在有限允许范围内, 而
不影响其它区域的安全 。 如防爆设备的外壳, 密闭墙, 密
闭火区, 放射性物质的密封装臵等 。
（ 3） 加装缓冲能量的装臵 ——在生产中, 设法使危险源
能量释放的速度减慢, 可大大降低事故的严重度, 而使能
量释放速度减慢的装臵称为缓冲能量装臵 。 在工业企业和
生活中使用的缓冲能量装臵较多 。 如汽车, 轮船上装备的
缓冲设备, 缓冲阻车器, 以及各种安全带, 安全阀等 。
§ 2.4 事故预防原理
155
（ 4）避免人身伤亡的措施 ——防止发生人身伤
害；一旦发生人身伤害时，采取相应的急救措施。
采用遥控操作、提高机械化程度、使用整体或局
部的人身个体防护都是避免人身伤害的措施。在
生产过程中及时注意观察各种灾害的预兆，以便
采取有效措施，防止事故发生。即使不能防止事
故发生，也可及时撤离人员，避免人员伤亡。做
好救护和工人自救准备工作，对降低事故的严重
度有着十分重要的意义。
§ 2.4 事故预防原理
156
八, 人机匹配法
? 为了防止事故的发生, 应当防止出现人的不安全行为和
物的不安全状态, 充分考虑人和机的特点, 使之在工作
中相互匹配, 对防止事故的发生十分有益 。
1,防止人的不安全行为
? 为了防止出现人的不安全行为, 要对人员的结构和素质
情况进行分析, 找出容易发生事故的人员层次和个人以
及最常见的人的不安全行为；在对人的身体, 生理, 心
理进行检查测验的基础上, 合理选配人员；从研究行为
科学出发, 加强对人的教育, 训练和管理, 提高生理,
心理素质, 增强安全意识, 提高安全操作技能, 从而最
大限度地减少, 消除不安全行为 。
§ 2.4 事故预防原理
157
? 可采取的具体措施包括,
(1)职业适应性检查；
(2)人员的合理选拔和调配；
(3)安全知识教育；
(4)安全态度教育；
(5)安全技能培训；
(6)制定作业标准和异常情况处理标准；
(7)作业前的培训；
(8)制定和贯彻实施安全生产规章制度；
(9)开好班前会；
(10)实行确认制；
(11)作业中的巡视检查, 监督指导；
(12)竞赛评比, 奖励惩罚；
(13)经常性的安全教育和活动 。
§ 2.4 事故预防原理
158
2,防止物的不安全状态
? 为了消除物的不安全状态, 将重点放在提高技术
装备 （ 机械设备, 仪器仪表, 建筑设施等 )的安
全化水平上 。 技术装备安全化水平的提高也有助
于改善安全管理和防止人的不安全行为 。 可以说,
技术装备的安全化水平在一定程度上, 决定了工
伤事故和职业病的发生概率 。
§ 2.4 事故预防原理
159
? 为了提高技术装备的安全化水平，必须大力推行本
质安全技术。具体地说，它包括两方面的内容,
? (1)失误安全功能。指操作者即使操纵失误也不会
发生事故和伤害。或者说设备、设施或工艺技术
具有自动防止人的不安生行为的功能。
? (2)故障安全功能。指设备、设施发生故障或损坏
时还能暂时维持正常工作或自动转变为安全状态。
? 上述安全功能应该潜藏于设备、设施或工艺技术内
部。即在它们的规划设计阶段就被 纳入，而不应
在事后再行补偿。
§ 2.4 事故预防原理
160
3,人机相互匹配
? 随着科学技术的进步, 人类的生产劳动越来越多
地为各种机器所代替 。 例如, 各类机械取代了人
的手脚, 检测仪器代替了人的感官, 计算机部分
地代替了人的大脑 。 用机器代替人, 既减轻了人
的劳动强度, 有利于安全健康, 又提高了工作效
率 。
§ 2.4 事故预防原理
161
（ 1） 人与机器功能特征的比较
? 人与机器各有自身的特点, 在人机环境系统中,
如何使人机分工合理, 从而达到整个系统的最佳
效率的发挥, 这是需要人们进一步研究的问题 。
人与机器的功能特征可归纳为九个方面进行比较 。
§ 2.4 事故预防原理
162
人与机器功能特征比较
比较内
容
人 的 特 征 机 器 的 特 征
创造性 具有创造能力，能够对各种问题具有全新
的、完全不同的见解，具有发现特殊原理
或关键措施的能力
完全没有创造性
信息处
理
人有智慧、思维、创造、辨别、归纳、演
绎、综合、分析、记忆、联想、决断、抽
象思维等能力
对信息有存储和迅速提取能力，能长
期储存，也能一次废除。有数据处理、
快速运算和部分逻辑思维能力
可靠性 就人脑而言，可靠性和自动结合能力远远
超过机器。但工作过程中，人的技术高低，
生理和心理状况等对可靠性都有影响
经可靠性设计后，可靠性高．且质量
保持不变。但本身的检查和维修能力
差，不能处理意外的紧急事态
控制能
力
可进行各种控制，且在自由度调节和联系
能力等方面优于机器。同时，其动力设备
和效应运动完全合一体
操纵力、速度、精密度操作等方面都
超过人的能力，必须外加动源
工作效
能
可依次完成多种功能作业，但不能进行高
阶运算，不能同时完成多种操作和在恶劣
环境条件下工作
能在恶劣环境条件下工作，可进行高
阶运算和同时完成多种操纵控制。单
调、重复的工作也不降低效率
感受能
力
人能识别物体的大小、形状、位置和颜色
等特征，并对不同音色和某些化学物质也
有一定的分辨能力
在受超声、辐射、微波、电磁波、磁
场等信号方面，超过人的感受能力
学习能
力
具有很强的学习能力，能阅读也能接收口
头指令，灵活性强
无学习能力
归纳性 能够从特定的情况推出一般的结论，具有
归纳思维能力
只能理解特定的事物
耐久性 容易产生疲劳，不能长时间的连续工作 耐久性高，能长期连续工作，并超过
人的能力
§ 2.4 事故预防原理
163
（ 2） 人和机器的功能分配
? 将人和机器特性有机结合起来, 可以组成高效,
安全的人机系统 。 例如, 将人在紧急情况下处理
意外事态和进行维护修理的能力与机器在正常情
况下持久工作能力结合起来, 可以较好地保证系
统的可靠性和安全性 。
? 在实际应用中, 并不是简单地把人和机器联系在
一起, 就算解决了人机功能分配问题 。 哪些功能
由人来完成, 哪些功能由机器来完成, 必须进行
具体的分析和研究 。
§ 2.4 事故预防原理
164
? 为了充分发挥人与机器各自的优点, 应根据人与机器功能
特征的不同, 进行人和机器的功能分配 。 其具体的分配原
则如下,
? 利用人的有利条件,① 能判断被干扰阻碍的信息； ② 在
图形变化的情况下, 能识别图形； ③ 对多种输入信息能
辨认； ④ 对于发生频率低的事态, 在判断时, 人的适应
性好； ⑤ 解决需要归纳推理的问题； ⑥ 对意外发生的事
态能预知, 探讨, 要求报告欣喜状况时, 用人较好 。
? 利用机器的有利条件,① 对决定的工作能反复计算, 能
储存大量的信息资料； ② 迅速地给予很大的物理力； ③
整理大量的数据； ④ 受环境限制, 由人来完成有危险或
易犯错误的作业； ⑤ 需要调整操作速度； ⑥ 对操纵器需
要精密的施加力； ⑦ 需要施加长时间的力时, 用机器好 。
§ 2.4 事故预防原理
165
? 概括地说, 在进行人, 机功能分配时, 应该考虑
人的准确度, 体力, 动作的速度及知觉能力四个
方面的基本界限, 以及机器的性能, 维持能力,
正常动作能力, 判断能力及成本四个方面的基本
界限 。
? 人员适合从事要求智力, 视力, 听力, 综合判断
力, 应变能力及反应能力较高的工作, 机器适于
承担功率大, 速度快, 重复性作业及持续作业的
任务 。
? 应该注意, 即使是高度自动化的机器, 也需要人
员来监视其运行情况 。
? 在异常情况下需要由人员来操作, 以保证安全 。
§ 2.4 事故预防原理
166
Thanks!
Question
交通安全工程
第二章 交通安全基本理论
2
本章内容
§ 2 交通安全基本理论 （ 6－ 8学时）
§ 2.1 安全科学基础
§ 2.2 可靠性理论
§ 2.3 事故致因理论
§ 2.4 事故预防原理
3
一、安全科学的发展历程
二、安全科学的定义
三、安全科学的研究对象
§ 2.1 安全科学基础
4
一、安全科学的发展历程
? 第一个阶段是工业革命前,生产力和仅有的自
然科学都处于自然和分散发展的状态，人类对
自身的安全问题还未能自觉地去认识和主动采
取专门的安全技术措施，从科学的高度来看，
还处于 无知（不自觉）的安全认识阶段 。
? 第二阶段是工业革命后,生产中已使用大型动
力机械和能源，导致生产力和危害因素的同步
增长，迫使人们对这些局部技术危害问题不得
不进行深入认识并采取专门的安全技术措施，
于是发展到 局部的安全认识阶段 。
§ 2.1 安全科学基础
5
? 第三阶段是由于形成了军事工业、航空工业、特别是原子能
和航天技术等复杂的大生产系统和机器系统,局部的安全认
识和单一的安全技术措施已无法解决这类生产制造和设备运
行系统中的安全问题，必须发展与生产力相适应的生产系统、
安全技术措施，于是进入 系统的安全认识阶段 。
? 第四个阶段 是当今的生产和科学技术发展，特别是 高科技的
发展,静态的系统安全技术措施和系统的安全认识即系统安
全工程理论，已不能很好地解决动态过程中随机发生的安全
问题，必须更深入地采取动态的安全系统工程技术措施和进
行安全系统认识。这就是当前正在进入 动态的安全认识阶段,
这个阶段不仅要创立安全科学，还要使安全科学与技术在人
类的大科学技术整体中确立自己独立的科学技术体系，在人
类整个生产、生活以及生存过程中显示出它的巨大作用。
§ 2.1 安全科学基础
6
二、安全科学的定义
? 德国学者库尔曼, 安全科学研究技术应用中的可能危险产生
的安全问题。它既不涉及军事或社会意义的安全或保安，也
不研究与疾病有关的安全。,
?, 安全科学的最终目的是将应用现代技术所产生的任何损害
后果控制在绝对的最低限度内，或者至少使其保持在可容许
的限度内。,
?, 为实现这个目标，安全科学的特定功能是获取及总结有关
知识，并将有关发现和获得的知识引入到安全工程中来。 这
些知识包括应用技术系统的安全状况和安全设计，以及预防
技术系统内固有危险的各种可能性。 简言之，安全科学是研
究安全问题的，是关于安全问题的学说。 揭示事故、事故的
原因与后果、以及它们的发生概率之间特有的相互关系是十
分必要的。 如果没有安全科学，就认识不到这些相互关系。,
§ 2.1 安全科学基础
7
?,安全科学必须认清自己的责任是 尽其所能回答公众
提出的技术安全问题，并且尽力满足预防技术灾害
（ Hazards of Technology）的社会要求。,
? 比利时格森教授 对安全科学做了这样的定义：,安全
科学研究人、技术和环境之间的关系，以建立这三者
的 平衡共生态 （ Equilibrated System）为目的。,
? 中国劳动保护科学技术学会副理事长刘潜 把安全科学
定义为：“安全科学是专门研究 人们在生产及其活动
中的身心安全（含健康、舒适、愉快乃至享受）,以
达到保护劳动者及其活动能力、保障其活动效率的跨
门类、综合性的横断科学。”
§ 2.1 安全科学基础
8
? 中国矿业大学何学秋教授 等 认为：, 安全科学是 研究
事物安全与危险矛盾运动规律的科学 。 研究事物安全
的本质规律，揭示事物安全相对应的客观因素及转化
条件 ； 研究预测、消除或控制事物安全与危险影响因
素和转化条件的理论与技术 ； 研究安全的思维方法和
知识体系。,
? 中国劳动保护科学技术学会副秘书长,,中国安全科学学
报, 主编徐德蜀 等认为：, 安全科学是认识和揭示人的身
心免受外界（不利）因素影响的安全状态及保障条件与其
转化规律的学问 。换言之，安全科学是研究人的身心存在
状态（含健康）的运动及变化规律，找出与其对应的客观
因素及其转化条件；研究消除或控制危害因素和转化条件
的理论和技术即解决的方法和途径；研究安全的本质及其
运动规律，建立起安全、舒适、高效的人机规范和形成人
们保障自身安全的思维方法和知识体系。, 即,安全科学
是专门研究安全的本质及其转化规律和保障条件的科学 。
§ 2.1 安全科学基础
9
? 还有的学者认为,研究生产中人 -机 -环境系统，
实现本质安全化及进行随机安全控制的技术和
管理方法的工程学称之为安全科学。
§ 2.1 安全科学基础
10
? 安全科学的本质特征内容 可归纳如下,
(1)安全科学要体现本质安全 。
? 依靠自身的安全设计，进行本质方面的改善，即使
发生故障或误操作，系统仍能保证安全。
? 安全科学必须适应人类技术发展的要求，提高人类
的安全活动效果。
?变局部分散为整体、综合。
?变事后归纳整理为事前演绎预测。
?变被动静态受制为主动动态控制。
(2)安全科学要体现理论性, 科学性 。
? 不是简单的经验总结或推测, 要具有科学的理性 。
? 不但要研究实现安全目标的技术方法和手段, 而且
要研究安全的理论和策略 。
§ 2.1 安全科学基础
11
(3)安全科学要体现交叉性 。各种学科的出现和发展都要
适应人类社会稳定繁荣的趋向，安全科学就是要把各
相关学科的理论和方法综合起来，形成系统的理论，
真正为人类追求的最终目标 ——安全而服务。这其中
不仅要包括工程科学和技术科学层次的知识，还要包
括基础科学理论以及认识论和方法论的知识。
(4)安全科学要体现研究对象的全面性 。当前，安全科学
研究的对象主要是人类的技术应用导致的灾害或事故。
随着科学技术的不断发展，人类生活的方方面面都包
含科学技术的内容，所以 安全科学的研究对象应包括
人类生存和发展过程中面临的一切负效应。
(5)安全科学的目的要体现人、经济、环境和技术功能的
最优化 。
§ 2.1 安全科学基础
12
三、安全科学的研究对象
? 安全科学是研究 事物安全与危险矛盾运动规律 的学
说。其目的是 揭示事物安全与危险的原因及后果，
以及它们之间特有的相互关系,并 运用基础学科、
工程学科等相关学科 对事物或系统综合功能的丧失
机理进行分析和研究 。
§ 2.1 安全科学基础
13
? 安全科学的研究对象可归纳为如下几个方面,
? 安全科学的哲学基础 。 它是对安全科学的最高理
论概括, 也是认识, 揭示安全本质的最科学, 最
根本的思维方式 。 确立安全科学的哲学观是研究
安全的基础, 只有确立了正确的安全观和方法论,
才能正确地分析安全问题, 解决安全问题, 揭示
安全科学的本质规律 。 为人类社会所面临的安全
问题提供科学的指导方法 。
? 安全科学的基本理论 。 人类面临的安全问题是各
种各样的, 各有其特殊性, 但在安全的本质问题
上却有共性的规律 。 因此要研究安全科学的基本
理论, 揭示事物共有的安全本质规律 。
§ 2.1 安全科学基础
14
? 安全工程与技术 。 研究安全的工程技术问
题, 包括安全系统工程, 安全控制工程,
安全管理工程, 安全信息工程, 安全人机
环境工程及各工程领域的安全工程问题等 。
? 安全科学的经济规律 。 安全经济基本理论,
损失理论, 评价理论, 管理与决策理论等 。
§ 2.1 安全科学基础
15
一、基本术语
二、可靠度函数和故障率
三、系统可靠度
四、人的可靠性
§ 2.2 可靠性理论
16
一、基本术语
1、可靠性、维修性和有效性
2、可靠度、维修度和有效度
3、用时间计量的可靠度、维修度和有效度
§ 2.2 可靠性理论
17
1、可靠性、维修性和有效性
（ 1）可靠性
可靠性的经典定义是：产品或系统（设备）在
规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。
一个设备或系统本身不出故障的概率称为, 结
构可靠性, 。
满足精度要求的概率称为, 性能可靠性, 。
狭义可靠性通常包括, 结构可靠性, 和, 性能
可靠性, 。
§ 2.2 可靠性理论
18
（ 2）维修性
对于可修复的产品，一旦出现故障是可能修复的，
修复的能力通常用维修性表示。 维修性 是指 在规
定条件下使用的产品在规定的时间内，按规定的
程序和方法进行维修时，保持或恢复到能完成规
定功能的能力 。
§ 2.2 可靠性理论
19
（ 3）有效性
? 产品的狭义可靠性和维修性能反映产品的有效工
作能力，这一能力称 有效性,它是指 可以维修的
产品在某时刻具有或维持规定功能的能力 。
? 耐久性 是指当按着规定的程序和方法进行维修时，
产品在规定的使用和维修条件下，达到某种技术
或经济指标极限时，完成规定功能的能力。
? 考虑产品的有效性和耐久性就可获得产品的 广义
可靠性 。
§ 2.2 可靠性理论
20
2.可靠度、维修度和有效度
（ 1）可靠度
可靠度 是衡量可靠性的尺度，它是指产品或系统
（设备）在规定条件下和规定时间内完成规定功
能的概率。
（ 2）维修度
维修度 是表示维修难易的客观指标。其定义是在规定条
件下和规定时间内，可修复产品或系统（设备）在发生
故障后能够完成维修的概率。其中,,规定的条件, 无
疑与维修人员的技术水平、熟练程度、维修方法、备件
以及补充部件的后勤体制等密切相关。
（ 3）有效度
有效度 就是在某种使用条件下和规定的时间内，产品或
系统（设备）保持正常使用状态的概率。
§ 2.2 可靠性理论
21
? 给定某使用时间 t，维修所容许的时间 τ （ τ 远小于
t），设某产品的可靠度、维修度和有效度分别为
R(t),M(t)和 A(t,τ),则它们之间的关系为,
? 为了满足某种有效度，最好一开始就做到高可靠度
或高维修度，当然也可以使可靠度较低，提高维修
度来满足所需的有效度，但这样就会经常发生故障，
从而提高了维修费用。反之，若采用高可靠度、低
维修度，则产品的初始费用过高。所以，设计师必
须在产品的价值和产品的可靠度二者之间进行均衡。
(,) ( ) ( 1 ( ) ) ( )A t R t R t M??? ? ?
§ 2.2 可靠性理论
22
3.用时间计量的可靠度、维修度和有效度
? 故障前平均工作时间 （ MTTF）
? 不可修复的产品，由开始工作直到发生故障前连
续的正常工作时间。
? 显然这时间可以认为是 0～ ∞ 内的一个任意可能
值。因而对某一产品或零件的故障前的平均时间，
应理解为它们连续正常工作时间的数学期望。于
是有
式中 f(t)为寿命的概率密度函数。在可靠性理论
中，它也是故障概率密度函数。
0
( ) ( )M T T F E t t f t d t??? ?
§ 2.2 可靠性理论
23
? 平均故障间隔时间 （ MTBF）
? 产品发生了故障后经修理或更换零件仍能正
常工作，其在两次相邻故障间的平均工作时
间。
? 式中 n——各单元发生故障的总次数；
ti ——第 i-1到第 i次故障间隔时间。
1
1 n
i
i
M TB F tn
?
? ?
§ 2.2 可靠性理论
24
? 平均故障修复时间 （ MTTR）
? 产品出现故障后到恢复正常工作时所需要的
时间 。
? 式中 n——各单元发生故障的总次数；
? τ i—— 第 i次故障修复时间。
1
1 n
i
i
M TT R
n
?
?
? ?
§ 2.2 可靠性理论
25
二、可靠度函数和故障率
1、可靠度函数
2、故障率曲线
3、系统的单元故障概率
§ 2.2 可靠性理论
26
1、可靠度函数
? 在一定的使用条件下，可靠度是时间的函数。设
可靠度为,不可靠度为,则有
()Rt ()Ft
( ) ( ) 1R t F t??
( ) ( )() d F t d R tft
d t d t
? ? ?
§ 2.2 可靠性理论
27
? 式中,—— 故障（或失效） 概率密度函数,表
示在时刻 t后的一个单位时间内，产品故障数与产品
总数之比。
()ft
0
( ) ( )
t
F t f t d t? ?
( ) ( )
t
R t f t d t?? ?
§ 2.2 可靠性理论
28
? 对于 故障（或失效）率 的定义，亦即工作到某时刻尚
未故障（或失效）的产品，在该时刻后单位时间内发
生故障（或失效）的概率，它反映时刻的失效速率，
也称为瞬时失效率。
§ 2.2 可靠性理论
29
2、故障率曲线
? 在实际使用过程中的产品或机械零件，如不进行预防
性维修或对于不可修复的产品，其故障率随时间而变
化。
§ 2.2 可靠性理论
30
31
（ 1） 早期故障期
? 早期故障期的故障率, 由极高值很快地降下来 。 这个
高的故障率主要是由于零件加工和部件装配等方面不
当引起的 。
（ 2） 偶然故障期
? 偶然故障期的故障率降到很低而进入稳定的状态, 其
故障率可是视为常量 。 这个时期是零件的正常使用期 。
在这个时期中发生的故障都是因为偶然原因引起的 。
（ 3） 耗损故障期
? 耗损故障期是产品经历上述两个时期的使用后, 由于
材料的疲劳, 蠕变和磨损等原因, 使零件发生裂纹,
尺寸的永久改变 。 间隙增大, 冲击加剧, 噪音增大等
后果, 而使故障率急剧地增大 。
§ 2.2 可靠性理论
32
? 机电产品在整个运转过程中，都会经历这三个不同的
故障率阶段。加强预防维修，尽可能避免偶然因素的
影响，就可延长使用期。
§ 2.2 可靠性理论
33
3、系统的单元故障概率
（ 1） 可修复系统的单元故障概率
? 取决于单元故障率 （ 指单位时间内故障发生的频
率 ） 和单元修复率 （ 指单位时间内元件修复的频
率 ） 。
（ 2） 不可修复系统的单元故障概率
? 取决于单元故障率的时间分布函数。
§ 2.2 可靠性理论
34
三、系统可靠度
? 产品, 设备是由许多零 （ 元 ） 件, 组件及部件等
组合而成的, 它们通过相互作用而实现联系, 以
完成一定的功能 。 由此可见, 产品的系统可靠度
是建立在系统中各个零 （ 元 ） 部件之间的作用关
系和这些零 （ 元 ） 部件本身可靠度的基础上的 。
? 产品的系统可分为 贮备系统、非贮备系统 和 复杂
系统 。其中，贮备系统又可分为 工作贮备 （也称
热贮备，在贮备期间部件又可能失效，而且可以
立即更换掉故障部件，并取而代之）与 非工作贮
备 （也称冷贮备，在贮备期间部件不会发生失效
或失效率很小）。
§ 2.2 可靠性理论
35
非贮备系统 串联系统
非工作贮备
并联系统
混联系统
表决系统
工作贮备 贮备系统
复杂系统
§ 2.2 可靠性理论
36
1、串联系统
? 组成系统的所有单元中，任一单元故障就会导致整个系
统发生故障；或者说只有当系统中所有单元都正常工作
时，系统才能正常工作的系统称为串联系统。
R1 R2 R3 Rn 由 n 个相互独立的单元组成的串联系统，假定
第 i 个单元的可靠度为 ()iRt,那么系统的可靠度
为
1
( ) ( )
n
si
i
R t R t
?
? ?
§ 2.2 可靠性理论
37
? 从设计角度考虑，要提高串联系统的可靠度，就
应,
①提高单元可靠度；
②尽可能减少串联单元数目；
③等效地缩短任务时间。
§ 2.2 可靠性理论
38
2、并联系统
? 并联系统属于工作贮备系统。由个单元组成的并联
系统具有如下特征：系统中只要有一个单元正常工
作，系统就能正常工作；只有系统中所有单元都失
效，系统才失效。
R1
R2
R3
Rn
§ 2.2 可靠性理论
39
由 n 个相互独立的单元组成的并联系统，假
定第 i 个单元的可靠度为 ()iRt,不可靠度为
( ) 1 ( )
ii
F t R t??
，根据定义，若系统中所有单元
均失效，系统才失效，所以有
1
( ) ( )
n
si
i
F t F t
?
? ?
根据可靠度与不可靠度的关系，有
11
( ) 1 ( ) 1 [ 1 ( )]
nn
s i i
ii
R t F t R t
??
? ? ? ? ???
§ 2.2 可靠性理论
40
3、混合系统
? 实际系统多为串并联的组合，称为混合系统。在
这种情况下，可以先把每一组成单元（串联与并
联）的可靠度求出，转换成单纯的串联或并联系
统，然后求出系统的可靠度。
R1
R2
R3
R4
R1
R2
R3
Rn
R5
§ 2.2 可靠性理论
41
4、表决系统
? 表决系统的特征是：系统中的 n个单元中，至少
要有 k（ ）个单元正常工作，系统才能正
常工作，也称为 系统
1 kn??
/kn
R1
R2
Rn
/kn
§ 2.2 可靠性理论
42
5、非工作贮备系统（冷贮备）
? 考虑 n=2时的贮备系统，一台部件工作，另一台部件
备用。假定备用期间不失效并且开关是理想的，根据
复合事件概率的计算方法，可得系统的可靠度,
§ 2.2 可靠性理论
43
6、复杂系统
? 有些系统中，各单元之间并不能简单归纳为上述
哪一类系统模型，它是一种网络结构的可靠性问
题，这类系统即复杂系统。
? 计算复杂系统的可靠度可用布尔真值表法、结构
函数法、最小路集法、概率分解法、联络矩阵法
等。
A
B
C
D
E
§ 2.2 可靠性理论
44
四、人的可靠性
? 人在各种工程系统的可靠性中起着重要的作用,
因为各种系统都是由人这个环节使之相互联系的 。
为了使可靠性分析有意义, 必须考虑人的可靠性
因素 。
? 人的可靠性定义为：人在系统工作的任何阶段,
在规定的最小时间限度内 （ 假定时间要求是给定
的 ） 成功地完成一项工作或任务的概率 。
? 在系统设计阶段, 遵循人的因素的原则能有效地
提高人的可靠性 。 另一方面, 诸如仔细地挑选和
培训有关人员等也有助于提高人的可靠性 。
§ 2.2 可靠性理论
45
1、应力
? 应力是影响人的行为及其可靠性的一个重要因素。显
然，一个承受过重应力的人会有较高的可能性造成失
误。根据研究表明，人的工作效率与应力（或忧虑）
之间有如图所示的关系。
§ 2.2 可靠性理论
46
§ 2.2 可靠性理论
47
? 应力不完全是一种消极因素。实际上，适度的应力有
利于把人的功效提高到最佳状态。如果应力过轻，任
务简单且单调，反而使人会觉得工作没有意义而变得
迟钝，因而人的功效不会达到高峰状态；相反，若应
力过重，超过中等应力情况下，将引起人的功效下降。
引起下降的原因是多方面的，如疲劳、忧虑、恐惧或
其它心理上的应力。
§ 2.2 可靠性理论
48
（ 1）职业应力
? 职业应力可分为以下四种类型,
? 类型 I：与工作负荷有关 。 在超负荷工作的情况下, 任务要求超过
了个人满足要求的能力；同样, 在低负荷工作的况下, 一个人完
成的工作调动不起积极性 。 低负荷工作的例子有,① 不需要动脑
筋； ② 没有发挥个人专长和技能的机会； ③ 重复性工作 。
? 类型 Ⅱ,与职业变动有关 。 职业改变破坏了个人行为上的, 心理
上的和认识上的功能模式 。 这种应力类型出现在与生产率和增长
有关的机构中 。 职业变动的形式如调整编制, 职务提升, 科研开
发和重新安臵等 。
? 类型 Ⅲ,与职业上受到挫折有关 。 当工作不能满足预先的目标时,
会导致这种情况 。 如缺乏联系, 分工不明确, 官僚主义, 缺乏职
业开发准则等 。
? 类型 Ⅳ,其它可能的职业性环境因素, 如振动, 噪声, 高温, 光
线太暗或太亮, 不好的人际关系等 。
§ 2.2 可靠性理论
49
（ 2）操作人员的应力特征
? 人都有一定的局限性，当执行某一具体任务时，若超过
这些限度，差错的发生概率就会上升。为了使人的差错
减到最小，设计工程师和可靠性工程师应密切配合，在
设计阶段应考虑到操作人员的能力限度和特征。操作人
员可能受到的应力特征是：①反馈给操作人员的信息不
充分，不能确定其工作正确与否；②要求操作人员迅速
地对两个或两个以上的显示值做出比较；③操作人员要
在很短时间内做出决策；④要求操作人员延长监视时间；
⑤为了完成一项任务，所要做的步骤很多；⑥有一个以
上的显示值难以辨认；⑦要求同时高速完成一个以上的
控制；⑧要求操作人员高速完成操作步骤；⑨要求根据
不同来源收集到的数据做出决策。
§ 2.2 可靠性理论
50
（ 3） 个人的应力因素
? 个人应力因素是指一般工作人员可能因某种原因造成
了心理压力而引起的应力 。 这些因素中有些是在一个
人的一生中遇到的实际问题 。 将其中一些列举如下：
① 必须与性格难以捉摸的人在一起工作； ② 不喜欢做
现在的工作或事情； ③ 与配偶或子女有矛盾； ④ 严重
的经济困难造成的心理上的压力； ⑤ 在工作中有可能
成为编外人员； ⑥ 在工作中得到晋升的机会很少； ⑦
缺乏完成现在工作的能力； ⑧ 健康欠佳； ⑨ 时间上要
求很紧的工作； ⑩ 为了按期完成工作, 不得不加班干；
⑾ 工作上上级提出过多的要求； ⑿ 做一项凭自己的能
力和经验不屑去做的工作等 。
§ 2.2 可靠性理论
51
2、人的差错（失误）
? 人的差错是指人在执行规定任务时发生失误（或
做了禁止的动作），可能导致预定操作中断或引
起人员伤亡和财产损坏。人的差错对系统产生的
影响随不同的系统而不同，造成的后果也是不一
样的。
? 人的差错的发生有各种不同原因，大多数人的差
错发生的原因是基于这样一个事实，即人可以用
各种不同方式去做各种不同的事情。
§ 2.2 可靠性理论
52
? 人的差错的原因主要包括：在工作的环境中光线
不合适；操作人员由于培训上的不足而没有达到
一定的技能，因而造成失误；仪器设备的设计太
差，质量不好；工作环境中温度太高；高噪声的
环境；工作图纸不合理；工作人员的空间太挤；
目标不明确；使用工具错误；操作规程写的质量
太罨蛘有错误；管理太差；任务太复杂；信息和
语言交流上太差，等等。
§ 2.2 可靠性理论
53
（ 1） 人的差错分类
? 人的差错一般可按以下几种形式分类 。
? 按信息处理过程分类,
?未正确提供, 传递信息 。
?识别, 确认错误 。
?记忆, 判断错误 。
?操作, 动作错误 。
? 按执行任务性质分类
?设计错误 ?操作错误
?装配错误 ?检验错误
?安装错误 ?维修错误
§ 2.2 可靠性理论
54
? 哈默的人为差错分类
?疏忽性：对困难作出不正确的决策；
?执行性：不能实现所需的功能；
?多余性：完成一项不该完成的操作；
?次序性：执行操作时，发生次序差错；
?时间性：时间掌握不严，对意外事件反应
迟钝，不能意识到的风险情况。
§ 2.2 可靠性理论
55
（ 2）人的故障模式
? 人的差错的发生有各种不同的原因，诸如信息提
供、识别、判断、操作等一个或多个人的活动都
可涉及人的差错。这些差错归纳起来为人的故障
模式。
人的故障模式
未履行
职责 错误地
履行职责
执行职
责不全面
执行职能
时间不对
按错误程
序执行职
能
执行未
赋予的份
外职能
§ 2.2 可靠性理论
56
(3) 人的差错概
率估计
? 人的差错概
率是对人的
行为的基本
量度。
典型人的差错概率
序号 操作说明 人的差错概率
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
图表记录仪读数
模拟仪表读数
读图表
不正确地理解指示灯上的指示
在高度紧张情况下将控制器拧错了方向
把控制器转错了方向 （没有违反群体习惯）
拧上插接件
阀门关闭不正
在一组仅靠标签识别的相同控制器中选错了标签
阅读技术说明书
确定多位置电气开关的位置
安装垫圈
安装鱼形夹
固定螺母、螺钉和销子
准备书面规程中疏忽了一项或书写错了一项
分析真空管失真
分析锈蚀和腐蚀
分析凹陷、裂纹和划伤
分析缓变电压和电平
0.006
0.003
0.01
0.001
0.5
0.0005
0.01
0.002
0.003
0.008
0.004
0.004
0.004
0.003
0.003
0.004
0.004
0.003
0.04
§ 2.2 可靠性理论
57
? 人的差错概率受多种因素的影响，如操作的紧迫程度、单
调性、不安全感、设备状况、人的生理状况、心理素质、
教育、训练程度以及社会影响和环境因素等。因此，具体
进行人的可靠性分析非常复杂，一般要根据操作的内容、
环境等因素进行修正，在决定这些修正系数时带有很大的
经验性和主观性。
? 人们在处理或执行任何一次任务时，例如操作人员在操纵
使用和处理设备、装臵和物料时，都有一个对任务（情况）
的识别（输入）、判断和行动（输出）三个过程，在这三
个过程中都有发生差错的可能性。就某一行动而言，作业
者的基本可靠度为
1 2 3R R R R?
1R ——与输入有关的可靠度；
2R ——与判断有关的可靠度；
3R ——与输出有关的可靠度。
§ 2.2 可靠性理论
58
1
R,
2
R,
3
R 的参考值
类别 影响因素
1
R
2
R
3
R
简单 变量不超过几个，人
机工程学上考虑全面
0.9995 ～ 0,9 9 9 9 0.9990 0.9995 ～ 0,9 9 9 9
一般 变量不超过 10 个 0.9990 ～ 0,9 9 9 5 0.9950 0.9990 ～ 0,9 9 9 5
复杂 变量超过 10 个，人
机工程学上考虑不全
面
0.9900 ～ 0,9 9 9 0 0.9900 0.9900 ～ 0,9 9 9 0
§ 2.2 可靠性理论
59
? 由于受作业条件、作业者自身因素及作业环境的
影响，作业者的基本可靠度还会降低。例如，有
研究表明，人的舒适温度一般是 19～ 22℃,当人
在作业时，环境温度若超过 27℃,人的失误概率
就会上升约 40％。因此，还需要用修正系数 k加
以修正，从而得到作业者单个动作的失误概率为,
(1 )q k R??
§ 2.2 可靠性理论
60
修正系数影响因素及取值范围
符号 项目 内容 取值范围
作业时间系
数
作业时间 有充足的富裕时间
没有充足的富裕时间
完全没有富裕时间
1.0
1.0 ～ 3,0
3.0 ～ 10
操作频率系
数
操作频率 频率适当
连续操作
很少操作
1.0
1.0 ～ 3,0
3.0 ～ 10
危险状况系
数
危险情况 即使误操作也安全
误操作时危险性大
误操作时有产生重大灾害的危险
1.0
1.0 ～ 3,0
3.0 ～ 10
生理、心理
条件系数
生理、心理
条件
综合条件 （教育、训练、健康状况、
疲劳、愿望等）较好
综合条件不好
综合条件很差
1.0
1.0 ～ 3,0
3.0 ～ 10
环境条件系
数
环境条件 综合条件较好
综合条件不好
综合条件很差
1.0
1.0 ～ 3,0
3.0 ～ 10
§ 2.2 可靠性理论
61
3,人的可靠性分析方法
? 影响人失误的因素很复杂, 很多专家, 学者对此
做过专门研究, 提出了不少关于人的失误概率估
算方法, 但都不很完善 。 现在能被大多数人接受
的是 1961年斯温 （ Swain） 和罗克 （ Rock） 提出
的, 人的差错率预测方法, (缩写为 THERP),用
来分析操作人员在系统运行过程中, 采取必要的
操作与措施时发生失误的概率 。
§ 2.2 可靠性理论
62
? THERP方法的分析步骤如下,
? 第一步根据人的差错定义系统故障或分系统故障
? 第二步辨识和分析有关人的操作
? 第三步确定单人单项操作或多项操作的差错率
? 第四步评估人的差错对所考虑系统的影响
? 第五步提出必要的建议
? 上述五个步骤是一个累积的过程，而且一直重复到
由人的差错引起的系统性能下降达到某个可容许的
水平为止。要注意的是，上述步骤未必总是按同样
次序进行重复。
§ 2.2 可靠性理论
63
4,人的差错预防办法
? 主要有人－机系统分析法, 差错原因排除程序, 质
量控制小组法以及防止操作人员发生差错的预防措
施
（ 1） 人－机系统分析法
? 二十世纪 50年代初, 米勒 （ Robert B,Miller） 研
究并提出了人－机系统分析法 。 该方法能使系统中
人的差错的不良效果降低到某种可容许的程度 。
§ 2.2 可靠性理论
64
? 人－机系统分析法包括如下十个步骤,
? 第一步，概括系统的功能和目标
? 第二步，概括情况特征
? 第三步，概括有关系统的人力特征
? 第四步，概括由系统人力实现的任务和工作
? 第五步，根据表面潜在可能差错条件和其它有关的困难完成任
务和工作的分析
? 第六步，得出每种潜在差错出现的估计
? 第七步，得出对某种潜在差错未被发现的未经校正的可能性分
析
? 第八步，得出对每种未被发现潜在差错的后果估计
? 第九步，对系统提出修改意见
? 第十步，重复大部分上述步骤再评价每个系统的修改
§ 2.2 可靠性理论
65
（ 2） 差错原因排除程序法
? 这种方法主要是强调预防性措施, 要求工人直接
参加, 在生产操作进行时把人的差错减少到可容
许的程度 。 这种方法可称为减少人的差错的工人
参与程序法 。
? 差错原因排除程序法由若干工人小组组成, 小组
的规模不应该超过 8～ 12人 。 在定期召开的差错
原因排除会上, 由工人提出差错情况报告和可能
的差错情况报告, 然后对这些报告进行评审和讨
论, 最后提出补救或预防措施的建议 。
§ 2.2 可靠性理论
66
? 差错原因排除程序法的重要准则如下,
? ① 收集的数据应包括可能出现差错的情况,
易发生事故的情况和差错；
? ② 程序应限于辨识为了减少可能的差错需要
重新设计的工作条件；
? ③ 差错原因排除小组对于诸如减少差错的数
量, 提高工作满意程度和费用有效性等因素
所提出的工作情况的每项重新设计都应该由
专家组进行评定 。
§ 2.2 可靠性理论
67
? 差错原因排除程序包括下列基本内容,
? ① 由管理人员来实施最合适的设计方法；
? ② 由管理人员对工人在差错原因排除程序中所起的作用作恰如
其分的认可；
? ③ 对差错原因排除程序所涉的每个人进行教育, 使其了解该程
序的用处；
? ④ 人因专家和其它专家从费用与价值角度对提出的设计方法作
出评估, 此外, 他们还要从这些方法中选出最合适的方法或者
提出其它解决办法；
? ⑤ 对差错原因排除组的协调员和工人进行数据收集和分析技术
方面的培训；
? ⑥ 人因专家和其它专家利用差错原因排除程序的连续输入对生
产过程改变的影响进行评估；
? ⑦ 工人对差错和可能出现的差错情况提出报告并确定产生差错
的原因 。 此外, 为排除或适当地减少产生这些差错的原因, 工
人捉出解决办法的方案 。
§ 2.2 可靠性理论
68
（ 3） 质量控制小组法
? 质量控制小组法和差错原因排除程序法有许多共同点 。 它
们的某些内容是相同的 。 这些相同的内容为,
? ① 参加者享有民主权利；
? ② 目的在于解决问题；
? ③ 各管理等级之间有交叉 。
? ④ 质量控制小组法和差错原因排除程序法的不同点在于,
? ⑤ 利用因果图, 巴雷特等分析法来研究问题；
? ⑥ 强调协同工作和成员与集体的一致性；
? ⑦ 强调进行质量控制统计方法培训 。
§ 2.2 可靠性理论
69
? 一个组在自愿的基础上由 8～ 10人组成 。 这些人
员是进行相互有关的或相同工作的生产工程师,
管理人员和工人 。
? 对所有这些人都要进行质量控制统计方法的培训 。
培训所包括的范围如下：因果图, 质量控制图,
巴雷特图, 直方图, 二项分布 。
§ 2.2 可靠性理论
70
（ 4） 防止操作人员发生差错的预防措施
? 引起操作人员差错的原因有许多 。 一些常见的人的差
错原因及其预防措施有,
① 注意力不集中 。 注意力不集中和疲劳是引起操作员
差错的两个主要原因 。 应考虑的防止注意力不集中的
措施为：在重要场所安装能引起注意的装臵, 提供舒
适的工作场所以及在程序步骤之间避免过长的间隔 。
②疲劳。防止疲劳的措施为：消除不合理的工作位臵
和不合理的操作方式，避免精力集中的时间过长，排
除环境产生的应力和产生疲倦的精神因素等。
§ 2.2 可靠性理论
71
③ 注意不到重要的指示 。 光凭指针显示危险情况, 易
造成人的差错 。 若采用发声和发光手段来引起操作人
员对问题的注意, 则可避免出现忽视重要显示的情况 。
亦即, 防止注意不到重要的指示的措施是使用视觉和
听觉方法把操作员的注意力引到出现的问题上 。
④ 操作员对控制器件的调整不精确 。 采用带定位销的
控制器件或不需进行精密调整的控制器件, 可以避免
操作员因对控制器件调整不精确而引起的问题 。 对要
求精确调节的控制装臵, 首先要求机构灵活且用力较
小；同时利用, 卡嗒卡嗒, 发声来控制装臵, 则能避
免由操作人员引起的控制不精确问题 。
§ 2.2 可靠性理论
72
⑤ 接通控制器件的顺序不对 。 为避免不按顺序要求接
通控制装臵, 可在关键部位设臵连锁装臵, 并保证功
能控制装臵按其要求以一定的顺序排列 。 另外要避免
采用外形相似或控制记号难以理解的控制装臵 。
⑥ 读错仪表读数 。 对读错仪表读数的预防措施是要解
决清晰度问题 。 读数者要挪动身体, 仪器不要放在不
合适的位臵上, 这两点也很重要 。 一般从仪表上读数
能造成错误, 可采取的措施有：消除视觉误差问题,
当仪表位臵分散时, 读表人可移动身体, 合理安排仪
表位臵, 采用数字排列方式以达到符合人视觉的要求 。
§ 2.2 可靠性理论
73
⑦ 用错控制器件 。 避免用错控制器件的办法有：使用时
不要用力过大, 关键的控制器件不要互相离得很近或相
似, 控制器件不要使用难以看懂的标记 。
⑧ 振动和噪声的刺激 。 在不规则的振动和高噪声的环境
下, 操作易发生差错, 可采用隔振器和吸声装臵来克服,
最好是从振源和声源上采取措施 。
⑨ 设备有缺陷, 该工作时不能工作 。 克服的办法是采取
各种措施保证仪器工作正常并提供一些测试和校准的程
序 。
⑩ 没有遵照规程操作 。 不遵守规定的程序是操作人员产
生差错的一个重要原因 。 其措施是避免太长, 太慢或太
快的操作程序和设臵符合人的群体习惯的操作方式等 。
§ 2.2 可靠性理论
74
⑾ 因噪声没有听清命令 。 噪声会影响操作人员交谈,
造成对指令不能正确理解 。 排除方法是将操作员和噪
声隔离或者从根本上治理噪声 。
⑿ 生理和心理上的应力 。 消除和减轻生理和心理上的
应力是减少人的差错的重要方面, 除了加强教育与培
训之外, 改善环境条件及创造和谐的氛围都是有力的
措施 。 例如, 工作场所的布臵, 除保证操作人员能迅
速地在设备之间活动, 并及时与其他操作人员保持联
络外, 应设法避免其他人员对操作人员个人空间的侵
犯, 保证合理的空间间隔与个人, 领土, 。 这不仅涉
及人体尺寸和感觉系统, 还涉及人的个性, 性别, 年
龄, 文化, 感情状态和人际关系等社会因素 。
§ 2.2 可靠性理论
75
一, 事故致因理论的发展过程
二, 事故频发倾向论
三, 事故因果连锁论
四, 能量意外释放论
五, 心理动力理论
六, 系统理论
七, 撒利模型
八, 变化的观点
§ 2.3 事故致因理论
76
一、事故致因理论的发展过程
? 事故是一种可能给人类带来不幸后果的意外事件 。 人类
主要, 从事故学习事故,, 为了防止事故, 必须弄清
事故为什么会发生, 造成事故发生的原因因素事故为什
么会发生, 事故是怎样发生的, 以及如何防止事故发生
的理论, 研究如何通过消除, 控制事故致因因素来防止
事故发生, 所以被称作事故致因理论 。
? 事故致因理论是 —定生产力发展水平的产物 。 在生产力
发展的不同阶段, 生产过程中出现的安全问题有所不同,
特别是随着生产方式的变化, 人在生产过程中所处地位
的变化, 引起人们安全观念的变化, 产生了反映安全观
念变化的不同的事故致因理论 。
§ 2.3 事故致因理论
77
? 1919 年英国的格林伍德 （ M.Greenwood ） 和伍兹
（ H.H.Woods） 经统计分析发现, 工人中的某些人较其
他人更容易发生事故 。 进而, 在 1939年, 法默 (Farmer)
等人据此提出了事故频发倾向的概念 。
? 1936年, 美国人海因里希 (W,H,Heinrich)提出了事故
因果连锁理论 。 该理论也和事故频发倾向理论一样, 仅
仅关注人的因素, 把大多数的工业事故责任都归因于工
人的不注意等方面, 表现出时代的局限性 。
? 1949年, 葛登 (Gorden)利用流行病传染机理来论述事故
的发生机理, 提出了, 流行病学方法, 。 对于事故, 一
要考虑人的因素, 二要考虑环境的因素, 三要考虑引起
事故的媒介 。
§ 2.3 事故致因理论
78
? 1961年由吉布森 (Gibson)提出，并由哈登 (Hadden)完
善的能量转移论，是事故致因理论发展过程中的重要一
步。
? 1969年由瑟利 (J,Surry)提出的瑟利模型, 以人对信
息的处理过程为基础描述了事故发生的因果关系 。 1970
年海尔 (Hale)的, 海尔模型,, 1972年威格里沃思
(Wigglesworth)的, 人失误的一般模型,, 1974年劳
伦斯 (Lawrence)提出的, 金矿山人失误模型,, 以及
1978年安德森 (Anderson)等人对瑟利模型的扩展和修
正等, 都从不同角度探讨了人失误与事故的关系问题 。
§ 2.3 事故致因理论
79
? 1972年, 本纳 (Benner)提出了扰动起源事故理论, 即 P
理论, 指出在处于动态平衡的系统中, 是由于, 扰动,
的产生导致了事故的发生 。 约翰逊 (W,G,Johnson)
于 1975年提出了, 变化一失误, 模型, 塔兰茨 (W,巳
Talaneh) 在 1980年介绍了, 变化论, 模型, 佐藤吉信
在 1981年提出了, 作用一变化与作用连锁, 模型, 都
从动态和变化的观点阐述了事故的致因 。
? 值得指出的是, 到目前为止, 事故致因理论的发展还
很不完善, 还没有给出对于事故致因进行预测, 预防
的普遍而有效的方法 。
§ 2.3 事故致因理论
80
二, 事故频发倾向论
1,事故频发倾向
? 事故频发倾向是指个别人容易发生事故的, 稳定的,
个人的内在倾向 。 对于发生事故次数较多, 可能是事
故频发倾向者的人, 可以通过一系列的心理学测试来
判别 。 一般来说, 具有事故频发倾向的人在进行生产
操作时往往精神动摇, 注意力不能经常集中在操作上,
因而不能适应迅速变化的外界条件 。
§ 2.3 事故致因理论
81
? 事故频发倾向者往往有如下的性格特征,
? 感情冲动, 容易兴奋；
? 脾气暴躁；
? 厌倦工作, 没有耐心；
? 慌慌张张, 不沉着；
? 动作生硬而工作效率低；
? 喜怒无常, 感情多变；
? 理解能力低, 判断和思考能力差；
? 极度喜悦和悲伤；
? 缺乏自制力；
? 处理问题轻率, 冒失；
? 运动神经迟钝, 动作不灵活 。
§ 2.3 事故致因理论
82
2,事故遭遇倾向
? 事故遭遇顺向是指某些人员在某些生产作业条件下容
易发生事故的倾向 。 当从事规则的, 重复性作业时,
事故频发倾向较为明显 。
? 有学者建议用事故遭遇倾向取代事故频发倾向的概念,
认为事故的发生不仅与个人因素有关, 而且与生产条
件有关 。 影响事故发生频度的主要因素有搬运距离短,
噪声严重, 临时工多, 工人自觉性差等；与事故后果
严重度有关的主要因素是工人的, 男子汉, 作风, 其
次是缺乏自觉性, 缺乏指导, 老年职工多, 不连续出
勤等, 证明事故发生情况与生产作业条件有着密切关
系 。 对于一些危险性高的职业, 工人要有一个适应期
间, 在此期间内新工人容易发生事故 。
§ 2.3 事故致因理论
83
3,关于事故频发倾向理论
? 自事故频发倾向提出, 迄今有无数的研究者对事故频
发倾向理论的科学性问题进行了专门的研究探讨, 关
于事故频发倾向者存在与否的问题一直有争议 。 实际
上, 事故遭遇倾向就是事故频发倾向理论的修正 。
§ 2.3 事故致因理论
84
三, 事故因果连锁论
? 事故的原因包括三个层次：直接原因, 间接原因, 基
本原因 。 由于对事故的各层次的原因的认识不同, 形
成了不同的事故致因理论 。 人们经常用事故因果连锁
的形式来表达某种事故致因理论 。
§ 2.3 事故致因理论
85
1,海因里希事故因果连锁论
? 海因里希首先提出了事故因果连锁论, 用以阐明导致
事故的各种原因因素之间及与事故, 伤害之间的关系 。
该理论认为, 伤害事故的发生不是一个孤立的事件,
尽管伤害可能发生在某个瞬间, 却是一系列互为因果
的原因事件相继发生的结果 。
§ 2.3 事故致因理论
86
? 海因里希把工业伤害事故的发生, 发展过程描
述为具有一定因果关系的事件的连锁, 即,
? 人员伤亡的发生是事故的结果；
? 事故的发生是由于人的不安全行为或物的不
安全状态；
? 人的不安全行为或物的不安全状态是由于人
的缺点造成的；
? 人的缺点是由于不良环境诱发的, 或者是由
先天的遗传因素造成的 。
§ 2.3 事故致因理论
87
? 海因里希最初提出的事故因果连锁过程包括五个
因素,
? 遗传及社会环境
? 人的缺点
? 人的不安全行为或物的不安全状态
? 事故
? 伤害
§ 2.3 事故致因理论
88
? 事故因果连锁关系的多米诺骨牌效应
§ 2.3 事故致因理论
89
2,轨迹交叉论
? 继海因里希提出几乎所有的工业伤害事故都是由于
人的不安全行为造成的之后 。 斯奇巴 (Skiba)指出,
生产操作人员与机械设备两种因素都对事故的发生
有影响, 只有当两种因素同时出现时, 才能发生事
故 。 反映这种认识的理论叫轨迹交叉论 。 该理论认
为, 在事故发展进程中, 人的因素的运动轨迹与物
的因素的运动轨迹的交点, 就是事故发生的时间和
空间 。 即, 人的不安全行为和物的不安全状态发生
于同一时间, 同一空间, 或者说人的不安全行为与
物的不安全状态相遇, 则将在此时间, 空间发生事
故 。
§ 2.3 事故致因理论
90
社会因
素
安全缺陷
不安全状态
不安全行为
起因物 致害物
肇事人
事故现场
（ 物的原因 ）
（ 人的原因 ）
接触
伤害
基础原因 间接原因 直接原因 事故经过
§ 2.3 事故致因理论
91
? 许多情况下人的因素与物的因素又互为因果 。 例如, 有时物
的不安全状态诱发了人的不安全行为, 而人的不安全行为又
促进了物的不安全状态的发展, 或导致新的不安全状态出现 。
因而, 实际的事故并非简单地按照上述的人, 物两条轨迹进
行, 而是呈现非常复杂的因果关系 。
? 轨迹交叉论作为一种事故致因理论, 强调人的因素, 物的因
素在事故致因中占有同样重要的地位 。 按照该理论, 可以通
过避免人与物两种因素运动轨迹交叉, 即避免人的不安全行
为和物的不安全状态同时, 同地出现, 来预防事故的发生 。
? 为了有效地防止事故发生, 必须同时采取措施消除人的不安
全行为和物的不安全状态 。
§ 2.3 事故致因理论
92
3,管理失误论
? 在海因里希的事故因果连锁中, 把遗传和社会环
境看作事故的根本原因, 表现出了它的时代局限
性 。 尽管遗传因素和人员成长的社会环境对人员
的行为有一定的影响, 却不是影响人员行为的主
要因素 。 在企业中, 如果管理者能够充分发挥管
理的控制机能, 则可以有效地控制人的不安全行
为和物的不安全状态 。
? 重点介绍博德的事故因果连锁和亚当斯的事故因
果连锁 。
§ 2.3 事故致因理论
93
? （ 1） 博德的事故因果连锁
? 博德在海因里希事故因果连锁的基础上, 提出了
反映现代安全观点的事故因果连锁 。
§ 2.3 事故致因理论
94
? 博德的事故因果连锁强调,
? 事故因果连锁中一个最重要的因素是安全管理 。
? 为了从根本上预防事故, 必须查明事故的基本原因,
并针对查明的基本原因采取对策 。
? 不安全行为或不安全状态是事故的直接原因, 必须
加以追究的原因 。
? 越来越多的安全专业人员从能量的观点把事故看作
是人的身体或构筑物, 设备与超过其阈值的能量的
接触, 或人体与妨碍正常生理活动的物质的接触 。
? 事故后果包括人员伤害和财物损坏, 二者统称为损
失 。
§ 2.3 事故致因理论
95
（ 2） 亚当斯的事故因果连锁
? 亚当斯提出了与博德的事故因果连锁论类似的事
故因果连锁模型 。
? 在亚当斯因果连锁理论中, 把事故的直接原因,
即人的不安全行为和物的不安全状态称作现场失
误, 其主要目的在于提醒人们注意不安全行为及
不安全状态的性质 。
? 该理论的核心在于对现场失误的背后原因进行了
深入的研究 。 操作者的不安全行为及生产作业中
的不安全状态等现场失误, 是由于企业领导者及
事故预防工作人员的管理失误造成的 。
§ 2.3 事故致因理论
96
亚当斯连锁论
管理体
制
管理失误 现场失误 事故 伤害或损坏
目标
领导者在下述方面决
策错误或没做决策
安技人员在下述方
面管理失误或疏忽
不安全行
为
伤害
组织
政策
目标
权威
责任
职责
行为
责任
权威
规则
指导
不安全状
态
事故 损坏
机能 注意范围
权限授予
主动性
积极性
业务活动
§ 2.3 事故致因理论
97
4,北川彻三事故因果连锁
? 日本广泛以北川彻三的事故因果连锁论作为指导事故预防工作的
基本理论 。 北川彻三从四个方面探讨事故发生的间接原因,
? 技术原因 。 机械, 装臵, 建筑物等的设计, 建造, 维护等技术
方面的缺陷 。
? 教育原因 。 由于缺乏安全知识及操作经验, 不知道, 轻视操作
过程中的危险性和安全操作方法, 或操作不熟练, 习惯操作等 。
? 身体原因 。 身体状态不佳, 如头痛, 昏迷, 癫痫等疾病, 或近
视, 耳聋等生理缺陷, 或疲劳, 睡眠不足等 。
? 精神原因 。 消极, 抵触, 不满等不良态度, 焦躁, 紧张, 恐怖,
偏激等精神不安定, 狭隘, 顽固等不良性格, 白痴等智力缺陷 。
? 在工业伤害事故的上述四个方面的原因中, 前两种原因经常出现,
后两种原因相对地较少出现 。
§ 2.3 事故致因理论
98
? 北川彻三认为, 事故的基本原因包括下述三个方面的原因,
? 管理原因 。 企业领导者不够重视安全, 作业标准不明确,
维修保养制度方面有缺陷, 人员安排不当, 职工积极性
不高等管理上的缺陷 。
? 学校教育原因 。 小学, 中学, 大学等教育机构的安全教
育不充分 。
? 社会或历史原因 。 社会安全观念落后, 工业发展的一定
历史阶段, 安全法规或安全管理, 监督机构不完备等 。
? 在上述原因中, 管理原因可以由企业内部解决, 而后两种原
因需要全社会的努力才能解决 。
§ 2.3 事故致因理论
99
四, 能量意外释放论
? 1961年吉布森 (Gibson),1966年哈登 (Haddon)等人提出
了解释事故发生物理本质的能量意外释放论 。 其基本
观点是：不希望或异常的能量转移是伤亡事故的致因,
即人受伤害的原因只能是某种能量向人体的转移, 而
事故则是一种能量的不正常或不期望的释放 。
? 在能量意外释放论中, 把能量引起的伤害分为两大类 。
? 第一类伤害是由于施加了超过局部或全身性的损伤
阈值的能量而产生的 。
? 第二类伤害则是由于影响局部或全身性能量交换引
起的 。
§ 2.3 事故致因理论
100
? 能量转移论的另一个重要概念是：在一定条件下, 某
种形式的能量能否造成伤害及事故, 主要取决于人所
接触的能量的大小, 接触的时间长短和频率, 力的集
中程度, 受伤害的部位及屏障设臵的早晚等 。
§ 2.3 事故致因理论
101
? 该理论阐明了伤害事故发生的物理本质, 指明了防止
伤害事故就是防止能量意外释放, 防止人体接触能量 。
根据这种理论, 人们要经常注意生产过程中能量的流
动, 转换, 以及不同形式能量的相互作用, 防止发生
能量的意外释放或逸出 。
? 用能量转移的观点分析事故致因的基本方法是：首先
确认某个系统内的所有能量源, 然后确定可能遭受该
能量伤害的人员及伤害的可能严重程度；进而确定控
制该类能量不正常或不期望转移的方法 。
§ 2.3 事故致因理论
102
? 能量转移论与其它事故致因理论相比, 具有两个
主要优点,
? 一是把各种能量对人体的伤害归结为伤亡事
故的直接原因, 从而决定了以对能量源及能
量输送装臵加以控制作为防止或减少伤害发
生的最佳手段这一原则；
? 二是依照该理论建立的对伤亡事故的统计分
类, 是一种可以全面概括, 阐明伤亡事故类
型和性质的统计分类方法 。
§ 2.3 事故致因理论
103
? 能量转移论的不足之处是：由于机械能 (动能和势能 )
是工业伤害的主要能量形式, 因而使得按能量转移的
观点对伤亡事故进行统计分类的方法尽管具有理论上
的优越性, 在实际应用上却存在困难 。 它的实际应用
尚有待于对机械能的分类作更为深入细致的研究, 以
便对机械能造成的伤害进行分类 。
§ 2.3 事故致因理论
104
? 经常采用的防止能量意外释放的屏蔽措施主要有以下
几种,
? 用安全的能源代替不安全的能源 。
? 限制能量
? 防止能量蓄积
? 缓慢地释放能量设臵屏蔽设施
? 在时间或空间上把能量与人隔离
? 信息形式的屏蔽, 各种警告措施等信息形式的屏蔽
? 根据可能发生的意外释放的能量的大小, 可以设臵单
一屏蔽或多重屏蔽, 并且应该尽早设臵屏蔽, 做到防
患于未然 。
§ 2.3 事故致因理论
105
? 按能量与被害者之间的关系, 可以把伤害事故分为三种类
型, 相应地采取预防伤害措施,
? 能量在规定的能量流通渠道中流动, 人员意外地进入能
量流通渠道而受到伤害 。 设臵防护装臵之类屏蔽设施防
止人员进入, 可以避免此类事故 。 警告, 劝阻等信息形
式的屏蔽可以约束人的行为 。
? 在与被害者无关的情况下, 能量意外地从原来的渠道里
逸脱出来, 开辟新的流通渠道使人员受伤害 。 按事故发
生时间与伤害发生时间之间的关系, 又可分为二种情况：
事故发生的瞬间人员即受到伤害；事故发生后人员有时
间躲避能量的作用 。
? 能量意外地越过原有的屏蔽而开辟新的流通渠道；同时
被害者误进入新开通的能量渠道而受到伤害 。 这种情况
实际上较少发生 。
§ 2.3 事故致因理论
106
五, 心理动力理论
? 心理动力理论是由弗洛伊德为解释精神病成因的
个性动力理论引申而来 。 弗洛伊德认为, 精神病
不是生理疾病, 而是因为一些动力因素, 如情绪
混乱, 有意识与无意识的记忆及内躯力与欲望的
冲突所致 。 而且环境和家庭的压力是造成心理失
调乃至精神病的关键 。 如缺乏父母慈爱, 过严的
惩罚与虐待, 兄弟姐妹间的竞争, 过高的要求及
工作学习上的一些挫折, 都会影响和破坏身体和
心理健康 。
§ 2.3 事故致因理论
107
? 心理动力理论引用了此观点解释事故的成因 。 该理论
认为, 事故是一种无意识的希望或愿望的结果, 这种
希望或愿望通过事故象征性地得到满足 。 也就是说,
肇事者是由于受到某种精神上的刺激或较大的心理压
力才下意识地产生不安全行为而导致事故的 。 同时该
理论还指出：通过更改人的愿望满足的方式或通过心
理咨询分析完全消除那种破坏性的愿望, 就可以避免
事故的发生 。
§ 2.3 事故致因理论
108
? 与海因里希模型等理论一样, 心理动力理论也存
在着只关注人的因素对事故的影响的片面性的问
题, 同时也无法提供手段去证实某个特定的动机
与特定事故的必然联系 。 但该理论不仅明确指出
无意识的动机是可以改变的, 不是某个人本身固
有的特性, 而且指出了控制由人的心理因素而导
致的事故的两类方法, 即更改人的愿望满足的方
式或进行心理分析 。 前者为当事人开辟了另一条
安全地释放其心理压力的方式, 避免了其在工作
中的无意识释放而导致事故；后者则通过专业的
心理咨询, 找出心理刺激或压力之来源, 使人消
除心理所受刺激影响, 以正常的心态从事学习和
工作 。
§ 2.3 事故致因理论
109
六, 系统理论
? 系统理论把人, 机和环境作为一个系统 (整体 ),研
究人, 机, 环境之间的相互作用, 反馈和调整, 从
中发现事故的致因, 揭示出预防事故的途径 。
? 系统理论认为事故的发生是来自人的行为与机械特
性间的不协调, 是多种因素互相作用的结果 。
? 系统理论有多种事故致因模型, 它们的形式虽然不
同, 然而涉及的内容大体中具有代表性的系统理论
是瑟利模型和安德森模型 。
§ 2.3 事故致因理论
110
1,瑟利模型
? 瑟利模型是在 1969年由美国人瑟利 (J.Surry)提出的, 是一
个典型的根据人的认知过程分析事故致因的理论 。
? 该模型把事故的发生过程分为危险出现 （ 指形成潜在危
险 ） 和危险释放 （ 指危险由潜在状态变为现实状态 ） 两
个阶段,
? 在危险出现阶段, 如果人的信息处理的每个环节都正
确, 危险就能被消除或得到控制；反之, 就会使操作
者直接面临危险 。
? 在危险释放阶段, 如果人的信息处理过程的各个环节
都是正确的, 则虽然面临着已经显现出来的危险, 但
仍然可以避免危险释放出来, 不会带来伤害或损害；
反之, 危险就会转化成伤害或损害 。
§ 2.3 事故致因理论
111
人和环境
感觉 对危险的构成有警告吗？
感觉到了这警告吗？
认识到了这警告吗？
知道如何避免危险吗？
决定要采取行动吗？
无危险 迫近的危险
危险
出现
认识
行为响应 能够避免吗？
Y
Y
Y
Y
Y
Y
N
N
N
N N
N
感觉 对危险的显现有警告吗？
感觉到了这警告吗？
认识到了这警告吗？
知道如何避免危险吗？
决定要采取行动吗？
无伤害 伤害或损害
危险
释放 认识
行为响应 能够避免吗？
Y
Y
Y
Y
Y
Y
N
N
N
N N
N
Y表示是, N表示否 瑟利模型
§ 2.3 事故致因理论
112
? 这两个阶段各自包括一组类似的人的信息处理过
程, 即感觉 （ 对事故的感知 ）, 认识 （ 对事件的
理解 ） 和行为响应 。 每一过程中包含相同的六个
问题 。
? 六个问题中, 前两个问题都是与人对信息的感觉
有关的, 第 3～ 5个问题是与人的认识有关的, 最
后一个问题与人的行为响应有关 。 这 6个问题涵
盖了人的信息处理全过程, 并且反映了在此过程
中有很多发生失误进而导致事故的机会 。
§ 2.3 事故致因理论
113
? 瑟利模型分析了危险出现, 释放直至导致事故的原因,
提供了事故预防一个良好的思路,
? 应采用技术的手段使危险状态充分地显现出来, 使操作者能够
有更好的机会感觉到危险的出现或释放, 这样才有预防或控制
事故的条件和可能；
? 应通过培训和教育的手段, 提高人感觉危险信号的敏感性, 包
括抗干扰能力等, 同时也应采用相应的技术手段帮助操作者正
确地感觉危险状态信息, 如采用能避开干扰的警告方式或加大
警告信号的强度等；
? 应通过教育和培训的手段使操作者在感觉到警告之后, 准确地
理解其含义, 并知道应采取何种措施避免危险发生或控制其后
果, 结合各方面的因素做出正确的决策；
? 应通过系统及其辅助设施的设计使人在做出正确的决策后, 有
足够的时间和条件做出行为响应, 并通过培训的手段使人能够
迅速, 敏捷, 正确地做出行为响应 。
§ 2.3 事故致因理论
114
2,安德森模型
? 瑟利模型研究的是在客观已经存在潜在危险 (存
在于机械的运行和环境中 )的情况下, 人与危险
之间的相互关系, 反馈和调整控制的问题 。 没有
探究何以会产生潜在危险, 没有涉及机械及其周
围环境的运行过程 。
? 安德森等人在瑟利模型之上增加了一组问题, 所
涉及的是：危险线索的来源及可察觉性, 运行系
统内的波动 (机械运行过程及环境状况的不稳定
性 ),以及控制或减少这些波动使之与人 (操作者 )
的行为的波动相一致, 形成了安德森模型 。
§ 2.3 事故致因理论
115
工作过程
1．过程是可控的吗？
2,过程是可观察的吗？
3,察觉是可能的吗？
4,对信息的理智处理是可能的吗？
5,系统产生行为波动吗？
系统良好 客观的危险
6,系统对行为波动给出足够的时间和空间吗？
Y
Y
Y
Y
Y
Y
N
N
N
N
N
N
企业：目标、策略 社会：市场, 法律, 国家政策
7,能把系统修改成另一个更安全
的等价系统吗？
8,属于人的决策范围吗？
N
Y
N
Y
为何使
人遇到
危险
安德森模型
§ 2.3 事故致因理论
116
? 对模型中的八个问题, 如果回答肯定, 则能保证系统
安全可靠 （ 图中沿斜线前进 ） 如果对问题 1～ 4,7～ 8
作出否定回答, 则会导致系统产生潜在的危险, 从而
转入瑟利模型 。 对问题 5如果回答否定, 则跨过问题 6、
7而直接回答问题 8。 对问题 6如果回答否定, 则要进
一步回答问题 7,才能继续系统的发展 。
§ 2.3 事故致因理论
117
七, 撒利模型
? 1977年, 撒利提出 。 撒利认为：在执行任务时, 操作者
掌握的信息可分为两部分,
? 与生产任务有关的主要任务的信息
? 使可能的危险在控制下所需的第二性任务的信息即安
全信息
? 在完成任务的过程中, 困难的增加能导致所需掌握的信
息量超过人的掌握能力 。 由于两种信息重要度的差别,
势必会造成对第二性任务的信息处理的减少 。 在这种情
况下, 事故就容易发生 。 而且当主要任务不规则而且复
杂, 使信息量过大时, 最易超过人所能关注的信息量 。
§ 2.3 事故致因理论
118
? 结论是：需要操作者不断地计划的工作, 需要从一处
到另一处不断地运动的工作或需要进行各种各样的调
整的工作, 最容易发生这类事故 。
? 虽然撒利模型及其研究还不很成熟, 但其关于两类信
息的重要性的分析及其相应的结论, 对于事故致因研
究仍具有较大的影响 。
§ 2.3 事故致因理论
119
八, 变化的观点
1,变化一失误理论
? 变化一失误理论又称变化分析方法, 其主要观点
是：运行系统中与能量和失误相对应的变化是事
故发生的根本原因 。 没有变化就没有事故 。 人们
能感觉到变化的存在, 也能采用一些基本的反馈
方法去探测那些有可能引起事故的变化 。 而且对
变化的敏感程度, 也是衡量各级企业领导和专业
安全人员的安全管理水平的重要标志 。 当然, 并
非所有的变化均能导致事故, 关键在于人们是否
能够适应客观情况的变化 。
§ 2.3 事故致因理论
120
? 应用变化分析方法主要有两种情况,
? 一是当观察到系统发生的变化时, 探求这种变化是
否会产生不良后果 。 如果是, 则寻找产生这种变化
的原因, 进而采取相应的措施；
? 另一种情况则是当观察到某些不良后果后, 先探求
是哪些变化导致了这种后果的产生, 进而寻找产生
这种变化的原因, 采取相应的措施 。
§ 2.3 事故致因理论
121
? 在变化分析中, 应考虑的变化类型很多, 常见的
变化有以下 9类,
? 计划的变化和未计划的变化
? 实际的变化和潜在的变化
? 时间的变化
? 技术的变化
? 人的变化
? 社会的变化
? 组织的变化
? 操作的变化
? 宏观的变化和微观的变化
§ 2.3 事故致因理论
122
? 应用变化的观点进行事故分析时, 可由下列因素
的现在状态, 以前状态的差异来发现变化,
? 对象物, 防护装臵, 能量等
? 人员
? 任务, 目标, 程序等
? 工作条件, 环境, 时间安排等
? 管理工作, 监督检查等
§ 2.3 事故致因理论
123
? 事故的发生往往是多重原因造成的, 包含着一系列
的变化一失误连锁 。 例如, 企业领导者的失误, 计
划人员失误, 监督者的失误及操作者的失误等 。
§ 2.3 事故致因理论
124
2,P理论
? 本尼尔 (Benner)认为, 事故过程包含着一组相继
发生的事件 。 这些相继事件组成的生产活动是在
一种自动调节的动态平衡中进行的, 在事件的稳
定运动中向预期的结果方向发展 。
? 事件的发生一定是某人或某物引起的, 如果把引
起事件的人或物称为, 行为者,, 则可以用行为
者和行为者的行为来描述一个事件 。
§ 2.3 事故致因理论
125
? 当行为者能够适应不超过其承受能力的扰动时, 生产
活动可以维持动态平衡而不发生事故 。 如果其中的一
个行为者不能适应这种扰动, 则自动动态平衡过程被
破坏, 开始一个新的事件过程, 即事故过程 。 该事件
过程可能使某一行为者承受不了过量的能量而发生伤
害或损坏；这些伤害或损坏事件可能依次引起其它变
化或能量释放, 作用于下一个行为者, 使下一个行为
者承受过量的能量, 发生伤害或损坏 。 当然, 如果行
为者能够承受冲击而不发生伤害或损坏, 则依据行为
者的条件, 事件的自然法则, 过程将继续进行 。
? 可将事故看作是由相继事件过程中的扰动开始, 以伤
害或损坏为结束的过程 。 这种对事故的解释叫做 P理
论 。
§ 2.3 事故致因理论
126
§ 2.3 事故致因理论
127
3,作用一变化与作用连锁
? 日本的佐藤吉信从系统安全的观点出发, 提出了
一种称作作用一变化与作用连锁模型的新的事故
致因理论 。
? 该理论认为, 系统元素在其它元素或环境因素的
作用下发生变化, 这种变化主要表现为元素的功
能发生变化 （ 性能降低 ） 。 作为系统元素的人或
物的变化可能是人失误或物的故障 。 该元素的变
化又以某种形态作用于相邻元素, 引起相邻元素
的变化 。 于是, 在系统元素之间产生一种作用连
锁 。 系统中作用连锁可能造成系统中人失误和物
的故障的传播, 最终导致系统故障或事故 。 该模
型简称为 A—C模型 。
§ 2.3 事故致因理论
128
? 根据 A—C模型, 可以根据导致某种事故的作用链来识
别事故致因, 并可以从以下四个方面采取措施来预防
事故,
? 排除作用源 。 把可能对人或物产生不良作用的因素从
系统中除去或隔离开来, 或者使其能量状态或化学性
质不会成为作用源 。
? 抑制变化 。 维持元素的功能, 使其不发生向危险方面
的变化 。 具体措施有采用冗余设计, 质量管理, 采用
高可靠性元素, 通过维修保养来保持可靠性, 通过教
育训练防止人失误, 采用耐失误技术等 。
? 防止系统进入危险状态 。 发现, 预测系统中的异常或
故障, 采取措施中断作用连锁 。
? 使系统脱离危险状态 。 通过应急措施控制系统状态返
回到正常状态, 防止伤害, 损坏或污染发生 。
§ 2.3 事故致因理论
129
一, 事故预防目标
二, 事故预防原则
三, 事故法则
四, 海因里希工业安全公理
五, 事故预防的 3E准则
六, 事故预防工作五阶段模型
七, 本质安全化方法
八, 人机匹配法
§ 2.4 事故预防原理
130
一, 事故预防目标
? 事故预防的目标, 包括道德, 法律和经济三个方面 。
1,道德的目标 。 道德方面的目标, 是从任何一个人都
要关心他人的观念出发的 。 有关道德目标的一个衡量尺
度就是士气, 士气可以用积极参加事故预防的演习而得
到加强, 也可因为事故而被削弱 。
2,法律的目标 。 法律的目标, 是由国家的法律所规定
的, 当违背及未能遵守法律时, 就会受到起诉及其一系
列强制性的行动的处理 。
3,经济的目标 。 经济方面的目标, 是确保企业的财政
状况, 持续保证职业安全健康, 避免造成与事故相关的
损失 。
§ 2.4 事故预防原理
131
二, 事故预防原则
? 事故的预防工作应该从技术和组织管理两个方面考虑,
应当遵循的基本原则是,
1,技术原则
? 要预防事故的发生, 就需要针对隐患采取有效的技术
措施进行治理 。 在采取有效技术措施进行治理过程中,
应当遵循的基本原则是,
? 消除潜在危险原则
? 降低潜在危险严重度的原则
? 闭锁原则
? 能量屏蔽原则
? 距离保护原则
? 个体保护原则
? 警告, 禁止信息原则
§ 2.4 事故预防原理
132
? 此外，还有时间保护原则，薄弱环节原则，坚固性原
则，代替作业人员原则等，可以根据需要，确定采取
相关的预防事故的技术原则。
§ 2.4 事故预防原理
133
2,组织管理原则
? 预防事故的发生, 不仅要遵循上述的技术原则, 而
且还要在组织管理上采取相关的措施, 才能最大限
度地减少事故发生的可能性 。
? 系统整体性原则
? 计划性原则
? 效果性原则
? 党政工团协调安全工作原则
? 责任制原则
? 综上所述, 事故的预防要从技术, 组织管理和教育
多方面采取措施, 从总体上提高预防事故的能力,
才能有效地控制事故, 保证生产和生活的安全 。
§ 2.4 事故预防原理
134
三, 事故法则
? 美国安全工程师海因里希 （ H,W,Heinrich） 统计分
析了 55万起工业伤害事故提出事故法则, 即事故的统
计规律, 又称 1∶ 29∶ 300法则 。
1 死亡或重伤事故
29 轻伤或微伤事故
300 无伤害事故
§ 2.4 事故预防原理
135
四, 海因里希工业安全公理
? 海因里希提出了工业事故预防的十项原则, 称为
海因里希工业安全公理 。 具体内容如下,
(1)在工业生产过程中，人员伤亡的发生，往
往是处于一系列因果连锁末端的事故的结果；
而事故常常起因于人的不安全行为或 (和 )机
械、物质 (统称为物 )的不安全状态。
(2)人的不安全行为是大多数工业事故的原因。
(3)由于不安全行为而受到了伤害的人，他已
经重复了几乎 300次以上的这种不安全的行为，
只是没有造成伤害。换言之，人员在受到伤
害之前，已经数百次面临危险。
§ 2.4 事故预防原理
136
(4)在工业事故中, 人员受到伤害的严重程度
具有随机性 。 大多数情况下, 人员在事故发
生时可以免遭伤害 。
(5)人员产生不安全行为的主要原因有,
?不正确的态度或行为习惯；
?缺乏知识或操作不熟练；
?身体状况不佳；
?物的不安全状态及不良的物理环境 。
这些原因是预防不安全行为 （ 状态 ） 产生
的依据 。
§ 2.4 事故预防原理
137
(6)防止工业事故的四种有效的方法是,
?工程技术方面的改进；
?对人员进行说服、教育；
?人员调整；
?惩戒。
(7)防止事故的方法与企业生产管理、成本
管理及质量管理的方法类似。
(8)企业领导者有进行事故预防工作的能力，
并且能把握进行事故预防工作的时机，因而
应该承担预防事故工作的责任。
§ 2.4 事故预防原理
138
(9)专业安全人员及车间干部、班组长是预防
事故的关键，他们工作的好坏对能否做好事
故预防工作有很大影响。
(10)除了人道主义动机之外，下面两种强有
力的经济因素也是促进企业事故预防工作的
动力,
?安全的企业，其生产效率也高；不安全的
企业，其生产效率也低；
?事故后用于赔偿及医疗费用的直接经济损
失，只不过占事故总经济损失的五分之一
§ 2.4 事故预防原理
139
五, 事故预防的 3E准则
? 海因里希把造成人的不安全行为和物的不安全状态的主要原
因归结为四个方面的问题 。 针对这四个方面的原因, 海因里
希提出工程技术方面改进, 说服教育, 人事调整和惩戒四种
对策 。 这四种安全对策后来被归纳为众所周知的 3E原则, 即
? 工程技术 （ Engineering）, 即利用工程技术手段消除不
安全因素, 实现生产工艺, 机械设备等生产条件的安全；
? 教育 （ Education）, 即利用各种形式的教育和训练, 使
职工树立, 安全第一, 的思想, 掌握安全生产所必须的
知识和技能；
? 强制 （ Enforcement）, 即借助于规章制度, 法规等必要
的行政, 乃至法律的手段约束人们的行为 。
§ 2.4 事故预防原理
140
? 3E准则中, 安全技术对策着重解决物的不安全状
态的问题；安全教育对策和安全管理对策则主要
着眼于人的不安全行为的问题, 安全教育对策主
要使人知道应该怎么做, 而安全管理对策则要求
人必须怎么做 。
? 为了防止事故发生, 不仅要在上述三个方面实施
事故预防与控制的对策, 而且还应始终保持三者
间的均衡, 合理地采用相应措施, 和综合使用上
述措施, 才有可能搞好事故预防工作 。
§ 2.4 事故预防原理
141
? 以城市道路交通为例说明 3E准则：为了保障城市交通安全, 可
以从工程措施, 执法管理和安全教育三方面采取措施 。
? 工程措施,
? 改进汽车设计, 采用耐撞击的车身结构, 安全玻璃, 安
全带, 气囊, 靠枕, 防滑轮胎, 灵敏可靠的制动器, 变
光灯, 安全油箱等；
? 改善道路设计, 在城市道路两侧设人行道, 尽量避免形
成多于四路相交的复杂交叉口, 必要时封闭与干线街道
相交的某些横向街道, 修建环岛或立交道口等；
? 修建安全设施, 如设人行横道, 修建人行过街天桥或人
行过街地道, 安装信号灯和安全监测设备, 设立护栏,
设臵交通安全标志等 。
§ 2.4 事故预防原理
142
? 执法管理,
? 制订和严格执行交通法规；
? 制订驾驶员甑选标准, 对驾驶员实行考核, 颁
发驾驶执照, 加强对驾驶员的管理；
? 拟定车辆检验标准, 办理车辆牌照, 严格车辆
管理；
? 控制车辆进入道路的数量；
? 限制车速, 将无法达到某种车速的车辆分离出
去, 也不允许车速超标；
? 按车流分布规律组织交通；
? 纠正违法, 维护正常交通秩序 。
§ 2.4 事故预防原理
143
? 安全教育,
? 主要采用学校教育和社会教育两种形式, 学校
教育是对在校学生进行交通法规, 交通安全和
交通知识教育, 社会教育是通过报刊, 广播,
电视, 广告等方式, 广泛宣传交通安全的意义
和交通法规, 同时对驾驶员定期进行专业技术
知识, 守法思想, 职业道德, 交通安全等方面
的教育 。
§ 2.4 事故预防原理
144
六, 事故预防工作五阶段模型
? 海因里希定义事故预防是为了控制人的不安全行
为, 物的不安全状态而开展以某些知识, 态度和
能力为基础的综合性工作, 一系列相互协调的活
动 。 事故预防工作的五个阶段为,
1,建立健全事故预防工作组织, 形成由企业领
导牵头的, 包括安全管理人员和安全技术人员在
内的事故预防工作体系, 并切实发挥其效能 。
2,通过实地调查, 检查, 观察及对有关人员的
询问, 加以认真的判断, 研究, 以及对事故原始
记录的反复研究, 收集第一手资料, 找出事故预
防工作中存在的问题 。
§ 2.4 事故预防原理
145
3、分析事故及不安全问题产生的原因。它包括弄
清伤亡事故发生的频率、严重程度、场所、工种、
生产工序、有关的工具、设备及事故类型等，找出
其直接原因和间接原因，主要原因和次要原因。
4、针对分析事故和不安全问题得到的原因，选择
恰当的改进措施。改进措施包括工程技术方面的改
进、对人员说服教育、人员调整、制定及执行规章
制度等。
5、实施改进措施。通过工程技术措施实现机械设
备、生产作业条件的安全，消除物的不安全状态；
通过人员调整、教育、训练，消除人的不安全行为。
在实施过程中要进行监督。
§ 2.4 事故预防原理
146
事故发生及预防的基本理念
原则 信念
预防事故的基本方法
（安全管理）
资料收集
资料分析
改善方法的选定 改善方法的应用
监测
长期安全管理的内容与安全工作
l制定方针政策
l企业环境
l安全工作趋势
l管理方式
l安全工作的方式
l动机激励
l对职工的要求
l思想工作
l训练
l其它
即时安全管理的问题与内容
l灾害
l事故
l不安全行动
l不安全状态
l规程
l安全规则
l程序
l装置
l分析
l其它
改进的事故预防模型
§ 2.4 事故预防原理
147
七, 本质安全化方法
? 预防事故应当采取的本质安全化方法, 主要从物的
方面考虑, 包括降低事故发生概率和降低事故严重
程度 。
1,降低事故发生概率的措施
? 影响事故发生概率的因素很多, 如系统的可靠性,
系统的抗灾能力, 人的失误和违章等 。 降低系统事
故的发生概率, 最根本的措施是设法使系统达到本
质安全化, 使系统中的人, 物, 环境和管理安全化 。
一旦设备或系统发生故障时, 能自动排除, 切换或
安全地停止运行；当人为操作失误时, 设备, 系统
能自动保证人机安全 。
§ 2.4 事故预防原理
148
? 做到系统的本质安全化, 应采取以下综合措施,
（ 1） 提高设备的可靠性
? 提高元件的可靠性 ——设备的可靠性取决于组成元件的
可靠性, 要提高设备的可靠性, 必须加强对元件的质量
控制和维修检查, 一般可采取：使元件的结构和性能符
合设计要求和技术条件, 选用可靠性高的元件代替可靠
性低的元件；合理规定元件的使用周期, 严格检查维修,
定期更换或重建 。
? 增加备用系统 ——在一定条件下，增加备用系统 (设备 )，
使每台单元设备或系统都能完成同样的功能，一旦其中
一台或几台设备发生故障时，系统仍能正常运转，不致
中断正常运行，从而提高系统运行的可靠性，也有利于
系统的抗灾救灾。
§ 2.4 事故预防原理
149
? 对处于恶劣环境下运行的设备采取安全保护
措施 ——如对处于有摩擦, 腐蚀, 浸蚀等条
件下运行的设备, 应采取相应的防护措施；
对震动大的设备应加强防震, 减震和隔震等
措施；煤矿井下环境较差, 应采取一切办法
控制温度, 湿度和风速, 改善设备周围的环
境条件 。
? 加强预防性维修 ——预防性维修是排除事故
隐患, 排除设备的潜在危险, 为此, 应制定
相应的维修制度, 并认真贯彻执行 。
§ 2.4 事故预防原理
150
? （ 2） 选用可靠的工艺技术, 降低危险因素的感度
? 危险因素的存在是事故发生的必要条件 。 危险因
素的感度是指危险因素转化成为事故的难易程度 。
虽然物质本身所具有的能量和发生性质不可改变,
但危险因素的感度可以控制, 关键是选用可靠的
工艺技术 。 例如, 在普通炸药中加入消焰剂等安
全成分形成的安全炸药, 放炮中使用水炮泥, 井
巷工程中采用湿式打眼, 清扫巷道煤尘, 洒布岩
粉等, 都是降低危险因素感度的措施 。
§ 2.4 事故预防原理
151
（ 3） 提高系统抗灾能力
? 系统的抗灾能力是指当系统受到自然灾害和外界
事物干扰时, 自动抵抗而不发生事故的能力, 或
者指系统中出现某危险事件时, 系统自动将事态
控制在一定范围的能力 。 如, 为了提高煤矿生产
系统的抗灾能力, 应该建立健全通风系统, 实行
采区独立通风, 建立隔绝煤尘爆炸水棚, 采用安
全防护装臵 (如风电闭锁装臵, 漏电保护装臵, 提
升保护装臵, 斜井防跑车装臵, 安全监测, 监控
装臵等 )；矿井主要设备实行双回路供电, 选择备
用设备等 。
§ 2.4 事故预防原理
152
? （ 4） 减少人的失误
? 由于人在生产过程中的可靠性远比机电设备差, 很多事
故大多因人的失误造成的 。 欲降低系统事故发生概率,
必须减少人的失误, 主要方法有,
? 对工人进行充分的安全知识, 安全技能, 安全态度等
方面的教育和训练 。
? 以人为中心, 改善工作环境, 为工人提供安全性较高
的劳动生产条件 。
? 提高机械化程度, 尽可能用机器操作代替人工操作,
减少现场工作人员 。
? 注意用人机工程学原理进行系统设计, 人机功能分配,
并改善人机接口的安全状况 。
§ 2.4 事故预防原理
153
? （ 5） 加强监督检查
? 建立健全各种自动制约机制, 加强专职与兼
职, 专管与群管相结合的安全检查工作 。 对
系统中的人, 事, 物进行严格的监督检查,
在各种劳动生产过程中是必不可少的 。 实践
表明, 只有加强安全检查工作, 才能有效地
保证企业的安全生产 。
§ 2.4 事故预防原理
154
2,降低事故严重度的措施
（ 1） 限制能量或分散风险 ——对危险因素的能量进行限
制, 把大的事故损失化为小的事故损失 。
（ 2） 防止能量逸散的措施 ——防止能量逸散就是设法把
有毒, 有害, 有危险的能量源贮存在有限允许范围内, 而
不影响其它区域的安全 。 如防爆设备的外壳, 密闭墙, 密
闭火区, 放射性物质的密封装臵等 。
（ 3） 加装缓冲能量的装臵 ——在生产中, 设法使危险源
能量释放的速度减慢, 可大大降低事故的严重度, 而使能
量释放速度减慢的装臵称为缓冲能量装臵 。 在工业企业和
生活中使用的缓冲能量装臵较多 。 如汽车, 轮船上装备的
缓冲设备, 缓冲阻车器, 以及各种安全带, 安全阀等 。
§ 2.4 事故预防原理
155
（ 4）避免人身伤亡的措施 ——防止发生人身伤
害；一旦发生人身伤害时，采取相应的急救措施。
采用遥控操作、提高机械化程度、使用整体或局
部的人身个体防护都是避免人身伤害的措施。在
生产过程中及时注意观察各种灾害的预兆，以便
采取有效措施，防止事故发生。即使不能防止事
故发生，也可及时撤离人员，避免人员伤亡。做
好救护和工人自救准备工作，对降低事故的严重
度有着十分重要的意义。
§ 2.4 事故预防原理
156
八, 人机匹配法
? 为了防止事故的发生, 应当防止出现人的不安全行为和
物的不安全状态, 充分考虑人和机的特点, 使之在工作
中相互匹配, 对防止事故的发生十分有益 。
1,防止人的不安全行为
? 为了防止出现人的不安全行为, 要对人员的结构和素质
情况进行分析, 找出容易发生事故的人员层次和个人以
及最常见的人的不安全行为；在对人的身体, 生理, 心
理进行检查测验的基础上, 合理选配人员；从研究行为
科学出发, 加强对人的教育, 训练和管理, 提高生理,
心理素质, 增强安全意识, 提高安全操作技能, 从而最
大限度地减少, 消除不安全行为 。
§ 2.4 事故预防原理
157
? 可采取的具体措施包括,
(1)职业适应性检查；
(2)人员的合理选拔和调配；
(3)安全知识教育；
(4)安全态度教育；
(5)安全技能培训；
(6)制定作业标准和异常情况处理标准；
(7)作业前的培训；
(8)制定和贯彻实施安全生产规章制度；
(9)开好班前会；
(10)实行确认制；
(11)作业中的巡视检查, 监督指导；
(12)竞赛评比, 奖励惩罚；
(13)经常性的安全教育和活动 。
§ 2.4 事故预防原理
158
2,防止物的不安全状态
? 为了消除物的不安全状态, 将重点放在提高技术
装备 （ 机械设备, 仪器仪表, 建筑设施等 )的安
全化水平上 。 技术装备安全化水平的提高也有助
于改善安全管理和防止人的不安全行为 。 可以说,
技术装备的安全化水平在一定程度上, 决定了工
伤事故和职业病的发生概率 。
§ 2.4 事故预防原理
159
? 为了提高技术装备的安全化水平，必须大力推行本
质安全技术。具体地说，它包括两方面的内容,
? (1)失误安全功能。指操作者即使操纵失误也不会
发生事故和伤害。或者说设备、设施或工艺技术
具有自动防止人的不安生行为的功能。
? (2)故障安全功能。指设备、设施发生故障或损坏
时还能暂时维持正常工作或自动转变为安全状态。
? 上述安全功能应该潜藏于设备、设施或工艺技术内
部。即在它们的规划设计阶段就被 纳入，而不应
在事后再行补偿。
§ 2.4 事故预防原理
160
3,人机相互匹配
? 随着科学技术的进步, 人类的生产劳动越来越多
地为各种机器所代替 。 例如, 各类机械取代了人
的手脚, 检测仪器代替了人的感官, 计算机部分
地代替了人的大脑 。 用机器代替人, 既减轻了人
的劳动强度, 有利于安全健康, 又提高了工作效
率 。
§ 2.4 事故预防原理
161
（ 1） 人与机器功能特征的比较
? 人与机器各有自身的特点, 在人机环境系统中,
如何使人机分工合理, 从而达到整个系统的最佳
效率的发挥, 这是需要人们进一步研究的问题 。
人与机器的功能特征可归纳为九个方面进行比较 。
§ 2.4 事故预防原理
162
人与机器功能特征比较
比较内
容
人 的 特 征 机 器 的 特 征
创造性 具有创造能力，能够对各种问题具有全新
的、完全不同的见解，具有发现特殊原理
或关键措施的能力
完全没有创造性
信息处
理
人有智慧、思维、创造、辨别、归纳、演
绎、综合、分析、记忆、联想、决断、抽
象思维等能力
对信息有存储和迅速提取能力，能长
期储存，也能一次废除。有数据处理、
快速运算和部分逻辑思维能力
可靠性 就人脑而言，可靠性和自动结合能力远远
超过机器。但工作过程中，人的技术高低，
生理和心理状况等对可靠性都有影响
经可靠性设计后，可靠性高．且质量
保持不变。但本身的检查和维修能力
差，不能处理意外的紧急事态
控制能
力
可进行各种控制，且在自由度调节和联系
能力等方面优于机器。同时，其动力设备
和效应运动完全合一体
操纵力、速度、精密度操作等方面都
超过人的能力，必须外加动源
工作效
能
可依次完成多种功能作业，但不能进行高
阶运算，不能同时完成多种操作和在恶劣
环境条件下工作
能在恶劣环境条件下工作，可进行高
阶运算和同时完成多种操纵控制。单
调、重复的工作也不降低效率
感受能
力
人能识别物体的大小、形状、位置和颜色
等特征，并对不同音色和某些化学物质也
有一定的分辨能力
在受超声、辐射、微波、电磁波、磁
场等信号方面，超过人的感受能力
学习能
力
具有很强的学习能力，能阅读也能接收口
头指令，灵活性强
无学习能力
归纳性 能够从特定的情况推出一般的结论，具有
归纳思维能力
只能理解特定的事物
耐久性 容易产生疲劳，不能长时间的连续工作 耐久性高，能长期连续工作，并超过
人的能力
§ 2.4 事故预防原理
163
（ 2） 人和机器的功能分配
? 将人和机器特性有机结合起来, 可以组成高效,
安全的人机系统 。 例如, 将人在紧急情况下处理
意外事态和进行维护修理的能力与机器在正常情
况下持久工作能力结合起来, 可以较好地保证系
统的可靠性和安全性 。
? 在实际应用中, 并不是简单地把人和机器联系在
一起, 就算解决了人机功能分配问题 。 哪些功能
由人来完成, 哪些功能由机器来完成, 必须进行
具体的分析和研究 。
§ 2.4 事故预防原理
164
? 为了充分发挥人与机器各自的优点, 应根据人与机器功能
特征的不同, 进行人和机器的功能分配 。 其具体的分配原
则如下,
? 利用人的有利条件,① 能判断被干扰阻碍的信息； ② 在
图形变化的情况下, 能识别图形； ③ 对多种输入信息能
辨认； ④ 对于发生频率低的事态, 在判断时, 人的适应
性好； ⑤ 解决需要归纳推理的问题； ⑥ 对意外发生的事
态能预知, 探讨, 要求报告欣喜状况时, 用人较好 。
? 利用机器的有利条件,① 对决定的工作能反复计算, 能
储存大量的信息资料； ② 迅速地给予很大的物理力； ③
整理大量的数据； ④ 受环境限制, 由人来完成有危险或
易犯错误的作业； ⑤ 需要调整操作速度； ⑥ 对操纵器需
要精密的施加力； ⑦ 需要施加长时间的力时, 用机器好 。
§ 2.4 事故预防原理
165
? 概括地说, 在进行人, 机功能分配时, 应该考虑
人的准确度, 体力, 动作的速度及知觉能力四个
方面的基本界限, 以及机器的性能, 维持能力,
正常动作能力, 判断能力及成本四个方面的基本
界限 。
? 人员适合从事要求智力, 视力, 听力, 综合判断
力, 应变能力及反应能力较高的工作, 机器适于
承担功率大, 速度快, 重复性作业及持续作业的
任务 。
? 应该注意, 即使是高度自动化的机器, 也需要人
员来监视其运行情况 。
? 在异常情况下需要由人员来操作, 以保证安全 。
§ 2.4 事故预防原理
166
Thanks!
Question
