程 雨，王 奮，劉志鋼

（上海工程技術(shù)大學(xué) 城市軌道交通學(xué)院，上海 201620）

0 引 言

隨著城市軌道交通的快速發(fā)展，北京、上海、廣州等大城市已逐漸形成大規(guī)模、超大規(guī)模的軌道交通網(wǎng)絡(luò)，如何進一步保障地鐵運營安全成為了急需解決的問題。Andrew W.Evans 對1980～2009 年間歐洲27 個國家主要軌道交通線路發(fā)生的重大事故進行了分析：除去未知因素，在導(dǎo)致事故發(fā)生的眾多原因中，人為因素占74%，即便算上未知因素，人為因素也高達51.6%。即使地鐵相關(guān)設(shè)施設(shè)備的自動化水平已有極大提高，人的功能和作用在地鐵運行中并沒有隨之弱化。在地鐵運行系統(tǒng)中，司機崗位是關(guān)鍵的一個組成部分。在列車運行過程中，由于司機在執(zhí)行作業(yè)過程中發(fā)生失誤而影響地鐵正常運行的情況時有發(fā)生。如2010 年廣州地鐵3 號線某列車司機在屏蔽門故障后手動解鎖部分屏蔽門進行上下客，之后聽錯OCC 值班司機與其的對話，錯誤進行清客，導(dǎo)致乘客出行受到影響。因此，有必要對地鐵司機在執(zhí)行行車作業(yè)時可能產(chǎn)生的人因失誤進行分析，即根據(jù)其作業(yè)內(nèi)容和特點分析人誤模式。

近年來，國內(nèi)學(xué)者對于地鐵行車作業(yè)相關(guān)崗位的人因失誤特征開展了廣泛研究。王潔基于層次分析法和多資源理論，提出了一種地鐵行車調(diào)度人誤模式的結(jié)構(gòu)化分析方法；林楓采用熵權(quán)法確定了行車調(diào)度個體和班組的主要人誤影響因素，并利用Petri 網(wǎng)模擬地鐵行車調(diào)度應(yīng)急響應(yīng)過程，對影響地鐵行車調(diào)度班組人因失誤的主要影響因素做了進一步分析；王新棟利用多資源理論并結(jié)合調(diào)度人員工作任務(wù)的特點，建立了基于信息加工的地鐵調(diào)度人員認知處理模型，從系統(tǒng)論的角度分析調(diào)度人員的工作機理，為人誤行為和誘發(fā)因素辨識奠定理論基礎(chǔ)。馬偉偉借鑒VACP 模型中信息處理資源的要求等級來決定應(yīng)急處理流程中人的失誤概率，通過計算得出容易發(fā)生人因失誤的地方，由此提出地鐵多班組協(xié)同作業(yè)應(yīng)對突發(fā)事件過程中減少人因失誤的對策建議。多資源理論可以很好地解釋研究對象的認知分配，且適用范圍廣。上述關(guān)于任務(wù)分析的內(nèi)容，均引入了多資源理論。Wickens 的多資源理論將人的信息處理源分為視覺、聽覺、認知和動作4 個部分；所有的任務(wù)都可以由這4 個處理源下的28 種行為要素組成。在交通運輸領(lǐng)域，目前基于多資源理論的人因失誤研究多集中在行車調(diào)度崗位，對于地鐵司機人誤模式的分析較少涉及?；诖?，本文提出一種基于多資源理論的地鐵司機人誤分析方法。本文基于多資源理論，將司機行車作業(yè)進行拆解，確定司機執(zhí)行作業(yè)的資源需求，并結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)分析法探究地鐵司機個人因失誤與地鐵運營安全事件之間的關(guān)聯(lián)度，找出導(dǎo)致運營安全事件發(fā)生的主要人因失誤。

1 地鐵司機人誤模式分析模型構(gòu)建

1.1 基于VACP 量表的地鐵司機人誤模式分類表。根據(jù)多資源理論，人的任何行為任務(wù)都可以通過占用視覺、聽覺、認知和動作4 類資源通道來完成。由此可將人的失誤行為根據(jù)所占的資源通道進行分類，分別為視覺失誤、聽覺失誤、認知失誤和動作失誤。Aldrich 提出的VACP 模型是多資源理論的主要應(yīng)用之一，在航空、鐵路等多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。VACP 量表對占用不同資源時的行為進行分類，并對各行為被執(zhí)行時占用資源通道的程度進行了評分，某項作業(yè)占用資源通道評分的總和可用來描述工作復(fù)雜度或腦力負荷強度。因此，結(jié)合地鐵司機的作業(yè)特性將VACP 量表進行改進，以描述地鐵司機行車作業(yè)的各類行為以及對相應(yīng)資源通道的占用程度。地鐵司機在執(zhí)行行車作業(yè)時，主要涉及核對道岔和信號燈、監(jiān)護站臺、閱讀調(diào)令保單等視覺行為；主要的聽覺行為有聽取調(diào)度命令、緊急情況反應(yīng)及檢測警報聲、應(yīng)急排故時進行聽覺反饋等；主要的認知行為有對現(xiàn)狀進行判斷、根據(jù)規(guī)則與經(jīng)驗評估操作等；主要的動作行為有與調(diào)度、信號樓值班員等進行聯(lián)控作業(yè)、進行手指呼喚、調(diào)整車速、填寫報單等。分析地鐵司機行車作業(yè)相關(guān)特性，對原VACP 表進行取舍與改進，建立基于VACP 量表的地鐵司機人誤模式分類表，見表1。表1 中涵蓋了地鐵司機在執(zhí)行作業(yè)時占用各資源通道的行為以及該行為占用資源通道的評分。同時表中描述了每個行為對應(yīng)的人誤形式，并對人誤形式進行了編號。

表1 基于VACP 量表的地鐵司機人誤模式分類表

1.2 基于多資源理論的地鐵司機人誤模式分析模型。在分析地鐵司機的人誤模式時，首先運用層次任務(wù)分析法將其作業(yè)拆解為多項子任務(wù)，再將各子任務(wù)繼續(xù)拆解至只占用一類資源通道的元行為。之后可根據(jù)表1 查詢出該元行為所占用資源的評分以及可能人誤形式。按照上述操作，構(gòu)建出基于多資源理論的地鐵司機人誤模式分析模型，如圖1 所示。

圖1 基于多資源理論地鐵司機人誤模式分析模型

2 人誤模式分析模型的應(yīng)用

為驗證所提出模型的有效性，本文提取2020 年度某地鐵運營公司司機崗位作業(yè)安全檢查數(shù)據(jù)，得出與作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不符合頻率最多的5 個作業(yè)項：一次出乘、電話閉塞法行車（運營期間電話閉塞運行）、錯開門處置（運營列車站臺錯開門處置）、列車救援（救援連掛）、列車救援（救援連掛列車運行）。對上述5 項作業(yè)進行人誤模型分析。以錯開門處置（運營列車站臺錯開門處置） 為例，應(yīng)用上文所建的基于多資源理論地鐵司機人誤模式分析模型進行分析，過程如圖2 所示。

圖2 錯開門處置（運營列車站臺錯開門處置） 作業(yè)項人誤模式分析

如圖2 所示，對錯開門處置（運營列車站臺錯開門處置） 作業(yè)進行人誤模式分析。首先將其拆解為6 個子任務(wù)，分別為關(guān)門并向運營調(diào)度員匯報信息、開啟站臺側(cè)車門、做列車防護措施、車廂外側(cè)查看、報單填記、恢復(fù)運行等。之后將各子任務(wù)各自拆解為若干個元行為，如子任務(wù)1 關(guān)門并向運營調(diào)度員匯報信息，將其拆解為元行為1.1（司機關(guān)閉非站臺側(cè)車門）、元行為1.2（確認車門關(guān)閉無夾人夾物，關(guān)門燈亮）、元行為1.3（向運營調(diào)度員匯報車次、車號、時間、XX 站X 行、非站臺側(cè)車門打開情況及原因） 三個元行為。后根據(jù)表1 分析，地鐵司機執(zhí)行元行為1.1 需占用動作資源通道，占用資源的評分為2.2，元行為1.1 可能發(fā)生人誤形式為動作失誤類的離散行動失誤。地鐵司機執(zhí)行元行為1.2 需占用視覺資源通道，占用資源的評分為4.0，元行為1.2 可能發(fā)生人誤形式為視覺失誤類的未進行檢查核對或檢查出錯誤的信息。地鐵司機執(zhí)行元行為1.3 需占用動作資源通道，占用資源的評分為1.0，元行為1.3 可能發(fā)生人誤形式為動作失誤類的未進行通訊或遺漏信息。對比元行為1.1 和元行為1.3，同樣作為動作類行為，司機在執(zhí)行元行為1.3 時僅需要進行語言組織向調(diào)度表述現(xiàn)狀；而元行為1.1 則需要司機進行視覺監(jiān)護和情況認知等協(xié)調(diào)配合，最終落實表現(xiàn)為動作執(zhí)行。所以元行為1.1 對應(yīng)的離散行為占用資源評分高于元行為1.3。

類似的，應(yīng)用上一節(jié)中所建立的地鐵司機人誤分析模型依次對其余四個作業(yè)項進行分析，統(tǒng)計出各作業(yè)項中的元行為在各資源通道中的得分總和，如表2 所示。

在司機進行上述5 項作業(yè)中，司機主要執(zhí)行的元行為通常是視覺類和動作類居多。如地鐵司機在完成“一次出乘”作業(yè)的過程中，其主要執(zhí)行的是列車靜態(tài)測試、客室檢查、與其他崗位聯(lián)控等子任務(wù)，除完成設(shè)備操作外，更需要密切關(guān)注駕駛環(huán)境和車輛的變化，這些子任務(wù)的元行為多屬于視覺類和動作類。如表2 所示，這5 項作業(yè)對于視覺資源和動作資源要求較高，故地鐵司機執(zhí)行視覺類和動作類的子任務(wù)的工作負荷較高。在實際作業(yè)安全檢查中，地鐵司機執(zhí)行該5 項作業(yè)時出現(xiàn)的視覺類和動作類失誤的可能性較大。根據(jù)該地鐵公司年度作業(yè)安全檢查結(jié)果，對檢查中上述5 項作業(yè)出現(xiàn)的失誤次數(shù)按類別進行統(tǒng)計如圖3 所示。

表2 各作業(yè)項中元行為占用資源通道的評分情況

圖3 實際檢查中的失誤類別占比

由圖3 可以看出，在實際檢查中，司機的動作類失誤和視覺類失誤占比最高，此結(jié)果與前文分析一致；該結(jié)果驗證了所建模型的合理性和正確性。因此，本文提出的基于多資源理論的地鐵司機人誤分析模型應(yīng)用于地鐵司機行車作業(yè)人誤類別比重的事前判斷具有一定的合理性和準(zhǔn)確性。

3 人因失誤與地鐵運營安全的關(guān)聯(lián)度

然而在實際的運行過程中，設(shè)施設(shè)備的制式和狀態(tài)復(fù)雜多變，地鐵司機面臨的運行環(huán)境也時刻發(fā)生變化，人因失誤對運營安全的影響也隨實際環(huán)境有所變化。因此，本文選取某地鐵公司近年運營安全事件（事故） 相關(guān)材料，通過分析來探究人誤形式與地鐵運營安全事件（事故） 的關(guān)聯(lián)度。

3.1 材料分析。應(yīng)用本文所提模型對材料進行人誤分析和統(tǒng)計，得出歷年運營安全事件（事故） 中共發(fā)生13 類人誤形式，具體數(shù)據(jù)如表3 所示。

表3 某地鐵公司近年運營安全事件（事故） 中人因失誤統(tǒng)計

3.2 灰色關(guān)聯(lián)法分析。為衡量表3 中各類人誤形式與運營安全事件關(guān)系的強弱、大小和次序，擬采用灰色關(guān)聯(lián)分析法對上述數(shù)據(jù)進行分析。灰色關(guān)聯(lián)分析法主要是分析事物之間不確定的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以及各因子對主行為之間的不確定關(guān)聯(lián)關(guān)系。其旨在依據(jù)序列曲線的幾何形狀的相似程度來研究比較序列與參考序列之間的關(guān)聯(lián)程度的大小。當(dāng)序列曲線之間的逼近程度越高，說明其關(guān)聯(lián)聯(lián)系就越緊密。而且各序列曲線在通過關(guān)聯(lián)度的計算后，可以很容易找出影響目標(biāo)的主要因子，并根據(jù)分析結(jié)果做出合理的評價?；疑P(guān)聯(lián)分析法是按發(fā)展趨勢做分析，對樣本量的多少沒有過多的要求，也不需要典型的分布規(guī)律，并且計算量小，結(jié)果與定性分析結(jié)果比較吻合；由于城市軌道交通運營事故數(shù)量相對較少，使用該方法能夠滿足計算的準(zhǔn)確度要求。具體的計算步驟如下：

3.2.1 確定分析序列

每年發(fā)生的運營事故數(shù)量組成參考序列X=[X（1 ）,X（2 ）,…,X（n）]，各類人誤形式在每年發(fā)生的運營事故中存在的數(shù)量為比較序列X,X,…,X，此時n=6，m=13，由此形成分析數(shù)列矩陣，見式（1）。

3.2.2 應(yīng)用均值法進行無量綱處理

處理結(jié)果如下：

3.2.3 計算絕對差

然后得出絕對差中的最大值和最小值：

3.2.4 定義點關(guān)聯(lián)系數(shù)

式（8） 中，ζ（k ）為在第k 個時刻，比較曲線X對于參考曲線X的相對差值，ζ 為分辨系數(shù)，這里取0.5, 根據(jù)式（8） 可得點關(guān)聯(lián)系數(shù)，計算結(jié)果如下：3.2.5 計算關(guān)聯(lián)度

式（10） 中，γ為序列x與x的關(guān)聯(lián)度，其值越大，則說明序列x與x關(guān)系越密切。根據(jù)上式計算出關(guān)聯(lián)度如下：

根據(jù)計算，得出13 類人誤形式與安全事件發(fā)生的關(guān)聯(lián)度結(jié)果，如表4 所示。

由表4 計算結(jié)果可得，對各人誤形式的關(guān)聯(lián)度進行排序：P4＞P3＞C5＞P2＞V1＞P1＞V2＞V3＞V4＞C1＞C4＞C3＞C2，可以用柱形圖更加直觀的表達各人誤形式與事故之間的關(guān)聯(lián)度，如圖4 所示。

表4 關(guān)聯(lián)度計算結(jié)果

圖4 各人誤形式與事故之間的關(guān)聯(lián)度

由上述結(jié)果可知，該地鐵公司近年的運營安全事件中，“手動操作失誤”、“連續(xù)調(diào)整失誤”、“事件狀況/發(fā)展判斷失誤”三類人因失誤與運營安全事件的關(guān)聯(lián)度較高，即對運營安全事件發(fā)生的貢獻率較高。這三類人因失誤具體對應(yīng)的作業(yè)內(nèi)容涉及列車排故、調(diào)整列車車速、對列車所處情況進行判斷等。結(jié)合歷年來的運營安全事件可以看出，列車故障處置、運營突發(fā)事件應(yīng)急處置等需要司機在面對時間壓力的條件下充分調(diào)用專業(yè)知識儲備，對司機的認知資源要求較高；此類作業(yè)也是司機日常培訓(xùn)和管理的重點。另一方面，隨著自動駕駛技術(shù)的普及和應(yīng)用，司機手動操作涉及調(diào)整列車車速的作業(yè)客觀上要求司機必須在多變的駕駛環(huán)境下嚴格按照操作手冊完成行車作業(yè)。

4 結(jié)果討論

對于地鐵司機而言，正常行車作業(yè)主要以檢查、監(jiān)護、聯(lián)控、列車操作等視覺類和動作類行為組成，即對于視覺資源和動作資源的要求較高。然而在某些應(yīng)急情況中，地鐵司機需要運用其專業(yè)知識對各類情況進行綜合判斷。如地鐵司機在執(zhí)行列車救援（救援連掛） 作業(yè)項時，需執(zhí)行列車當(dāng)前所處情況判斷、救援要求判斷、救援前的人員情況判斷、連掛條件判斷等多項認知行為。根據(jù)表2 對于各作業(yè)項資源占用的分析，列車救援（救援連掛） 作業(yè)對于地鐵司機認知資源的要求明顯高于其他作業(yè)項。因此，在后續(xù)關(guān)于地鐵司機的人誤研究中，可圍繞地鐵司機不同類型任務(wù)占用資源的不同程度展開。

5 結(jié) 論

本文建立了基于多資源理論的地鐵司機人誤模式分析模型，通過安全檢查數(shù)據(jù)論證了其合理性和正確性。然后根據(jù)地鐵公司運營安全事件調(diào)查材料，分析其中存在的13 類司機人誤形式，并應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析法計算出人誤形式與運營安全事件之間的關(guān)聯(lián)度。依據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果：司機在列車故障處置、運營突發(fā)事件應(yīng)急處置等過程中發(fā)生的“手動操作失誤”、“連續(xù)調(diào)整失誤”、“事件狀況/發(fā)展判斷失誤”三類人因失誤與運營安全事件的關(guān)聯(lián)度較高。乘務(wù)管理部門可對上述三類操作開展針對性的安全管理和培訓(xùn)，如加強地鐵司機應(yīng)急排故培訓(xùn)與演練、對車輛基本操作的掌握等，以更加高效提升運營安全。

本文所建模型可以用于地鐵司機作業(yè)項的事前判斷，也可應(yīng)用于事后的調(diào)查材料分析，并結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)法對人誤安全管控的側(cè)重點提供建議。在指導(dǎo)地鐵運營安全管理人員開展安全監(jiān)督工作方面有一定的借鑒意義，為提出管理和技術(shù)方面的改進措施、制定風(fēng)險控制策略提供依據(jù)。