安全管理——技术讲义作业技术36人机系统可靠性计算.pdf

安全管理——技术讲义作业技术 36人机系统可靠性 计算 【大纲考试内容要求】： 1、熟悉人机系统可靠性运算； 2、把握人机系统可靠性设计原则。 【教材内容】： 四、人机系统可靠性运算 (一)系统中人的可靠度运算 由于人机系统中人的可靠性的因素众多且随机变化，因此人的可靠性是不稳固的。人的可靠度运 算 (定量运算)也是专门困难的。 1．人的差不多可靠度 系统不因人体差错发生功能降低和故障时人的成功概率，称为人的差不多可靠度，用 r 表示。人 在进行作业操作时的差不多可靠度可用下式表示： r＝a1a2a3 (4—10) 式中 a1——输入可靠度，考虑感知信号及其意义，时有失误； a2——判定可靠度，考虑进行判定时失误； a3——输出可靠度，考虑输出信息时运动器官执行失误，如按错开关。 上式是外部环境在理想状态下的可靠度值。a1，a2，a3，各值如表 4—3 所示。 表４－３可靠度运算 人的作业方式可分为两种情形，一种是在工作时刻内连续性作业，另一种是间歇性作业。下面分 别说明这两种作业人的可靠度的确定方法。 (1)连续作业。在作业时刻内连续进行监视和操纵的作业称为连续作业，例如操纵人员连续观看 外表并连续调剂流量；汽车司机连续观看线路并连续操纵方向盘等。 连续操作的人的差不多可靠度能够用时刻函数表示如下： r(t)＝exp[∫0+∞l(t)dt] (4—11) 式中 r(t)——连续性操作人的差不多可靠度； t——连续工作时刻； l(t)——t 时刻内人的差错率。 (2)间歇性作业。在作业时刻内不连续地观看和作业，称为间歇性作业，例如，汽车司机观看汽 车内的外表，换挡、制动等。对间歇性作业一样采纳失败动作的次数来描述可靠度，其运算公式 为： r＝l 一 p(n ／N) (4—12) 式中 N——总动作次数； n——失败动作次数； p——概率符号。 2．人的作业可靠度 考虑了外部环境因素的人的可靠度 RH 为： RH＝1—bl·b2·b3·b4·bs(1—r) (4 一 13) 式中 b1——作业时刻系数； b2——作业操作频率系数； b3——作业危险度系数； b4——作业生理和心理条件系数； b5——作业环境条件系数； (1-r)——作业的差不多失效概率或差不多不可靠度。 r 可依照表 4—4 及式 (4—10)求出。b1～b5；可依照表4—4 来确定。 表 4--4 可靠度 RH 的系数(bl～b5) (二)人机系统的可靠度运算 人机系统组成的串联系统可按下式表达： Rs＝RH·RM (4—14) 式中 Rs——人机系统可靠度； RH——人的操作可靠度； RM——机器设备可靠度。 人机系统可靠度采纳并联方法来提高。常用的并联方法有并行工作冗余法和后备冗余法。并行工 作冗余法是同时使用两个以上相同单元来完成同一系统任务，当一个单元失效时，其余单元仍能 完成工作的并联系统。后备冗余法也是配备两个以上相同单元来完成同一系统的并联系统。它与 并行工作冗余法不同之处在于后备冗余法有备用单元，当系统显现故障时，才启用备用单元。 1．两人监控人机系统的可靠度 当系统由两人监控时，操纵如图 4—8 所示。一旦发生专门情形应赶忙切断电源。该系统有以下 两种操尽情形。 (1)专门状况时，相当于两人并联，可靠度比一人操纵的系统增大了，这时操作者切断电源的可 靠度为 RHb(正确操作的概率)： RHb＝ 1-(1-R1)(1-R2) (4—15 ) (2)正常状况时，相当于两人串联，可靠度比一人操纵的系统减小了，即产生误操作的概率增大 了，操作者不切断电源的可靠度为 RHc(不产生误动作的概率)： RHc＝ Rl·R2 (4 —16) 从监视的角度考虑，首要问题是幸免专门状况时的危险，即保证专门状况时切断电源的可靠度， 而提高正常状况下不误操作的可靠度则是次要的，因此那个监控系统是可行的。因此两人监控