□羅建原 程 琦 羅 帆
[1.武漢理工大學(xué) 武漢 430070;2.天安財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn)股份有限公司 上海 200000]
在現(xiàn)代社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)中,事故不再是單個(gè)組件意外故障或人為錯(cuò)誤的結(jié)果,故傳統(tǒng)事故建模方法不足以分析新環(huán)境下的意外事件。新技術(shù)環(huán)境讓事故致因發(fā)生根本變化,并推動(dòng)了事故模型及其建模方法的演進(jìn)[1~2]。當(dāng)今,高新技術(shù)快速發(fā)展并廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)和國防等各個(gè)領(lǐng)域,使得事故環(huán)境發(fā)生巨大變化,主要包括:(1)科技創(chuàng)新加速:科技發(fā)展速度超過了其在工程領(lǐng)域的應(yīng)用速度。(2)改變事故性質(zhì):數(shù)字技術(shù)靜悄悄地再造了工藝流程和控制系統(tǒng)等工程領(lǐng)域的各個(gè)方面,而相關(guān)的安全工程技術(shù)并沒有與之保持同步。數(shù)字系統(tǒng)引入了事故的新“失敗模式”。(3)復(fù)雜性增加:復(fù)雜性涵蓋許多方面,特別是在互動(dòng)復(fù)雜系統(tǒng)中,大部分復(fù)雜性日益增強(qiáng)。(4)耦合性增強(qiáng):緊耦合將系統(tǒng)某部分的中斷或紊亂交互傳送到遠(yuǎn)方,并產(chǎn)生波及效應(yīng)。上述幾種因素往往交織在一起,共同影響著社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)。
總之,日益復(fù)雜的社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)日益挑戰(zhàn)現(xiàn)有事故分析方法,也為新方法的誕生提供了機(jī)遇。本文主要從系統(tǒng)角度梳理事故建模方法,并指出其發(fā)展趨勢(shì)。
社會(huì)技術(shù)理論認(rèn)為,人主體和社會(huì)機(jī)構(gòu)是技術(shù)系統(tǒng)的組成部分,實(shí)現(xiàn)組織目標(biāo)不僅需要通過技術(shù)體系的優(yōu)化,也通過技術(shù)和社會(huì)方面的聯(lián)合優(yōu)化[3]。因此,現(xiàn)代復(fù)雜系統(tǒng)的研究需要理解系統(tǒng)各方面,如技術(shù)、人力、社會(huì)和組織之間的交互和關(guān)系。
復(fù)雜系統(tǒng)是由許多以線性和復(fù)雜方式彼此交互的組件構(gòu)成。線性相互作用一般是那些處于生產(chǎn)或維修的序列的簡(jiǎn)單活動(dòng),或能看到的活動(dòng);而復(fù)雜非線性的相互作用產(chǎn)生于不熟悉的序列、無計(jì)劃的和意想不到的序列,或是不能立刻理解的序列。兩個(gè)或多個(gè)離散的故障能夠以設(shè)計(jì)人員無法預(yù)測(cè)的方式進(jìn)行交互,從而讓操作人員無法理解或控制,除非無窮盡地建模或測(cè)試。
近年來,“系統(tǒng)系”(System of systems,SOS)成為日益流行術(shù)語,用于描述由各種異構(gòu)、互操作的協(xié)作系統(tǒng)構(gòu)成的大規(guī)模系統(tǒng)[4]。系統(tǒng)系由多個(gè)甚至上百或上千本身獨(dú)立的組件系統(tǒng)構(gòu)成。每個(gè)組件系統(tǒng)有不同治理結(jié)構(gòu),不同的技術(shù),不同的目標(biāo);優(yōu)化方式也各有不同,但是他們所執(zhí)行的任務(wù)相互重疊。毫無疑問,系統(tǒng)系的運(yùn)行存在多種不確定性、潛在風(fēng)險(xiǎn)和故障。
事故建模的新方法應(yīng)從整體上考慮系統(tǒng)性能。系統(tǒng)性模型是指,當(dāng)幾個(gè)偶然因素(如人力,技術(shù)和環(huán)境)巧合地存在于特定的時(shí)間和空間時(shí),意外發(fā)生了[5]。系統(tǒng)性模型將事故視為由系統(tǒng)組件之間復(fù)雜相互作用所導(dǎo)致的突發(fā)現(xiàn)象,可能導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降或意外事故。
系統(tǒng)性模型根植于系統(tǒng)理論。在系統(tǒng)理論的建模方法中,系統(tǒng)由通過信息和控制反饋回路保持平衡的交互組件構(gòu)成。系統(tǒng)不是靜態(tài)設(shè)計(jì),而是不斷地自適應(yīng)以實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)、應(yīng)對(duì)本身和環(huán)境變化的動(dòng)態(tài)過程。意外被視為是有缺陷過程的結(jié)果,涉及到人、社會(huì)和組織結(jié)構(gòu)、工程物理活動(dòng)和軟件系統(tǒng)等諸多組件之間的交互[6]。
科技改變了人的工作性質(zhì),從以手工操作為主任務(wù)轉(zhuǎn)向以知識(shí)密集及認(rèn)知為主任務(wù),并影響著分析失誤模型和聯(lián)合人-機(jī)系統(tǒng)事故建模的方法發(fā)展。
認(rèn)知系統(tǒng)工程作為一個(gè)框架,用于工作環(huán)境下構(gòu)建人-機(jī)系統(tǒng)的行為模型。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為,“人因差錯(cuò)”代表事后分析的合理化[7],是基于逆向因果關(guān)系原則:“如果有影響,那么就必須有一個(gè)原因”。而認(rèn)知系統(tǒng)工程認(rèn)為,如果我們不理解事情正常運(yùn)行的原理,那么無法理解事情出錯(cuò)的原因[8]。Hollnagel和Woods為聯(lián)合認(rèn)知系統(tǒng)引入一個(gè)新范例,描述人類和技術(shù)作為一個(gè)聯(lián)合系統(tǒng)如何發(fā)揮功能,而不是人與機(jī)器如何交互。他們提倡,安全工作始于理解人類和聯(lián)合認(rèn)知系統(tǒng)性能的正常變化,而不是關(guān)于特定的、高度推理性的“錯(cuò)誤機(jī)制”。
用于安全和分析的兩個(gè)系統(tǒng)性事故模型都是基于認(rèn)知系統(tǒng)工程原則:認(rèn)知可靠性、誤差分析方法(CREAM)和功能性共振事故模型(FRAM)。
CREAM 是基于對(duì)人行為認(rèn)知的建模,以評(píng)估人為錯(cuò)誤對(duì)系統(tǒng)安全所造成的后果。CREAM 有兩個(gè)版本:DREAM(Driver Reliability and Error Analysis Method)用于交通事故分析,BREAM 用于海上事故。
FRAM是定性分析模型,描述系統(tǒng)組件的功能如何產(chǎn)生共振、失去控制和導(dǎo)致事故危險(xiǎn)[5]。FRAM的前提是,性能變化、內(nèi)部變化和外部的變化都是正常的;且從這個(gè)意義上講,在復(fù)雜社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)中,如航空系統(tǒng),性能是永遠(yuǎn)不穩(wěn)定的。
社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)運(yùn)行在高度可變和動(dòng)態(tài)環(huán)境下,如市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、經(jīng)濟(jì)和政治壓力、立法和社會(huì)安全意識(shí),以及快速發(fā)展的復(fù)雜性科學(xué)技術(shù)。他們促進(jìn)高風(fēng)險(xiǎn)社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)的形成與發(fā)展。Rasmussen假設(shè),這些因素改變現(xiàn)代社會(huì)的動(dòng)態(tài)性,并持續(xù)影響運(yùn)行在復(fù)雜系統(tǒng)中的操作準(zhǔn)則和人的行為。確定性因果模型(如事件順序鏈)無法勝任對(duì)高度適應(yīng)性社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)中故障和事故的研究。Rasmussen采用基于控制理論的系統(tǒng)導(dǎo)向分析,提出了構(gòu)建組織、管理和運(yùn)作結(jié)構(gòu)的框架,創(chuàng)建了意外事件的先決條件。Rasmussen的社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)管理框架包括結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)兩部分[9]。
1.結(jié)構(gòu)層次
Rasmussen將風(fēng)險(xiǎn)管理視為社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)中的控制問題,其中人員傷亡、環(huán)境污染和金融災(zāi)難起因于物理過程失控。在環(huán)境壓力和約束背景下,安全取決于工作流程的控制。
圖1 社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)的層級(jí)模型
用于風(fēng)險(xiǎn)管理的社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)包括幾個(gè)層級(jí),如圖1所示。頂層L1描述通過立法控制政府在社會(huì)安全習(xí)慣的活動(dòng);第二層L2描述監(jiān)控者、行業(yè)協(xié)會(huì)和聯(lián)合會(huì)(如醫(yī)療和工程委員會(huì))的活動(dòng),其中聯(lián)合會(huì)負(fù)責(zé)促進(jìn)各部門的執(zhí)法;L3描述了公司活動(dòng);L4描述公司的領(lǐng)導(dǎo)、管理和控制工作人員的管理活動(dòng);L5描述各個(gè)員工直接地與技術(shù)或工藝進(jìn)行互動(dòng)的控制活動(dòng);底層L6描述工程學(xué)科的應(yīng)用,包括應(yīng)用于有潛在危險(xiǎn)的設(shè)備和過程控制操作程序的設(shè)計(jì)。
傳統(tǒng)上,每個(gè)層級(jí)由特定的學(xué)科分別地進(jìn)行研究。例如,頂層風(fēng)險(xiǎn)管理研究不涉及較低層級(jí)上的細(xì)節(jié)內(nèi)容。這個(gè)框架提出曾被所有水平研究工作忽視的關(guān)鍵因素,即縱向穿越水平層級(jí)的“垂直”聯(lián)合。上級(jí)所做出的組織和管理決策應(yīng)傳達(dá)給下級(jí)層次,而低層級(jí)的進(jìn)程信息應(yīng)傳送給上級(jí)。這種信息垂直流動(dòng)形成了閉環(huán)反饋系統(tǒng),它在整體社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)的安全中發(fā)揮重要作用。在各個(gè)層面上,決策及決策者的行動(dòng)也可導(dǎo)致事故,而不是僅限于控制層面上工人所導(dǎo)致事故。
如圖1右側(cè)所示,復(fù)雜社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)的各層日益受到外部破壞性力量的影響。這種外部力量快速變化和不可預(yù)測(cè)。當(dāng)不同層級(jí)上的系統(tǒng)正經(jīng)受不同的壓力及每個(gè)系統(tǒng)接收不同時(shí)間上的操控時(shí),通過強(qiáng)調(diào)施加于各個(gè)層面上不斷變化約束的協(xié)調(diào)一致,提高每個(gè)層面的安全性,這才是管理意外事件或不確定性的重點(diǎn)。
2.系統(tǒng)動(dòng)力
在復(fù)雜動(dòng)態(tài)環(huán)境中,特別是在緊急、高風(fēng)險(xiǎn)和非預(yù)期情況下,無法建立適合每種條件下的程序[9]。在核電站運(yùn)行中,任務(wù)和程序都有嚴(yán)格規(guī)定,違反指令的應(yīng)給予監(jiān)管[10]。然而,Vicente認(rèn)為,考慮到實(shí)際工作量和時(shí)間的限制,運(yùn)營商違反正式程序的行為似乎相當(dāng)理性(理智)。經(jīng)營者的行為依賴于情景關(guān)系,并形成于動(dòng)態(tài)工作環(huán)境下。
決策和人類活動(dòng)應(yīng)限制在由行政、功能和安全約束所定義的工作邊界內(nèi)。Rasmussen指出,在分析工作區(qū)域安全時(shí),重要的是識(shí)別安全操作界限和導(dǎo)致社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)朝著邊界遷移或跨越邊界的動(dòng)態(tài)力量[9],如圖2所示。動(dòng)態(tài)力量能影響復(fù)雜社會(huì)技術(shù)系統(tǒng),讓其隨著時(shí)間變化改變其行為。安全行為空間是指主體能隨意操作的區(qū)域,是由三個(gè)邊界線合圍而成:個(gè)人不可接受工作量,財(cái)政和經(jīng)濟(jì)的制約,以及安全規(guī)章和程序。財(cái)政壓力產(chǎn)生成本梯度,促進(jìn)個(gè)人行為采取更經(jīng)濟(jì)有效的工作方法;而工作量壓力導(dǎo)致努力梯度,激勵(lì)個(gè)人改變自己工作習(xí)慣,以減少認(rèn)知或體力的勞動(dòng)。這些梯度誘導(dǎo)人們改變行為,類似于氣體分子的“布朗運(yùn)動(dòng)”。
圖2 安全操作邊界
在經(jīng)過一段時(shí)間后,這種適應(yīng)性行為使人們跨越安全工作法規(guī)的邊界和朝著功能上可以接受行為的邊界進(jìn)行系統(tǒng)遷移。如果失去控制邊界權(quán),這可能會(huì)導(dǎo)致意外。Rasmussen聲稱,這些適應(yīng)環(huán)境壓力的不協(xié)調(diào)企圖發(fā)展緩慢而穩(wěn)步地“為事故做準(zhǔn)備”。切爾諾貝利核電站事故表明,幾個(gè)事故不是由巧合的獨(dú)立故障和人為失誤引起的,而是由于組織在侵略性競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中承受著成本效益壓力,迫使組織行為向著事故進(jìn)行系統(tǒng)性遷移[9]。
因此,為提高社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)安全性,必須定義安全操作界限,使得參與者能看到邊界,從而有機(jī)會(huì)控制行為的波動(dòng)范圍。
1.事故的系統(tǒng)理論模型
事故的系統(tǒng)理論模型(System-theoretic model of accidents,STAMP)假設(shè),系統(tǒng)理論是分析事故的有效途徑,特別是系統(tǒng)性事故[6]。當(dāng)控制系統(tǒng)不能充分處理外部干擾、組件故障或系統(tǒng)組件之間的紊亂相互作用時(shí),事故就發(fā)生了。安全被認(rèn)為是一個(gè)控制問題,并由嵌入在自適應(yīng)社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)來實(shí)施管理或約束。如果要理解為何會(huì)發(fā)生事故,就要確定為什么控制結(jié)構(gòu)是無效的。為防止未來發(fā)生意外,就需要設(shè)計(jì)一個(gè)執(zhí)行必要約束的控制結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)被視為相互關(guān)聯(lián)的組件,是由信息和控制的反饋回路來保證系統(tǒng)處在動(dòng)態(tài)的平衡狀態(tài)。于是,STAMP使用反饋控制系統(tǒng)作為特定因果模型:(1)在有目的系統(tǒng)中,各子系統(tǒng)維持著防止事故發(fā)生的約束;(2)如果發(fā)生了意外,這些約束就已無效了;(3)STAMP通過調(diào)查所涉及的系統(tǒng),特別是人力組織子系統(tǒng),找出缺失或不適當(dāng)功能(那些未能維持約束的功能);(4)通過分析反饋和控制操作,STAMP保持工作狀態(tài)。
STAMP所關(guān)注的最基本對(duì)象不是事件,而是強(qiáng)制制約。因此,風(fēng)險(xiǎn)和事故被視為是由違反系統(tǒng)安全約束的組件之間的相互作用所致的結(jié)果。強(qiáng)制執(zhí)行這些約束的控制流程必須將系統(tǒng)行為變化限制在安全范圍內(nèi)和適應(yīng)所施加約束的調(diào)整??刂撇涣赡茉醋匀鄙侔踩s束,不適當(dāng)?shù)耐ㄓ嵓s束,或者源自強(qiáng)制約束處在較低水平,或無法達(dá)到約束要求。
許多事故調(diào)查報(bào)告的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、質(zhì)量和有效性一直受到質(zhì)疑。他們不能準(zhǔn)確地反映事件,或無法確定因果關(guān)系的關(guān)鍵因素,有時(shí)結(jié)論含有不正確事故原因。報(bào)告中的遺漏、含糊或不準(zhǔn)確信息可能導(dǎo)致不安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)和誤導(dǎo)立法[11]。因此,迫切需要提高傳統(tǒng)事故調(diào)查報(bào)告中信息準(zhǔn)確性。
通過強(qiáng)調(diào)定義和精確描述的重要性,并提供描述和推理事故的某些符號(hào),形式化方法可以改善事故分析效果。形式化方法是以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的技術(shù),提供了嚴(yán)格和系統(tǒng)的框架,以規(guī)范、設(shè)計(jì)和驗(yàn)證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(包括軟件和硬件)。形式化方法本質(zhì)上是由三個(gè)主要部分所構(gòu)成的正式規(guī)范語言:確認(rèn)句子語法結(jié)構(gòu)良好的規(guī)則(語法);在所考慮范疇內(nèi),以精確、有意義的方式解釋句子的規(guī)則(語義);并從規(guī)范推斷出有用信息的規(guī)則(證明)[12]。形式化分析方法提供了這樣一種手段:證明規(guī)范可實(shí)現(xiàn),證明系統(tǒng)已正確執(zhí)行,證明系統(tǒng)的性能,而不必通過系統(tǒng)運(yùn)行來確定其行為。在工業(yè)和研究領(lǐng)域中,使用形式化方法需要大量綜合經(jīng)驗(yàn)[13]。具體應(yīng)用形式化方法的實(shí)例,可以參見有關(guān)文獻(xiàn)[14~16]。
形式化方法已成功地應(yīng)用于設(shè)計(jì)和驗(yàn)證關(guān)鍵安全系統(tǒng)。但是,為進(jìn)一步洞察事件和事故報(bào)告中的諸多方面,該方法仍需要擴(kuò)展。單一的建模語言不太可能模擬事故中的所有因素及各個(gè)方面。同樣,擴(kuò)大形式化方法在模擬完整的社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)時(shí)也有局限性,這需要更多的數(shù)學(xué)專家參與解決,但不是任何因素或過程都可以形式化的。
1.內(nèi)陸開放高地建設(shè)為重慶市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)探索國際化路徑提供條件。在“一帶一路”倡議下,長江黃金水道、中歐班列、“南向通道”、江北國際機(jī)場(chǎng)等國際大通道建設(shè)初見成效,兩江新區(qū)、中新互聯(lián)互通項(xiàng)目和自貿(mào)試驗(yàn)區(qū)等國家級(jí)開放平臺(tái)初步成型,為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)探索國際化新路徑提供必要條件。
到目前為止,所討論的事故建模方法是基于因果關(guān)系的確定性模型。這些模型聚焦于確定性因果關(guān)系序列的識(shí)別,但是其結(jié)果是難以驗(yàn)證的[17]。例如,它不能保證一組效果將會(huì)產(chǎn)生,盡管在某個(gè)特定時(shí)刻存在所謂的充分必要條件。而因果關(guān)系概率模型則重點(diǎn)關(guān)注在給定情景中讓效果更可能出現(xiàn)的條件,以支持事故分析。概率因果關(guān)系是指一組哲學(xué)理論,其目的是利用概率理論工具來表征因果效應(yīng)之間的關(guān)系[17]。理論背后的核心思想是,原因提高了其影響的概率。若要了解因果關(guān)系概率模型的應(yīng)用,可閱讀相關(guān)文獻(xiàn)[18~20]。
重大事故的調(diào)查都強(qiáng)調(diào),在尋求復(fù)雜系統(tǒng)的事故原因時(shí),必須考慮技術(shù)和組織系統(tǒng)之間的交互與依存關(guān)系。Shrivastava認(rèn)為,工業(yè)事故能確認(rèn)其原因,即人力、組織和技術(shù)[21]。這些事故后果呼吁設(shè)計(jì)新的政策,以防止未來發(fā)生此類危機(jī)。
一些關(guān)于航空和海運(yùn)意外事故的研究表明,人因和組織是事故和事故征候的主要致因因素。Johnson和Holloway分析了北美在1996~2006年的主要航空和海上事故并得出結(jié)論,組織因素的比例超過了人為錯(cuò)誤的比例[22]。例如,美國航空事故中的因果關(guān)系表明:48%的組織因素,37%的人為原因,12%的設(shè)備原因,3%其他原因;海上事故的分析歸類顯示:53%的組織因素,24~29%的人為差錯(cuò),10~19%為設(shè)備故障,2~4%為其他原因。
從文化和組織的角度,Hopkins研究了英國皇家委員會(huì)關(guān)于朗福德埃索氣廠爆炸的事故報(bào)告。認(rèn)為,事故主要成因都與一系列的組織失敗有關(guān):警示標(biāo)志問題、通信問題、不重視重大危險(xiǎn)源、敷衍了事的審核,以及沒能從以前故障中汲取教訓(xùn)[23]。
Sagan從關(guān)于核武器組織研究中發(fā)現(xiàn),政治影響組織,許多利益沖突起因于指揮和控制、以及軍事和文職領(lǐng)導(dǎo)人之間矛盾。權(quán)力和政治必須受到重視,不僅在尋找組織事故的原因過程中,而且在組織設(shè)計(jì)和變革的艱難過程中,以提高組織的安全性和可靠性[24]。
2011年3月11日,日本福島第一核電站爆炸。福島核事故獨(dú)立調(diào)查委員會(huì)經(jīng)過6個(gè)月的調(diào)查,向參眾兩院提交了事故正式調(diào)查報(bào)告,認(rèn)為“事故并非自然災(zāi)害,明顯是人禍”。報(bào)告認(rèn)為,福島第一核電站事故是由于政府、監(jiān)管機(jī)構(gòu)和東京電力公司的一些串通行為以及缺乏明確指導(dǎo)所造成的。
系統(tǒng)建模方法將事故視為一種突發(fā)現(xiàn)象,起因于諸多系統(tǒng)組件之間的復(fù)雜非線性相互作用。這些互動(dòng)和事件很難理解,僅通過安全工程的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)來分析是不夠的,它們不能充分洞察無故障運(yùn)行的諸多組件之間的不正常交互。
Rasmussen的框架應(yīng)用于埃索氣廠爆炸等事故的分析。這些案例研究表明,Rasmussen的框架在解釋事故原因后驗(yàn)方面的有效性。此外,要進(jìn)一步地研究這個(gè)框架并擴(kuò)展至事故的預(yù)測(cè),并探討將其應(yīng)用于關(guān)鍵社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)中的風(fēng)險(xiǎn)和安全性分析。
同樣,STAMP應(yīng)用到諸多事后事故分析的案例研究[26]?,F(xiàn)在,應(yīng)從方法上發(fā)展STAMP模型,包括開發(fā)適應(yīng)于有缺陷的分類控制模型和解釋指南。STAMP模型在系統(tǒng)設(shè)計(jì)早期階段的主動(dòng)事故調(diào)查方面進(jìn)行了拓展。Leveson和Dulac討論使用STAMP模型進(jìn)行危害分析,安全(風(fēng)險(xiǎn))評(píng)估,并作為綜合風(fēng)險(xiǎn)管理體系的基礎(chǔ)[27]。
組織社會(huì)學(xué)家在理解復(fù)雜社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)中的事故方面做出了顯著貢獻(xiàn)。他們強(qiáng)調(diào)事故的組織方面,而往往忽視了技術(shù)問題。針對(duì)社會(huì)技術(shù)系統(tǒng),系統(tǒng)的理論方法提供了安全分析框架,適用于包括技術(shù)、人力、社會(huì)和組織因素及系統(tǒng)組件之間交互的建模。社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)必須視為一個(gè)整體,強(qiáng)調(diào)并行和系統(tǒng)地考慮社會(huì)和技術(shù)層面,包括社會(huì)結(jié)構(gòu)和文化、社會(huì)互動(dòng)過程[28]。
在新的系統(tǒng)性事故模型進(jìn)展方面,基于認(rèn)知系統(tǒng)工程的FRAM模型應(yīng)進(jìn)行深入的研究,并應(yīng)用于復(fù)雜的社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)的建模,以理解人類和系統(tǒng)性能的可變性,以及變化如何與事故的因果關(guān)系相關(guān)。
雖然形式化方法成功地應(yīng)用于關(guān)鍵安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證,但是他們需要擴(kuò)展以洞察許多因素,包括事故中人的行為和組織因素。所開發(fā)的語言和語義仍需進(jìn)一步地研究,以適應(yīng)針對(duì)現(xiàn)代復(fù)雜系統(tǒng)事故各個(gè)方面的建模,如組織、文化、社會(huì)屬性和人的表現(xiàn)。
未來的研究需要綜合地分析新系統(tǒng)模型在廣泛社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)類型中的適用性,特別是在安全關(guān)鍵領(lǐng)域,如交通、核電、海洋、國防和航空航天。進(jìn)一步的研究應(yīng)關(guān)注新的系統(tǒng)性事故模型在各種復(fù)雜社會(huì)技術(shù)領(lǐng)域的比較和對(duì)比。
復(fù)雜系統(tǒng)具有動(dòng)態(tài)特性,為應(yīng)對(duì)環(huán)境波動(dòng)而不斷調(diào)整自己的行為。系統(tǒng)的這種適應(yīng)性無法在系統(tǒng)設(shè)計(jì)期間編入預(yù)定程序[29]。系統(tǒng)可能會(huì)在安全法規(guī)的邊界處變得不穩(wěn)定或失去控制。因此,應(yīng)變能力是組織保持控制的能力,以阻止區(qū)域內(nèi)發(fā)生事故。韌性工程是阻止這種情況發(fā)生的有效方法、原則和工具。系統(tǒng)性事故模型支持對(duì)韌性工程的分析。STAMP已應(yīng)用到面臨高風(fēng)險(xiǎn)和高性能要求的組織韌性分析[29]。
現(xiàn)代社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)的復(fù)雜性,對(duì)新的安全分析及模型提出了跨學(xué)科研究挑戰(zhàn),因此,迫切需要研究人員走出自己的傳統(tǒng)邊界,在更廣泛的系統(tǒng)觀點(diǎn)下洞察現(xiàn)代社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)的復(fù)雜性,以便從安全的多個(gè)維度進(jìn)行理解和構(gòu)建系統(tǒng)事故模型。
基于上述分析,本文提出綜合視角下的事故分析框架,如圖3所示。
圖3 基于復(fù)雜社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)的事故分析框架
(1)在具體分析時(shí),可以選擇元件、組件、系統(tǒng)或系統(tǒng)系作為分析對(duì)象,并界定對(duì)象邊界;(2)從選擇維度上,選擇物理功能維度,或選擇社會(huì)組織維度,或政治等其他維度,或多種維度的組合。一般地,關(guān)于簡(jiǎn)單事故的分析,選擇基于物理功能維度的傳統(tǒng)事故模型,還可進(jìn)一步地關(guān)聯(lián)多個(gè)事故模型進(jìn)行分析。關(guān)于復(fù)雜事故的分析,可基于社會(huì)組織維度選擇系統(tǒng)事故模型。(3)從組件之間耦合關(guān)系上,有松散和緊密耦合之分。(4)從事故因果關(guān)系上,有線性簡(jiǎn)單與非線性復(fù)雜之分。(5)從模型拓展及趨勢(shì)來看,傳統(tǒng)事故模型需要拓展或提升,以適應(yīng)在復(fù)雜社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)中的事故分析的需要。同樣,系統(tǒng)事故模型要避免忽視技術(shù)因素的不足,通過深化分析內(nèi)容,兼顧更多的技術(shù)分析因素。
隨著復(fù)雜社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展,系統(tǒng)系的概念或模式為分析不確定性事件提供了更廣闊視角。系統(tǒng)系旨在通過控制約束或組件之間的協(xié)調(diào)來實(shí)現(xiàn)未來特定目標(biāo)。系統(tǒng)系事故模型關(guān)注未來情景下正常運(yùn)行組件之間交互所導(dǎo)致的不確定性分析,突出以盡可能預(yù)測(cè)未知的方式分析不確定性,也是事故分析的一種新挑戰(zhàn)。
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