◎ 孫鑫 天津港引航中心

不規(guī)范的引航員操作會直接威脅船舶進出港安全，為盡可能預(yù)防港內(nèi)航道出現(xiàn)船舶損壞事故，必須設(shè)法預(yù)測引航員人因可靠性。安全領(lǐng)域中人因可靠性分析向來受到重視，考慮到社會、環(huán)境、個人等因素均會影響引航員工作，因此本文研究聚焦情景環(huán)境和個體因素帶來的影響，針對性開展人因可靠性定量預(yù)測。

1.模型建立

1.1 規(guī)則庫構(gòu)建

很多人因差錯數(shù)據(jù)的獲取難度較高，數(shù)據(jù)不完整情況較為常見，因此可引入模糊集理論中的主觀評價法，該方法采用If-Then規(guī)則?？紤]到傳統(tǒng)規(guī)則庫在模糊性表示方面存在不足，微小變化無法通過輸出結(jié)果直觀反映，因此本文研究未采用傳統(tǒng)規(guī)則庫。對于復(fù)雜多變的引航員任務(wù)環(huán)境，同時專家對假設(shè)的支持無法做到完全肯定，基于置信度變化，需設(shè)法建立簡易的不確定性規(guī)則庫，置信度相關(guān)的所有可能結(jié)果均需要由該規(guī)則庫涉及，由此可得到置信規(guī)則庫：

式中的Rk、Li,k分別代表置信規(guī)則庫、輸入的語義變量集合，基于該式能夠得到4種不同置信度結(jié)果的控制模式組合，βj,k、Dj、Lj,k分別代表控制模式置信度、控制模式、通用行為條件對人類績效帶來的不同影響。本文建設(shè)的置信規(guī)則庫能夠?qū)?種控制模式與9個通用行為條件間的不確定性關(guān)系進行映射，其中通用行為條件包括組織有效性、工作條件、規(guī)程/計劃可用性、可用時間、同時出現(xiàn)的目標數(shù)量、運營支持與人機界面的充分性、船員合作質(zhì)量、經(jīng)驗和培訓(xùn)充分性、值班時間，其中組織有效性可描述為非常有效、有效、無效、效果差。通過對不確定性關(guān)系的映射，即可提供更為適用、豐富的方案。

1.2 通用行為條件績效效應(yīng)評價

有限個語義變量存在于每個通用行為條件中，行為可靠性會受到語義變量帶來的不同影響，這種影響會在引航員績效可靠性方面得到體現(xiàn)，如消極影響會降低可靠性，積極影響則相反。每個通用行為條件的影響均能夠用于人因差錯率預(yù)測，但在基本CREAM模型中，每個通用行為條件的影響為確定和離散的，由此會得到較寬的失誤概率預(yù)測區(qū)間，同時能夠得到交叉的相鄰概率區(qū)間?；趥鹘y(tǒng)模型存在的不足，本文研究將離散的確定值通過模糊數(shù)向連續(xù)值轉(zhuǎn)換，得到的連續(xù)值基于去模糊化處理向概率值轉(zhuǎn)換，以此在人因差錯率預(yù)測中引入通用行為條件的不同重要績效水平，在具備不確定性的通用行為條件績效評估支持下，實現(xiàn)主觀性降低。

1.3 調(diào)整通用行為條件依賴性

作為結(jié)構(gòu)化的綜合指標體系，CREAM模型能夠用于描述任務(wù)環(huán)境定量，但由于同時存在任意的相互依賴或耦合關(guān)系，因此必須設(shè)法對依賴性進行調(diào)整。如存在“不顯著”的某個通用行為條件，需結(jié)合相關(guān)其他因數(shù)效應(yīng)值降低或改進的共同指向進行修正，這一過程需參照事先制定的閾值。

1.4 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建模

基于擁有置信度的語義變量，專家可進行模糊輸入表示，完成控制模式確定，這一過程需要基于貝葉斯機制的條件概率目標，轉(zhuǎn)換規(guī)則庫置信度。對于CREAM模型來說，“值班時間”存在2個水平等級，船員合作質(zhì)量、運營支持與人機界面充分性、組織有效性存在水平等級4個，其余通用行為條件存在3個水平等級，可由此獲得條件概率進行貝葉斯網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。為簡化運算，父節(jié)點數(shù)量可通過分離方法進行精簡，這一過程需要按照3組劃分通用行為條件，第一組為運營支持與人機界面充分性、工作條件、組織有效性，第二組為可用時間、同時出現(xiàn)的目標數(shù)量、計劃/規(guī)則可用性，第三組為船員合作質(zhì)量、經(jīng)驗和培訓(xùn)充分性、值班時間。

可將規(guī)則庫中的置信度表示為條件概率形式，通過定義可得到離散函數(shù)：

上式中Ei的代表通用行為條件對人行為可靠性帶來的降低、不顯著、改進等期望效應(yīng)，通用行為條件績效效應(yīng)的條件概率能夠由此確定。

進一步分析可得到調(diào)整后的條件概率函數(shù)：

上式中的Eh、Eh,d、fAh、Ah分別為通用行為條件期望效應(yīng)值、通用行為條件的依賴行為條件的期望效應(yīng)值、調(diào)整后的通用行為條件的概率函數(shù)、調(diào)整后的通用行為條件期望效應(yīng)值。

2.實例分析

2.1 實例描述

以某引航站為例，2021年3月5日07:20，案例引航站引航員需要執(zhí)行船舶向天津港的引航任務(wù)，任務(wù)執(zhí)行期間通航密度小且船舶交通量少，天氣為中云、陰，風(fēng)力為4～5級，船舶靠離泊時間已經(jīng)確定，存在具有充分適當性引航相關(guān)的人機界面，引航員擁有11年的引航資歷。為實現(xiàn)對通航安全的保障，需設(shè)法預(yù)測人因可靠性。

2.2 人因差錯率計算

通過文件調(diào)查收集與通用行為條件相關(guān)的數(shù)據(jù)，調(diào)查問卷評分采用5級李克特量表，即通過“非常不同意、不同意、不確定、同意、非常同意”進行評分，如“運營支持與人機界面充分性”評估在調(diào)查問卷中使用5個問題，包括“便攜終端智能化情況”“動態(tài)感知數(shù)據(jù)的及時接收情況，如語音數(shù)據(jù)、高頻通信數(shù)據(jù)及船舶交通服務(wù)數(shù)據(jù)、北斗位置數(shù)據(jù)、自動識別系統(tǒng)數(shù)據(jù)、全球定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)”“助航引航信息的獲取難度，如船舶姿態(tài)、水文、氣象等引航作業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)，航道、港口、船舶基礎(chǔ)信息”“引航調(diào)度系統(tǒng)是否允許隨時查看”。對于僅在特定狀態(tài)下存在的通用行為條件，選擇描述統(tǒng)計方法，如通過“夜晚”和“白天”對“值班區(qū)間”進行描述統(tǒng)計。問卷通過5級李克特量表開展針對性處理，每個通用行為條件的效應(yīng)評價值能夠由此獲取，具體如表1所示。

表1 通用行為條件績效效應(yīng)值

考慮到傳統(tǒng)模型存在缺陷，結(jié)合上文內(nèi)容轉(zhuǎn)換處理評價值，以此得到處理后的模糊值，進一步的解模糊操作選擇重心法，概率值最終獲得，通用行為條件的績效效應(yīng)值處理使用軟件MSBNx，以此完成改進模型構(gòu)建及控制模式確定，通過預(yù)測人因可靠性可以確定，案例引航任務(wù)的人因差錯率為0.0094。

3.結(jié)論

綜上所述，預(yù)測船舶引航員人因可靠性需要綜合考慮不同方面因素影響。在此基礎(chǔ)上，本文涉及的CREAM模型、規(guī)則庫構(gòu)建、通用行為條件績效效應(yīng)評價、調(diào)整通用行為條件依賴性、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建模、實例分析等內(nèi)容，則提供了可行性較高的人因可靠性預(yù)測路徑。為更好保證保障港口生產(chǎn)秩序，引航員基本失誤概率與船舶引航任務(wù)的適應(yīng)性研究也需要引起業(yè)內(nèi)人士重視。