Классификация факторов, сопутствующих ошибкам в деятельности морских специалистов Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

Классификация факторов, сопутствующих ошибкам в деятельности морских специалистов

В.А. Чкония, В.И. Меньшиков

Судоводительский факультет МГТУ, кафедра судовождения

Аннотация. Выполнено исследование модели классификации человеческого фактора, предложенной в Резолюции ИМО А. 884(21), и даны практические рекомендации по повышению разрешающей способности принятого в этой модели разбиения.

Abstract. The paper contains the research of the model of the human factor classification proposed in the International Marine Organisation Resolution A.884(21). The authors have given the practical references how to raise the resolving power of the layout accepted in this model.

1. Введение

Исторически сложилось так, что международное морское сообщество, решая задачу по обеспечению безопасной эксплуатации судов на море, в основном ориентировалось только на техническую сторону такого решения. Традиционно специалисты морской индустрии считали, да и продолжают считать, что повышением надежности технических и технологических процессов можно свести к разумному минимуму риски аварий и инцидентов на море, а также минимизировать их последствия. Именно такой исторически сложившийся подход к обеспечению безопасной эксплуатации судов достаточно четко прослеживается в требованиях современных морских стандартов безопасности.

Однако существующая международная статистика инцидентов и международная практика по их расследованию подтверждают особую значимость ошибок человека в аварийности на море, даже несмотря на технический прогресс, ужесточение организационных мероприятий и повышение уровня подготовки специалистов. Поэтому осознание роли ошибки человека в происходящих авариях и инцидентах диктует необходимость применения расширенного подхода к решению задачи по обеспечению безопасной эксплуатации судов, который не должен быть ограничен только рамками технической и технологической надежности.

2. Особенность учета человеческих ошибок при оценке вероятности аварии или инцидента

В рамках системного подхода взаимосвязь между текущим техническим состоянием судна Y и текущими требованиями к техническому состоянию судна можно зафиксировать как отображение вида

TS ^ Y, (1)

где TS - текущие требования к техническому состоянию судна.

Тогда при полном соответствии текущего состояния судна техническим и технологическим требованиям стандартов безопасности вероятность появления аварии или аварийного инцидента будет равна

Pa{Y\TS œ мах T}^ 0, (2)

причем мах Т - максимальные технические и технологические требования стандартов безопасности, изложенные в применимых международных конвенциях и приложениях к ним, a PA(Y) - вероятность появления аварии или аварийного инцидента на конкретном судне.

Анализ морских аварий и инцидентов с судами, которые произошли за последние 30 лет, вынудили международное морское сообщество и различные заинтересованные коммерческие системы отказаться от традиционного подхода к оценке состояния безопасности, основанного только на отображении вида (1). Это отображение, как было отмечено выше, фокусирует внимание только на технических и технологических требованиях к конструкции, оснащению и оборудованию судна и не учитывает деятельности человека. Однако любые аварии и инциденты обязательно так или иначе включают в себя элементы деятельности человека ("человеческий фактор"). Такие элементы могут проявляться во всех аспектах деятельности человека на море, начиная с проектирования судна и заканчивая его технической эксплуатацией и ремонтом.

Если далее принимать во внимание значимость влияния "человеческого фактора" на техническое состояние судна, то отображение (1) можно преобразовать так

I: ТБ х ЕЕ ^ Z, (3)

где ЕЕ - "человеческий фактор", обеспечивающий эксплуатацию судна.

Новое, расширенное "человеческим фактором", техническое состояние судна Z из (3) позволяет выполнить более детальную оценку вероятности аварии или аварийного инцидента с судном на море. Для этой цели достаточно использовать стремление вида

Рл^ТБ с мах Т, ЕЕ с шт Е} ^ 0, (4)

где шт Е - минимальный уровень ошибок, связанных с деятельностью человека на море.

Человеческий фактор ЕЕ из (4), способствующий развитию аварии или аварийного инцидента на море, следует в широком смысле определить как намеренные или случайные действия специалиста, отрицательно сказывающиеся на успешном выполнении конкретной производственной задачи. Поэтому стремление (4) можно реализовать, если систематически обеспечивать вложение

ЕЕ с шт Е, (5)

постоянно осуществляя анализ взаимодействий человека-оператора с оборудованием судна, оценивая безопасность и эффективность процедур, подлежащих выполнению, как на судне, так и в береговых подразделениях компании, а также исследуя влияние окружающей среды и дизайна технических средств на состояние судового специалиста.

3. Человеческий фактор как объект исследования

Подробное изучение и детальный анализ деятельности специалиста возможны лишь в том случае, когда сопутствующий "человеческий фактор" как бы вмонтирован в производственный процесс. Пусть далее технические средства и человеческие факторы, образуют единую структуру, которая полностью определена с помощь следующей тройки

ЕЕ = (М,Я, 0,

где М - элементное множество, включающее эксплуатируемые технические средства, человека и все силовые и информационные связи между ними, Я - принятый регламент (правила или процедуры), подлежащие выполнению, 0 - процессы, отражающие производственную деятельность в рамках принятого регламента, обеспечивающего решение задачи, стоящей перед судном.

Если деятельность на судне и в компании реализуется так, что выполняется условие (4), то безаварийный производственный процесс следует определить следующим образом

вд

Е: М ^ 0.

В тех же случаях, когда условие (4) нарушается и оно принимает вид

РЛ{^ТБ с мах Т, ЕЕ ф шт Е} Ф 0, (6)

производственный процесс может достигнуть конечного состояния, которое характеризуется как авария или аварийный инцидент, т.е.

Е: М ^ 0, (7)

где 0 - аварийно текущий производственный процесс, как результат прямой деятельности ЕЕ, Я* -последовательность сознательных или случайных действий членов экипажа судна, возможно включенных в регламент, т.е. Я с. Я*, или нарушающих положения этого регламента.

Если произошла авария или аварийный инцидент, то возникает задача по восстановлению течения процесса (7), выявлению из Я* ошибок в деятельности специалиста ЕЕ или отказов технических

средств. После этого формулируются практические советы и разрабатываются предупредительные меры, которые исключают возможность несанкционированного проведения процесса QA. В морской индустрии для этой цели можно, например, использовать рекомендации Резолюции ИМО А.884(21).

В соответствии с этими рекомендациями общую задачу по восстановлению процесса, приведшего к аварийной ситуации (его расследованию), и выделению действий HF, нарушающих условие (4), следует относить к классу слабо обусловленных (слабо структурированных). К такому выводу нетрудно придти, если учесть тот факт, что сознательные или ошибочные действия HF могут произойти как в элементном множестве М, так и во множестве R*, или одновременно в обоих множествах.

Чтобы процедура и техника расследования приобрели свойства корректной задачи, Резолюция ИМО А.884(21) локализует перечень факторов, которые способны привести к ошибочным действиям судового специалиста и которые можно и нужно расследовать, привлекая документы данной Резолюции. Причем сразу же отсекаются факторы, сопутствующие ошибочным действиям HF, которые обусловлены плохой теоретической и практической подготовкой специалистов.

Такое отсечение вполне оправдано, поскольку ответственность за теоретическую и практическую подготовку специалистов современные международные нормативные документы возлагаются на систему управления безопасностью (СУБ) компании (пункт 6 ISM Code). Поэтому в качестве доминирующих факторов, которые, по мнению специалистов ИМО, почти с полной достоверностью увеличивают риск появления ошибки типа HF, принимаются условия, сопутствующие только трудовой деятельности морских специалистов. Именно эти сопутствующие условия, даже при соответствующей подготовке морских специалистов, сказываются на HF и создают предпосылки к событиям (6) и последующему развитию процесса Q, в направлении, описываемом отображением (7).

4. Описание модели расследования роли человеческого фактора в аварии или инциденте

Для расследования роли HF в авариях и инцидентах Резолюция ИМО А.884 (21) предлагает использовать ряд базовых моделей, одной из которых является модель Риазона. Ориентируясь на рекомендации Резолюции, рассмотрим возможность классификации "человеческих факторов", при которых морской специалист в процессе реализации своей производственной деятельности способен совершать ошибки.

С формальной точки зрения, основой модели классификации факторов по Риазону является допущение о том, что все эти факторы локализованы на некотором замкнутом множестве Xmax. Кроме того, в модели определено такое разбиение Z={Z1, Z2, ..., Zn, Zn+1}, что любая ошибка судового специалиста может находиться лишь в одном из классов множества М, образованных этим разбиением.

Тогда математическую процедуру классификации факторов HF в соответствии с моделью Риазона можно записать

M1 содержит такие X, что X n Z1 Ф0.;

M2 содержит такие X, что X n Z1 = 0, X n Z2 Ф0,

n - 1

Mn содержит такие X, что X n (u Zh) = 0, X n Zn Ф 0,

h = 1

n

Mn+1 содержит такие X, что X n (u Zh) = 0, X n Zn+1 Ф 0.

h = 1

или, сворачивая эту запись в простейшую кусочно-сумматорную функцию, представить ее в следующем компактном виде

X n Z1, если X е M1, X n Z2, если X е M2, . . . (8) X п Zn, если X е Mn, 0, если X е Mn+b

По мнению специалистов ИМО, с помощью такого разбиения причинно-следственные связи должны выстраиваться во временной последовательности и, кроме того, выражение (8) обязано

F(X) =

разносить факторы, сопутствующие ошибкам морских специалистов, по основным этапам регламентной производственной деятельности.

Однако следует особо подчеркнуть, что модели Риазона присущ достаточно существенный недостаток. Этот недостаток связан в первую очередь с тем, что в процессе классификации факторов, сопутствующих ошибочным действиям специалиста, важно не только определить принадлежность конкретного фактора к данному классу, но и иметь гарантии того, что в процессе классификации не произошел сбой, а выделенный фактор действительно является элементом этого класса.

5. Рекомендуемая корректура классификационной модели Риазона

Чтобы оценить вероятность сбоя при классификации, выполненной на разбиении (8), допустим, что в г-мерном пространстве факторов Хтах задана функция распределения

г

Е^Х, £) = П(к)Е(Х, £)

к = 1

совокупности г независимых случайных величин

Х(й) = (Х^), Х2(4 ...,Xz(й)),

зависящих от случайного параметра е, который может принимать лишь значения 0 или 1 с вероятностями

Р(е = s) = Р(.) (. = 0, 1).

Пусть далее случайные величины Хк(.) (к = 1, 2, ..., г) отражают человеческие факторы, соответствующие ошибочным действиям специалиста в производственном процессе (7). Тогда задача классификации этих факторов будет состоять в том, чтобы по выборке признаков X = (Хь Х2, ..., Хх), собранной и упорядоченной, например, с помощью модели 8ИБЬ (Международный кодекс..., 1998), найти значения параметра е, т.е. определить номер вероятностного пространства (класса) разбиения (8), которому принадлежит данная выборка.

Для оценки вероятности ошибки классификации факторов введем еще ряд дополнительных условий. Так, далее примем, что 0(Е^) - вероятность ошибки классификации для байесова решающего правила, работающего только с двумя классами, априорные вероятности которых заданы Д.) = 0,5, а классификации подлежит наблюдаемая выборка, состоящая из г независимых факторов

Х(5) = (Х^), Х2(5), ..., Х2(.)), (9)

причем каждый из них обладает функцией распределения вида Е<к)(Х, .).

Тогда отношение правдоподобия для одномерного фактора Хк(.) из (9), с учетом значения параметра е, можно записать

У(к)(0) = dF{k)(X, 1)/ ёЕк)(Х, 0).

В свою очередь, полученное выше соотношение правдоподобия позволяет составить следующую индикаторную функцию

ж = ■

1 при У(к)(Х) > 1, 0 при ^к)(Х) < 0,

где 7к(.) является бинарной проекцией фактораХк(?).

Далее, используя полученную бинарную проекцию фактора Гк(.), можно найти различающий интервал фактора Хк(.), который в данном случае будет равен величине

& = «к(1) - «к(0),

где

ок(5) = Р(ВД = 1) = IdЕ(k)(X, 5).

У(к)(Х) > 1.

Пусть, кроме того, определена функция распределения

Gz(Y, .) = П в(к\¥к, .) к =1

бинарных проекций Y(s) = ^(я), Y2(s), ..., Yг(s)) совокупности г независимых факторовХ(.) = (Х^.), Х2(.), ..., XZ(s)). Тогда функцию распределения одномерной бинарной проекции можно записать как склейку вида

0 при 1 < 0,

1 -«к(5) при 0 < Y < 1, 1 при Y > 1.

G(k)(Y, .) = РК.) < 1) =

Если принять, что классификация факторов, сопутствующих ошибкам морского специалиста, реализуется в соответствии с байесовым решающим правилом, то, очевидно, выполняется условие

дЕ) < я^),

где - вероятность ошибки классификации бинарных проекций Y(s) = ^(я), Y2(s), ..., !г(5)).

В то же время ошибку классификации бинарных проекций можно найти так:

Я^) = ^(Т) d Gz(Y,0), (9)

где интегрирование ведется по всему г-мерному пространству, N€[0,1], а WZN(Y) - отношение правдоподобия, определяемое из выражения

Wz(Y) = dGz(Y, 1)/dGz(Y,0).

Вычисляя интеграл в правой части (9), найдем

Z

ЯЕ) < П [az1"N(0) azN(1) + (1 - az(0))1-N(1 - аг(1)/1, (10)

z = 1

и, полагая теперь в (10) N = 0,5, а также учитывая, что

[Ог(0) ^(1)]1/2 + [(1 - ^(0))(1 - «г(1))]1/2 < (1 - ^z2)1/2,

окончательно получим

z

ЯЕ) < (П(1 -&))т. (11)

Z = 1

Оценка (11) показывает, что погрешность классификации зависит от величины различающего интервала факторов, и при заданной величине погрешности 0(Е^) = д позволяет рассчитать величину которая должна быть принята за основу при составлении разбиения (8) множества Хтах.

В свою очередь, классы с метрикой, превышающей или равной различающему интервалу, будут гарантировать ошибку классификации, не превышающую заданную д. Поэтому, наверное, понимая недостаточную строгость (четкость) модели Риазона, специалисты ИМО в Резолюции А.884(21) рекомендуют использовать для классификации факторов, сопутствующих ошибкам морских специалистов, некоторую итеративную последовательность, состоящую из модели Риазона и модели 8ИБЬ (Международный кодекс..., 1998).

6. Заключение

Международная практика расследований морских аварий и аварийных инцидентов подтверждает особую роль ошибок человека (человеческого фактора) в обеспечении заданного уровня безопасной эксплуатации судов. Поэтому возникает необходимость в анализе взаимодействий человека-оператора с оборудованием судна, оценивании безопасности и эффективности процедур, подлежащих выполнению как на судне, так и в береговых подразделениях компании. Для расследования роли

человеческого фактора в авариях и инцидентах Резолюция ИМО А.884 (21) предлагает использовать ряд базовых моделей, причем одной из них является модель Риазона.

Анализ модели Риазона показал, что этой модели присущ достаточно серьезный недостаток. Этот недостаток связан с тем, что в процессе классификации человеческих факторов, сопутствующих ошибочным действиям морского специалиста, важно не только определить принадлежность конкретного фактора к данному классу, но и иметь определенные гарантии, что в процессе классификации не произошел сбой, а выделенный фактор действительно является элементом этого класса.

С целью повышения эффективности модели Реазона предложено по заданной величине погрешности в представлении человеческого фактора рассчитывать величину различающих интервалов, которая впоследствии может быть принята за основу при составлении разбиения множества классифицируемых факторов. Модернизированное разбиение с метрикой, превышающей или равной величине различающего интервала, будет гарантировать результат классификации с погрешностью, которая не превышает заданного значения.

Литература

Международный кодекс проведения расследований аварий и инцидентов на море. СПб, ЗАО ЦНИИМФ, 111 е., 1998.