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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
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