本发明属于道路交通安全技术领域，尤其涉及一种基于人因可靠性(hra)的隧道撤离程序的风险量化方法。
背景技术：
高速公路隧道是高速公路上的特殊路段，由于交通流量逐年增长、危险品运输量的增多、车辆行车速度的加快等因素，使隧道成为潜在的事故多发路段，存在着发生化学品泄露、交通事故或者火灾等突发事件的危险性。虽然大部分的意外事故往往发生在一般开放路段而非隧道内，但由于公路隧道密闭化、地下化的特性，使事故损失和事故严重程度远高于一般路段。此外，由于公路隧道的密闭式的空间特性，使得隧道内事故应急疏散较一般开放性公路困难。隧道发生事故时主要依靠事故照明和疏散指示标志来保证安全疏散，但可能由于隧道内能见度低，障碍物多，惊慌失措的逃生者因无法辨别方向而横冲乱撞，严重影响人员疏散撤离的速度。
现有关于隧道应急疏散的研究侧重于对灾难现场进行仿真，建立模型分析车辆、人员逃生运动规律，在技术操作层面侧重于构建应急系统框架体系，编制应急预案等，但在隧道事故紧急疏散的过程中，鲜少有人考虑到人因可靠性对安全疏散的影响。
技术实现要素：
针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于人因可靠性(hra)的隧道撤离程序的风险量化方法，能够有针对性的采取相关措施对隧道运营管理进行完善改进，旨在降低风险，提高隧道运营安全性。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。
一种基于人因可靠性的隧道撤离程序的风险量化方法，所述风险量化方法包括如下步骤：
步骤1，获取紧急情况下隧道内人员的撤离程序，所述撤离程序由多个撤离动作依次组成；
步骤2，确定每个撤离动作的基本可靠度；
步骤3，获取每个撤离动作的可靠度影响系数，根据每个撤离动作的可靠度影响系数以及每个撤离动作的基本可靠度，得到每个撤离动作的人因失误概率；
步骤4，确定每个撤离动作失败后导致的严重性等级；
步骤5，根据每个撤离动作的人因失误概率以及每个撤离动作失败后导致的严重性等级，对每个撤离动作的风险进行量化，从而得到每个撤离动作的风险量化结果。
本发明技术方案的特点和进一步的改进为：
(1)步骤1中，所述撤离程序依次包含事故察觉子程序、决策阶段子程序、逃生行动子程序以及到达安全区域等待子程序；
所述事故察觉子程序依次包含如下撤离动作：察觉异常事件或警报，估计事故发生地点，估计事故严重程度，以及遵循隧道内广播指令；
所述决策阶段子程序依次包含如下撤离动作：判断自身所处位置和选择逃生方式，识别逃生指引标志，以及选择逃生路线；
所述逃生行动子程序依次包含如下撤离动作：沿计划路线撤离，在途中协助需要帮助的人，以及判断是否继续向隧道外逃生；
所述到达安全区域等待子程序包含如下撤离动作：选择避难所，检查身体状况以及环境情况，分配救生资源，以及发出求救信号等待救援。
(2)步骤2具体包括：
确定每个撤离动作的基本可靠度r＝r1r2r3；其中，r1表示与撤离动作的输入变量相关的可靠度，r2表示与撤离动作的判断变量相关的可靠度，r3表示与撤离动作的输出变量相关的可靠度。
(3)当撤离动作的输入变量小于十个时，r1的取值在0.9995～0.9999的范围内；当撤离动作的输入变量超过十个时，r1的取值在0.9900～0.9995的范围内；
当撤离动作的判断变量小于十个时，r2的取值为0.9990；当撤离动作的判断变量超过十个时，r2的取值为0.9900～0.9950的范围内；
当撤离动作的输出变量小于十个时，r3的取值在0.9995～0.9999的范围内；当撤离动作的输出变量超过十个时，r3的取值在0.9990～0.9995的范围内。
(4)步骤3具体包括：
每个撤离动作的可靠度影响系数包含：时间裕度系数a、行为复杂度系数b、危险状况系数c、心理生理条件系数d、环境条件系数e；
根据每个撤离动作的可靠度影响系数以及每个撤离动作的基本可靠度r，得到每个撤离动作的人因失误概率r′＝a×b×c×d×e×(1-r)。
(5)通过专家打分的方式在1.0～10.0的范围内确定每个撤离动作的可靠度影响系数的取值范围。
(6)步骤4具体包括：
每个撤离动作失败后引起的后果包含如下四种：时间延误、对他人的影响、对险情变化的影响、人员伤亡；
每种后果的严重性程度依次包含如下四种级别：低级别、中级别、高级别、特高级别；其中，低级别对应数值1，中级别对应数值2，高级别对应数值3，特高级别对应数值4；
采用专家打分的方式，对每个撤离动作失败后引起的四种后果的严重性程度分别进行评价，并将该撤离动作失败后引起的四种后果的严重性程度级别最高的严重性等级作为该撤离动作失败后导致的严重性等级c，其中，c的取值为1、2、3或4。
(7)步骤5具体包括：
根据每个撤离动作的人因失误概率r′以及每个撤离动作失败后导致的严重性等级c，对每个撤离动作的风险进行量化，从而得到每个撤离动作的风险量化结果p＝c×r′。
本发明实施例提供的一种基于人因可靠性的隧道撤离程序的风险量化方法，从人出发，提出一套隧道内人员紧急撤离程序，对人员紧急撤离过程中的各动作进行风险可能性量化得出人因失误概率，并采用后果表对各动作失败可能造成的后果的严重程度进行量化分析，最后结合人因失误概率及后果严重性对各个撤离动作进行风险量化，最终以该量化值为依据，按风险量化值的高低，有针对性的采取相关措施对隧道运营管理进行完善改进，降低逃生风险，提高隧道运营安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于人因可靠性的隧道撤离程序的风险量化方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，为本发明的一种基于hra的隧道撤离程序风险量化方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：
步骤1，通过层次分析法提出一套由14个动作组成的紧急情况下隧道内人员撤离程序，见表1。
逃生过程由事故察觉开始，在可能的情况下人员直接撤离出隧道外，反之，则转到临时避难所进行避难并等待救援。
表1紧急情况隧道内人员撤离程序
步骤2，将紧急事故撤离程序分解为以上14个动作，每个动作都会影响到最终安全撤离成功的概率，就某一动作而言，得出人的基本可靠度r：
r＝r1r2r3(1)
式中，r1-指与输入有关的可靠度，如声、光信号、传入人的耳、眼等器官；r2-指与判断有关的可靠度，如信号传入大脑，并进行判断；r3-指与输出有关的可靠度，如根据判断做出反应。r1r2r3的参考值如表2所示：
表2r1r2r3参考值
需要说明的是，人机工程角度考虑全面和不全面具体为：
人在执行某个动作时，影响人的可靠性的因素很复杂，需要综合考虑。该处指的从人机工程角度考虑全面指的是：人在执行某动作时，除了自身因素外，其它因素包括环境因素(工作场所的设计布局、照明、湿度、噪声等)、操作对象的设计因素(设计合理性)、管理方法规章制度因素(制定合理性)都设计设置的较为合理，充分考虑了人机工效学原理。而考虑不全面指的是：外界因素的设计和设置并未周全考虑到人机工效学。
步骤3，考虑紧急撤离行为动作会受到其他因素的影响，引入5个可靠度影响系数对基本可靠度r进行修正。
人员疏散时受到以下5个因素的制约与影响，主要包括时间裕度(a)、行为复杂度(b)、危险状况(c)、心理生理条件(d)以及环境条件(e)。选取隧道运营安全行业的专家，采用表3对给定场景中的每一动作的各个系数进行取值，得出a、b、c、d、e的值，依据式(2)计算出紧急撤离时每一动作的人因失效概率r′，将每一动作的风险可能性进行量化。
r′＝abcde(1-r)(2)
其中：r′-工作人员修正后人因失误概率(不可靠度)；r-人的基本可靠度；a-时间裕度系数；b-行为复杂度系数；c-危险状况系数；d-心理、生理条件系数；e-环境条件系数。
表3给出了各系数取值范围。
表3可靠度修正参数取值范围
需要说明的是，在表3中，通过专家打分的方式确定每个撤离动作的可靠度影响系数；具体为：
当有充足的富余时间时(有时间进行观察，判断采取行动，动作延误不会对逃生成功率造成太大影响)，时间裕度系数a的取值为1.0，当没有充足的富余时间时(需立即执行动作，动作延误会对逃生带来极大困难，致使人员被困，加大逃生失败可能性)，时间裕度系数a的取值范围为1.0～3.0，当完全没有富余时间时(需立即执行动作，动作延误会造成险情不可挽回，不再具有安全撤离的可能)，时间裕度系数a的取值范围为3.0～10.0；
当行为复杂度简单时(只需要耗费极少精力完成，执行类似动作经验丰富，动作简单，极易完成)，行为复杂度系数b的取值为1.0，当行为复杂度适中时(需要耗费一定精力理解，之前执行过类似动作，易于掌握)，行为复杂度系数b的取值范围为1.0～3.0，当行为复杂度复杂时(难于理解，之前未执行过类似动作，需要耗费大量精力学习掌握)，行为复杂度系数b的取值范围为3.0～10.0；
当即使操作失误也安全时(操作失误会轻微延误逃生时间，但不会加重险情，也不会影响逃生成功率)，危险状况系数c的取值为1.0，当操作失误导致危险性较大时(操作失误会中度延误逃生时间，致使人员暂时被困，逃生成功率下降)，危险状况系数c的取值范围为1.0～3.0(操作失误会威胁人生安全，给安全逃生带来极大困难，逃生成功率极低)，当操作失误导致非常危险时，危险状况系数c的取值范围为3.0～10.0；
当人员综合条件较好时(最优紧张度，心理负荷适当，身体健康，不疲劳，逃生欲望强烈)，心理生理条件系数d的取值为1.0，当人员综合条件不好时(满足任意一项时，视为综合条件不好：高度紧张，警觉度极低完全不紧张，身体不适，疲劳，消极)，心理生理条件系数d的取值范围为1.0～3.0，当人员综合条件很差时(满足两项以上时，视为综合条件很差：高度紧张，警觉度极低完全不紧张，身体不适，疲劳，消极)，心理生理条件系数d的取值范围为3.0～10.0；
当环境综合条件较好时(在紧急情况下有信息提示且符合人机工效学，照明、温度、空气、噪声条件良好，不影响逃生人员执行撤离动作)，环境条件系数e的取值为1.0，当环境综合条件不好时(满足任意一项，视为综合条件不好：在紧急情况下有信息提示但不符合人机工效学，照明过暗，温度太高或太低，空气中有害气体或烟雾浓度太高、强噪声)，环境条件系数e的取值范围为1.0～3.0，当环境综合条件很差时(满足两项以上，视为综合条件很差：在紧急情况下无信息提示，照明过暗，温度太高或太低，空气中有害气体或烟雾浓度太高、强噪声)，环境条件系数e的取值范围为3.0～10.0。
步骤4，采用后果表确定后果的严重性等级。将疏散撤离程序中各动作失败后的后果概括为4类：时间延误、对他人的影响、影响险情变化和人员伤亡，并将严重性程度分为低、中、高、特高四个层次，取值分别为1、2、3、4，数值越高，代表严重性程度越高。
表4所示为撤离行动失败的后果分类及后果严重性程度：
表4撤离行动失败的后果分类及后果严重性程度
步骤5：结合行业专家意见及历年来隧道安全事故调查报告，确定每一撤离动作失败后，其可能造成的4类后果的严重性等级，其中严重性等级最高的作为该动作失败的总体严重性等级c。例如：
步骤6：风险的大小取决于失误发生的概率及其后果的严重性。采用人因失误概率r′和各动作严重性等级c作为风险量化因子，根据式(3)将撤离程序中的各动作的风险进行量化。
p＝c×r′(3)
最后，根据紧急撤离程序中各个步骤的风险量化值的大小，有序的，更有针对性的对隧道运营管理进行改善提高，旨在降低应急逃生风险，提高隧道运营安全性。
示例性的，经过上述步骤将撤离程序中各动作的风险进行量化后，最终需要将风险降低，保证隧道运营安全。由于人力物力时间有限，在短时间内要对各方面同时进行改善，降低风险是不实际的。所以，根据各动作的风险量化值，能对撤离程序中各个动作按风险程度进行排序。假设最后得出的结果是：决策阶段中的视认逃生标志这一动作的风险值最高，这意味着该动作失败后可能造成的危害性十分大，或者执行该动作失败的概率很高，又或者该动作失败概率很高且失败后造成的危害很大。总之这一结果告诉相关部门，该动作风险值很大，降低该动作的风险很重要，所以，第一时间应考虑的是该采取相关措施来降低该风险，其次再考虑其它风险因素。这么做能帮助隧道管理部门理清思路，找到影响最大的问题，有序的，逐一的排查风险，降低风险，逐渐提高隧道运营安全性。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。