申瑞源1，2，黄康2
（1.中国国家铁路集团有限公司安全监督管理局，北京100844；
2.中国国家铁路集团有限公司铁路安全研究中心，北京100081）
摘要：近年来铁路交通事故致因中人因所占比例逐步升高，全面系统地组织人因工程研究工
作是降低人因事故的核心问题。面向我国铁路行业关键岗位人员的任务特点及工作环境，梳理 了关键岗位人员的不安全行为，从系统设备、工作环境、人员与岗位、标准规章、人员素质、
人员状态和安全文化等方面分析了不安全行为的致因因素，在此基础上参考我国铁路安全治理
体系框架，基于“人-机-环-管”协同发展和系统工程理念提出了我国铁路安全人因工程应用
管理体系架构和需要重点研究的关键技术，为后续推进我国铁路安全人因工程的体系化应用研
究提供支撑和参考。
关键词：铁路安全；人因工程；管理体系；架构设计
中图分类号：U298文献标识码：A文章编号：1001-683X（2021）12-0001-06 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2021.12.001
0引言
人因工程是从20世纪50年代迅速发展起来的一门新兴交叉学科，致力于研究人、设备设施及工作环境之间的交互作用，使人在系统中工作、生活达到安全、高效、宜人，并使系统总体性能达到最优。目前人因工程学科在我国具有良好的发展势头，研究内容包括神经工效学和人因可靠性、界面显示、人机控制交互、人和环境界面、负荷与应激、安全与事故分析、人机协同决策等方面，能够防止由于人的原因（心理、生理和人体行为）造成的事故，减少由于不适应人员的要求而造成的职业病和伤亡，已经在机械或电子产品、汽车驾驶、载人航天空间站工效学测评、高铁人因工程分析、大飞机与舰船人因设计、核电站人因学测评
基金项目：中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目（N2021Z007）；中国铁道科学研究院集团有限公司科
技研究开发计划项目（2020YJ098）
第一作者：申瑞源（1964—），男，正高级工程师。
E-mail：
通信作者：黄康（1976—），男，研究员。
E-mail：
和医疗人因等重大复杂系统和民生应用领域发挥了重
要作用［1］。
人因工程在不同行业的发展水平各异，在核电和载
人航天等行业，人因工程的研究比较深入并已形成了较
完善的应用管理体系架构及标准规范体系。如在核电行
三异丙醇胺业，根据美国核管会人因工程设计审查准则NUREG-0711［2］，核电行业人因工程应用管理体系架构，从全生命周期角度共分为4个阶段12个单元，且面向12个
单元分别制定了对应的法规及标准规范，由此形成了闭
环的规范化人因工程应用管理体系。我国在核安全标准
规范体系中的部门规章、指导性文件和技术标准层面，
面向人因工程制定了《HAF J0054核电厂人因工程与控
制室的安全审评大纲》《HAF J0055核电厂控制室设计
的人因工程原则》等技术规范［3-4］，结合国家标准及能水乡茶居
sai马达
源行业标准中的人因工程标准，共同形成了我国核电行
业的人因工程系列标准体系［5］。在载人航天行业，美
国国家航空和航天局（NASA）编制了NASA-STD-3001《航天飞行人-系统标准》、NASA/SP-2010-3407《人员整合设计手册》［6-7］以及针对各个工程项目的设计标准规范，提出的NASA/SP—2015—3709《人机整合实践指南》给出了人机整合的应用管理体系架构，所涵盖的元素包括人因设计、运营资源、可维护性和支持性、适宜性和环境、安全以及培训。我国载人航天行业经过20余年人因工程
研究和实践，研发了我国首个具有自主知识产权的航天员建模仿真系统，建立了一套较完善的工效学测评技术、方法、流程和规范，形成了具有中国特的航天人因工程体系［8］。
在铁路行业，英国铁路与安全标准委员会（RSSB）
发布了《铁路行业人因工程指南》，将人因工程应用管
理体系架构划分为设计、培训、人员配备、组织文化
及工作条件等5个方面，又进一步细分为21个具体要
素并针对各项内容给出了应用指导［9］。国际铁路联盟
（UIC）发布了面向机车司机室的UIC651：2002《机
车、动车、动车组和带驾驶室拖车的司机室设计》［10］、UIC612系列人机接口设计标准等。我国铁路人因工程方法技术研究及实验平台建设分散在铁路运营和装备制造企业及相关科研院所，前者侧重于人员工作环境、作业规程及管理机制的完善，并将管理经验融合在我国铁路行业安全治理体系中；后者侧重于装备的人机界面设计优化，形成了《机车司机室布置规则》《电动车组司机室设计规范》等标准、规范。与人因工程应用比较成熟的核电及载人航天行业相比，我国铁路行业从人因工程的计
划、设计、实施运行、监管评价等全生命周期角度形成系统化的应用管理体系和标准规范方面尚有待改进和加强。
在我国现有铁路行业安全管理研究实践中，随着铁路运输组织及行车安全技术装备的不断进步，操作人员由过去以“操作”为主变为“监控与应急处置”为主，对安全装备的依赖性降低了操作人员对系统危险的警觉性，人因失误发生的可能性及不良后果和影响可能会变大。据统计，我国近10年铁路事故案例的事故致因中，作业人员不安全行为直接导致的事故占事故总数约30%。铁路安全报告显示，自2013年以来铁路事故率和事故致死率均逐年下降，而由于人的原因造成的事故比例却呈上升趋势，2020年约80%的铁路事故都与人员不安全行为直接或间接相关。由于缺乏应用管理层面的系统化指导体系，当前分散在运营及制造企业的人因工程研究工作无法形成合力，距人因工程内涵中“人-机-环-管”相互作用形成的整体安全可靠性要求还存在较大差距。因此，研究我国铁路行业关键岗位人员不安全行为的致因因素，基于“人-机-环-管”协同发展和系统工程理念，提出我国铁路安全人因工程管理体系架构和需要重点研究的关键方法技术意义重大，能够为后续推进我国铁路安全人因工程的系统化研究、降低铁路事故率、保障铁路安全运营提供支持。
1铁路安全人因工程研究目标
传统意义的人因工程研究主要围绕保证人员安全、设备易用及工作场所便捷等方面。随着技术进步和
应用系统复杂性不断提升，对在岗人员文化素质、操作技能及团队合作等方面的要求也逐步提高，铁路行业的人因工程概念也随之扩展。经调研，我国铁路行业安全关键岗位人员不安全行为致因要素包括系统设备、工作环境、规章标准、人员素质及安全文化等多方面，结合既有核电行业及国外相关行业指南，铁路安全人因工程的研究范围建议确定为“需要综合考虑所有与
‘人’有关的问题，以确保系统或者组织全生命周期范围内保持安全和有效”。我国铁路安全人因工程研究目标建议如下：
（1）从“人”的环节出发，减少人员不安全行为，保障铁路运营安全。铁路是具有“人-机-环”交互较频繁及人机相互影响较大等特征的人机紧耦合系统，人是铁路系统“人-机-环-管”中的关键环节。当技术发展较成熟后，铁路系统的安全性与人的相关性越来越强。在这一背景下，铁路安全人因工程专注于从“人”的环节出发，通过相关理论方法研究，从心理生理、认知决策、环境空间、人机交互、协作机制、安全文化等方面多层次多角度揭示人误致因机理，有针对性地制定防护策略，从而减少人员不安全行为，保障运营安全。
（2）实现“人”的安全保障及职业健康发展，提升铁路系统的宜人性。人因工程的核心是“以用户为中心”，这一理念不仅是指在系统和设备设计环节要从使用者的角度考虑，同时也强调系统最终以服务于人为目的。人因工程运用在保障铁路运营安全的同时，也需要保障铁路乘客以及工作人员的人身安全。
同时，人因工程本身也关注人的职业健康、心理健康及个人价值实现等需求，将个人多层次需求与机器、环境及管理有机统一，提升铁路系统中人的满意度及幸福感。
2铁路行业关键岗位人员任务特点及不安全行为2.1任务特点
我国铁路行业关键岗位人员从列车运营过程行使职能的角度可分为行车指挥员、列车驾驶员和运维养护员，各岗位在任务特点、人机界面、工作环境、团队合作等方面与核电、航空、载人航天等行业的对比见表1。
由表1可知，核电、航空及载人航天行业的关键岗位人员具有相似的任务特点、人机接口、工作环境及团队合作。其中，由于航天员需要在太空进行操作，载人航空行业对作业人员生理和心理方面有更高的要求。与其他行业相比，铁路行业安全关键岗位较多且各岗位人员工作任务特点不同、人机交互形式多样、工作环境各异、有单人作业也有团队协同，因此需要关注的人因工程内容更多样。
第四纪冰川
2.2不安全行为
铁路行业关键岗位人员具有不同的任务特点、人机界面及工作环境，因此各岗位人员不安全行为的致因要素也不同。通过对车务、机务、工务、电务等现场作业人员调研，结合事故数据，分析总结了这些人员存在的不安全行为及导致不安全行为的原因。以机
江苏省教育学会
表1不同行业关键岗位人员任务特点及“人-机-环”
对比
务专业为例，动车组司机不安全行为主要包括不执行作业标准、盲目操作、注意力不集中、精神不振以及命令理解错误等，其不安全行为致因要素及示例见表2，不安全行为致因要素分2级，1级要素从
系统设备、工作环境、人员与岗位、规章制度、人员素质、人员状态和安全文化进行说明，2级要素根据实际案例对1级要素进行了细化。
基于铁路行业关键岗位作业任务特点，结合各专业不安全行为及其致因要素分析可知，在人因工程方面，各专业岗位在不安全行为致因方面有需要共同关注的要素，如操作规程优化、心理健康、职业健康、工作环境、教育培训等，同时各专业也有各自需要重点关注的内容，如行车指挥员和驾驶员岗位重点关注人机功能分配、人机接口、操作规程等方面，而工务、电务、供电等维护人员则更关注作业流程、团队协作及安全文化等方面。
3铁路安全人因工程应用管理体系架构设计
面向铁路运营实际，在我国铁路既有的安全治理
体系架构基础上［13］，依据表2分析确定的人因工程关键要素，综合考虑建设阶段及运营阶段，同时覆盖各个专业，我国铁路安全人因工程应用管理体系架构设
计见图1，体系架构共分为4个子体系、7个模块和15项基本内容，其中：子体系和模块都与我国铁路行业安全治理体系保持一致；15项基本内容中，斜体为安全治理体系中既有的8项内容，加粗字体为人因工程应用管理体系增加的7项内容。建设阶段从系统设计、工作环境设计等内容考虑，通过源头治理减少人因失误发生的条件；运营阶段从标准规章、人员素质等内容考虑，减少运营过程中人员的不安全行为。
4铁路安全人因工程研究方向和关键技术
铁路安全人因工程应用管理体系架构中包含的系统
嘌呤代谢紊乱环境设计、人员岗位准入及规章标准优化、人员素质及
状态管理、安全及团队文化建设等方面内容，可以实现“人-机-环-管”的协同优化，提升作业人员的工作效率、降低人因失误。上述工作的有效开展需要对作业人员进行心理特征识别、失误机理辨识、可靠性分析，以及对各种人机交互优化技术与实验测试平台进行研究。
核电、载人航天等行业的人因工程研究基于各自的任务特点、系统环境和应用管理体系，形成了各自
的重点研究内容，如核电行业的研究重点是人的可靠性规律、控制室设计方法、应急规程制定及优化等；载人航天的研究重点是航天员能力特征、人误与人因可靠性、人机界面与人机交互等。铁路安全人因工程研究在实际运营环境及岗位任务特点等基础上，结合前文设计的基于系统工程理念的应用管理体系架构，需要对理论、管理、技术、平台等方面重点关注的
表2
动车组司机不安全行为致因要素及示例
图1铁路安全人因工程应用管理体系架构设计
研究方向和关键技术见表3。
5结束语
对我国铁路行业关键岗位人员任务特点、人机界面及工作环境的调研分析表明，各岗位人员由于人机交互形式多样、工作环境各异、同时作业人员数量不同等原因，呈现出不一样的不安全行为及不同的行为致因。设计铁路安全人因工程应用管理体系架构，综合考虑不同岗位人员的不安全行为致因要素，兼顾线路建设及运营阶段，同时涵盖不同关键岗位的人因工程需求，提出铁路安全人因工程的研究方向和关键技术，为在总体层面上研究、制定和运用铁路人因工程方法技术及管理策略提供框架及
方向引领，同时可以
引导铁路行业内外科研力量共同参与到我国铁路安全人因工程的研究工作中，实现多行业的融合创新。
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责任编辑翟立飒
收稿日期2021-10-22
表3
铁路安全人因工程研究方向和关键技术
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