高寒高海拔礦山開采不安全行為策略分析及人機協(xié)同理論研究

張新紅 華寧 鄭清啟

（新疆維吾爾自治區(qū)安全科學技術(shù)研究院 烏魯木齊 830000）

礦山開采與人、機、環(huán)境構(gòu)成了一個復雜的人機系統(tǒng)，由于高寒高海拔礦山存在低壓缺氧、寒冷、干燥及強風，自然條件惡劣、生態(tài)環(huán)境脆弱，工業(yè)基礎(chǔ)薄弱等問題，人員存在生理、心理上的復雜性，造成人機系統(tǒng)相互作用，給礦山開采安全性帶來問題。人的不安全行為是礦山事故的主要成因，強化人機協(xié)同，改善作業(yè)環(huán)境，可以大大降低事故的發(fā)生概率，體現(xiàn)以人為本的生產(chǎn)理念。

1 礦山開采活動中改變不安全行為策略分析

國外研究者在20世紀初就意識到人的不安全行為是事故發(fā)生的主要致因之一。對員工不安全行為的有效管控，可大幅度降低事故發(fā)生的概率。近幾年，伴隨安全人機工程學的應用、推廣，大多數(shù)企業(yè)認為安全管理、安全氛圍和安全文化等方面對減少人不安全行為的發(fā)生具有積極的作用。

通過對工人不安全行為的調(diào)查及對事故風險的評估，發(fā)現(xiàn)長時間在有危險源的高風險作業(yè)環(huán)境工作的工人往往會低估其中的風險。因此，礦山企業(yè)降低人為失誤的首要任務(wù)是對工人進行培訓，讓他們重視危險源，通過此舉來降低他們對環(huán)境風險主觀估計和客觀風險存在的偏差，強調(diào)員工主觀風險感覺和實際風險對比的重要性。

從文化改變和人機工效學兩方面討論生產(chǎn)安全管理，將兩種方法的融合可以更好的促進礦山員工的生產(chǎn)安全行為，讓員工參與對安全管理模式的改進過程是很好的提高安全管理有效性的方法。員工的親身參與，使他們自身具備關(guān)鍵不安全行為的識別能力。因為行為安全管理是一個多學科交叉的項目，所以要研究行為安全管理不僅僅要對不安全行為進行分析，更要從組織發(fā)展、質(zhì)量管理、安全與風險管理等多方面進行綜合分析。

工人遵守安全行為條例的主動性與組織的安全氛圍有關(guān)。良好的安全氛圍可以減少工人不安全行為的發(fā)生，過重的生產(chǎn)壓力會增加工人不安全行為的發(fā)生概率。安全文化通過員工安全能力和安全動機對員工的安全服從行為和安全參與行為具有顯著的影響作用，但不同安全文化要素的影響途徑和影響作用不同；員工安全能力和安全動機對員工的服從行為和參與行為都具有直接的正向影響作用；安全激勵對員工安全服從行為、安全溝通對員工參與行為存在直接正向影響作用。

近年來，借助計算機強大的數(shù)據(jù)分析和數(shù)字圖像處理技術(shù)，礦山開采的人員安全行為識別觀測逐漸由人員主動觀測與識別向基于智能學習人員安全行為識別轉(zhuǎn)變，基于圖像處理的人員行為識別方面已成為研究熱點。

物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的不斷發(fā)展，將助力智慧礦山的建設(shè)。基于機器學習方法、知識表示和推理等多源信息融合的人員行為識別方法是未來的發(fā)展趨勢，將給礦山人機協(xié)同設(shè)計的創(chuàng)新發(fā)展帶來重大影響。

2 基于人機協(xié)同理論研究

改善作業(yè)空間環(huán)境可以減少人的不安全行為，從而降低事故的發(fā)生。作業(yè)空間是人在操作機械時所需的操作活動空間和機器、設(shè)備、工具和操作對象所占空間的總和，基于人機工程學理論，分析作業(yè)人員所處人機系統(tǒng)中各元素之間的關(guān)系，包括活動空間、心里空間，行動空間，從作業(yè)方法、作業(yè)負荷、作業(yè)姿勢、作業(yè)范圍等方面考慮人能否勝任，能否減輕勞動強度，能否減輕疲勞，對人是否有危害等，運用馬爾可夫過程理論對信息作用人員的過程進行階段性劃分，闡述狀態(tài)在人機系統(tǒng)中相互影響的關(guān)系，從人體測量學和工程心理學的角度結(jié)合國家及地方發(fā)布的個體勞動防護配備標準，通過實驗室情景構(gòu)建、氧氣濃度可調(diào)節(jié)氧氣艙試驗模擬缺氧低溫條件下，計算模擬得出高寒高海拔人機運行效率的規(guī)律與特征。

人機工效設(shè)計是設(shè)計者以產(chǎn)品用戶為中心，為改善用戶生理、心理等方面的客觀與主觀感受而對產(chǎn)品進行的設(shè)計活動，主要依賴于人體測量學數(shù)據(jù)與人體運動學規(guī)律，包含交互界面人機工效設(shè)計、人機造型設(shè)計、人機布局設(shè)計、環(huán)境設(shè)計、色彩設(shè)計、人機功能分配等方面。

人機工效評估是針對以上人機工效設(shè)計內(nèi)容而采用相應的專業(yè)軟硬件或相關(guān)理論方法進行評估的過程，是人機工效設(shè)計的檢驗過程，也是提供人機工效反饋信息的手段。人機工效評估的方法主要分為主觀評估與客觀評估兩種。主觀評估是根據(jù)參與者的經(jīng)驗與主觀感受進行的，結(jié)果往往受參與者的經(jīng)驗閱歷、專業(yè)水平等因素的影響。客觀評估主要依靠相關(guān)的專業(yè)設(shè)備檢測并記錄人體在使用過程中的生理學特征，經(jīng)處理后得到相關(guān)的數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)準確，但受模擬環(huán)境真實度以及實驗者樣本數(shù)量的影響較大。

3 結(jié)語

高寒、高海拔地區(qū)環(huán)境惡劣，礦山機械具有運行工況復雜和人機交互復雜的雙重特性，對高寒、高海拔工況下作業(yè)人員的不安全行為與作業(yè)環(huán)境的協(xié)同關(guān)系進行深入研究，用學科交叉和多學科融合的方式權(quán)衡人、機、環(huán)境三者安全性匹配問題，以運行工況路線的形式進行人機交互流程分析，基于人-機-環(huán)分析的交互空間布置，制定典型工種作業(yè)活動空間重要參數(shù)的設(shè)計理論與方法，具有重要的工程意義和科學價值。