模糊数学在人误应激水平研究中的应用

0:10.13374/j.1ssn1001-053x.1997.06.021 第19卷第6期 北京科技大学学报 Vol.19 No.6 1997年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.1997 模糊数学在人误应激水平研究中的应用* 高佳)黄祥瑞2) 1)北京科技大学应用科学学院，北京1000832)清华大学核能研究院，北京100084 摘要提出了一种运用模糊集理论中的隶属函数确定“正常应激水平“的范围的方法.采用不同的 问卷手段可以获得必要的数据，即被试在某种应激条件下感受到的应激状态水平.还给出了可供 参考的正常应激水平范围的边界点， 关键词模糊集，隶属函数/关联应激，应激水平 中图分类号0159，R857.14 在人的可靠性分析(Human Reliability Analysis-一HRA)研究中涉及人经历的各种不 同应激水平对于人误概率的关联性，所谓应激是指个体生理或心理上感受到威胁的一种紧张 状态，凡影响人的效绩水平的应激均称为关联应激.人处于效绩最佳状态或者处于人误概率 最小时的应激状态称为“正常应激水平”.近年来，发展了一种运用模糊数学理论中的隶属函 数确定“正常应激水平”的范围的方法~刃. 1人的失误 在目前，人作为人机系统中的一项非常复杂的组成部分，主要的职能是控制与监视.因 此，人可以作为一种自我容纳的子系统不断地收集关于系统输出状态的数据、处理这些数据 并产生恰当的行为去修正系统的输入，为了完成这些任务，人必须具有以下的能力： ·感知来自环境和身体内部的不同刺激； ·处理感知到的刺激所传递的信息； ·执行需要的动作， 这些能力即是人在处理各类事物过程中的3个不同阶段，即刺激、组织和响应(Sti山- late-Organization-Response S-O-R).3种能力因人而异，并且受到不同应激水平的影响. 人的效绩的差异基于一种简单的基本事实，即任何人很少能够以完全相同的方式重复 完成同一项任务，在不同应激水平下，人员效绩的变化有时会很大，甚至会导致人的失误，进 而造成系统的失效，在工程领域人的失误被定义为：人没有在规定的时间、规定的精确度、规 定的程序序列限度范围内完成规定的功能（或执行了一项禁止或多余的动作）.而这种定义可 能导致设备和财产的损失或干扰常规运行，因为人的失误不仅仅与应激水平相关，而且也与 人的固有能力及后天获得的能力相关. 1997-09-22收稿 第一作者女45岁高工 *国家自然科学基金资助项目

第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 】》 峨 模糊数学在人误应激水平研究 中的应用 高佳 ‘ 黄祥瑞 北京科技大学应用 科学学 院 ， 北京 清华大学核能研究 院 ， 北 京 摘要 提 出了一种运用模糊集理论中的隶属 函数确定 “ 正 常应激水平 ” 的范 围 的方法 采用不 同的 问卷手段可 以 获得必要 的数据 ， 即被试在某种应激条件下感受到 的应激状态水平 还给 出了可供 参考的正常应激水平范围的边界 点 关健词 模糊集 ， 隶属 函数 关联应激 ， 应激水平 中图分类号 ， 在 人 的 可 靠 性 分 析 一 研 究 中涉 及 人 经 历 的 各 种 不 同应激水平 对于人误概率 的关联性 所谓应激是 指 个体生理 或心理 上感 受到威胁 的一种 紧张 状态 凡 影 响人 的效绩 水 平 的应激 均 称 为 关联 应 激 人处于 效绩 最 佳状态 或 者处于 人误概 率 最小 时 的应激 状态称 为 “ 正 常应激 水平 ” 近 年 来 ， 发展 了一 种 运 用模 糊 数学 理 论 中 的隶 属 函 数确定 “ 正 常应激水平 ” 的范围的方法 一 ’ 人的失误 在 目前 ， 人 作 为人机 系 统 中的一 项 非 常复 杂 的组 成 部分 ， 主要 的职 能是 控 制 与监 视 因 此 ， 人 可 以 作 为 一 种 自我容 纳 的子 系 统不 断地 收集 关 于 系 统输 出状态 的数据 、 处理 这 些 数据 并 产 生恰 当的行 为 去修正 系 统 的输人 为 了完成 这 些任务 ， 人必 须具有 以 下 的能力 · 感 知来 自环境 和 身体 内部 的不 同刺激 · 处理感 知到 的刺激所传递 的信息 · 执行需 要 的动作 这 些 能 力 即是 人 在 处理 各类 事 物 过 程 中的 个 不 同阶段 ， 即刺 激 、 组 织 和 响应 一 翻 一 一 一 种 能力 因人而 异 ， 并且 受到 不 同应激水平 的影 响 人 的效绩 的差 异 基 于 一 种 简单 的基 本事实 ， 即任何人 很 少 能够 以 完全 相 同的方 式重 复 完成 同一项 任 务 在 不 同应激水平 下 ， 人 员效 绩 的变 化有 时会很 大 ， 甚 至 会 导致 人 的 失误 ， 进 而 造 成 系 统 的失 效 在 工 程 领 域 人 的失 误被 定 义 为 人 没 有 在 规定 的 时 间 、 规定 的精 确 度 、 规 定 的程序序列 限度 范 围 内完成规定 的功 能 或执行 了一项禁止 或多余 的动作 而 这种 定 义可 能 导致设备和 财 产 的损 失 或 干扰 常规运 行 ， 因 为人 的失误 不 仅仅 与 应 激水 平 相 关 ， 而 且 也 与 人 的 固有能力及后 天 获得 的能力 相 关 一 一 收稿 第一作者 女 岁 高工 国家 自然科学基金 资助项 目 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1997．06．021

Vol.19 No.6 高佳等：模糊数学在人误应激水平研究中的应用 ·621· 人误可按不同的方法进行分类.一个人在感知刺激阶段、处理信息阶段或执行动作阶段均 可能犯错误.人误可以分为与行为相关的、与任务相关的、与系统相关的三大类型.人的行为 特性以及任务的复杂性、诱发失误的情景等对于人的可靠性研究均是十分重要的内容 人的效绩与多种应激状态相关，重要的是要辨识出什么是“关联应激”以及产生的原 因.依据原因，应激能够被分为三类：(1)与任务相关联的应激；(2)与个体心理、生理条件相关 联的应激：(3)与环境相关联的应激（包括物理的与社会的）.但是，在应用中很难将实际应激 仅归纳到其中某一类之中， 人的可靠性分析对于人机系统具有重要的意义，尤其是系统失效可能会造成巨大的人身 和财产损失的情况，人误概率也受到人们经历的不同的应激水平的影响.为了向系统保证必 须的可靠性，需要理解系统的功能、定义系统失效（特别是那些由人误引起的失效），并且分析 影响人员效绩的关联应激.人机系统设计应使得人能够工作在他的心理和生理承受能力范围 之内，边缘区工作的时间应降至最低限度.因此，对于每一种关联应激的正常应激值范围应给 予确定.这在设计新的人机系统以及对现役系统进行改进中是存在实际意义的. 2正常应激值的范围的确定 2.1应激值的范围 影响人的效绩的某种应激值的变化范围很宽，不同的人对于同样的应激条件的感觉也不 尽相同.事实上，在相同的情景下，同样的人所经历的应激条件也不尽相同.因此，确定一种明 确的边界，把对于某项任务的低应激、正常应激和高应激3种条件鲜明划分开来是不可能的， 边界是不精确的、模糊的.因此，模糊集理论可以在人的可靠性分析中得到应用 采用模糊集和隶属函数的形式来描述不同类型的正常应激值是有效的，用取值在[0,1] 区间隶属度μ来描述某项应激值属于一个给定的模 糊集的程度，对于正常应激值，u=1；对于过低或过 高应激范围内的应激值，4=0.由于边界的模糊特 性，对于某些应激值u值的分布从1到0.在边界区间 内，隶属函数近似以直线表示（见图1）.对于隶属函 数的结构，只需要知道4个应激值，即S,S,S,和S, SS 这些点通过经验数据和在不同应激条件下人误的现 图1应激水平S与隶属度μ的关系 场数据进行确定，可获得的数据量十分有限，特别是 (范围：I过低应激，Ⅱ较低应激，Ⅲ 高可靠性系统.有2种类型的实验能够提供一些必 正常应激，Ⅳ较高应激，V过高应激) 要的数据 第一类实验的基础是测量，即某种被选择应激对于人的心理一生理条件的影响效应.一 般来说，这种实验十分复杂而难以实现，第二类实验是基于恰当准备的问卷法，将人对于不同 应激的反应进行调查，用这种方法收集的数据对于安全研究有实际的效用， 2.2使用问卷法确定正常应激范围 问卷可以确定被试在某种给定应激条件下感受到的紧张状态.这种问卷的准备工作需要

吻 高佳等 模糊 数学在人误应激水平研究 中的应用 人误可按不 同的方法 进行分类 一个人 在感 知刺 激 阶段 、 处理 信 息 阶段或 执行 动作 阶段均 可能犯 错误 人 误可 以 分 为 与行 为相 关 的 、 与任务相 关 的 、 与 系 统相 关 的三 大 类型 人 的行 为 特性 以及任务 的复 杂性 、 诱发失误 的情 景等对于 人 的可靠性研究均是 十分重要 的 内容 人 的 效绩 与 多 种 应激 状 态相 关 ， 重 要 的是 要 辨 识 出 什 么是 “ 关 联 应 激 ” 以 及 产 生 的 原 因 依据原 因 ， 应激能够被分为三类 与任务相 关联 的应激 与个体心 理 、 生理 条件相 关 联 的应激 与 环境 相 关联 的应激 包 括 物理 的 与社 会 的 但是 ， 在 应 用 中很难将 实 际应 激 仅归纳到 其 中某一类 之 中 人的可 靠性分析对于人机 系 统具有 重要 的意义 ， 尤其是 系 统失效 可 能 会造 成 巨 大 的人身 和 财产损 失 的情 况 人误概率也 受到 人们 经历 的不 同 的应激水 平 的影 响 为 了 向系 统保证必 须 的可靠性 ， 需 要 理解 系 统的功能 、 定义 系 统失 效 特别是那些 由人 误 引起 的失 效 ， 并且分析 影 响人员 效绩 的关联应激 人机 系 统设计应使得人 能够工作 在他 的心理 和生理承受 能力 范 围 之 内 ， 边缘 区工 作 的时 间应 降至最低 限度 因此 ， 对于每一种 关联应激 的正 常应激值范围应 给 予确定 这在设计新 的人机 系 统 以及 对现役 系 统进行 改进 中是 存在 实 际意义 的 正常应激值的范围的确定 应激值的范围 影 响人 的效绩 的某 种应激值 的变化 范围很宽 ， 不 同的人 对于 同样 的应激条件 的感 觉也不 尽相 同 事实上 ， 在相 同 的情景 下 ， 同样 的人所经历 的应激条件 也不尽相 同 因此 ， 确定 一种 明 确 的边 界 ， 把 对于某项 任务的低应激 、 正 常应激 和 高应激 种条件鲜 明划分 开来是 不 可 能 的 ， 边界是 不 精确 的 、 模糊 的 因此 ， 模糊集理论可 以 在 人 的可 靠性分析 中得 到应 用 采用模 糊集和 隶属 函数 的形 式来描述 不 同类 型 的正 常应激值是 有效 的 ， 用 取值在 ， 区 间隶 属 度群来 描 述某 项 应激 值 属 于 一 个 给定 的模 糊集 的程度 对于 正 常应激值 ， 群 对于 过低或过 高应 激 范 围 内的应 激值 ， 拜 由于 边 界 的模糊 特 性 ， 对于某些 应激廊值的分布从 到 在边 界 区 间 找 内 ， 隶 属 函数 近 似 以 直 线表示 见 图 对于 隶 属 函 数 的结构 ， 只 需要 知 道 个应激值 ， 即 尽 ， ， 和 戈 ， 这些 点通 过 经验数据和 在 不 同应激条件 下 人误 的现 场数据进行 确定 可 获得 的数据量 十分有 限 ， 特别是 高 可 靠性 系 统 有 种 类 型 的 实 验 能 够 提 供 一 些 必 要 的数据 又 场 又 图 应激水平 二 有隶属度户的关系 范围 工过低应激 ， 较低应激 ， 皿 正常应激 ， 较高应激 ， 过高应激 第一类 实验 的基础 是 测 量 ， 即某 种被 选 择应激对于 人 的心 理 一生理 条件 的影 响效应 一 般来说 ， 这种实验 十分复杂而 难 以 实现 第二 类 实验是基 于恰 当准备的 问卷法 ， 将人 对于 不 同 应激 的反 应进行调查 ， 用这种方法 收集 的数据 对于 安全研究有实 际 的效 用 使用 问卷法确定正 常应激范 围 问卷 可 以 确定被试在某种 给定 应激条件下感 受到 的紧张状态 这 种 问卷 的 准备工 作需 要

·622· 北京科技大学学报 1997年第5期 了解有关人机系统的若干特性，包括系统的基本功能、系统失效判据，特别是那些由于人误而 导致的失效.此外，还应了解影响人的效绩的关联应激类型和可能的应激值范围等 问卷由执行任务的被试回答，对回答结果进行分析并构造出隶属函数，以便确定不同类 型的应激下的正常应激值范围， 在目前的问卷设计中，一般采用2种方法：一种是直接法，另一种是反推法.直接法要求 被试回答下述问题：“对于一种给定类型的应激，选择某个应激值5，所对应其正常应激值的模 糊集合的隶属度μ是多少？”回答将是[0,1]区间内的一个值，其意义是指所选择应激与正常应 激的隶属关系.使用反推法时，问题的提法则是：“对应于某个确定的隶属度，那么对这类应 激的应激值5是多少？”无论使用哪一种方法，必须对被试重复进行（至少10遍以上）以获得具 有统计意义的关联数据.提供给被试的5值或μ值应以随机方式给出，以防止先前回答的记忆 影响.基于直接法的回答是一组在s=s·条件下的值（简写成4/s),这里s·∈{可能的 应激值}.基于反推法的回答是一组在4=u·条件下的s值，这里4·∈[0,1].在2种方法中， u/s·和s/4·都是条件分布概率，它反应人的模糊行为特性，以/s·和s/u·的条件概率分布 通常为正态分布，如图2所示. 从直接法获得的数据中可以确定S,点和S,点.在这两点上，4/s·的条件概率分布的均 值为1，标准方差为0（见图2(）.用同样的方法，可以确定S和S,点.不同的是，在这两点上 条件概率分布的均值为0，如果使用反推法也可以通过μ·=1和μ·=0处s/4·的条件概 率分别确定S,S,和S,S的值（见图2(b) (a) (b) 图2条件概率分布(au/S,(b)μ) 显然，上述结果只有当应激值能够通过直接的或间接的方法度量时才是有效的.当分析 一群人去完成类似的或相同的任务时的应邀状态时，上述方法稍有修改.这种群体所对应的 正常应激值范围可用反推法确定.将给定应激分为3个区域：即低应激、正常应激和高应激， 它们对应被试全体所感受到的三种应激状态.比较方便的办法是用s/·的条件概率分布的 百分位点值来确定群体的S,S,S,S,的值.一般选定条件分布的高百分位点(90%或95%) 为S,和S,的值，条件分布的低百分位点(5%或10%)为S,和S,的值 当确定某种类型应激的关联性或者对某类不可测量应激进行估算时，无论被试是个人或 群体，都需要对下面的问题给予回答：“你如何估计这种应激对你的效绩的影响？”可能的回答 是高、中或低，4=0与高应激相联系，4=1与低应激相联系，那些超过半数以上回答为“高” 与“中”的应激被称之为关联应激 3方法的应用 用模糊数学中的隶属函数描述应激与人的效绩的关系的方法在国外某些铁路部门分析

· 北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 了解有 关人机 系 统 的若 干特性 ， 包括 系 统 的基本功 能 、 系 统失 效判 据 ， 特别是那 些 由于人误而 导致 的失 效 此外 ， 还应 了解 影 响人 的效绩 的关联 应激类 型 和可 能 的应激值范 围等 问卷 由执行 任务 的被 试 回答 ， 对 回答结果 进 行 分 析 朴构造 出隶 属 函数 ， 以便 确 定不 同类 型 的应激下 的正 常应激值范 围 在 目前 的 问卷设计 中 ， 一 般采 用 种 方 法 一 种 是 直接法 ， 另 一 种是 反 推法 直接法 要 求 被试 回答下 述 问题 “ 对于 一种 给定类型 的应激 ， 选择某 个应激值 ， 所 对应其正 常应激值 的模 糊集合 的隶属 卿是 多少 ” 回答将是 ， 区 间 内的一个值 ， 其意义是 指 所 选择应激 与正 常应 激 的隶 属 关 系 使 用 反 推法 时 ， 问题 的提 法 则是 “ 对应 于 某 个确 定 的隶 属度拜 ， 那 么 对这类 应 激 的应激值 是 多 少 ” 无论使用 哪一 种 方法 ， 必须 对被试 重复进行 至 少 遍 以 上 以获得具 有 统计意 义 的关联 数据 提供给被 试 的 值 或召值应 以 随机方式 给 出 ， 以 防止 先前 回答 的记忆 影 响 基 于 直接法 的 回答是 一 组在 、 ‘ 条件 下 的群值 简 写 成 拜 ’ ， 这 里 ’ 可 能 的 应激值 基于反 推法 的 回答是 一组在 拜 拼 ’ 条件 下 的 值 ， 这 里 产 ’ ‘ ， 在 种方法 中 ， ’ ，和 群 ‘ 都是条件分布概 率 ， 它反 应人 的模糊行 为特性 拜 ’ 和 群 ’ 的条件概率分布 通 常 为正 态分布 ， 如 图 所示 从直接法 获得 的数据 中可 以确定 点 和 点 在 这两 点上 ， 群 ’ 的条件概率分布 的均 值 为 ， 标准方差 为 见 图 · 用 同样 的方法 ， 可 以 确 定 和 点 不 同的是 ， 在这两 点上 条件概率分布 的均值为 如果使用 友推法 也 可 以通过拜 ’ 和拜 ’ 处 、 拜 ’ 的条件概 率分别 确 定 ， 和 ， 的值 见 图 · 风 产 ︵命︶、羡 成 丈 又 图 条件概率分布 卜 了 ， 外 ’ 显然 ， 上 述 结果 只 有 当应激值 能够 通 过 直接 的或 间接 的方 法 度 量 时才是 有 效 的 当分析 一群 人 去 完成类 似 的或 相 同 的任务 时 的应激 状态 时 ， 上 述 方法 稍 有修改 这种群体所 对应 的 正 常应激 值范 围可 用反 推 法 确 定 将给定 应激 分 为 个 区 域 即低 应 激 、 正 常应激 和 高应激 ， 它们对应被 试全体所感 受到 的三种 应激状态 比较方便 的办法是 用 、 拜 ’ 的条件概率分布 的 百分位 点值来确定群体的 ，， 凡 ， 凡 ， 的值 一般选定条件分布的高百分位点 或 为 和 的值 ， 条件分布 的低 百分位点 或 为 和 凡的值 · 当确 定某 种类 型 应激 的关联性 或者 对某类不 可测量 应激进行估算时 ， 无论被 试是个人 或 群体 ， 都需要 对下 面 的 问题给予 回答 “ 你如 何估计这 种应激 对你 的效绩 的影 响 ” 可 能 的 回答 是 高 、 中或低 群 与 高应激相 联 系 ， 群 与低 应激相 联 系 ， 那 些 超 过半 数 以 上 回答 为 “ 高 ” 与 “ 中 ” 的应激被称 之 为 关联应激 方法 的应用 用模糊 数学 中的隶属 函 数描 述 应激 与人 的效绩 的关 系 的方 法 在 国外 某 些 铁 路 部 门分 析

Vol.19 No.6 高佳等：模糊数学在人误应激水平研究中的应用 ·623· 人误事故中已得到应用.例如前苏联Slovenia铁路系统对事故的研究中发现人误引起的撞 车、脱轨等事故是由于以下一些原因造成的川，即：()在未得到前行车离站通报前进行车辆 调度；(2)在来自对面方向的车辆到达之前调度车辆：(3)允许车辆进人站内已有安排的运行轨 道：(4)轨道道岔被置于错误方向上， 车站管理人员犯错误在很大程度上依赖于不 表1对于可定量应激的正常应激范围的边界 同个体所受到的不同的应激影响.这些应激可分 为三大类：物理环境的应激、任务相关的应激和社 应激 S 品 1干燥热天气温度/℃ 18.9 31.6 会环境的应激 2潮湿热天气温度/℃ 18.0 26.7 问卷以97名调度人员为子样进行数据统计， 3干燥无风冷天气温度心 -2.7 -11.9 这些人数约占Slovenia铁路调度人员总数的10 4干燥有风冷天气温度心 -0.3 -8.4 %.问卷中涉及到的应激有些是可定量的，其余则5潮湿冷天气温度℃ -0.5 -7.8 是不可定量的.经分析得出的可测应激的S,S,值6日光下可见度m 215 105 列于表1，其他的不可定量的应激与一些分析中得7人造光下可见度m 167 55 到的有用数据一并列于表2. 8线路密度(12h)/辆次 24 120 表2一些非定量应激的应激值 应激 应激值 注释 应激 应激值 注释 1雾 高 (a) 15其他任务 高 (a) 2雨，无风 中 (a) 16其他人员在场 中 (a) 3雨，有风 高 (a) 17社会状态 低 (a) 4雪，无风 高 (a) 18工作变换 中 (a) 5雪，有风 高 (a) 19工作准备 中 (a) 6冰 高 (a) 20对工作不满意 中 (a) 7糟糕的能见度 高 (a) 21糟糕的人际关系 高 (a) 8糟糕的调查资料 高 (a) 22夜班中的危险区 大约在2.00 (b) 9线路密度高 高 (a) 23夜班适应度 立刻 (b) 10夜班 中 (2) 24白班适应度 立刻 (b) 11白班 低 (a) 25夜班的首次疲劳症状 9h后 (b) 12倒班工作 中 (a) 26白班的首次疲劳症状 11h后 (b) 13管辖线路段变更 高 (a) 27对于更复杂任务所需要的经验 2a (a) 14责任 高 (a) 注：(a1使用50百分位点；(b)使用90百分位点 分析假设无低应激区，因此图】中隶属函数μ(S)变 为单侧结构，见图3，对所有可定量的正常应激值范围 的上、下边界进行确定，用反推法得到相应s/4·的条 件概率分布S,与S,点（见图3）.分别对应分位点90% 和I0%,表1给出的S,S点即为正常应激值的上、下边 界值.可以看出，S,点的值表示比S,点更糟的工作条 S4 件.在潮湿的热气候下，人可忍受的环境温度低于干燥 图3单侧隶属函数（Ⅲ一正常应激水平； V一高应激水平；V一过高应激水平)

高佳等 模糊数学在人误应激水平研究 中的应用 人 误 事 故 中 已 得 到 应 用 例 如 前 苏 联 铁 路 系 统 对 事 故 的研 究 中发 现 人 误 引起 的撞 车 、 脱轨 等 事 故 是 由于 以 下 一 些 原 因造 成 的 川 ， 即 在 未 得 到 前 行 车离站 通 报前进 行 车辆 调度 在来 自对面方 向的车辆 到 达 之 前 调 度 车辆 歹臼许车辆 进人 站 内已 有 安排 的运 行 轨 道 砰 轨道道岔被置 于 错误方 向上 车站 管理人员犯 错误在很大程 度 上依赖于 不 同个体所 受 到 的 不 同 的应 激 影 响 这 些 应 激 可 分 为三大类 物理 环 境 的应激 、 任务相 关 的应激 和社 会环境 的应激 问卷 以 名调 度人 员 为子 样 进 行数据 统计 ， 这 些 人 数 约 占 铁 路 调 度 人 员 总 数 的 问卷 中涉及 到 的应激有 些 是 可 定 量 的 ， 其余则 是 不 可 定 量 的 经 分析得 出 的可 测 应激 的凡 ， 值 列于 表 其他 的不 可定 量 的应激 与一些分 析 中得 到 的有用 数据一并 列 于 表 表 对于可定 应激的正常应激范 围的边界 应 激 场 品 干燥热天气温度 ℃ 潮湿热天气温度 ℃ 干燥无风冷天气温度 ℃ 一 一 干燥有风冷天气温度 ℃ 一 一 潮湿冷天气温度 ℃ 一 一 日光下可见度 人造光下 可 见度 线路密度 辆次 应激 表 一些非定 应激的应激值 应激值 注释 应 激 应激值 注释 、了了、 、、‘了了、、了了、 ‘、、了了、 雾 、、了 雨 ， 无风 雨 ， 有 风 雪 ， 无风 雪 ， 有风 冰 糟糕 的能见度 糟糕 的调查 资料 线路密度 高 夜班 白班 倒班工作 管辖线路段变更 巧 其他任务 高 其他人员在场 中 社 会状态 低 工作变换 中 工作准备 中 对工作不 满意 中 糟糕 的人 际关 系 高 夜班 中的危 险区 大约在 夜班适应度 立刻 白班适应度 立刻 夜班 的首 次疲 劳症状 后 白班 的首次疲劳症状 后 对于更复 杂任务所需要 的经验 低高中 责任 泊使用 百分位点 〔价使 用 百分位点 一注 分析假设无低 应激 区 ， 因此 图 中隶 属 函 数产 变 为单侧结 构 ， 见 图 对所 有 可 定 量 的正 常应 激值范 围 的上 、 下边界进行 确定 用 反 推法得 到相 应 产 ’ 的条 件概率分布 与 点 见 图 〕 分别 对应分位 点 和 ， 表 给 出 的凡 ， 凡点即为正 常应激值 的上 、 下 边 界 值 可 以 看 出 ， 点 的值 表 示 比 点 更 糟 的 工 作 条 件 在潮湿 的热气候下 ， 人 可忍 受 的环 境 温 度低 于 干燥 ， 凡 图 单侧隶属 函数 一正常应激水平 一高应激水平 一过高应激水平

·624· 北京科技大学学报 1997年第5期 的热气候.位于S,与S,间的潮湿的热气候区域，比对有风或无风的冷气候要向高温侧移 动.在人造光下的可见度边界区域要比日光下低许多. 对于不能用简单方式进行定量化的应激（例如人际关系）可以使用直接法确定一种具体 的应激的关联性，表2给出了这种分析的结果.很显然，表2中几乎所有的应激对于铁路管理 人员来说都是关联性应激.白班工作实际意味着无应激.一般来说，表2中给出的结果具有合 理性，但是它们代表的只是隶属μ的1个点， 4结论 为了确定各种类型应激对人的影响的正常值范围，基于模糊数学的隶属函数的方法是可 取的.正常应激状态将保证人误概率为最小采用问卷手段可获得必要的数据，问题可分为三 类（环境应激、任务关联应激和社会环境应激），以获得被试在某种应激条件下感受到的应激 状态数据，这种方法曾被前苏联Slovenia铁路系统采用来确定正常应激水平范围的边界点， 结果显示了这种方法在人机系统中人的可靠性分析方面具有实际的效用， 参考文献 1 Alenka hudoklin,Vojan Rozman.Human Errors Versus Stress.Reliability Engineering System Safety,1992,37:231 2 Erik Hollnagel.Human Reliability Analysis.London:Academic Press,1990 3高佳，黄祥瑞.人的失误及其分类，人一机一环境系统工程论文集（第一卷），龙升照主编，北京：北京科 学技术出版社，1993 Application of Fussy Set in the Study of Human Stress Gao Jia)Huang xiangrui 1)Applied Science School,UST Beijing,Beijing 100083.China 2)Institute of Nuolear Energy Technology Tsinghua Vniv ABSTRACT A method is presented for defining ranges of normal stress values,based on the construction of the membership function from the fuzzy set theory.This method was applied to a stress analysis in the railway traffic system of Slovenia. KEY WORDS fussy set,membership function,dependent stress,stress level

· · 北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 的 热 气 候 位 于 与 间 的 潮 湿 的 热 气 候 区 域 ， 比 对有 风 或 无 风 的 冷 气 候 要 向高 温 侧 移 动 在人造光下 的可见 度边界 区域要 比 日光下低许多 对于 不 能 用 简单方 式 进行 定 量 化 的应激 例 如 人 际 关 系 可以 使用 直 接法 确 定 一 种 具体 的应激 的关联性 表 给 出了这种 分析的结果 很 显然 ， 表 中几 乎所有 的应激对于铁路管理 人员来说都是 关联性应激 白班 工作实 际意 味着 无应激 一般来说 ， 表 中给 出的结果具有合 理性 ， 但是它 们代表 的只是 隶属群的 个点 结论 为 了确定 各 种类 型 应激 对人 的影 响 的正 常值范 围 ， 基 于模糊 数学 的隶属 函数 的方法是 可 取 的 正 常应激状态将保证人误概 率 为最小 采用 问卷手段可 获得必要 的数据 ， 问题可分为三 类 环境 应激 、 任务关联 应激 和社会环 境应激〕 ， 以 获得 被 试在某种应激条件下感受 到 的应激 状态数据 这种方 法 曾被前 苏联 铁路 系 统采 用来确 定 正 常应激 水 平 范 围 的边 界 点 结果显示 了这种方法 在人机系统 中人 的可靠性分析方 面具有实 际 的效用 参 考 文 献 ， 习 甩 ， ， 叨 砒 ， 高佳 ， 黄祥瑞 人 的失误及 其分类 ， 人一机一环境 系 统工 程论文集 第一卷 龙升照 主编 ， 北京 北京科 学技术 出版社 ， 刀 ‘ 枷 万 ’ ， ， ， 嗯 。 ， 而 ， ，