高寒高海拔礦山開采不安全行為策略分析及人機協同理論研究

張新紅 華寧 鄭清啟

（新疆維吾爾自治區安全科學技術研究院 烏魯木齊 830000）

礦山開采與人、機、環境構成了一個復雜的人機系統，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、生態環境脆弱，工業基礎薄弱等問題，人員存在生理、心理上的復雜性，造成人機系統相互作用，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，強化人機協同，改善作業環境，可以大大降低事故的發生概率，體現以人為本的生產理念。

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生的概率。近幾年，伴隨安全人機工程學的應用、推廣，大多數企業認為安全管理、安全氛圍和安全文化等方面對減少人不安全行為的發生具有積極的作用。

通過對工人不安全行為的調查及對事故風險的評估，發現長時間在有危險源的高風險作業環境工作的工人往往會低估其中的風險。因此，礦山企業降低人為失誤的首要任務是對工人進行培訓，讓他們重視危險源，通過此舉來降低他們對環境風險主觀估計和客觀風險存在的偏差，強調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，更要從組織發展、質量管理、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。良好的安全氛圍可以減少工人不安全行為的發生，過重的生產壓力會增加工人不安全行為的發生概率。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據分析和數字圖像處理技術，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。

物聯網和人工智能的不斷發展，將助力智慧礦山的建設。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展趨勢，將給礦山人機協同設計的創新發展帶來重大影響。

2 基于人機協同理論研究

改善作業空間環境可以減少人的不安全行為，從而降低事故的發生。作業空間是人在操作機械時所需的操作活動空間和機器、設備、工具和操作對象所占空間的總和，基于人機工程學理論，分析作業人員所處人機系統中各元素之間的關系，包括活動空間、心里空間，行動空間，從作業方法、作業負荷、作業姿勢、作業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，闡述狀態在人機系統中相互影響的關系，從人體測量學和工程心理學的角度結合國家及地方發布的個體勞動防護配備標準，通過實驗室情景構建、氧氣濃度可調節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律與特征。

人機工效設計是設計者以產品用戶為中心，為改善用戶生理、心理等方面的客觀與主觀感受而對產品進行的設計活動，主要依賴于人體測量學數據與人體運動學規律，包含交互界面人機工效設計、人機造型設計、人機布局設計、環境設計、色彩設計、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計內容而采用相應的專業軟硬件或相關理論方法進行評估的過程，是人機工效設計的檢驗過程，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。主觀評估是根據參與者的經驗與主觀感受進行的，結果往往受參與者的經驗閱歷、專業水平等因素的影響。客觀評估主要依靠相關的專業設備檢測并記錄人體在使用過程中的生理學特征，經處理后得到相關的數據分析，數據準確，但受模擬環境真實度以及實驗者樣本數量的影響較大。

3 結語

高寒、高海拔地區環境惡劣，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、高海拔工況下作業人員的不安全行為與作業環境的協同關系進行深入研究，用學科交叉和多學科融合的方式權衡人、機、環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-環分析的交互空間布置，制定典型工種作業活動空間重要參數的設計理論與方法，具有重要的工程意義和科學價值。