一种安全管理可视化电路模型的制作方法

1.本实用新型涉及安全工程技术领域，特别是涉及一种安全管理可视化电路模型。


背景技术：

2.目前，我国在事故致因理论方面的研究已经比较深入，但是基于事故致因理论的安全可视化模型却很缺乏。在现有技术中虽然能够通过将事故发生的原因、次数、严重度及其关系以电路的方式呈现，实现安全管理可视化模型对事故发生过程的模拟。但是，现有的技术方案存在一个重大的缺陷，若某个模块中的1个或多个影响因素(电阻)的阻值为0，即该因素不产生影响，就会导致整个模块因短路而失去意义。
3.因此，如何设计一种安全管理可视化电路模型，从而实现安全管理水平的全面提高，成为本领域当前要解决的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种安全管理可视化电路模型，本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，将每个模块的各影响因素进行串联，避免了某个模块中的1个或多个影响因素的阻值为0时，从而导致整个模块因短路而失去意义的问题。因此，可以实现安全管理水平的全面提高。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
6.一种安全管理可视化电路模型，包括：
7.恒流源，用于输出恒定电流；
8.组织影响模块，与所述恒流源串联连接，用于表示整个事件的第一因素集；
9.不安全的监督模块，与所述组织影响模块串联连接，用于表示整个事件的第二因素集；
10.不安全行为的前提条件模块，与所述不安全的监督模块串联连接，用于表示整个事件的第三因素集；
11.不安全行为模块，与所述不安全行为的前提条件模块串联连接，用于表示整个事件的第四因素集；
12.小灯泡，与所述恒流源、所述组织影响模块、所述不安全的监督模块、所述不安全行为的前提条件模块和所述不安全行为模块串联的整体并联连接，用于利用亮度变化表示安全程度；
13.保护灯泡电阻，与所述小灯泡并联连接，用于保护小灯泡。
14.可选的，所述组织影响模块包括：组织影响模块定值电阻、监督管理电阻、组织氛围电阻和组织过程电阻；
15.其中，所述监督管理电阻、所述组织氛围电阻和所述组织过程电阻均为滑动变阻器，所述监督管理电阻、所述组织氛围电阻和所述组织过程电阻依次串联连接；
16.所述监督管理电阻、所述组织氛围电阻和所述组织过程电阻串联的整体与所述组
织影响模块定值电阻并联连接。
17.可选的，所述不安全的监督模块包括：不安全的监督模块定值电阻、监督不充分电阻、运行计划不恰当电阻、没有纠正问题电阻和监管违规电阻；
18.其中，所述监督不充分电阻、所述运行计划不恰当电阻、所述没有纠正问题电阻和所述监管违规电阻均为滑动变阻器，所述监督不充分电阻、所述运行计划不恰当电阻、所述没有纠正问题电阻和所述监管违规电阻依次串联连接；
19.所述监督不充分电阻、所述运行计划不恰当电阻、所述没有纠正问题电阻和所述监管违规电阻依次串联的整体与所述不安全的监督模块定值电阻并联连接。
20.可选的，所述不安全行为的前提条件模块包括：不安全行为的前提条件模块定值电阻、人员因素电阻、操作者状态电阻和环境因素电阻；
21.其中，所述人员因素电阻、所述操作者状态电阻和所述环境因素电阻均为滑动变阻器，所述人员因素电阻、所述操作者状态电阻和所述环境因素电阻依次串联连接；
22.所述人员因素电阻、所述操作者状态电阻和所述环境因素电阻依次串联的整体与所述不安全行为的前提条件模块定值电阻并联连接。
23.可选的，所述不安全行为模块包括：不安全行为模块定值电阻、差错电阻和违规电阻；
24.其中，所述差错电阻和所述违规电阻均为滑动变阻器，所述差错电阻和所述违规电阻串联连接；
25.所述差错电阻和所述违规电阻串联的整体与所述不安全行为模块定值电阻并联连接。
26.可选的，所述滑动变阻器调到最大值时的失败率为50％，并对所述滑动变阻器的可调范围进行5等分。
27.可选的，所述恒流源的电流为3a。
28.可选的，所述组织影响模块、所述不安全的监督模块、所述不安全行为的前提条件模块和所述不安全行为模块均为反向比例运算器。
29.根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：
30.(1)本实用新型将抽象的安全管理用实物模型可视化，克服了事故致因理论不能可视化的弊端。
31.(2)本实用新型中所有可调节电阻以串联的形式连接，有效避免了某个模块中的1个或多个影响因素的阻值为0时，从而导致整个模块因短路而失去意义的问题，可以实现安全管理水平的全面提高。
32.(3)本实用新型采用恒流源，保证了电路的稳定运行。
附图说明
33.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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。
34.图1为本实用新型实施例1提供的一种安全管理可视化电路模型结构示意图；
35.图2为现有技术中一种基于hfacs模型的安全管理可视化电路模型结构示意图；
36.图3为本实用新型实施例2提供的一种安全管理可视化电路模型中反向比例运算器的结构示意图。
37.符号说明：
38.1、组织影响模块；11、组织影响模块定值电阻；12、监督管理电阻；13、组织氛围电阻；14、组织过程电阻；2、不安全的监督模块；21、不安全的监督模块定值电阻；22、监督不充分电阻；23、运行计划不恰当电阻；24、没有纠正问题电阻；25、监管违规电阻；3、不安全行为的前提条件的监督模块；31、不安全行为的前提条件模块定值电阻；32、人员因素电阻；33、操作者状态电阻；34、环境因素电阻；4、不安全行为模块；41、不安全行为模块定值电阻；42、差错电阻；43、违规电阻；5、恒流源；6、小灯泡；7、保护灯泡电阻；81、第一滑动变阻器；82、第一开关；83、第二滑动变阻器；84、第三滑动变阻器；91、第四滑动变阻器；92、第五滑动变阻器；93、第二开关；94、第六滑动变阻器；95、第七滑动变阻器；101、第一定值电阻；102、第八滑动变阻器；103、第九滑动变阻器；111、第二定值电阻；112、第三开关；113、第三定值电阻；12、总开关；13、整流系统；14、电源；15、渐变指示灯；16、电流警报器；17、电流指示表；171、误差调节旋钮；172、示数显示屏。
具体实施方式
39.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
40.本实用新型的目的是提供一种安全管理可视化电路模型，通过该电路模型克服了事故致因理论不能可视化的弊端，并且解决了现有技术方案中若某个模块中的1个或多个影响因素的阻值为0，即该因素不产生影响，就会导致整个模块因短路而失去意义的问题。
41.现有技术中一种基于hfacs模型的安全管理可视化电路模型结构示意图如图2所示，该电路模型包括：组织影响模块电路板、不安全的监督模块电路板、不安全行为的前提条件模块电路板、不安全行为模块电路板、总开关12、整流系统13、电源14、渐变指示灯15、电流警报器16和电流指示表17；所述组织影响模块电路板、所述不安全的监督模块电路板、所述不安全行为的前提条件模块电路板和所述不安全行为模块电路板依次串联连接；所述总开关12的一端与所述组织影响模块电路板连接；所述总开关12的另一端与整流系统13的一端连接；所述整流系统13的另一端与所述电源14的正极连接，所述电源14的负极与所述渐变指示灯15的一端连接，所述渐变指示灯15的另一端与所述电流警报器16的一端连接，所述电流警报器16的另一端与所述电流指示表17的一端连接，所述电流指示表17的另一端与所述不安全行为模块电路板连接。
42.其中，组织影响模块电路板由第一滑动变阻器81、第二滑动变阻器83、第三滑动变阻器84和第一开关82组成，所述第一滑动变阻器81、所述第一开关82、所述第二滑动变阻器83和所述第三滑动变阻器84依次并联连接；
43.不安全的监督模块电路板由第四滑动变阻器91、第五滑动变阻器92、第六滑动变阻器94、第七滑动变阻器95和第二开关93组成，所述第四滑动变阻器91、所述第五滑动变阻
器92、所述第二开关93、所述第六滑动变阻器94和所述第七滑动变阻器95依次并联连接；
44.不安全行为的前提条件模块电路板由第一定值电阻101、第八滑动变阻器102和第九滑动变阻器103组成，所述第一定值电阻101、所述第八滑动变阻器102和所述第九滑动变阻器103依次并联连接；
45.不安全行为模块电路板由第二定值电阻111、第三开关112、第三定值电阻113和一根导线组成，导线和所述第二定值电阻111、所述第三定值电阻113的左端接点依次为不安全行为模块电路板左端的三个接点，不安全行为模块电路板的右端接点为：所述第二定值电阻111和所述第三定值电阻113在并联后再与导线相连接的点。
46.进一步的，不安全行为模块电路板左端共有三个接点，组织影响模块电路板、不安全的监督模块电路板和不安全行为的前提条件模块电路板依次串联后，在不安全行为的前提条件模块电路板的右端设有一个第三开关112，可与不安全行为模块电路板左端的三个接点中的一个连接或者断开。
47.进一步的，电流指示表17由误差调节旋钮171和示数显示屏172组成；电流警报器16则根据电流指示表17的示数进行判断是否发出警报；渐变指示灯15则通过颜色反应事故的风险程度，颜色从绿色到红色则表明风险逐步提升。
48.由此可知，现有的技术方案存在一个重大的缺陷，若某个模块中的1个或多个影响因素(电阻)的阻值为0，即该因素不产生影响，就会导致整个模块因短路而失去意义，因此，本实用新型提出了将每个模块的各影响因素(电阻)进行串联，就可避免这一问题。
49.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
50.实施例1：
51.请参阅图1，本实用新型提供了一种安全管理可视化电路模型，包括：
52.恒流源5，用于输出恒定电流；
53.组织影响模块1，与所述恒流源串联连接，用于表示整个事件的第一因素集；
54.所述组织影响模块1包括：组织影响模块定值电阻11、监督管理电阻12、组织氛围电阻13和组织过程电阻14；
55.其中，所述监督管理电阻12、所述组织氛围电阻13和所述组织过程电阻14均为滑动变阻器，所述监督管理电阻12、所述组织氛围电阻13和所述组织过程电阻14依次串联连接；
56.所述监督管理电阻12、所述组织氛围电阻13和所述组织过程电阻14串联的整体与所述组织影响模块定值电阻11并联连接。
57.组织影响对应图中的组织影响模块1，组织影响分为三类：
58.第一类是资源管理，对应图中监督管理电阻12(resource management)，指与组织资源的分配和维护有关的执行层面的决策，如人力资源的分配、资金分配、以及设施分配等；
59.第二类是组织氛围，对应图中组织氛围电阻13(organizational climate)，指会对组织内部所有人员的工作效率产生影响的组织因素，如组织架构、组织文化、组织政策等；
60.第三类是组织工作流程，对应图中组织过程电阻14(organizational process)，
指约束和规定组织日常工作活动的政策和条例，用于标准工作程序的建立及维持执行层和管理层之间平衡等事务的具体实施，例如组织工作速率、工作程序标准等。
61.不安全的监督模块2，与所述组织影响模块1串联连接，用于表示整个事件的第二因素集；
62.所述不安全的监督模块2包括：不安全的监督模块定值电阻21、监督不充分电阻22、运行计划不恰当电阻23、没有纠正问题电阻24和监管违规电阻25；
63.其中，所述监督不充分电阻22、所述运行计划不恰当电阻23、所述没有纠正问题电阻24和所述监管违规电阻25均为滑动变阻器，所述监督不充分电阻22、所述运行计划不恰当电阻23、所述没有纠正问题电阻24和所述监管违规电阻25依次串联连接；
64.所述监督不充分电阻22、所述运行计划不恰当电阻23、所述没有纠正问题电阻24和所述监管违规电阻25依次串联的整体与所述不安全的监督模块定值电阻21并联连接。
65.不安全监管对应图中的不安全的监督模块2，不安全监管是事故原因中管理层面上的原因，也是“瑞士奶酪”模型中重点强调的部分。hfacs模型将不安全监管分为四种类型：
66.第一类是监管不足，对应图中监督不充分电阻22(inadequate supervision)，顾名思义，即监管不力，可能表现为缺少对机组成员的引导和指示，未能提供规范的操作标准，或疏于飞行任务及事件应对的训练等；
67.第二类是不恰当的计划任务，对应图中运行计划不恰当电阻23(planned inappropriateoperations)，主要指组织层面上可能导致事故发生的计划，如不合理的任务安排，以及不恰当的人员配备等；
68.第三类是未能纠正已知问题，对应图中没有纠正问题电阻24(failed to correctaknownproblem)，指在在人员、设备、训练以及其他与安全有关的范围内出现了问题,但却任由问题继续存在；
69.第四类是监管违规，对应图中监管违规电阻25(supervisoryviolations)，指监管人员故意违反监管规定或监管条例。高层管理者的决策虽然看上去并不对事故发生负直接责任,但实际上那些未能在第一时间被识别出的决策瑕疵，却很有可能最终导致事故的发生。
70.不安全行为的前提条件模块3，与所述不安全的监督模块2串联连接，用于表示整个事件的第三因素集；
71.所述不安全行为的前提条件模块3包括：不安全行为的前提条件模块定值电阻31、人员因素电阻32、操作者状态电阻33和环境因素电阻34；
72.其中，所述人员因素电阻32、所述操作者状态电阻33和所述环境因素电阻34均为滑动变阻器，所述人员因素电阻32、所述操作者状态电阻33和所述环境因素电阻34依次串联连接；
73.所述人员因素电阻32、所述操作者状态电阻33和所述环境因素电阻34依次串联的整体与所述不安全行为的前提条件模块定值电阻31并联连接。
74.不安全行为的前提对应图中不安全行为的前提模块3，是导致不安全行为出现的直接原因，也是航空事故分析中对事故原因进行深层次分析的第一步。
75.不安全行为的前提包括两类：操作者不达标的个体状态，对应图中操作者状态电
阻33(substandard conditions ofoperators)和操作者不达标的任务实施，即人员因素和环境因素，分别对应图中人员因素电阻32(substandard practices ofoperators)和环境因素电阻34。
76.操作者不达标的个体状态分为三类：
77.第一类是不利精神状态(adversemental status)，指会影响工作任务执行的精神状态，如精神疲倦、焦虑、丧失情境意识等等；
78.第二类是不利生理状态(adverse physiological status)，指妨碍安全操作的病理或生理状态，如出现幻觉、方向感偏差、身体疲惫或是感冒等等；
79.第三类是生理与心理限制(physical/mental limitations)，指人在生理与心理方面天生的有限的能力范围,在航空领域则具体为飞行员本身能力无法达到完成某些任务的要求，如有限的夜间视力、不够迅速的理解和反应能力，或是本身不具备操纵飞行器的资质等等。
80.操作者不达标的任务实施分为两类：
81.第一类属于机组资源管理(crewresource management，crm)不达标。机组资源管理指的是通过有效利用航空飞行时的各类资源，使飞行任务维持高效率运行，同时保证飞行时的安全和舒适程度。能够利用的资源不仅包括飞行器设备等硬件资源、飞行资料及相关说明等软件资源，也包括左右机组人员在内的人的资源，以及飞行任务执行时的环境资源(ford，henderson，0’hare，2014)。crm不达标包括机组人员沟通与协调不当、角色分配混乱、飞行任务简报信息不全等等；
82.第二类属于个体准备(personalreadiness)不达标，如机组人员未能达到休息要求、不健康的饮食、飞行之前执行了会干扰个体认知准确性的任务等等。
83.不安全行为模块4，与所述不安全行为的前提条件模块3串联连接，用于表示整个事件的第四因素集；
84.所述不安全行为模块4包括：不安全行为模块定值电阻41、差错电阻42和违规电阻43；
85.其中，所述差错电阻42和所述违规电阻43均为滑动变阻器，所述差错电阻42和所述违规电阻43串联连接；
86.所述差错电阻42和所述违规电阻43串联的整体与所述不安全行为模块定值电阻41并联连接。
87.不安全行为对应图中不安全行为模块4，是导致事故发生最直接的原因，也是在进行事故分析时首先考虑的表层原因。不安全行为分为两类：失误(errors)和违规(violations)。失误是不安全行为中的主要组成部分，指的是人的心理未能达到情境中需要的状态，或做出的行为未能达成任务的需求。
88.失误对应图中的差错电阻42，分为三类：
89.第一类是技能型失误(skill
‑
based errors)，指在技能类行为上发生的失误。飞行任务中的许多技能，在飞行员熟练掌握之后，执行时就不需要分配过多的注意资源或进行有意思考，而当技能类行为由于飞行员的注意被干扰，或者出现有潜在危险的无意识行为等状况时，就会发生技能型失误，例如记忆错误、技能执行错误、注意分配不当等；
90.第二类是决策失误(decision errors)，指飞行员按计划执行了行为，但该计划不
符合当前情境的要求。决策失误基本分为流程出错、选择出错及问题解决出错三种类型，范围覆盖了飞行任务中计划
‑
决策的所有阶段；
91.第三类是认知失误(perceptual errors)，指由于飞行员对当前情境中的信息认知不当而造成的失误，例如对视觉信息、空间信息的理解偏差导致对飞行器的当前状态进行了错误的判断。违规指的是有意违背规定飞行安全相关事项的规章制度。违规出现的频率比失误要低，但导致的结果一般更为严重(shappell&wiegmann，1999)。
92.违规对应图中的违规电阻43，分为两类：
93.第一类是习惯性违规(routine violations)，指由于违规行为持续时间长，出现频率高，因此在进行相同或类似的任务时，“习惯成自然”地进行违规操作。这一类的违规操作很有可能导致事故发生，但却往往被大部分人或监管组织接受。习惯性违规的出现与监管的条件和力度有密切关系；
94.第二类是特殊违规(exceptional violations)，指的是与个人行为习惯或组织管理制度无关的、偶然出现的违规。特殊违规与个体典型行为模式无关，往往也难以预测。
95.小灯泡6，与所述恒流源5、所述组织影响模块1、所述不安全的监督模块2、所述不安全行为的前提条件模块3和所述不安全行为模块4串联的整体并联连接，用于利用亮度变化表示安全程度；
96.保护灯泡电阻7，与所述小灯泡6并联连接，用于保护小灯泡。
97.需要说明的是，每一模块包含若干影响因素，每一影响因素用一个滑动变阻器表示，其电阻值越大，表示改影响因素的失误概率越大，最终导致电流越小，灯泡越暗表明系统越危险。每个模块内都有一个与模块内所有滑动变阻器并联的定值电阻，它不仅起分流作用，而且，由于电源为恒流源，需要模块定值电阻保证整个电路的电压不会高于电源电压。流过每个模块所有滑动变阻器的电流表示该模块的成功率，流过定值电阻的电流表示失败率。
98.安全系数＝滑动变阻器流出的电流/流入定值电阻的电流；
99.模块失败率＝可变电阻阻值之和/定值电阻的阻值；
100.本实用新型的工作原理如下：
101.组织影响模块1包括监督管理、组织氛围、组织过程三个因素，当其中任意一个或多个因素发挥作用时，流过组织影响模块的电流就会减小、模块的安全系数减小、模块的失败率增加，从而对下一模块和整个事件的安全程度产生影响。随着每个因素发挥作用的增大，灯泡越来越暗。
102.不安全的监督模块2包括监督不充分、运行计划不恰当、没有纠正问题、监管违规四个因素，当其中任意一个或多个因素发挥作用时，流过不安全监督模块的电流就会减小、模块的安全系数减小、模块的失败率增加，从而对下一模块和整个事件的安全程度产生影响。随着每个因素发挥作用的增大，灯泡越来越暗。
103.不安全行为的前提条件模块3包括人员因素、操作者状态、环境因素三个因素，当其中任意一个或多个因素发挥作用时，流过不安全行为的前提条件模块的电流就会减小、模块的安全系数减小、模块的失败率增加，从而对下一模块和整个事件的安全程度产生影响。随着每个因素发挥作用的增大，灯泡越来越暗。
104.不安全行为模块4包括差错、违规两个因素，当其中任意一个或多个因素发挥作用
时，流过不安全行为模块的电流就会减小、模块的安全系数减小、模块的失败率增加，从而对下一模块和整个事件的安全程度产生影响。随着每个因素发挥作用的增大，灯泡越来越暗。
105.本实用新型的使用过程如下：
106.在使用本模型前，需将各个模块和电源按照电路图顺序摆放好，并确保每个模块单独的连接有效，接着，调试电源，使电源处于恒流状态且电流为3a，为使电压不超过15v，需先将各滑动变阻器的阻值调到最小值，再依据电路图，将电源和模块相互连接好，然后打开电源，就可以通过调节滑动变阻器观察灯泡亮度变化，从而了解事故致因理论。
107.作为一种可能的实施方式，为了更好的用该模型定性定量展示事故的发生过程，恒流源的电流为3a，每一个模块中的电阻，逻辑关系为并联。即单个环节的失误不会使整个环节完全失误，整个环节的事故发生率与他们的阻值呈正相关，每个滑动变阻器调到最大值时的失败率为50％，并对滑动变阻器的可调范围进行5等分，做好对应失败率的记号。在对某一个事故进行分析的时候，根据事故统计相关资料，找出每个因素的实际失败率，然后对电阻进行对应调节，通过观察灯泡的亮度，就可对该事故的发生进行定性分析，再经过安全系数和失败率的公式，就可定量算出每个因素和模块对整个事件安全程度的影响。
108.本实用新型的计算关系如下：
109.各个层级的逻辑关系是与的逻辑关系，通过电流源的串联来计算，即安全系数＝滑动变阻器流出的电流/流入定值电阻的电流。安全系数总是小于1的，即在判断过程中，随着流程的增加，成功率只减小不增大。与的逻辑用乘法计算，即下级电流＝流入电流*安全系数。
110.每一个层级间的电阻，逻辑关系为并联。即单个模块的失灵不会使整个模块完全失灵，单个模块的事故发生率与他们的滑动变阻器与定值电阻比值呈正相关，即模块失败率＝可变电阻阻值之和/定值电阻的阻值。根据特定条件的事故失败率的大小来确定因素阻值的大小。
111.可以通过以下方法确定某一可变电阻的阻值大小：
112.1、找到该层级的整体失败率；
113.2、计算出该层级的安全系数；
114.安全系数＝(该模块)成功率＝1—模块失败率；
115.可变电阻阻值之和/定值电阻的阻值＝模块失败率；
116.定值电阻的阻值是不变的，大小根据电源选取，确定各个可变电阻之和；
117.3、经过具体统计调查，得出该层级各个因素的失败率；各个因素的失败率为(该层次失效的次数/总次统计次数)
118.4、可变电阻的比值为各个因素的失败率的比值，由总阻值已知，即可确定各个可变电阻的阻值。
119.实施例2：
120.请参阅图3，在电路设计时，组织影响模块、不安全的监督模块、不安全行为的前提条件模块和不安全行为模块可以采用反向比例运算器，进行乘法运算。我们将u1代表输入电压，u0代表输出电压，r
f
代表不安全度，通过多个反向比例运算器的叠加，从而达到运算功能。
121.运算关系为：
122.u0＝
‑
r/r’*u1123.因此，通过反向比例运算器同样可以将抽象的安全管理用实物模型可视化，克服了事故致因理论不能可视化的弊端。
124.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
125.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。