摘要：人员作为影响轨道交通安全四要素之一，人为因素往往导致操作失误，增加系统风险。将系统安全分析中的故障树分析理论引入地铁公共安全研究，分析在地铁反恐体系过程中，人为因素在恐怖袭击事件中的致因关系。并通过定性分析，提出人为因素应对策略。
关键词：故障树；地铁；反恐；人为因素
1 概述
地铁恐怖袭击事件的影响具有全局性与连续性，是公共安全部门研究的重点[1]。此外，地铁日益成为城市的文明符号与区域文化风向标，这种标志性地位使得地铁系统在诸多“软目标”中更容易成为恐怖主义选中的目标。据统计，自2010 年以来，在恐怖袭击的目标中，地铁等交通枢纽占比高达约30%[2]。且由于公共交通人员密集、场所封闭，一旦发生恐怖袭击，极易造成严重后果。
因此，式(7)、(8)表示的非凸二次约束二次规划问题(non-convex QCQP)的松弛规划问题(RQCQP)为：
表1 近10年来地铁站恐怖袭击事件汇总
Tab.1 Summary for terrorist attacks at subway station in ten years
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从防御者角度而言，地铁的恐怖袭击风险防范策略有主动出击策略（proactive）和构筑防御措施（defensive）两种策略[3]。基于“敌暗我明”的大背景，对于地铁防御者而言，构筑防御措施是主要的策略选择。在地铁防御的“人-机-环境系统”中，信息感知、收集、分析、决策、反馈过程中，人的作用最为突出。系统中的“人”是指作为地铁工作主体的人，包含地铁安检员、质检员乃至地铁乘务员与管理人员。有学者指出，80%左右的事故是由于人为因素导致，人员操作失误增加了系统风险[4]。如表1 所示，近十年来多起恐怖袭击事件，多次与地铁运人员失误相关。城市地铁立体防控反恐体系，作为一个复杂系统，极可能因人为因素导致的一个或是多个子系统失灵，超过系统安全冗余设计上限，最终无法成功预警应对恐袭事件。因此本文选择故障树等系统论分析方法，分析地铁反恐体系中的人为因素，为采取相应的措施提供理论依据。
2 故障树基本理论与构建
2.1 故障树分析简介
故障树分析又称事故树分析，是由Watson 与Haasl 基于导弹系统控制质量研究而提出，并逐步运用于航天、化工等系统工程分析工具。故障树通过图形演绎方式，将系统内故障事件逻辑性展现出来，直观性强，便于分析。通过将逻辑关系转化为逻辑树图，兼顾系统工程的定性分析与定量分析[5]。
1996 年国家公布的管理学类公共管理一级学科下设行政管理、社会保障、教育经济与管理、社会医学与卫生事业管理、土地资源管理5个二级学科或专业，从此社会保障学从之前保险学与劳动经济学所属的经济学一级学科划入公共管理学科。由于目前我国公共管理二级学科的划分基础是横向的领域分工，之前都分属于不同的一级学科，这使得公共管理呈现出了的多学科融合性的特质，在教学方案中必须对政治学、经济学、管理学、社会学等学科的基础知识都有所涉及，如果脱离了导师的个性化指导，学生就不能有重点地掌握某一学科方法进行课题研究和科研创新。
在地铁人为因素故障树基本事件集合N 中，存在合集Z，合集Z={X1，X2……Xj}，j ∈[1，10]，当缺少集合Z 中事件，则顶层事件T 不会发生。同时不发生就能防止顶上事件发生的最低数量基本事件组成的集合Z，称为最小径集。集合Z 可以视作顶级事件T 的阈值，若Z 未符合则T 一定不会发生。如集合Z 中元素较少，则可以视为事件T 阈值较高，在控制较少基本事件前提下则可以确保地铁系统安全。如集合Z 中元素较多，则事件T 阈值较低，需在兼顾众多基本事件都不发生前提，才可以确保地铁系统安全性。根据布尔代数法则，最小径集与最小割集具有对偶性，满足：
(4)矿质混合料比例的确定。首先对组成材料进行筛分，收集原始数据，然后计算材料配合比，最后是配合比调整。混合料的级配应选择连续级配或合理的间断级配。
2.2 故障树模型分析
本文以“恐怖袭击事件”为顶事件向下展开构建故障树。根据各个职能部门具体职能，可以将各职能部门构成反恐策略确定、预测分析反恐事件、恐怖袭击事件减少策略和反馈4 个阶段。根据Wickens 提出的信息加工模型，该模型认为，地铁工作人员主要承担4 个类型任务：操作型、通讯型、记录型和监视型任务，如图1 所示。
充分运用云计算在财务共享服务中的作用，并将管理会计研究转向常态化方向发展。与科研所开展更多的合作交流，加大管理会计研究的学术性。创新新的研究方式，运用多种研究，针对不同的对象选择适合的方案，不断创新，不断实践。充分的结合理论与实践。基于目前中国企业的发展，当前的管理会计理论，需经过大量的时间进行验证。不断的完善理论，更好的为服务大众，服务人民。针对于企业当前的状况，急需实施财务共享服务推动企业管理会计的进程。如此，可以有效的节省大量的时间与资源、提高了业务水平与能力，实现资源的有效使用，对企业的经济效益也有很大的改善。
图1 信息加工模型示意图[7]
Fig.1 schematic diagram for information machining model
在210-1个事件组合中，符合上式的事件组合占总事件组合的比例大小，则称之为该事件的结构重要系数。因此，结构重要系数用公式表示为：
通讯型任务主要是通过地铁交通信号系统、地铁通讯系统（ATC）、无线集群系统、广播系统、专用电话与CCTV（闭路电视）系统，将地铁管理部门与各运营控制部门联系起来，确保反恐情报传输通讯。
Allocation arms:because this is a registry study,there will be no designed allocation arms.All patients enrolled in the study will continue to receive any necessary medical care for ischemic stroke at the discretion of their treating health care providers either in the hospitals or at home.
记录型任务主要指对地铁内安保人员、操控人员、调度人员等的安检操作记录、调度指令与其他安全指令的完整存储。通过对相关操作与数据的几率，可以为各级管理人员提供准确、及时的分析数据，在应对反恐等紧急情况时，可以第一时间有章可循，提高应对效率。
监视型任务，主要是通过对综合监控系统（ISCS）系统，集成地铁主要情报获取系统，形成统一的监控层硬件与软件平台，实现对地铁反恐情报集中监控、传输与管理功能，并协调其他相关系统，如火灾自动报警系统（FAS），屏蔽门系统（PSD）等，有效的监管地铁系统运转状况，成为反恐系统神经中枢。
混合着洗发水和沐浴露的香味向我逼过来。我的鼻塞一下通了。撩人的清香像无数条欢快的小鱼从我的鼻孔游进了肚里。我的心湖里顿时鱼欢虾跳，一派丰收景象。
3 故障树模型建立
3.1 确立人为影响因素的基本事件
人为因素是一门涉及心理学、生理学、人体测量学、工程学、医学、社会学和统计学等学科的边缘科学[8]。通过对专家访谈和对相关资料查询，将人为影响因素分为以下12 个方面。
1）认知偏好。对地铁中控制系统进行操作过程中，对客观环境与情报的认知过程中，存在偏好。如在面对可能的恐怖袭击风险时，风险规避行为的偏好影响防御水平，并最终影响在对地铁安防系统操控。
2）程序规程认识错误。在培训或工作过程中，并未掌握系统运行的规律，系统程序错误导致系统运行死机，或是造成事故。通常是在程序运转过程中，人为的漏掉处理步骤或漏掉程序的前提条件，导致系统异常或对程序优先级认定错误状态。
3）诊断错误。在流程过程中，对是否属于恐怖袭击行为的诊断、是否进入反恐应急预案、是否紧急疏散方案优先级高于封锁地铁系统防止恐怖袭击扩散等诊断过程，诊断出现程序性错误。
这天的晚餐是阿东做的。家里没有菜，隔壁罗爹爹送了点小菜过来。阿东便将冰箱的剩菜热了一热，然后每人煎了一个荷包蛋。加上罗爹爹的小菜，便开了饭。
4）决策错误。地铁反恐决策时未能及时掌握反馈的相关情报信息，对决策情况掌握缺调查研究和论证。或缺乏科学的决策方法，凭个人的主观臆断。
5）时间限制。在地铁反恐任务中，通讯任务的时长及频率需清晰而明确以及稳定。未在规定时间内完成情报反馈，或者故意积压情报故不上报，导致决策者未能掌握一线情况。
6）自信过度。调度任务或日常通讯任务中，由于自身疏忽或过于自信，认为通讯内容已被掌握或记录，从而未发出通讯信息。或在临时通讯任务时，由于过度自信，忽视了口头通讯或临时性通讯指令的歧义性。
7）认识方式错误。在反恐情报收集、汇总与处理过程中，认知方式存在个体差异的影响，如“熟虑——冲动”认知模式中，冲动认知模式中，对反恐情报不敏感，行为参考依据失常，导致行动出现偏差。
因此，针对地铁反恐体系中的人为因素基本事件进行计算排序，得：
9）辨识错误。纪录型任务过程中，对情报汇总分类、对反恐危险源分类判断过程中，出现归类错误，降低了情报质量，增加了情报研判难度。
10）观察错误。在地铁反恐的监视型任务过程中，未能正确监视路线监控器，对地铁列车位置与地铁站运转情况等信息观察错误，从而导致情报出现偏差。
11）注意力不集中。因注意力不集中导致地铁异常情况未能第一时间发现、处理、反馈，无法判断突发事件发展形势以制定合理策略。
新课程的实施给课堂教学带来了新气象，但因受传统教学观念、教学习惯以及教师自身知识结构等多方面的影响，在新课程实施中，暴露了以下值得重视的问题。
3.2 模型构建
根据上述分析，构建模型如图2、表2 所示。
4 故障树定性分析
4.1 最小割集
上一级基本事件表达式为：
图2 地铁恐怖袭击事件人为因素故障树
Fig.2 human factors fault treeumination
表2 事件代号与事件名称
Tab.2 Event code and event name
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求最小割集的方法主要有两种，上行法与下行法。本文则采取上行法，求系统最小割集。根据上行法集合运算法则，基本事件表达式为：
在地铁恐怖袭击事件人为因素故障树中，共有基本事件11 件。设N 为人为因素故障树基本事件合集，N={X1,X2,X3,X4……X10}。在集合N 中，存在集合M，集合M={X1,X2……Xi}，i ∈[1,10]，若集合M 中事件都发生时，则顶事件T 一定发生，则成集合M 为最小割集。最小割集M 内基本事件越多，则代表需要众多人为因素作用下，作为顶事件的恐袭事件才会发生，系统安全度较高。最小割集M 内基本事件越少，则也说明了系统容错率较低，系统安全度较低。
顶事件为：
求得系统共8 个最小割集，分别为：{X1,X4,X7, X8,X9},{X1,X5,X6,X7,X8,X9},{X2,X3,X4,X7,X8,X9},{X2,X5,X6, X7,X8,X9},{X1,X4,X7,X8,X10},{X1,X5,X6,X7,X8,X10}, {X2,X3,X4,X7,X8,X10},{X2,X5,X6,X7,X8,X10}。
4.2 最小径集
故障树分析大致可以划分为5 个步骤：第一，定义研究对象。不同的研究对象适用于不同的方法论，因此第一步应明确研究对象，并分析研究对象是否适应于故障树分析法。在地铁反恐体系体系中，可大体划分“人-设备-环境”等几个维度，因此确定系统中人为因素重要度，是提高系统安全性的前提；第二，分析研究对象。在绘制故障树前，对系统故障成因及其发生机率进行分析，梳理系统因果关系逻辑，将影响系统因素进行罗列，避免遗漏故障成因。第三，绘制故障树。在对研究对象分析后，通过事件符号、逻辑门符号和转移符号描述研究对象，绘制成故障树图。第四，评估故障树。通过对故障树定量的处理，估算整个系统的故障率，求得基本事件的概率，将定性分析与定量分析相结合。第五，完善系统故障应对措施。分析故障树的最小割集与最小径集，采取应对措施，提高地铁反恐体系的可靠性[6]。
即将事故故障树转化为事故成功树，求解成功树下的最小割集，则可求得故障树的最小径集。
12）推理错误。监控地铁安全运营情况中，受限于有限监控信息或缺乏相关经验时，对可疑行为推理认定为正常行为，忽视了危险源。
事故成功树的基本表达式为：
由此可得，系统的成功树共7 项最小割集，根据布尔代数法对偶变换后，求得系统最小径集为：{X1,X2}，{X1,X3}，{X4,X5}，{X4,X6}，{X7}，{X8}，{X9,X10}。
4.3 故障树结构重要度
在其他基本事件状态保持不变时，当一基本事件（Xi）的发生导致顶事件（T）的发生时，说明了基本事件（Xi）对顶事件（T）的状态有影响，因此该基本事件对系统可靠性和安全性评估方面影响越大，重要性越强。
合集N 中，共有基本事件10 个，每个基本事件共有两个状态：发生（状态0）；不发生（状态1）。在确定了某一事件（Xi）后，当Xi 状态由0 变成1 后，顶事件状态由0 变成1，则存在：
操作型任务主要指对安检设备的操作与控制，对地铁线路与地铁站台的检修与维护，对地铁车辆与车辆基地管理，对供电系统操作等。确保地铁系统的照明、通风、排气、通信、信号等基础职能，是地铁正常运转的前提。
在先进的节水灌溉技术推广应用过程中，如果缺少广大农牧民群众参与，只有政府部门一方面开展，很难取得突出成效。因此在日常工作中，就需要做好农田水利节水灌溉技术的广泛宣传工作，在全社会上下形成节水的好习惯、好风气。在实际工作过程中，可以通过对农业用水价格进行调整，制定完善的鼓励机制，促建社会大众更加重视水资源，科学利用，从而有效促使先进的节水灌溉技术在广大基层地区得到切实推广应用。通过开展广泛的宣传教育，对促进节水灌溉技术的快速推广应用，有着事半功倍的作用。
8）记忆错误。工作人员连续工作或精神状态不佳时，易出现对信息记忆出现误差。并且错误记忆影响到行为，做出错误的调度命令、决策指令等。
笔者利用“英语学习月评表”连续8年对四届学生的跟踪调查也发现，四届学生在英语学习方面的困惑惊人的一致，基本都是：如何高效记单词；如何快速提高英语听力、口语及写作能力；如何顺利通过大学英语四、六级考试等等。在总结月评表中“想对老师说的话”一栏的关键词时，笔者发现“做题技巧”“快速提高”“高效”等词语出现频率最高。
4.4 故障树顶事件概率计算
在故障树明确后，通过收集、分析与明确基本事件发生概率后，可计算得到顶事件发生概率。但基于人为因素的地铁安全反恐的数据库尚未建立，基本事件的发生概率主要取决于相关经验估计。结合系统安全实际，采用事件频率代替事件概率，计算系统安全性。通过专家访谈，综合公安学教授、地铁管理人员、地铁安检人员的相关打分，统计得数据如表3 所示。
表3 基本事件发生概率统计表
Tab.3 Statistical table for occurrence probability of basic event
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当得到事故树最小割集和，顶事件概率Q 公式为：
公式（9）中，i 为基本事件编号树，i ∈[1，10]；Xi∈ki，是指基本事件Xi 属于第j 个最小割集；j、s 是指最小割集序数；k 是最小割集的个数；Xi∈kj∪ks，指事件Xi 属于第j 个最小割集，或者属于第s 个最小割集。s 的取值范围满足：1 ≤j ＜s ≤k-j。
顶事件概率Q简化为：
“亚森”级的垂直发射系统搭载“口径”-PL 对地巡航导弹和更大的P-800“缟玛瑙”反舰/陆攻两用导弹。首艇上的垂直发射系统可携带5枚“口径”或3枚“缟玛瑙”导弹，后续艇略小的系统可随意携带4枚上述一种导弹。
Q=F1-F2+F3…+(-1)k-1Fk
由于F1＞＞F2＞＞F3＞＞…Fk，因此将上式简化为：
则顶上事件发生概率为：
内部质量保证体系诊断与改进工作涉及学校办学的方方面面，不可能一蹴而就，课堂教学是学校所有工作的核心，以课堂教学质量预警指标的设计为抓手，建设课程层面的内部质保体系，是落实“诊改”的明确思路和具体方法。学校办学有特色，前提是专业人才培养有特色，具体表现是课堂教学有特色，“诊改”工作要贴上学校标签，也要聚焦到课堂教学过程，课堂教学质量预警系统指标设计结合了专业人才培养的具体要求，融合了师生“教与学”的多元需求，是“诊改”工作特色化的基础。
5 基于故障树的人为因素应对策略
观察基本事件重要性排序可得，事件X7、X8 在基本事件合集N 中最为重要，事件X1、X4重要性次之，事件X2、X3、X5、X6、X9、X10重要性最低。其中，基本事件重要性X7、X8说明了认识方式偏差与记忆错误等人为因素对地铁反恐体系影响大。在影响地铁反恐安全体系的人为因素基本事件中，认知方式偏差等基本事件较大的影响力，证明了如果主观领域的方法论出现问题，行为参考依据失常，会造成反恐体系出现极大漏洞。记忆错误则难以及时发现偏差并纠正，往往是在错误记忆或记录造成负面效应时，才意识到记忆错误，因此对系统可靠性影响极大。事件X1、X4重要性居中，X1代表认知偏好，X4代表自信过度，这组事件说明了主观偏好对系统安全性影响一般。当主观偏好作用到系统人员行为时，影响其到对当前情境判断，最终在方案的选择与实施中，存在强烈的主观偏好。事件X2、X3、X5、X6、X9、X10在事件集合中的重要性较低，这些事件较多的都是操作失误或者违反操作手册的行为，基于系统自身安全冗余设计，此类事件对系统安全性影响较小。通过加强技术培训与安全教育，提高操作人员的素质与安全意识，此类事件重要性会不断减小。
通过分析顶事件概率，事件X7、X8对顶事件概率影响最大，敏感性较强，是事故树中关键基本事件。事件X1、X4对顶事件概率影响也较大，当通过反恐专项演练培训、提高情报研判水平等，可有效的降低认知偏好失误概率。若将认知偏好概率降低一个数量级，即将事件X1与X4的概率由10-2有效的降低到10-3，恐怖主义成功袭击地铁的概率为由7.9×10-9/h 降低为4.7×10-9/h，系统安全度可以提高40.5%。
6 结论
已知恐怖主义成功袭击地铁的概率为7.9× 10-9/h，即系统工作时长达109 h 后，则可以成功实施8 次恐怖袭击事件。以北京市地铁公交系统为例进行计算，地铁系统每日工作运营约20 h，在职员工15 000 名，一年工作时长约1.09×109 h，则北京地铁每年约1 起恐袭事件能够成功实施。因此，当前人为因素对反恐体系影响的处于较低的水平。但地铁系统承载客流量日益增多，封闭地下系统应对风险的能力与危机后的恢复能力差，仍应坚持最高标准应对暴恐危机。
在加强地铁安全管理制度等宏观和理论方向开展研究，完善地铁反恐体系的物防技防系统的同时。通过系统故障树理论，识别对系统安全性和危险性影响较大基本事件，认识方式偏差与记忆错误等人为因素，从而针对性的实现事故的预测与预防，寻求解决地铁恐怖袭击事件的最佳途径。故障树结构重要度也证明了除完善管理体制外，地铁安保人员仍应解决思想认识缺乏危机意识、反恐专业知识掌握不熟练、情报贡献与研判深度不够等人为因素对地铁整体安全性仍有一定程度影响，为管理人员指出了改进地铁安全系统的可能性与消除隐患的入手处。
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Analysis of Human Factors in Metro Anti-terrorism System Based on Fault Tree
Tan Kun, Yu Qiaomu
（School of Management, People's Public Security University of China, Beijing 100038, China）
Abstract: As one of four factors affecting rail transit safety, human factor often leads to operational errors and increases system risks. This paper introduces fault tree analysis theory of system safety analysis into the study of metro public safety, and analyzes the cause relationship of human factors in the operation of metro anti-terrorism system. Coping strategies of human factors is proposed through qualitative analysis.
Keywords: fault tree; metro; anti-terrorism; human factors
中图分类号：U231
文献标志码：A
文章编号：1673-4440(2019)10-0051-06
DOI:10.3969/j.issn.1673-4440.2019.10.012
基金项目： 国家社会科学基金（16CSH011）；2018 年度首都社会安全研究基地研究生项目（CCSS2018ZSS02）
（收稿日期：2019-07-29）
（修回日期：2019-08-11）
标签：事件论文; 地铁论文; 系统论文; 反恐论文; 故障论文; 政治论文; 法律论文; 外交论文; 国际关系论文; 国际问题论文; 《铁路通信信号工程技术》2019年第10期论文; 国家社会科学基金(16CSH011)2018年度首都社会安全研究基地研究生项目(CCSS2018ZSS02)论文; 中国人民公安大学管理学院论文;