Study on factors leading to human errors in railway maintenance

doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.06.2233

Abstract

Abstract:

In order to reduce fault rate of railway locomotives and ensure their safe operation, DEMATEL and ISM were used to study contributing factors to human errors in railway maintenance. Firstly, DEMATEL method was used to study degree and attribute of each factor on the system, and then ISM method was adopted to clarify hierarchical structure and influence path among influencing factors, and mutual influence between the factors was analyzed. The results show that maintenance procedures, education management, sense of responsibility, cognitive mode and tendency, work mood and pressure, safety behavior, and maintenance experience are the key factors leading to human errors in railway maintenance, and the first 6 factors form the main influence path.

Key words: railway maintenance, human error, influencing factor, decision-making trial and evaluation laboratory(DEMATEL), interpretative structural model (ISM)

LI Xiang, LI Xiao, WANG Song, LEI Miaomiao, LAI Bentao. Study on factors leading to human errors in railway maintenance[J]. China Safety Science Journal, 2022, 32(6): 23-30.

Figures/Tables 8

Fig.1

Tab.1

Tab.2

Tab.3

Fig.2

Tab.4

Fig.3

Tab.5

DEMATEL-ISM comprehensive analysis results

层级	影响因素	同层级因素的相对重要度	上级影响因素	下级影响因素	关键因素
L₆	个人学历 C₇	2	无	C₈、C₅	检修规程 C₁₀
L₆	检修规程 $C 10 *$	1	无	C₈、C₉、C₄、C₃	检修规程 C₁₀
L₅	教育管理 $C 8 *$	1	C₇、C₁₀	C₁、C₂、C₅、C₄、C₃	教育管理 C₈
L₅	业务考核 C₉	2	C₁₀	C₁、C₂、C₄、C₁₁	教育管理 C₈
L₄	责任意识 $C 1 *$	1	C₈、C₉	C₁₃、C₁₁、C₂、C₅、C₁₂、C₄、C₃	责任意识 C₁
L₄	作业环境 C₁₈	2	无	C₁₇、C₁₁、C₁₅、C₁₂、C₁₆	责任意识 C₁
L₃	检修经验 $C 6 *$	1	无	C₂、C₅、C₁₂、C₄、C₃	检修经验 C₆ 认知模式及倾向C₁₃
	认知模式及倾向 $C 13 *$	2	C₁	C₁₁、C₂、C₃
	身体状况 C₁₄	3	无	C₁₅、C₁₂、C₁₆
	机车状况 C₁₇	4	C₁₈	C₁₁、C₁₅、C₄
L₂	合作意识 C₂	3	C₈、C₉、C₁、C₆、C₁₃	C₄、C₃	工作情绪及压力 C₁₁
	业务技能 C₅	2	C₇、C₈、C₉、C₁、C₆	C₄、C₁₂
	工作情绪及压力 $C 11 *$	1	C₈、C₉、C₁、C₁₈、C₁₃、C₁₇	C₁₂、C₄、C₃、C₁₆
	体力 C₁₅	4	C₁₈、C₁₄、C₁₇	C₁₂、C₄、C₁₆
L₁	自控行为 C₃	2	C₁₀、C₈、C₁、C₆、C₁₃、C₁₁、C₂	无	安全行为 C₄
	安全行为 $C 4 *$	1	C₁₀、C₈、C₉、C₁、C₆、C₁₇、 C₁₁、C₂、C₁₅、C₅	无
	认知水平 C₁₂	3	C₁、C₆、C₁₈、C₁₄、C₁₁、C₁₅、C₅	无
	感官力 C₁₆	4	C₁₈、C₁₁、C₁₄、C₁₅	无

Tab.5

References 20

[1]	李响, 徐玉萍, 章海亮. 机车司机驾驶疲劳风险动态量化评价研究[J]. 中国安全科学学报, 2017, 27(2): 18-23. doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2017.02.004
	LI Xiang, XU Yuping, ZHANG Hailiang. A study on dynamic quantitative evaluation of train driver's fatigue risk[J]. China Safety Science Journal, 2017, 27(2): 18-23. doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2017.02.004
[2]	唐亮. 铁路机务检修人员人因失误的安全评价与风险管控[J]. 中小企业管理与科技, 2019, 25(8): 78-79.
	TANG Liang. The safety evaluation and risk control of human errors of railway locomotive maintenance personnel[J]. Management & Technology of SME, 2019, 25(8): 78-79.
[3]	王松. 铁路机务维修人员人因失误的安全评价与风险管控[D]. 南昌: 华东交通大学, 2019.
	WANG Song. Safaty evaluation and risk control of human faults in railway maintenance personnel[D]. Nanchang: East China Jiaotong University, 2019.
[4]	兰建义, 乔美英, 周英. 基于灰色系统理论的煤矿人因事故关键因素分析[J]. 中国安全生产科学技术, 2015, 11(2): 178-185.
	LAN Jianyi, QIAO Meiying, ZHOU Ying. Analysis on critical factor of human error accidents in coal mine based on gray system theory[J]. Journal of Safety Science and Technology, 2015, 11(2): 178-185.
[5]	YAZGAN E. Development taxonomy of human risk factors for corporate sustainability in aviation sector[J]. Aircraft Engineering and Aerospace Technology, 2018, 90(6): 1012-1022. doi: 10.1108/AEAT-04-2018-0133
[6]	CHIU M C, HSIEH M C. Latent human error analysis and efficient improvement strategies by fuzzy TOPSIS in aviation maintenance tasks[J]. Applied Ergonomics, 2016, 54(6): 136-147. doi: 10.1016/j.apergo.2015.11.017
[7]	宋志红, 耿秀丽. 基于HFACS的民机总装过程人为失误风险分析[J]. 中国安全科学学报, 2019, 29(6): 146-151. doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.06.024
	SONG Zhihong, GENG Xiuli. Risk analysis of human error in civil aircraft assembly process based on HFACS[J]. China Safety Science Journal, 2019, 29(6): 146-151. doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.06.024
[8]	吴海涛, 罗霞. 高铁列车调度员人因失误概率量化方法研究[J]. 中国安全科学学报, 2015, 25(5): 108-113.
	WU Haitao, LUO Xia. Research on human error probability quantification method for high-speed railway train dispatcher[J]. China Safety Science Journal, 2015, 25(5): 108-113.
[9]	YILMAZ A K. Strategic approach to managing human factors risk in aircraft maintenance organization: risk mapping[J]. Aircraft Engineering and Aerospace Technology, 2019, 91(4): 654-668. doi: 10.1108/AEAT-06-2018-0160
[10]	张国宝, 汪伟忠. 基于DEMATEL的铁路行车人因事故关键因素实证分析[J]. 安全与环境学报, 2017, 17(5): 1858-1862.
	ZHANG Guobao, WANG Weizhong. Empirical analysis of the critical factors of human error resulted accidents in the railway transportation management based on DEMATEL[J]. Journal of Safety and Environment. 2017, 17(5): 1858-1862.
[11]	范琪, 蒋浩鹏. 基于灰色关联理论的山区公路线形影响因素分析[J]. 公路, 2020, 65(5): 51-54.
[12]	MATHIYAZHAGAN K, GOVINDAN K, NOORULHAQ A, et al. An ISM approach for the barrier analysis in implementing green supply chain management[J]. Journal of Cleaner Production, 2013, 47(3): 283-297. doi: 10.1016/j.jclepro.2012.10.042
[13]	康毅军, 郑云水, 牛行通. 基于SLIM-BN的非正常条件下铁路接发列车人因可靠性分析[J]. 铁道运输与经济, 2018, 40(1): 56-62.
	KANG Yijun, ZHENG Yunshui, NIU Xingtong. Human reliability analysis based on SLIM and Bayesian network model under the abnormal conditions in the case of arrival and departure of trains[J]. Railway Transport and Economy, 2018, 40(1): 56-62.
[14]	戢晓峰, 戚霞, 魏雪梅, 等. 基于SEM与员工感知的高速铁路人因安全影响机理研究[J]. 中国安全生产科学技术, 2015, 11(3): 161-166.
	JI Xiaofeng, QI Xia, WEI Xuemei, et al. Research on influence mechanism of human factor safety in high-speed railways based on SEM and employee perceptions[J]. Journal of Safety Science and Technology, 2015, 11(3): 161-166.
[15]	吴海涛, 罗霞. 基于直觉三角模糊TOPSIS的高铁列车调度指挥人因失误风险排序[J]. 中国安全生产科学技术, 2014, 10(4): 139-144.
	WU Haitao, LUO Xia. Risk prioritization model of human error for high-speed railway dispatchers based on intuitionistic triangular fuzzy TOPSIS[J]. Journal of Safety Science and Technology, 2014, 10(4): 139-144.
[16]	李广利, 严一知, 刘文琦, 等. 基于DEMATEL-ISM的矿工不安全情绪形成因子研究[J]. 中国安全科学学报, 2021, 31(7): 30-37. doi: 10.16265/j.cnki.issn 1003-3033.2021.07.005
	LI Guangli, YAN Yizhi, LIU Wenqi, et al. Research on formation factors of miners'unsafe emotions based on DEMATEL-ISM[J]. China Safety Science Journal, 2021, 31(7): 30-37. doi: 10.16265/j.cnki.issn 1003-3033.2021.07.005
[17]	陈为公, 张娜, 张友森, 等. 基于DEMATEL-ISM的城市灾害韧性影响因素研究[J]. 灾害学, 2021, 36(1): 1-6.
	CHEN Weigong, ZHANG Na, ZHANG Yousen, et al. Study on influencing factors of urban disaster resilience based on DEMATEL-ISM[J]. Journal of Catastrophology, 2021, 36(1): 1-6.
[18]	补利军, 于振江, 邵泽开. 集成DEMATEL/ISM的高校消防安全管理影响因素研究[J]. 中国安全科学学报, 2018, 28(11): 129-134. doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.11.021
	BU Lijun, YU Zhenjiang, SHAO Zekai. Study on factors influencing fire safety management in universities based on DEIVIATEL/ISM[J]. China Safety Science Journal, 2018, 28(11): 129-134. doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.11.021
[19]	ZHANG Yu, SONG Yinghua. Identification of food safety risk factors based on intelligence flow and DEMATEL-ISM (Decision-making Trial and Evaluation Laboratory and Interpretative Structural Modeling)[J]. Dyna, 2020, 95(4): 418-424. doi: 10.6036/9636
[20]	于秀珍, 牟瑞芳. 集成DEMATEL与ISM的铁路行车事故影响因素分析[J]. 安全与环境学报, 2021, 10(6):1-9.
	YU Xiuzhen, MOU Ruifang. Research on factors influencing railway accidents based on DEMATEL and ISM integrated method[J]. Journal of Safety and Environment, 2021, 10(6):1-9.

因素类型	影响因素	具体描述
意识状况 B₁	责任意识 C₁	对工作的责任心、对所在岗位的责任感
意识状况 B₁	合作意识 C₂	人际交往、交流顺畅、班组协作等意识
行为能力 B₂	自控行为 C₃	检修人员自觉控制违章违纪的能力
行为能力 B₂	安全行为 C₄	检修人员作业行为的安全性
业务水平 B₃	业务技能 C₅	检修作业知识储备和技能水平
	检修经验 C₆	机车检修工作年限
	个人学历 C₇	与机车检修工作技能相关的文化程度
组织管理 B₄	教育管理 C₈	机务检修的安全培训、业务学习、实操练习,管理制度的落实情况
	业务考核 C₉	考核检修人员作业完成情况,检验业务水平、技能达标情况
	检修规程 C₁₀	作业指导书的标准性、各项检修规章程序的规范性
心理状态 B₅	工作情绪及压力 C₁₁	承受来自不同方面的不确定性压力,高兴、紧张、激动、低落情绪
	认知水平 C₁₂	注意力、判断力、异常识别能力
	认知模式及倾向 C₁₃	警觉性、严谨细致性、自控性、积极主动性
生理因素 B₆	身体状况 C₁₄	身体的健康情况,有无病史,是否喝酒、熬夜等
	体力 C₁₅	持续工作的耐力、体质等
	感官力 C₁₆	嗅觉灵敏度、视听力
环境状况 B₇	机车状况 C₁₇	机车的老化自动化程度、出厂设计的合理性
环境状况 B₇	作业环境 C₁₈	检修空间的大小、亮度、粉尘情况

影响因素	C₁	C₂	C₃	C₄	C₅	C₆	C₇	C₈	C₉	C₁₀	C₁₁	C₁₂	C₁₃	C₁₄	C₁₅	C₁₆	C₁₇	C₁₈
责任意识 C₁	—	3	3	3	1.9	—	—	—	—	—	1.6	1.2	2.5	—	—	—	—	—
合作意识 C₂	0.9	—	2.1	2.9	—	—	—	—	—	—	0.6	—	0.1	—	—	—	—	—
自控行为 C₃	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
安全行为 C₄	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
业务技能 C₅	—	—	1.2	3	—	—	—	—	—	—	0.2	2.7	0.1	—	—	—	—	—
检修经验 C₆	0.4	2.9	1.5	1.9	2.9	—	—	—	—	—	0.4	2.6	0.8	—	—	0.6	—	—
个人学历 C₇	0.2	—	—	—	2.1	—	—	2	1.3	—	—	—	—	—	—	—	—	—
教育管理 C₈	2.8	2.9	1.3	0.3	3	0.1	—	—	—	0.1	0.8	—	0.6	—	—	—	1.4	1.3
业务考核 C₉	1.8	1.4	—	—	3	—	—	—	—	—	1.9	0.5	0.1	—	—	—	—	—
检修规程 C₁₀	—	—	0.9	1.5	—	—	—	3	3	—	—	—	—	—	—	—	—	—
工作情绪及压力 C₁₁	—	0.1	3	2	—	—	—	—	—	—	—	1.7	—	—	—	1.6	—	—
认知水平 C₁₂	—	—	—	0.4	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
认知模式及倾向 C₁₃	0.1	1.5	2.7	0.1	—	—	—	—	—	—	3	0.2	—	—	—	—	—	—
身体状况 C₁₄	—	—	0.2	0.1	—	—	—	—	—	—	0.8	1.6	0.3	—	3	3	—	—
体力 C₁₅	—	—	1.2	1.9	0.3	—	—	—	—	—	0.2	2.2	—	—	—	2.4	—	—
感官力 C₁₆	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	0.1	—	—	—	—	—	—
机车状况 C₁₇	—	—	—	1.1	—	—	—	—	—	—	2.1	0.1	—	—	1.8	0.1	—	—
作业环境 C₁₈	—	—	0.2	0.2	—	—	—	—	—	—	2.9	1.4	—	0.1	1.4	2	1.7	—

影响因素	中心度	原因度	影响度	被影响度	因素属性	中心度排序	原因度排序
责任意识 C₁	1.817 6	0.775 2	1.296 4	0.521 2	原因因素	2	4
合作意识 C₂	1.450 4	-0.445 0	0.502 7	0.947 7	结果因素	7	12
自控行为 C₃	1.699 1	-1.699 1	0.000 0	1.699 1	结果因素	4	17
安全行为 C₄	1.837 4	-1.837 4	0.000 0	1.837 4	结果因素	1	18
业务技能 C₅	1.450 9	-0.533 1	0.458 9	0.992 0	结果因素	6	13
检修经验 C₆	1.124 3	1.108 1	1.116 2	0.008 1	原因因素	10	2
个人学历 C₇	0.672 3	0.672 3	0.672 3	0.000 0	原因因素	18	7
教育管理 C₈	1.775 4	1.155 1	1.465 2	0.310 1	原因因素	3	1
业务考核 C₉	1.142 6	0.608 7	0.875 7	0.266 9	原因因素	9	8
检修规程 C₁₀	0.960 1	0.943 9	0.952 0	0.008 1	原因因素	12	3
影响因素	中心度	原因度	影响度	被影响度	因素属性	中心度排序	原因度排序
工作情绪及压力 C₁₁	1.690 7	-0.641 0	0.524 8	1.165 8	结果因素	5	14
认知水平 C₁₂	1.320 9	-1.271 5	0.024 7	1.296 2	结果因素	8	16
认知模式及倾向 C₁₃	1.005 0	0.237 3	0.621 2	0.383 8	原因因素	11	9
身体状况 C₁₄	0.700 7	0.687 1	0.693 9	0.006 8	原因因素	16	6
体力 C₁₅	0.944 0	0.106 9	0.525 4	0.418 5	原因因素	13	11
感官力 C₁₆	0.798 2	-0.785 5	0.006 3	0.791 9	结果因素	15	15
机车状况 C₁₇	0.676 8	0.218 4	0.447 6	0.229 2	原因因素	17	10
作业环境 C₁₈	0.909 8	0.699 5	0.804 6	0.105 1	原因因素	14	5

影响因素	C₁	C₂	C₃	C₄	C₅	C₆	C₇	C₈	C₉	C₁₀	C₁₁	C₁₂	C₁₃	C₁₄	C₁₅	C₁₆	C₁₇	C₁₈
责任意识 C₁	1	1	1	1	1	—	—	—	—	—	1	1	1	—	—	—	—	—
合作意识 C₂	—	1	1	1	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
自控行为 C₃	—	—	1	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
安全行为 C₄	—	—	—	1	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
业务技能 C₅	—	—	—	1	1	—	—	—	—	—	—	1	—	—	—	—	—	—
检修经验 C₆	—	1	1	1	1	1	—	—	—	—	—	1	—	—	—	—	—	—
个人学历 C₇	—	—	—	—	1	—	1	1	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
教育管理 C₈	1	1	1	1	1	—	—	1	—	—	1	—	—	—	—	—	—	—
业务考核 C₉	1	1	—	1	1	—	—	—	1	—	1	—	—	—	—	—	—	—
检修规程 C₁₀	—	—	1	1	—	—	—	1	1	1	—	—	—	—	—	—	—	—
工作情绪及压力 C₁₁	—	—	1	1	—	—	—	—	—	—	1	1	—	—	—	1	—	—
认知水平 C₁₂	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	1	—	—	—	—	—	—
认知模式及倾向 C₁₃	—	1	1	—	—	—	—	—	—	—	1	—	1	—	—	—	—	—
身体状况 C₁₄	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	1	—	1	1	1	—	—
体力 C₁₅	—	—	—	1	—	—	—	—	—	—	—	1	—	—	1	1	—	—
感官力 C₁₆	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	1	—	—
机车状况 C₁₇	—	—	—	1	—	—	—	—	—	—	1	—	—	—	1	—	1	—
作业环境 C₁₈	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	1	1	—	—	1	1	1	1