Analyse der menschlichen Einflussfaktoren und Zuverlässigkeit im Eisenbahnverkehr
Zur Integration menschlicher Faktoren in Sicherheitsbetrachtungen im Eisenbahnverkehr werden in dieser Arbeit grundlegende Modelle vorgestellt und eine qualitative Methode zur vergleichenden Bewertung der menschlichen Zuverlässigkeit entwickelt. Bislang standen kaum geeignete Ansätze für die Analyse des menschlichen Einflusses auf Betrieb und Sicherheit des Eisenbahnverkehrs zur Verfügung. In dieser Arbeit wird zunächst festgestellt, dass für die Integration menschlicher Faktoren in den Gestaltungsprozess eine interdisziplinäre Vorgehensweise mit ingenieurtechnischer und psychologischer Expertise unerlässlich ist. Des Weiteren wird gezeigt, dass bestehende Ansätze dem Bedarf nach Angaben über die Wahrscheinlichkeit menschlicher Fehler in Verlässlichkeitsbetrachtungen nicht gerecht werden. Zu einer ganzheitlichen Betrachtung menschlicher Fehler wird ein neues, tabellarisches Modell menschlicher Verhaltensmöglichkeiten entwickelt. Außerdem werden die Arbeitssysteme von Triebfahrzeugführern und Fahrdienstleitern sowie erstmals ihre Interaktionen und zugehörige Einflussfaktoren im Eisenbahnsystem modelliert. Für die Bewertung der menschlichen Zuverlässigkeit im Eisenbahnverkehr wird die Komplexität der Mensch-Maschine-Interaktion herangezogen, die für die Herstellung (oder Unterdrückung) einer Sicherheitsfunktion einer so genannten Barriere nötig ist. Über eine Reihe von Kriterien wird eine qualitative Bewertung möglich, die vergleichende Aussagen über Sicherheitsvorkehrungen erlaubt, bei denen der Mensch einen Einfluss auf die Sicherheitsfunktion hat. Die so genannte Mensch-Barrieren-Interaktion repräsentiert zum einen ein neues Analyseverfahren für die menschliche Fehler bei sicherheitskritischen Handlungen und ihre Auswirkungen. Zum anderen wird es aufgrund seiner Handlichkeit eine Hilfe bei der Bewertung von Sicherheitsvorkehrungen in der Eisenbahnpraxis sein.
Basic models and tools for the integration of human factors into safety analyses in railways applications are presented in this thesis. In addition, a qualitative method for the comparative assessment of human reliability is developed. The work is motivated by the actual lack of suitable approaches for the analysis of the human impact on railway operation and safety. In the present work, it is declared that an interdisciplinary approach with engineering and psychology expertise is necessary for the integration of human factors in the design and safety processes in railways. Existing approaches do not fully respond to the need for human error data and probabilities in dependability assessments. For a holistic perspective on human error, a new, tabular model of the ways of human performance is presented. In addition, the work systems of train drivers and train controllers are modelled. For the first time, the interactions between personnel and the corresponding influence factors are demonstrated. For the assessment of human reliability in railways, the complexity of human-machine-interaction that is needed for the implementation or suppression of a safety function of a barrier is analysed. A set of detailed criteria enables a qualitative assessment that permits comparative evidence concerning defences where human operators have an influence on the safety function. The approach of so called human-barrier-interaction firstly represents a new method to analyse human error in safety critical tasks and corresponding consequences. Secondly, thanks to its manageability, the method supports the assessment of safety defences in railway engineering practice.
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