Как человеческая ошибка способствует серьезным железнодорожным авариям и повышению безопасности

Железнодорожные аварии исторически приводили к разрушительным последствиям, часто приводя к гибели людей, травмам и значительному имущественному ущербу. Хотя технические сбои и факторы окружающей среды играют роль, человеческая ошибка остается ведущей причиной серьезных железнодорожных аварий. Понимание того, как человеческие ошибки способствуют этим инцидентам, имеет решающее значение для разработки эффективных мер безопасности и предотвращения будущих трагедий. В этой статье исследуется многогранный характер человеческой ошибки в железнодорожных операциях, рассматриваются известные тематические исследования и излагаются всеобъемлющие улучшения безопасности, которые были реализованы для смягчения этих рисков.

Пейзаж человеческой ошибки в железнодорожных операциях

Человеческая ошибка в железнодорожных системах — это не единичный сбой, а целый спектр ошибок, которые могут произойти на каждом уровне эксплуатации. От кабины локомотива до центра управления, от сараев технического обслуживания до платформ станций, человеческие решения и действия напрямую влияют на результаты безопасности. Сложность современных железнодорожных сетей означает, что даже небольшие ошибки могут каскадироваться в катастрофические события.

Классификация типов человеческих ошибок

В таких отраслях, как авиация и железнодорожное сообщение, понимание этих категорий является ключевым фактором для разработки эффективных контрмер.

• Ошибки, основанные на навыках: Промахи или скольжения во время рутинных задач, такие как неправильное прочтение сигнала или неспособность заметить препятствие на пути.
• Ошибки в принятии решений: Ошибочные суждения или неправильное толкование правил, такие как решение водителя пройти через красный сигнал на основе ошибочного предположения об условиях трека.
• Ошибки восприятия: Ошибка скорости, расстояния или времени, которая может привести к превышению скорости на кривых или неправильному определению тормозных расстояний.
• Нарушения: Преднамеренные отклонения от безопасной практики, часто обусловленные давлением производства, самоуспокоенностью или убеждением, что правила безопасности чрезмерно осторожны.

Каждый тип требует различной стратегии безопасности. Ошибки на основе навыков выигрывают от автоматизации и изменений дизайна, в то время как нарушения требуют культурных и мотивационных вмешательств.

Общие точки отказа в железнодорожной системе

Человеческая ошибка может проникнуть во многие операционные узлы:

• Движение поезда: Неправильное толкование сигналов, неспособность вовремя тормозить или превышение скоростных ограничений из-за отвлечения внимания или неопытности.
• Отправка и сигнализация: Предоставление противоречивых полномочий на передвижение, смещение переключателей или неспособность сообщать условия пути приближающимся поездам.
• Техническое обслуживание: Пропуск этапов проверки, использование неправильных деталей или неспособность документировать завершенный ремонт — что приводит к незамеченным недостаткам инфраструктуры.
• Управление станцией: Неправильные назначения платформы, плохой контроль толпы во время чрезвычайных ситуаций или неспособность координировать с экипажами поездов безопасность пассажиров.
• Связь: Непонимание между центрами управления и бортовым персоналом, часто усугубляемое радиостатикой, языковыми барьерами или неоднозначными командами.

Железнодорожные аварии, вызванные человеческой ошибкой

Изучение реальных бедствий показывает, как человеческие ошибки, часто в сочетании с уязвимостью системы, приводят к серьезным последствиям. Эти примеры подчеркивают, почему упреждающие улучшения безопасности остаются неотложными.

The Ladbroke Grove Rail Crash (1999, Великобритания) (США)

5 октября 1999 года скоростной пассажирский поезд прошёл красный сигнал прямо у лондонской станции Паддингтон и столкнулся лоб в лоб с грузовым поездом, ехавшим в противоположном направлении. Тридцать один человек погиб, более 400 получили ранения. Водитель пассажирского поезда не смог остановиться на сигнале, но последующее расследование выявило более глубокие проблемы: неадекватное размещение сигнала, плохая подготовка водителей и культура, которая не поощряла сообщения о близких промахах. Эта авария стала переломным моментом для безопасности британских железных дорог, приведшим к созданию Совета по безопасности и стандартам железнодорожного транспорта (RSSB) и пересмотру стандартов видимости сигнала и обучения.

Сантьяго-де-Компостела (2013, Испания)

Скоростной поезд сошел с рельсов на крутой кривой возле Сантьяго-де-Компостела, убив 79 пассажиров. Поезд ехал со скоростью 179 км/ч в зоне, ограниченной 80 км/ч. Водитель был на телефонном разговоре незадолго до аварии и не смог замедлиться. Это трагическое событие подчеркнуло риски одноместных операций без надлежащего мониторинга бдительности и последствий самоуспокоенности на высокоскоростных линиях. Испания впоследствии ускорила развертывание автоматических систем управления скоростью (ERTMS) в своей сети.

Лионский залив (1988, Франция)

Пригородный поезд врезался в стационарный поезд на станции Гар-де-Лион в Париже, убив 56 человек. Водитель был стажером, который покинул кабину, чтобы помочь пассажиру, который нажал аварийный тормоз, в то время как поезд — с побежденной рукояткой мертвеца — начал катиться вниз по склону из-за утечки воздушного тормоза. Этот инцидент продемонстрировал, как процессуальные нарушения (оставив кабину без присмотра) в сочетании с конструктивными недостатками (поражение систем безопасности) могут привести к катастрофе. Это стимулировало редизайн педалей мертвеца и обязательное использование систем защиты поезда на французских пригородных железных дорогах.

Системные факторы, которые позволяют человеку ошибаться

Человеческая ошибка редко происходит изолированно. Организационные, экологические и нормативные факторы создают условия, в которых ошибки становятся более вероятными. Устранение этих первопричин имеет важное значение для долгосрочного повышения безопасности.

Усталость и сменная работа

Железнодорожный персонал часто работает нерегулярно, включая ночные смены, длительные сверхурочные и ранние утренние старты. Хроническое недосыпание ухудшает когнитивные функции, время реакции и принятие решений. Исследования Национального совета по безопасности показывают, что усталость может быть столь же опасной, как и нарушение алкоголя. Многие железные дороги внедрили системы управления рисками усталости, но культурное сопротивление и проблемы с затратами остаются барьерами.

Рабочая нагрузка и отвлечение

В центрах управления диспетчеры могут управлять десятками поездов одновременно, мониторами и радиоприемниками при координации с полевым персоналом. Высокая рабочая нагрузка увеличивает риск упустить из виду важную информацию. Аналогичным образом, водители поездов сталкиваются с отвлечением от дисплеев в кабине, объявлений и личных коммуникаций. Авария в Сантьяго-де-Компостела 2013 года была частично связана с использованием мобильного телефона водителя.

Неадекватные стандарты подготовки и компетентности

Когда программы обучения спешат, плохо спроектированы или не регулярно обновляются, персонал может не полностью понимать процедуры безопасности или как реагировать на необычные ситуации. Обучение на симуляторе стало золотым стандартом в авиации, но менее универсально применяется в железнодорожном транспорте. Совет по безопасности и стандартам железнодорожного транспорта в Великобритании теперь предписывает структурированные оценки компетентности для водителей и сигналистов.

Производственное давление и культура безопасности

Во многих железнодорожных организациях существует напряженность между соблюдением графика пунктуальности и соблюдением протоколов безопасности. Когда менеджеры отдают приоритет своевременной работе над безопасными операциями, это создает культуру, в которой нарушения молчаливо принимаются. Авария в метро Токё 1979 года в Японии, где водитель пропустил знак остановки из-за давления, чтобы сохранить график, является классическим примером этой динамики. Здоровая культура безопасности поощряет высказывание, сообщение об ошибках без страха наказания и постоянное улучшение.

Улучшение безопасности при ошибках человека

За последние три десятилетия мировая железнодорожная промышленность вложила значительные средства в технологии, процессы и культурные изменения, направленные на снижение воздействия человеческой ошибки.Эти улучшения подразделяются на три широкие категории: технологические системы, организационные вмешательства и нормативно-правовая база.

Технологические решения: системы автоматизации и защиты

Технологии могут выступать в качестве системы безопасности, предотвращая перерастание ошибок в аварии. Современные системы призваны переопределить человеческие ошибки или предупредить операторов, пока не стало слишком поздно.

Автоматическая защита поездов (ATP)

Системы ATP непрерывно контролируют скорость и положение поезда, автоматически применяя тормоза, если водитель превышает пределы или передает красный сигнал. Европейская система управления поездом (ETCS) является ведущим стандартом, с уровнем 2 и уровнем 3, предлагающим непрерывный надзор. Аналогичные системы включают в себя Позитивный контроль поезда (PTC), уполномоченный в Соединенных Штатах после столкновения в 2008 году. PTC был развернут на большинстве основных грузовых и пассажирских линий, эффективно устраняя аварии, проходящие сигнал.

Перекрытие сигнала и проверка маршрута

Системы блокировки предотвращают противоречивые движения, такие как маршрутизация двух поездов в один и тот же сегмент пути, физически или электронным образом блокируя переключатели и сигналы. Современное компьютерное блокирование (CBI) включает в себя настройку и проверку маршрута, уменьшая вероятность ошибок диспетчера. Эти системы автоматически проверяют заполняемость трека, выравнивание переключателей и аспекты сигнала, прежде чем разрешить маршрут.

Устройства для бдительности водителя (DVS)

Также известные как переключатели или органы контроля бдительности, эти устройства требуют от водителя периодически нажимать кнопку или применять давление ног. Если водитель становится недееспособным, система применяет тормоза. Более продвинутые версии также отслеживают скорость и торможение, выдавая предупреждения, если водитель не реагирует должным образом. Однако, как показала авария в Гар-де-Лионе, эти системы могут быть побеждены — современные конструкции сложнее обойти.

Мониторинг в реальном времени и анализ данных

Железные дороги теперь используют бортовые датчики, GPS и телеметрию для мониторинга производительности поезда. Данные о применении тормозов, скорости, положении дроссельной заслонки и соблюдении сигнала могут быть проанализированы для выявления рискованного поведения, прежде чем они приведут к несчастным случаям. Например, если водитель последовательно тормозит поздно на определенной кривой, управление может обеспечить переподготовку или отрегулировать вывески на пути. Сайт Технология железных дорог подчеркивает, как аналитика больших данных преобразует прогнозное обслуживание и мониторинг безопасности.

Организационные и учебные улучшения

Технологии сами по себе не могут решить все проблемы. Инженерия человеческих факторов, повышение квалификации и культурные изменения одинаково важны.

Управление ресурсами экипажа (CRM)

CRM, адаптированная к авиации, учит железнодорожный персонал, как общаться напористо, управлять рабочей нагрузкой и принимать решения под давлением. Она фокусируется на командной работе, с конкретным обучением диспетчеров, водителей и проводников говорить, если они видят потенциальную ошибку. CRM был принят многими прогрессивными железнодорожными компаниями, включая Network Rail в Великобритании и SNCF во Франции.

Тренировки на основе симуляторов

Современные тренажеры позволяют водителям практиковать обработку чрезвычайных ситуаций, таких как неисправности тормозов, неисправности сигнала или препятствия, в безопасной среде. Имитация сценариев также может научить правильной реакции на человеческие ошибки, усиливая правильное поведение. Федеральное управление железных дорог (FRA) в Соединенных Штатах имеет руководящие принципы для обучения тренажера в рамках своих учебных и квалификационных стандартов.

Программы управления усталостью

Многие железные дороги теперь имеют формальную политику управления усталостью, которая ограничивает последовательные рабочие часы, требует периодов отдыха и поощряет отчетность об усталости. Биоматематические модели, такие как модель сна, активности, усталости и эффективности задачи (SAFTE), используются для прогнозирования уровней бдительности и смещений графика соответственно. Операторы также обучены выявлять ранние признаки усталости у себя и коллег.

Культура безопасности и системы отчетности

Справедливая культура, в которой честные ошибки сообщаются и анализируются без наказания, в то время как безрассудное поведение санкционируется, побуждает персонал делиться информацией о близких к упущенным случаях. Системы «конфиденциальной отчетности», используемые британской системой отчетности и анализа конфиденциальных инцидентов (CIRAS), доказали свою эффективность в выявлении скрытых рисков. В сочетании с регулярными брифингами по безопасности и участием руководства эти системы укрепляют общую приверженность безопасности.

Рамки регулирования и стандартов

Правительственные учреждения и отраслевые органы устанавливают правила, которые заставляют внедрять передовую практику. Эти рамки значительно изменились в ответ на крупные аварии.

В Соединенных Штатах FRA требует от железных дорог внедрения положительного контроля поездов и соблюдения стандартных рабочих процедур для квалификации и надзора. В Европе Агентство Европейского союза по железным дорогам (ERA) применяет общие методы безопасности и цели в рамках 4-го железнодорожного пакета. Агентство Европейского союза по железным дорогам предоставляет технические спецификации для взаимодействия, включая стандарты интерфейса человек-машина.

Помимо национальных регуляторов, Международный союз железных дорог (МСЖД) публикует руководящие принципы передовой практики по управлению безопасностью, человеческим факторам и системной интеграции. Отраслевые органы, такие как RSSB (Великобритания) и Американская ассоциация общественного транспорта (APTA), также выпускают добровольные стандарты.

Интеграция человеческих факторов в системный дизайн

Повторяющийся урок из расследований несчастных случаев заключается в том, что человеческая ошибка часто является симптомом плохо спроектированных систем. Когда сигналы трудно увидеть, элементы управления сбивают с толку или процедуры неоднозначны, ошибки становятся более вероятными. Инженерия человеческих факторов стремится разработать оборудование, программное обеспечение и рабочую среду, которые соответствуют человеческим возможностям и ограничениям.

Примеры включают:

• Использование цветных дисплеев, которые легко различимы при тусклом или ярком свете.
• Обеспечение четких, стандартизированных вывесок во всех критических точках трассы.
• Проектирование макетов кабины для минимизации расстояний досягаемости и снижения вероятности случайной активации переключателя.
• Внедрение функций защиты от ошибок (пока-йок), таких как требование двух рук для подтверждения критической команды.

Европейский стандарт EN 50126 (RAMS) предписывает учитывать человеческие факторы на протяжении всего жизненного цикла железнодорожных систем. Включение ввода конечных пользователей на этапах проектирования может значительно снизить вероятность эксплуатационных ошибок.

Будущие направления в области безопасности на железных дорогах

По мере развития технологий новые инструменты дают надежду на дальнейшее снижение человеческой ошибки. Автоматизация медленно движется к операциям без водителя, уже распространенным на некоторых линиях метро (например, Парижская линия метро 14, Дубайское метро, Ванкуверский SkyTrain). Эти системы удаляют наиболее распространенный источник человеческой ошибки: водителя поезда. Однако человеческая ошибка все еще может возникать в обслуживании, центрах управления и управлении пассажирами, поэтому целостный подход остается необходимым.

Искусственный интеллект и машинное обучение используются для прогнозирования отказов оборудования, оптимизации потока трафика и даже обнаружения аномального поведения водителя. Тем не менее, эти инструменты должны быть тщательно проверены, чтобы избежать создания новых режимов отказа. Железнодорожная газета регулярно сообщает о пилотных проектах с использованием ИИ для мониторинга безопасности.