(一)、系統(tǒng)中人的可靠度計算

由于人機系統(tǒng)中人的可靠性的因素眾多且隨機變化，因此人的可靠性是不穩(wěn)定的。人的可靠度計算(定量計算)、也是很困難的。

1．人的基本可靠度

系統(tǒng)不因人體差錯發(fā)生功能降低和故障時人的成功概率，稱為人的基本可靠度，用r表示。人在進行作業(yè)操作時的基本可靠度可用下式表示：

r＝a1a2a3 (4—13)、

式中a1——輸入可靠度，考慮感知信號及其意義，時有失誤；

a2——判斷可靠度，考慮進行判斷時失誤；

a3——輸出可靠度，考慮輸出信息時運動器官執(zhí)行失誤，如按錯開關(guān)。

上式是外部環(huán)境在理想狀態(tài)下的可靠度值。a1，a2，a3，各值如表4—5所示。

人的作業(yè)方式可分為兩種情況，一種是在工作時間內(nèi)連續(xù)性作業(yè)，另一種是間歇性作業(yè)。下面分別說明這兩種作業(yè)人的可靠度的確定方法。

(1)、連續(xù)作業(yè)。在作業(yè)時間內(nèi)連續(xù)進行監(jiān)視和操縱的作業(yè)稱為連續(xù)作業(yè)，例如控制人員連續(xù)觀察儀表并連續(xù)調(diào)節(jié)流量；汽車司機連續(xù)觀察線路并連續(xù)操縱方向盤等。連續(xù)操作的人的基本可靠度可以用時間函數(shù)表示如下：

式中 r(t)、——連續(xù)性操作人的基本可靠度；

t——連續(xù)工作時間；

l(t)、——t時間內(nèi)人的差錯率。

(2)、間歇性作業(yè)。在作業(yè)時間內(nèi)不連續(xù)地觀察和作業(yè)，稱為間歇性作業(yè)，例如，汽車司機觀察汽車上的儀表，換擋、制動等。對間歇性作業(yè)一般采用失敗動作的次數(shù)來描述可靠度，其計算公式為：

r＝l一p(n／N)、 (4—15)、式中 N 失敗動作次數(shù)；

n——失敗動作次數(shù)；
p——概率符號。

2．人的作業(yè)可靠度

考慮了外部環(huán)境因素的人的可靠度RH為：

RH＝1-bl·b2·b3·b4·bs(1—r)、 (4一16)、

式中 b1——作業(yè)時間系數(shù)；

b2——作業(yè)操作頻率系數(shù)；
b3——作業(yè)危險度系數(shù)；
b4——作業(yè)生理和心理條件系數(shù)；

b5——作業(yè)環(huán)境條件系數(shù)；

(1-r)、——作業(yè)的基本失效概率或基本不可靠度。

r可根據(jù)表4—6及式(4—13)、求出。b1～b5；可根據(jù)表4—6來確定。

表4--6 可靠度RH的系數(shù)(bl～b5)、

(二)、人機系統(tǒng)的可靠度計算

人機系統(tǒng)組成的串聯(lián)系統(tǒng)可按下式表達：

Rs＝RH·RM (4—17)、式中 Rs——人機系統(tǒng)可靠度；

RH——人的操作可靠度；

RM——機器設(shè)備可靠度。

人機系統(tǒng)可靠度采用并聯(lián)方法來提高。常用的并聯(lián)方法有并行工作冗余法和后備冗余法。并行工作冗余法是同時使用兩個以上相同單元來完成同一系統(tǒng)任務(wù)，當一個單元失效時，其余單元仍能完成工作的并聯(lián)系統(tǒng)。后備冗余法也是配備兩個以上相同單元來完成同一系統(tǒng)的并聯(lián)系統(tǒng)。它與并行工作冗余法不同之處在于后備冗余法有備用單元，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，才啟用備用單元。
1．兩人監(jiān)控人機系統(tǒng)的可靠度

當系統(tǒng)由兩人監(jiān)控時，控制如圖4—10所示。一旦發(fā)生異常情況應(yīng)立即切斷電源。該系統(tǒng)有以下兩種控制情形。

(1)、異常狀況時，相當于兩人并聯(lián)，可靠度比一人控制的系統(tǒng)增大了，這時操作者切斷電源的可靠度為RHb(正確操作的概率)、：

RHb＝1-(1-R1)、(1-R2)、 (4—18)、

(2)、正常狀況時，相當于兩人串聯(lián)，可靠度比一人控制的系統(tǒng)減小了，即產(chǎn)生誤操作的概率增大了，操作者不切斷電源的可靠度為RHc(不產(chǎn)生誤動作的概率)、：

RHc＝Rl·R2 (4—19)、

從監(jiān)視的角度考慮，首要問題是避免異常狀況時的危險，即保證異常狀況時切斷電源的可靠度，而提高正常狀況下不誤操作的可靠度則是次要的，因此這個監(jiān)控系統(tǒng)是可行的。所以兩人監(jiān)控的人機系統(tǒng)的可靠度度Rsr為：

異常情況時，

Rsr＇＝RHb·RM＝[1-(1-R1)、(1-R2)、]RM (4—20)、

正常情況時，

Rsr″＝RHc·RM＝Rl·R2·RM (4—21)、

2．多人表決的冗余人機系統(tǒng)可靠度

上述兩人監(jiān)控作業(yè)是單純的并聯(lián)系統(tǒng)，所以正常操作和誤操作兩種概率都增加了，而由多數(shù)人表決的人機系統(tǒng)就可以避免這種情況。若由幾個人構(gòu)成控制系統(tǒng)，當其中r個人的控制工作同時失誤時，系統(tǒng)才會失敗，我們稱這樣的系統(tǒng)為多數(shù)人表決的冗余人機系統(tǒng)。設(shè)每個人的可靠度均為R，則系統(tǒng)全體人員的操作可靠度Rm為：