System Mensch-Sicherheit modellieren (SMSmod) Sicher und robuste Systemgestaltung durch Modellierung ergonomischer Bedingungen für eine hohe menschliche Zuverlässigkeit
Final Report Abstract
In komplexen Systemen kommt es immer wieder zu sicherheitskritischen Ausfällen, die häufig auf Fehler in der Interaktion zwischen Menschen und technischen Systemen zurückzuführen sind. Auf der anderen Seite sind die positiven menschlichen Fähigkeiten für die Sicherheit bisher nur unzulänglich in die technisch geprägte Systemgestaltung einbezogen worden. International wird die Berücksichtigung der positiven Eigenschaften des Menschen für die Sicherheit mit dem Begriff Robustheit (engl. Resilience) bezeichnet. Im Rahmen dieses Projektes wurde eine Methode zur ausgewogenen Berücksichtigung der negativen und positiven Beiträge des Menschen entwickelt. Die Methode ermöglicht, Ereignisse und Unfälle nach den Prinzipien der Robustheit zu analysieren und zu bewerten. Hierfür wurden mehrere methodische Teilergebnisse erzielt: Zur systematischen Beschreibung des Einflusses der menschlichen Verhaltensvariabilität auf die Sicherheit wurde das adaptive kognitive System (adaptive cognitive system - ACS) als konzeptuelle Erweiterung für die Ermittlung der relevanten Verhaltensvariabilitäten entwickelt. Das ACS erlaubt, in Kombination mit analysierten Ereignisdaten, die Ermittlung der menschlichen Zuverlässigkeit dieser Verhaltensvariabilitäten. Ausgehend von dem im Projektverlauf entwickelten erweiterten Aufgabenmodell wurden die aufgabenbezogenen Versagensarten des ACS systematisch an den Sicherheitsbarrieren des Bahnsystems gespiegelt. Weiterhin wurden die expliziten kognitiven Anforderungen der mit den Sicherheitsfunktionen des Systems einhergehenden Mensch-Barrieren-Interaktion ermittelt. Diese Vorarbeit diente als Verständnisgrundlage für die durchgeführte qualitative und quantitative Modellbildung. Hierzu wurde die entwickelte Methode im Rahmen einer Auswertung von 142 Ereignissen im Bahnbetrieb angewendet. Insgesamt konnte festgestellt werden, dass bei vergleichbaren kognitiven Anforderungen, vergleichbare kognitive Tendenzen auftreten und sich auf Systemebene als Arbeitsfehler auswirken können. Die Ereignisauswertung hat außerdem ergeben, dass ein einflussreicher Wirkkomplex von Kontextfaktoren zur Ereignisentstehung beiträgt. Insbesondere ist die Aufmerksamkeitssteuerung des Triebfahrzeugführers durch betriebliche Unregelmäßigkeiten sowie Müdigkeit und verschieden langer Betriebserfahrung bzw. Einsatzdauer negativ beeinträchtigt. Konkrete Maßnahmen der Systemgestaltung können hier einerseits den Triebfahrzeugführer in fordernden Situationen entlasten, andererseits in Situationen, die ihn kaum aktiv fordern, aktivieren, um die im Projekt gefundenen signifikanten positiven Einflüsse wie eine aufmerksame Streckenbeobachtung und das Verstehen einer kritischen Situation zu fördern. Die im Projektverlauf entwickelte Methode zur Bewertung der menschlichen Zuverlässigkeit wurde vom Industriepartner für weitere Analysen von weiteren Ereignissen und Unfällen im Bahnbetrieb genutzt. Die mittels der Methode identifizierten Risiken in der Mensch-Technik-Interaktion sind in das Sicherheitsmanagementsystem des Industriepartners eingeflossen und tragen zur besseren Berücksichtigung des menschlichen Einflusses auf die Sicherheit nach aktuellem Stand von Wissenschaft und Technik bei.
