人为失误对工程测量误差的影响探析

人为失误对工程测量误差的影响探析

柴晓军

身份证号码： 61052319840327 ****

摘要：在结合工程测量工作实践的基础上，从工程测量误差产生的原因入手，重点分析了人为失误引起的测量误差。指出了人的因素是测量误差中最关键的影响因素，通过对人为失误的研究，提出了相应措施来减少工程测量误差，以此降低对工程质量造成的影响，同时也为预防和控制人为失误提供理论依据。

关键词：人为失误；工程测量；误差；对策

引言

工程测量是测定地面点的平面位置和高程的工作，为工程建设和自然资源开发各阶段提供精准数据。工程测量与工程项目的质量和安全密切相连，尤其是过江隧道、高架桥、水利工程以及摩天大楼等大型公共基础设施建设项目，工程测量直接关系着整个工程的质量，测量结果存在误差将导致整个工程的工期受到延误，造成巨大的经济损失，甚至会引发安全质量事故，后果不堪设想^[1]。

所谓测量误差，是指观测值与真实值之间存在差异。测量误差必然存在，且不可避免，但是误差是有允许范围的，如果超过这个范围就会影响工程的质量和进度。因此，测量精度是工程测量的关键点，而人为因素又对测量精度起着决定性作用，无论是观测者、操作者、记录者还是校核者，人为失误引起的误差都将直接影响最终的测量结果。

1 测量误差的分类

测量误差依据误差的特性可分为系统误差和偶然误差；依据误差的来源可分为仪器自身的误差、环境因素引起的误差、人为失误导致的误差。

系统误差通常表现出一定的规律性，主要来自于仪器设备的自身缺陷和环境因素引起的误差，可以通过技术手段消除或减小其影响^[2]。例如视准轴与水准轴不平行时，可以将水准仪置于目标点和水准点中间，这样可以抵消因i角存在而导致的误差。偶然误差又称为随机误差，主要来自于人为失误。偶然误差没有明显的规律性，它是因观测过程中一系列不可能严格控制的因素随机扰动引起的，因此偶然误差无法彻底消除，且是不可控的^[3]。

测量仪器是工程测量的工具，也是误差的一种来源。仪器在制造过程中，由于加工技术的缺陷导致仪器自身存在一定的误差。仪器自身的误差会对其所测量的数据产生偏差，同时这种偏差有一定的累积效应，甚至超出允许范围，从而影响测量精度导致出现报废和重测的结果。在实际工程测量中，天气、地形、温度、湿度、光线以及周边环境等因素都会影响到测量工作。无论是对测量仪器的操作，还是结果的观测都是由人来完成的，因此测量员是否依据规范要求操作，是否抱有认真谨慎心态，是否熟练掌握仪器设备的使用方法和读数技巧等都将直接影响测量结果。从控制点的布设到碎部点的测定；从外业测量到内业数据计算和成果整理等都离不开人的操作，因此人的因素对测量精度起到了至关重要的作用。

2 人为失误

随着现代化企业生产设备的日益精细，机械设备的可靠性不断提高，统计表明，因人为失误引起的伤亡事故占伤亡事故总数的70%～90%左右^[4]。从工程测量误差的原因中也可以发现，人的因素成为测量误差最关键的影响因素。人为失误既有客观存在性，更有可管理的特征^[5]。通过研究人为失误的类型和影响因素，降低人为误差范围才是控制工程测量误差的最佳途径。

2.1 人为失误的类型

人为失误的表型形式多种多样，因而人为失误的类型也呈现多样性。依据人的认知反应过程要经历观察、分析、行动这3个阶段，可将人为失误分为：观察错误、分析判断错误、操作错误3种类型。例如高程测量时，观测上丝在水准尺上的读数这是一种观察错误的人为失误；竖直角观测时，测量员不能正确识别经纬仪的注记形式而选错竖直角计算公式，造成结果错误这是一种分析判断错误的人为失误；用钢尺按1∶1000～1∶3000的精度量距时，钢尺末端拉力未达到10 kg便读数这是一种操纵错误的人为失误。

根据人的行为都是由思想控制，可将人为失误分为：有意识的人为失误和无意识的人为失误。其中有意识的人为失误，是指在测量过程中为了省时省力或达到其他目的，有意识的不按测量操作规程执行任务，有意识的人为失误往往是由管理的缺陷而导致的。无意识的人为失误，是指由于疏忽而导致错误操作的行为。无意识的人为失误通常是由于测量人员长时间高强度作业，出现精神状态不佳、注意力无法集中等情形而引起的(图1)。

图1 人为失误的影响因素

2.2 人为失误的影响因素

工程测量是一个完整的信息处理过程，它要经历一段从感知到分析，再从选择到执行的过程，其中每一个环节都有可能受到不同因素的干扰，其中影响因素大致分为个人因素、外界环境和管理因素3类。

引起人为失误的个人因素包括很多方面，人的视力条件决定估读的准确性；测量过程中操作行为的细致程度也会影响最终结果。而人的反应灵敏度与整个信息处理过程都有着密切的关系，人体工程学专家认为，当大脑预先接收某一信息的发生，到集中注意于这一信息时，反应时间约为2 s，其中反应速度与年龄有很大的关系

^[6]，如表1所示。

表1 年龄与反应速度的关系

不良的外界环境也会引起人为失误，恶劣天气会影响测量员的情绪和观测的难度；不良的社会环境和风气会让测量员养成不负责任的习惯。尤其是管理上若存在缺陷，会让有意识的人为失误出现的更频繁。

2.3人为因素带来的影响

观测者进行测量时，其感觉器官鉴别能力具有较大的局限性，仪器安置、读数、梭镜摆放位置等会造成一定的测量误差。任何工作都少不了工作人员的工作责任心、工作愿力、技术水平及多种因素，这些因素和测量结果息息相关。测量过程中常见的人为因素及相关处理措施具体如下。

符合水准官气泡没有按照相关要求进行居中，使得望远镜视准轴严重倾斜，读数产生进一步误差现象，观测过程中相关工作人员将符合水准官气泡进行仔细居中即可，同时需要将视线长度进行一定限制，保证与中间法达到一致，这样就能将误差进行消除；视差未进行消除，观测过程中眼睛所处位置不同也会导致所读出的数据不相同，读数之前必须对调整物镜对光，这样就可将相关误差进行消除。观测者眼睛鉴别能力非常有限，在进行实际测量时会出现估读毫米数出现误差，十字丝具有一定的宽度，会使得读数不准确现象的出现，特别针对于不良天气中，可能会导致成像不良现象及视线长出现不良情况，影响估读数值。

3 对策分析

工程测量误差的主要来源是仪器设备、环境因素和人为误差。其中选用精度高、准确性好、稳定性强的精密测量仪器设备可以减少仪器误差，并且定时对仪器进行检测和校核。适宜的天气和有利的地形条件能降低环境因素引起的误差。至于人为误差可以采用平差法将误差均匀分散，从而减弱其影响，除此之外，还可以采用多余观测法，筛除误差较大的数据。

有意识的人为失误通常是由于管理制度的不严格造成测量员出现松懈懒散的情况，因此避免有意识的人为失误发生可以从加大检查力度、落实责任制度、加强人员技术培训等方面入手。至于无意识人为失误可以通过合理的作息时间来降低，除此之外，经常变换测量人员的任务可以缓解视觉疲劳现象，同时也可降低无意识人为失误的发生。针对不同影响因素的对策措施如表2所示。

表2 人为失误影响因素及对策分析

4 结束语

人为失误是引起工程测量误差的关键因素，通过对人为失误的研究，探寻控制测量误差的途径。只有在实践中不断地发现问题、解决问题、查漏补新，才能为工程建设的全过程提供良好的质量和安全保障。

参考文献：

[1]黄玉婷.论建筑工程测量中存在的问题及对策[J].科学之友,2011:58～59.

[2]荆大永.测量误差与测量不确定度的比较应用[J].科技应用,2010,39(7):73.

[3]周 聂.建筑工程测量误差的产生与控制[J].江西建材,2014,153(24):239.

[4]叶 贵，陈梦莉，汪红霞.建筑安全事故人为因素分类研究[J].中国安全生产科学技术,2016,23(4)：131～136.

[5]周 刚.人因失误与不安全行为相关原理的分析与探讨[J].中国安全科学学报,2008,18(3):10～14.

[6]沈裴敏.物流安全[M].北京:机械工业出版社,2011.