数字化核电厂紧急事件的人因可靠性

价值工程

0引言

随着自动化技术的发展和计算机的应用，大部分高风险和复杂系统都采用了数字化系统。（据统计）在核电事故中，由人失误造成

的比例已经占到50%-70%[4]

。

出现这些事故的原因很大程度上取决于人本身的可靠性。

随着人因事件不断上升，人因失误的研究重点开始从失误人员行为的评价、观察转变为认知过程中认知失误事件的分析[5]。在核电厂的紧急事件状况下,操作人员监视着工厂的异常状态，运用经验、策略对信息进行评估，最后执行一些相关的行为动作。为减少人误事件，提高操作性能，对操作员的认知失误分析及失误状况评价是一件必要的工作。因为认知失误逐步受到人们关注，相关研究人员在原有可靠性分析基础上，对认知失误又提出几种新的方法。

本文的研究方法是基于简化的认知模型及PIFS ，该方法强调了操作人员决策过程，考虑了不同的失误原因、影响因子和失误模型。本文的框架可概括为：①在认知功能中对失误原因因子，失误状态，影响因子考虑了认知失误机理；②提出失误分析因子可帮助分析人员进行详细的失误分析；③对失误原因因子之间建立关联；④以失误分析为基础，对核电厂紧急事件提出了一个系统化的分析流程。

1紧急事件定性化分析模型

针对核电厂操作员的认知过程已有一些研究：Rasmussen [7]提出的SRK 模型解决了不同行为类型所对应的认知过程模式。Reason [8]根据SRK 分类提出了概率失误类型和机理是不相同的。本文在原有模型的基础上，将主控室操纵员的认知行为划分为提出了五个阶段，即：监视与激发、信息收集、任务定义及状态分析、决策与任务执行。监视与激发是指操作员通过信息系统进行状态定义或对一个特定的任务初始化；信息收集是指收集有关给定任务的有关信息；任务定义及状态分析是指对任务的规划，评价工厂状态的相关信息；决策是指操作员设定一系列行为或对给定事件选择一个合适的动作。在紧急事件认知模型中，本文从机界面的适应度、安全文化、组织因素、训练和经验、程序的导向、可用性及性能、模拟任务及目标、任务类型、属性及复杂性、信息的可用性和质量、重要参数状态、安全系统/元件的状态、时间压力、工作环境、团体协作与交流、操作人

员重要行为、工厂制度方面考虑PIFS 因子。

核电厂紧急状况下操作人员响应由两种方式驱动。一种为操作规程或功能恢复规程，如：紧急操作规程（EOP ）；另一种为状态意识响应。在本文中，我们把基于响应规程作为操作者对信息、事件或特定状态的响应驱动。

1.1监视与激发失误分析状态监视就是操作人员意识到信息的异常情况，任务激发是指对列入操作规程的指定任务进行辨认和初始化。在任务规程辨别期间，失误事件分析是基于信息驱动来响应的。响应方式根据时间不同可分为三类：早期识别，完全识别，后

期识别。早期识别能引起两种不同的失误类型：

不充分的状态评估及监视与对任务有关信息的疏忽。对不充分状态估计造成早期执行的失误率应考虑下列因素：①物理条件暂时满足，对重新定义的任务无规程导向；②对给定事件过程所呈现的工厂参数变量与典型的

情况有些不同；③寻求多信息源，忽略不相关的信息；④当出现其他

相似或杂乱无章的信息时，应取更相似的信息。对有关信息疏忽造成的失误应考虑下列因素：①等待时间应在30分以上；②在等待期间，其他任务可以正常执行。如果分析人员根据任务的重要性和相似性得到的失误率很少，那么这样的失误率可以忽略。在后期识别中，造成后期识别失误包含两种情况：任务的并行执行及快速处理。后期识别失误率的定性分析应考虑下列因素：①诊断的允许时间应受到限制，并行任务要有一个明确的时间；②重新诊断的允许时间可以通过减去期望的延迟时间得到。

1.2信息收集失误分析在信息收集阶段，操作人员收集与电厂状态有关的必要信息。信息收集产生的失误大致分析为以下几类：①重要信息过程导向不足；②由于信息系统问题，存在信息的某些不可用性及不可靠性；③由于信息本身的问题，造成信息的混淆性；④多信息源，多操作者的情况。过程导向提供了状态评估的必要信息，对过程导向须作好充分准备。分析信息的可用性与可靠性应注意一些问题：注意低可靠性，高失误率的仪器与指示器；注意信息定位；注意引起错误信息收集的人机界面设计。面对多信息源时，操作员有时需要忽略部分信息。在忽略信息时应考虑二个方面：①当出现其他指示器显示相似信息时，或出现比必要信息有更好相似性时，我们应考虑指示器上的相似信息；②当需求信息与操作人员意识之间存在偏差时，应考虑所忽略信息的概率。

失误率会随着其他状态因子变化而变化，如：行为的同步性、时间压力、工厂动态特征、安全系统状态等等。失误率也可以根据操作

中失误原因得到修正。

信息收集概率失误模型包括：信息遗漏、时间延迟、不充分或错误信息的聚集等。

1.3任务定义及状态失误分析这一阶段需要定义对操作者的

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—基金项目：国家自然科学基金资助项目（70873040，71071051

）；岭东核电有限公司科研项目（KR70543）。作者简介：张坤（1984-），男，河北沧州人，南华大学核科学技术学院硕士研

究生，研究方向为核设施安全与人因工程；张力（1955-），男，四川中江人，教授，博士生导师，研究方向为人因可靠性分析，安全分析；蒋建军（1977-），男，湖南衡阳人，博士研究生，研究方向为核设施安全与人因工程。

数字化核电厂紧急事件的人因可靠性分析

Human Factors Reliability Analysis of Emergency Events in Digital Nuclear Power Plant

张坤①②Zhang Kun ；张力①②③Zhang Li ；蒋建军①②Jiang Jianjun

（①南华大学核科学与技术学院，衡阳421001；②南华大学人因研究所，衡阳421001；③湖南工学院，

衡阳421001）（①College of Nuclear Science and Technology ，University of South China ，Hengyang 421001，China ；

②Human Factors Institute ，University of South China ，Hengyang 421001，China ；③Hunan Technical College ，Hengyang 421001，China

）摘要：本文以核电厂为背景，针对紧急事件将认知模型分为五个阶段：监视与激发、信息收集、任务定义及状态分析、决策与任务执行，并对

每一认知阶段详细分析了失误因素，失误原因及绩效形成因子。其次，对核电厂紧急事件提出了定量化分析步骤和方法。最后，本文以核电厂给

水失水紧急情况人因事件为例进行详细操作规程分析，并对该事件的每一失误阶段进行定量化计算。

Abstract:Take nuclear power plant for background in the paper,firstly,proposes cognitive reliability model that is divided into five phases for emergency event,namely,error analysis of detection and stimulation,error analysis of collecting information,defining tasks and error analysis of situation,error analysis of decision -making function,error analysis of action function,meantime,analyses error factors,error causes and performance shaping factors in detail for each cognitive phase;Secondly,advances quantitative analysis steps and methods for emergency event in nuclear power plant;Finally,take emergency human factors events of feedwater and bleedwater for an example in nuclear power plant,analyses operation procedure in detail and quantitatively calculates each error process.

关键词：紧急事件；认知可靠性模型；操作规程；安全事故Key words:emergency events ；cognitive reliability model ；operation procedure ；safety accidents

中图分类号：TM623

文献标识码：A

文章编号：1006-4311（2012）05-0006-03

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