核電廠數字化控制系統(tǒng)中人因失誤與可靠性研究

潘建宙

中圖分類號：F270 文獻標識：A 文章編號：1674-1145（2016）09-000-02

摘 要 當前數字化技術已經成為了節(jié)約人力資源、提升生產效率及質量的重要手段，我國核電廠也引入了數字化控制系統(tǒng)，人力成本大大降低，而工作人員原本的操作任務，也逐漸轉變?yōu)檎J知任務。而這一情況下，也出現了新的人因失誤問題，影響人因失誤以及人員操作可靠性的因素眾多。本文就核電廠數字化控制系統(tǒng)中人因失誤與可靠性進行了研究分析。

關鍵詞 核電廠 數字化控制系統(tǒng) 人因失誤 可靠性

據相關調查表明，當前我國核工業(yè)中，有70%的安全事故發(fā)生原因是由于人員失誤，由此可見人因失誤控制的重要性。尤其是當前核電廠引入了數字化控制系統(tǒng)，其人機交互的功能強大，核電廠必須重新考慮新的人因問題避免人因失誤，增強人員操作可靠性，降低安全事故發(fā)生的可能性，避免造成不必要的損失。

一、核電廠數字化控制系統(tǒng)中人因失誤類型

核電廠數字化控制系統(tǒng)中人因失誤可以劃分為四種類型。第一種為監(jiān)視認知失誤。監(jiān)視這一動作包括知識驅動的主動性監(jiān)視行為，也就是操作人員為了達成某一目標，而有意識的進行監(jiān)視，同時也包括數據驅動的被動監(jiān)視，就是因系統(tǒng)發(fā)出的聲音、燈光等信號，而引起操作人員的注意。但是在一些情況下，操作人員需要同時監(jiān)視大量的信息，而其注意力及記憶力有限，若是不能進行合理分配，則會出現誤讀、冗余、缺失等情況，從而產生信息搜索失誤（如圖1）。

圖1 數字化主控室監(jiān)控信息顯示畫面

第二種為狀態(tài)評估認知失誤。操作人員在核電廠發(fā)生異常情況時，會根據當前獲取信息，結合自身以往經驗，而對事故及電廠狀況進行分析。而在這一過程中，操作人員需要對當前狀態(tài)元素進行明確、理解，并預測其未來狀態(tài)。而根據Endsley的狀態(tài)評估模型，心智模型（Mentai model）、記憶、期望等都有可能造成操作人員的情景意識喪失，導致人因失誤。

第三種為響應計劃認知失誤。在應急情況下，為了達成目標，操作人員會通過多種響應方案的評估、選擇以達成目標。核電廠通常具備相應的規(guī)程標準對操作人員進行指導，但是由于實際情況不可能與規(guī)程標準完全相符，也導致操作人員在選擇響應方案時存在人因失誤情況。例如計算錯誤、只完成部分目標等。

第四種為響應執(zhí)行失誤。也就是在失誤發(fā)生前，操作人員便出現了失誤行為，通常這種失誤行為包括因操作人員疏忽而產生的失誤、沒有執(zhí)行等。

二、引發(fā)核電廠數字化控制系統(tǒng)中人因失誤的因素

（一）系統(tǒng)技術因素

隨著數字化技術的不斷發(fā)展，數字化控制系統(tǒng)自動化水平、復雜性都有所提升。而系統(tǒng)自動化水平的提升，不僅僅節(jié)省了人力，同時也影響了人的行為，而這種影響，通常是設計者非預期的。例如使操作人員產生自滿心理、技能水平弱化等。導致操作人員無法準確的獲取相應信息，從而產生錯誤的認知及行為，也就是處于“控制回路之外”，從而出現人因失誤。而系統(tǒng)的復雜性發(fā)展，也對操作人員的技術水平、認知能力等提出了更高的要求，且系統(tǒng)中涉及了緩解事故的“時間窗口”，其可用時間在系統(tǒng)進行了提前設定，無法由操作人員控制，若是剩余時間較少，則會引發(fā)人員心理緊張，出現人因失誤。另外，若是數字化控制系統(tǒng)存在自動化不可靠情況，則會增加操作人員的心智負荷，使其對系統(tǒng)自動化喪失信任，無法完全發(fā)揮系統(tǒng)作用。例如若是系統(tǒng)經常出現虛假報警情況，操作人員便會對其喪失信任，并在其再次發(fā)出警報時，不予重視。

（二）交互界面因素

核電廠數字化控制系統(tǒng)的人機交互界面，也是人因失誤的重要引發(fā)因素。在信息顯示方面，顯示畫面類型眾多，若是出現緊急情況，且操作人員對畫面結構不熟悉，則會使其在切換畫面獲取信息的過程中耗費大量的時間。且一些系統(tǒng)中存在重要信息凸顯度不足、信息表述不標準等情況，導致操作人員信息區(qū)分、認讀困難，再加上一些信息顯示量較大、同一信息顯示位置不同等，都給操作人員工作造成了一定困難，加大了人因失誤產生概率。

在界面管理方面，由于計算機能夠顯示的信息有限，因而會產生鎖孔效應，且這一效應在緊急情況時更為顯著，操作人員對其所處規(guī)程位置進行明確，無法同時獲取全面的數據。同時，界面管理任務往往會將操作人員的注意力牢牢吸引，使其對主任務認知逐漸消減，且在工作壓力較大的情況下，操作人員會選擇放棄獲取重要信息，以減少界面管理操作。另外，一些導航目標、導航路徑、導航條的設計也缺乏科學性，導致操作人員操作存在較大困難，從而造成了人因失誤。

三、增強核電廠數字化控制系統(tǒng)人員操作可靠性的措施

（一）增強操作人員可靠性

隨著核電廠數字化控制系統(tǒng)技術水平、復雜性的不斷提升，技術人員也應不斷提升自身可靠性，以避免人因失誤。首先，核電廠應為操作人員提供培訓教育機會，定期安排操作人員學習相應的技能知識、專業(yè)技能，增強實踐訓練，使其能夠熟練操作系統(tǒng)，提升操作準確率。其次，應完善監(jiān)察機制。檢查是組織及個人順利達成目標的重要保證。其對核電廠及操作人員自身，都能夠起到監(jiān)護作用，因此，核電廠應加強監(jiān)察力度，通過有效監(jiān)察，提升操作人員安全意識，規(guī)范操作行為，從而避免安全事故的發(fā)生。再者，核電廠應加強企業(yè)安全文化建設，潛移默化中對操作人員思想觀念產生積極影響，使其將安全質量文化、團結協(xié)作文化等深刻在腦海之中，并在實際操作中予以良好執(zhí)行。最后，核電廠應建立完善的溝通機制，促進操作人員彼此之間的交流溝通，相互取長補短，加強監(jiān)督、反饋，吸取彼此的操作經驗，從而增強操作人員的操作可靠性。

（二）增強人機交互可靠性

人機界面是操作人員與系統(tǒng)進行交互的重要接口，通過對人機界面的優(yōu)化，能夠有效提升人機交互的可靠性。因而，要求設計人員在核電廠數字化控制系統(tǒng)的設計時，便提前對操作人員的操作習慣、心理與生理特征等進行調查，按照人因工程開展系統(tǒng)設計。同時，設計過程中，設計人員也應充分了解當前操作人員的認知水平、認知習慣，避免將系統(tǒng)設計得過于復雜，而給人員操作造成困難，盡可能的保證判斷智能化、要素集成化。另外，在系統(tǒng)投入使用前，應提前對人機界面進行測試，確保畫面顯示的信息為任務重點，通過審評避免消除其中可能存在的一系列缺陷。

四、結語

數字化控制系統(tǒng)在核電廠中的運用，已經成為了當前的必然發(fā)展趨勢。而在當前系統(tǒng)的應用中，還存在眾多的人因失誤問題，需要通過優(yōu)化設計、增強人員技術水平等增強人員操作的可靠性，確保數字化控制系統(tǒng)的預期價值得到充分發(fā)揮，從而推進核電廠的健康發(fā)展。

參考文獻：

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