基于人機(jī)界面的人因設(shè)計(jì)驗(yàn)證

王佳　盧沖　蔡蕾

【摘 要】人機(jī)界面作為操縱員與核電站間的信息交流媒介，是人的失誤率最高，后果最嚴(yán)重的地方。因此對(duì)人機(jī)界面進(jìn)行人因工程驗(yàn)證和確認(rèn)中的設(shè)計(jì)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)人因不符合項(xiàng)，不僅可以大幅度減少人的失誤，保障人和設(shè)備高效的發(fā)揮作用，而且能更好的提高核電廠的安全性和可用性。

【關(guān)鍵詞】人類系統(tǒng)接口；設(shè)計(jì)驗(yàn)證；人機(jī)工程差異

【Abstract】The human system interface（HSI） of the nuclear power plant is the communication media between operator and NPP which probably causes highest human errors and leads to the most serious consequences.Therefore，the implementation of human factors design verification（DV） on HSI and the management of human engineering discrepancies can greatly reduce human faults，guarantee operators and equipment efficiency，and improve the safety and availability of nuclear power plant.

【Key words】Human system interface；Design verification；Human engineering discrepancies

0 前言

從三哩島（TMI）、切爾諾貝利和其他核電站事故的研究中發(fā)現(xiàn)，欠缺人因的考慮是造成核電廠事故的一項(xiàng)重要原因，人因工程在支持核電廠安全性和深度防御方面起著重要作用。根據(jù)人因工程審查大綱要求，人因工程共包括12個(gè)要素，人因驗(yàn)證和確認(rèn)作為其中一個(gè)元素，在人因分析和設(shè)計(jì)完成后，通過定性、定量的方法確定人機(jī)界面的合適程度，在評(píng)價(jià)人機(jī)特性的同時(shí)，完成與標(biāo)準(zhǔn)符合性的比較，確保操縱員能夠成功和安全地執(zhí)行任務(wù)，實(shí)現(xiàn)操作目標(biāo)。

1 人因工程設(shè)計(jì)驗(yàn)證

人機(jī)界面作為核電廠主控室中操縱員與核電站間進(jìn)行信息交流的主要媒介，為操縱員提供了核電廠各種工況下安全運(yùn)行所必需的信息，幫助主控室人員快速而又可靠地判斷電廠的安全狀態(tài)。因此，其設(shè)計(jì)的合理性、一致性以及可理解性直接影響著操縱員的執(zhí)行效率。

為了確定人機(jī)界面的適用性，需要對(duì)人機(jī)界面實(shí)施人因工程設(shè)計(jì)驗(yàn)證（DV），從多方面減少人因錯(cuò)誤的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

人因工程設(shè)計(jì)驗(yàn)證是人因工程驗(yàn)證和確認(rèn)中的一個(gè)必不可少的活動(dòng)，驗(yàn)證人機(jī)接口設(shè)計(jì)是否符合人因工程導(dǎo)則，與行內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)、原則是否一致。人因工程設(shè)計(jì)驗(yàn)證是用來評(píng)估設(shè)計(jì)的界面能否滿足人因設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和用戶需求，充分發(fā)揮操作人員的能動(dòng)性，降低人自身的局限性。如圖1所示，人因工程設(shè)計(jì)驗(yàn)證是人因工程驗(yàn)證和確認(rèn)活動(dòng)中的一個(gè)重要過程。

1.1 人因工程設(shè)計(jì)驗(yàn)證的目標(biāo)

人因工程設(shè)計(jì)驗(yàn)證過程的主要目標(biāo)是：

驗(yàn)證人機(jī)界面是否符合NUREG 0700標(biāo)準(zhǔn)要求；

驗(yàn)證人機(jī)界面是否符合項(xiàng)目設(shè)計(jì)需求；

驗(yàn)證人機(jī)界面間是否一致；

確定、記錄發(fā)現(xiàn)的人因不符合項(xiàng)。

1.2 人因工程設(shè)計(jì)驗(yàn)證的系統(tǒng)化流程

在對(duì)人機(jī)界面進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證時(shí)，要明確三方面問題：一致性、可理解性和有效性。

一致性：在明確系統(tǒng)運(yùn)行目標(biāo)的條件下，顯示給操縱員的信息和預(yù)期從操縱員得到的響應(yīng)，其特性應(yīng)該與人的能力和限度相一致。

可理解性：人機(jī)系統(tǒng)顯示的信息應(yīng)容易理解，畫面顯示的結(jié)構(gòu)、格式和內(nèi)容，對(duì)信息交互是有幫助的。

有效性：人機(jī)系統(tǒng)能夠幫助操縱員提高操作效能，可以使復(fù)雜的任務(wù)簡(jiǎn)單化。

這里以安全顯示單元顯示的畫面為例，具體說明人因工程設(shè)計(jì)驗(yàn)證的工作流程：

設(shè)計(jì)驗(yàn)證的準(zhǔn)備工作：

根據(jù)人機(jī)界面顯示畫面的不同，從NUREG 0700標(biāo)準(zhǔn)中選取適用的標(biāo)準(zhǔn)條目，形成檢查清單。會(huì)用到的NUREG 0700標(biāo)準(zhǔn)條目有：

1）Information Display

（1）General Display Guidelines

（2）Display Formats

（3）Display Elements

（4）Data Quality and Update Rate

（5）Display Pages

2）Safety Function and Parameter Monitoring System

（1）Information Display

（2）User-System Interaction

（3）Reliability，Test，Maintenance，and Failure Indication Features

（4）Integration with Other HSI Elements

設(shè)計(jì)驗(yàn)證的執(zhí)行：

依據(jù)檢查清單，對(duì)SVDU上的每組畫面進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證：檢查每幅畫面是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求；評(píng)估驗(yàn)證結(jié)果是否滿足用戶的設(shè)計(jì)需求；填寫檢查清單，分析判定的結(jié)果，同時(shí)給出相應(yīng)的理由。Yes代表與NUREG-0700符合；Discrepancy代表不符合NUREG-0700的標(biāo)準(zhǔn)；Pending代表缺少輸入文件等目前無法判斷；No代表雖然不符合NUREG-0700的標(biāo)準(zhǔn)，但是項(xiàng)目需要；N/A代表不適用。

人因不符合項(xiàng)的管理：

在人因驗(yàn)證和確認(rèn)的過程中，需要對(duì)發(fā)現(xiàn)的人因不符合項(xiàng)（HEDs）進(jìn)行管理、分級(jí)。首先，判定哪些HEDs需要更改；然后，根據(jù)HEDs，變更人因設(shè)計(jì)；最后，確認(rèn)設(shè)計(jì)變更完成。在人因工程設(shè)計(jì)驗(yàn)證活動(dòng)中，對(duì)HEDs的管理流程也是如此。

2 總結(jié)

對(duì)核電廠的人機(jī)界面進(jìn)行人因工程設(shè)計(jì)驗(yàn)證，是人因工程驗(yàn)證和確認(rèn)工作中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。通過人因工程設(shè)計(jì)驗(yàn)證活動(dòng)，能夠提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷，保證人機(jī)界面在實(shí)際工作中能夠安全地運(yùn)行，降低操縱員的工作量，提高人員效能。

[責(zé)任編輯：田吉捷]endprint