核電廠數(shù)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(lèi)號(hào)：F270 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)：A 文章編號(hào)：1674-1145（2016）09-000-02

摘 要 當(dāng)前數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)成為了節(jié)約人力資源、提升生產(chǎn)效率及質(zhì)量的重要手段，我國(guó)核電廠也引入了數(shù)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(wù)，也逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檎J(rèn)知任務(wù)。而這一情況下，也出現(xiàn)了新的人因失誤問(wèn)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(shù)字化控制系統(tǒng)中人因失誤與可靠性進(jìn)行了研究分析。

關(guān)鍵詞 核電廠 數(shù)字化控制系統(tǒng) 人因失誤 可靠性

據(jù)相關(guān)調(diào)查表明，當(dāng)前我國(guó)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(jiàn)人因失誤控制的重要性。尤其是當(dāng)前核電廠引入了數(shù)字化控制系統(tǒng)，其人機(jī)交互的功能強(qiáng)大，核電廠必須重新考慮新的人因問(wèn)題避免人因失誤，增強(qiáng)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(shù)字化控制系統(tǒng)中人因失誤類(lèi)型

核電廠數(shù)字化控制系統(tǒng)中人因失誤可以劃分為四種類(lèi)型。第一種為監(jiān)視認(rèn)知失誤。監(jiān)視這一動(dòng)作包括知識(shí)驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)性監(jiān)視行為，也就是操作人員為了達(dá)成某一目標(biāo)，而有意識(shí)的進(jìn)行監(jiān)視，同時(shí)也包括數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的被動(dòng)監(jiān)視，就是因系統(tǒng)發(fā)出的聲音、燈光等信號(hào)，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(shí)監(jiān)視大量的信息，而其注意力及記憶力有限，若是不能進(jìn)行合理分配，則會(huì)出現(xiàn)誤讀、冗余、缺失等情況，從而產(chǎn)生信息搜索失誤（如圖1）。

圖1 數(shù)字化主控室監(jiān)控信息顯示畫(huà)面

第二種為狀態(tài)評(píng)估認(rèn)知失誤。操作人員在核電廠發(fā)生異常情況時(shí)，會(huì)根據(jù)當(dāng)前獲取信息，結(jié)合自身以往經(jīng)驗(yàn)，而對(duì)事故及電廠狀況進(jìn)行分析。而在這一過(guò)程中，操作人員需要對(duì)當(dāng)前狀態(tài)元素進(jìn)行明確、理解，并預(yù)測(cè)其未來(lái)狀態(tài)。而根據(jù)Endsley的狀態(tài)評(píng)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(shí)喪失，導(dǎo)致人因失誤。

第三種為響應(yīng)計(jì)劃認(rèn)知失誤。在應(yīng)急情況下，為了達(dá)成目標(biāo)，操作人員會(huì)通過(guò)多種響應(yīng)方案的評(píng)估、選擇以達(dá)成目標(biāo)。核電廠通常具備相應(yīng)的規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)操作人員進(jìn)行指導(dǎo)，但是由于實(shí)際情況不可能與規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)完全相符，也導(dǎo)致操作人員在選擇響應(yīng)方案時(shí)存在人因失誤情況。例如計(jì)算錯(cuò)誤、只完成部分目標(biāo)等。

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

二、引發(fā)核電廠數(shù)字化控制系統(tǒng)中人因失誤的因素

（一）系統(tǒng)技術(shù)因素

隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化控制系統(tǒng)自動(dòng)化水平、復(fù)雜性都有所提升。而系統(tǒng)自動(dòng)化水平的提升，不僅僅節(jié)省了人力，同時(shí)也影響了人的行為，而這種影響，通常是設(shè)計(jì)者非預(yù)期的。例如使操作人員產(chǎn)生自滿心理、技能水平弱化等。導(dǎo)致操作人員無(wú)法準(zhǔn)確的獲取相應(yīng)信息，從而產(chǎn)生錯(cuò)誤的認(rèn)知及行為，也就是處于“控制回路之外”，從而出現(xiàn)人因失誤。而系統(tǒng)的復(fù)雜性發(fā)展，也對(duì)操作人員的技術(shù)水平、認(rèn)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(shí)間窗口”，其可用時(shí)間在系統(tǒng)進(jìn)行了提前設(shè)定，無(wú)法由操作人員控制，若是剩余時(shí)間較少，則會(huì)引發(fā)人員心理緊張，出現(xiàn)人因失誤。另外，若是數(shù)字化控制系統(tǒng)存在自動(dòng)化不可靠情況，則會(huì)增加操作人員的心智負(fù)荷，使其對(duì)系統(tǒng)自動(dòng)化喪失信任，無(wú)法完全發(fā)揮系統(tǒng)作用。例如若是系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)虛假報(bào)警情況，操作人員便會(huì)對(duì)其喪失信任，并在其再次發(fā)出警報(bào)時(shí)，不予重視。

（二）交互界面因素

核電廠數(shù)字化控制系統(tǒng)的人機(jī)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(huà)面類(lèi)型眾多，若是出現(xiàn)緊急情況，且操作人員對(duì)畫(huà)面結(jié)構(gòu)不熟悉，則會(huì)使其在切換畫(huà)面獲取信息的過(guò)程中耗費(fèi)大量的時(shí)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(biāo)準(zhǔn)等情況，導(dǎo)致操作人員信息區(qū)分、認(rèn)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(chǎn)生概率。

在界面管理方面，由于計(jì)算機(jī)能夠顯示的信息有限，因而會(huì)產(chǎn)生鎖孔效應(yīng)，且這一效應(yīng)在緊急情況時(shí)更為顯著，操作人員對(duì)其所處規(guī)程位置進(jìn)行明確，無(wú)法同時(shí)獲取全面的數(shù)據(jù)。同時(shí)，界面管理任務(wù)往往會(huì)將操作人員的注意力牢牢吸引，使其對(duì)主任務(wù)認(rèn)知逐漸消減，且在工作壓力較大的情況下，操作人員會(huì)選擇放棄獲取重要信息，以減少界面管理操作。另外，一些導(dǎo)航目標(biāo)、導(dǎo)航路徑、導(dǎo)航條的設(shè)計(jì)也缺乏科學(xué)性，導(dǎo)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(qiáng)核電廠數(shù)字化控制系統(tǒng)人員操作可靠性的措施

（一）增強(qiáng)操作人員可靠性

隨著核電廠數(shù)字化控制系統(tǒng)技術(shù)水平、復(fù)雜性的不斷提升，技術(shù)人員也應(yīng)不斷提升自身可靠性，以避免人因失誤。首先，核電廠應(yīng)為操作人員提供培訓(xùn)教育機(jī)會(huì)，定期安排操作人員學(xué)習(xí)相應(yīng)的技能知識(shí)、專業(yè)技能，增強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練，使其能夠熟練操作系統(tǒng)，提升操作準(zhǔn)確率。其次，應(yīng)完善監(jiān)察機(jī)制。檢查是組織及個(gè)人順利達(dá)成目標(biāo)的重要保證。其對(duì)核電廠及操作人員自身，都能夠起到監(jiān)護(hù)作用，因此，核電廠應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)察力度，通過(guò)有效監(jiān)察，提升操作人員安全意識(shí)，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(yīng)加強(qiáng)企業(yè)安全文化建設(shè)，潛移默化中對(duì)操作人員思想觀念產(chǎn)生積極影響，使其將安全質(zhì)量文化、團(tuán)結(jié)協(xié)作文化等深刻在腦海之中，并在實(shí)際操作中予以良好執(zhí)行。最后，核電廠應(yīng)建立完善的溝通機(jī)制，促進(jìn)操作人員彼此之間的交流溝通，相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，加強(qiáng)監(jiān)督、反饋，吸取彼此的操作經(jīng)驗(yàn)，從而增強(qiáng)操作人員的操作可靠性。

（二）增強(qiáng)人機(jī)交互可靠性

人機(jī)界面是操作人員與系統(tǒng)進(jìn)行交互的重要接口，通過(guò)對(duì)人機(jī)界面的優(yōu)化，能夠有效提升人機(jī)交互的可靠性。因而，要求設(shè)計(jì)人員在核電廠數(shù)字化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，便提前對(duì)操作人員的操作習(xí)慣、心理與生理特征等進(jìn)行調(diào)查，按照人因工程開(kāi)展系統(tǒng)設(shè)計(jì)。同時(shí)，設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員也應(yīng)充分了解當(dāng)前操作人員的認(rèn)知水平、認(rèn)知習(xí)慣，避免將系統(tǒng)設(shè)計(jì)得過(guò)于復(fù)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(yīng)提前對(duì)人機(jī)界面進(jìn)行測(cè)試，確保畫(huà)面顯示的信息為任務(wù)重點(diǎn)，通過(guò)審評(píng)避免消除其中可能存在的一系列缺陷。

四、結(jié)語(yǔ)

數(shù)字化控制系統(tǒng)在核電廠中的運(yùn)用，已經(jīng)成為了當(dāng)前的必然發(fā)展趨勢(shì)。而在當(dāng)前系統(tǒng)的應(yīng)用中，還存在眾多的人因失誤問(wèn)題，需要通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)、增強(qiáng)人員技術(shù)水平等增強(qiáng)人員操作的可靠性，確保數(shù)字化控制系統(tǒng)的預(yù)期價(jià)值得到充分發(fā)揮，從而推進(jìn)核電廠的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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