核電廠運行人員可靠性中若干問題的現代研究

趙明?趙玲

摘 要 隨著我國經濟的快速發展，需要更多的能源供應，核電發展已經成為我國能源戰略重要組成部分。核電廠是一個復雜的技術系統，屬科技密集型產業。對于核電廠而言，安全是核電存在和發展的基礎，一旦發生事故，不但造成重大的人員和經濟損失，也會產生超出自身范圍的巨大社會負面效應。因此，對核電廠運行人員可靠性進行研究至關重要。

關鍵詞 核電廠；概率安全評價；人員可靠性分析

前言

概率安全評價是核電廠安全分析的主要工具，人員可靠性分析是其重要組成部分之一。核電廠運行人員的行為，對電廠安全影響顯著。通過人員可靠性的定性和定量分析相結合能夠更加現實地評價電廠的安全性，以發現電廠安全管理中的不足，消除或緩解因系統和設備失誤導致的后果。隨著對人員可靠性分析研究的深入，發現現有分析體系存在一些不足和局限性。本文主要對核電廠運行人員可靠性中若干問題進行研究。

1 核電廠運行人員可靠性研究的必要性

在概率安全評價（Probabilistic Safety Assessment，PSA）中，人員可靠性分析（Human Reliability Analysis，HRA）是事故序列和在總風險中人與系統的交互作用對風險貢獻重要性的關鍵所在，它影響著事故序列的進程，對核電廠的安全風險具有顯著的影響。HRA對PSA的主要作用是辨識對系統失效和緩解始發事件過程中可能發生的人員行為失誤并評估這些失誤發生的概率，并提供相應的決策指導[1]。

隨著核電廠系統設備的可靠性不斷提高，運行環境得到很大的改善。但作為人-機系統極其重要部分的人，一方面，由于其生理、心理、社會、精神等特性，既存在一些內在弱點，又有極大可塑性和難以控制性；另一方面，盡管系統的自動化程度提高了，但歸根結底還要由人來設計、制造、組織、維修和控制等。因此，人在系統中的作用不是削弱了，而是變得更加重要和突出。

在對世界核電廠營運者聯合會1993-2002年940份運行事件分析報告進行分析，發現有551件與人因相關，人因失誤仍然是核電站事故最主要的誘因之一[2]。預防與減少人因事故已是確保核電廠安全運行必須解決的關鍵問題之一，HRA的水平已經成為衡量一份PSA報告水平的重要指標之一，研究人因可靠性對核電廠安全的影響意義重大。

2 核電廠運行人員可靠性中若干問題分析

2.1 人因模型建立的問題

人在系統內的行為不僅受到系統任務的分配，也受到個體內在因素的作用，以及時間、空間、環境的影響，即人的行為是其行為形成因子集合的函數，因此對系統進行人因分析時，不僅需要描述行為本身，還需要研究行為者與系統中其他元素的關系，這是人因分析難以模型化的主要原因。

人因建模還需考慮以下問題：①環境與人行為的關系；②人因失誤機理確認的問題；③人因分析的客觀性與一致性的問題；④人因分析數據的可用性問題；⑤人因分析中的文化因素；⑥組織管理層的人因分析等。

經過半個多世紀的發展，已有數十種HRA方法。這些方法發展的時間進程大致可以分為第一代、第二代和第三代HRA方法[3]。

第一代HRA方法主要基于靜態的專家判斷與統計分析相結合，它們被稱為第一代HRA方法。其主要工作包括人的失誤理論與分類研究，人的可靠性數據的收集和整理（現場數據和模擬機實驗數據）和發展以專家判斷為基礎的人失誤概率的統計分析與預測方法。

第二代HRA方法結合認知心理學、以人的認知可靠性模型為研究熱點的新階段，即著重研究人在應急情景下的動態認知過程，包括探查、診斷、決策等意向行為，核心思想是將人放在任務情景環境中去探究人的失誤機理， 認為任務所處的環境條件才是導致人因失誤的決定因素，而不是采取割裂的分解賦值方式，又稱為動態的人的可靠性分析模型。

第三代HRA方法為基于仿真技術的動態 HRA 方法。這類方法是一種動態建模系統，采用人員行為仿真，利用虛擬環境、虛擬場景和虛擬人員來模擬實際情境環境中的人員行為和績效，提供了一個 HRA 建模的動態性描繪基礎，同時也對復雜人-機系統間的動態交互特性進行了表征。

2.2 人因數據采集的問題

數據采集是HRA研究及應用的基礎。沒有系統的、可用的、可靠的數據，HRA模型就不能得以合理量化。研究過程中，由于相同類型數據的獲取方式可能不同，因此在解決同一問題時得出的結論就有可能不同，甚至相差甚遠。在研究相同或類似問題時，如何建立一個統一的數據獲取（采集）規范性平臺，使得研究人員在對人因事件進行量化分析后，能夠找出對整個系統最具影響或最具有改善可能的事故序列，是后續HRA研究需要深度思考的一個問題。同時，規范性數據采集平臺的建立，也可以使數據接口之間的相容性得到改善，有利于HRA模型接口問題的解決。

2.3 人因數據庫建設的問題

理論上，人因數據庫可以為HRA直接提供相關的數據，大大減少了人力、物力的投資，使HRA研究成本降到可以接受的水平。實際上，人員失誤既頻繁，又帶有突發性和無序性，使得其數據采集和掌握規律極為困難，所以人因數據庫建設多年來進展緩慢。目前已有的數據源包括：①核電廠事故和事件報告；②核電廠模擬機上的模擬數據報告；③維修報告；④與核電廠工作人員訪談；⑤PSA報告；⑥核電廠日志；⑦設備記錄；⑧相關文獻中提及的數據等。

目前，國內已有幾家科研院所致力于開發人員失誤數據庫，后續將在人因數據庫的基礎上開發出與我國核電環境相匹配的自己的核電廠人員可靠性數據庫管理系統，該管理系統的智能決策功能是今后研發設計的趨勢。

3 結束語

綜上所述，作為PSA研究的重要組成部分，HRA量化過程和結果對核電廠安全穩定運行非常重要。但是，HRA在方法、技術和數據等方面還存在難度和不確定因素。規范性數據采集平臺的構建是確保數據一致性，并有利于不同HRA模型之間接口相容性問題的解決。并指出人因數據庫的智能決策性是必然的發展趨勢，并且也是節約大量研究成本的有效途徑。

參考文獻

[1] 何旭洪，高佳.可靠性分析方法比較[J].核動力工程，2005， 26（6）：627-630.

[2] 張力，趙明. WANO人因事件統計及分析[J].核動力工程，2005， 26（3）：291-295.

[3] 黃曙東，戴立操，張力.核電廠人因事故預防的定量化決策[J].中國安全科學學報，2006，16（6）：46-49.