数字化控制室信息显示对人因可靠性的影响

数字化技术的应用使主控室内信息显示方式发生了重大变化。通过比较分析数字化主控室与传统主控室人机界面中信息显示方面各自的特征,发现人机界面数字化后,巨量信息与有限显示的矛盾非常突出,并伴随产生任务繁重但又是必须的界面管理任务,它们对人因可靠性产生了前所未有的影响,增加了新的人因失误源,可能出现新的人误模式。提出3个新的科学概念,即信息显示率、信息提供率和数据更新率,认为研究这3个概念之间的关系和它们对操纵员认知行为的影响,是解决巨量信息与有限显示矛盾的有效途径。     

核电厂主控室数字化对人执行状态评估任务影响

核电厂主控室进行数字化变革后,操纵员执行状态评估任务的方式发生了巨大变化。为了有效地识别及评估数字化对状态评估的潜在影响,以知觉/循环、资源限制等认知理论为基础,以贝叶斯概率网络为工具,建立状态评估可靠度的影响因素模型。定性分析这些因素对状态评估任务的影响机制,并定量比较它们的影响程度。分析结果表明,界面管理任务和任务负荷变迁,对状态评估的影响最为显著。需采取针对性的措施,优先处理这些人因问题,以最大限度地提高数字化核电厂的安全水平。     

海上浮动核电站人员认知可靠性模型

为了保障海上浮动核电站的安全运行,利用人员认知可靠性(HCR)模型,分析海上浮动核电站的人因可靠性。首先通过分析和量化海上微气候、噪声、船体运动等外部因素对操纵员的操作速度和准确度的影响,修正HCR模型;然后以海上浮动核电站失水事故(LOCA)为例,分析事故中涉及人员行为以及事故处理流程,根据事故发生的情景对各计算参数取值;最后计算操纵员对反应堆LOCA事故系统异常信号认知和响应的失败概率。结果表明:计算结果与实际较为吻合,修正后的HCR模型可操作性较强。     

纸质规程下数字化核电厂界面管理任务研究

为全面了解纸质规程下数字化核电厂界面管理任务特征,首先,基于NUREG/CR-6690以及操纵员在计算机屏幕上的点击行为,确定5类12条界面管理任务;然后,以某核电厂某班组复训过程操纵员监视与操纵行为为研究对象,利用INTERACT软件对反应堆操纵员(RO)和汽轮机操纵员(TO)的界面管理任务和主任务进行统计与分析。实例分析结果表明：RO和TO界面管理任务均多于主任务,分别占各自总任务的69.3%和82.3%;正常运行工况下,RO与TO界面管理任务占比均超75%,事故运行工况下,TO界面管理任务占比均超81%;RO与TO相比需要执行更多的界面管理任务;RO和TO画面调整和配置次数较少,导航和查询/质问次数最多;在事故运行工况下,TO较多采用自动化执行监视、评估和操纵任务。     

基于人的认知可靠性(HCR)模型的人因操作失误研究

以人的认知可靠性(HCR)模型为指导,选择包含技能型、规则型和知识型3种认知类型,结合大连化工集团公司影响运行安全的17个异常事件,对54名操纵员的时间响应状况和允许操作时间进行录像、记录与分析;依据IAEA提供的指标[1],找出操纵员在生产过程中可能出现的操作失误类别及其可能造成的危害;基于3参数威布尔模型推导出操纵员操作响应失误概率模型,并从人机工程学角度提出了具体预防事故的安全对策措施。结果表明,基于HCR模型的大化集团公司操纵员的人因操作失误模型实用、有效,为实现操作者与机器系统相协调的目标、正确评估操作着实时操作的响应时间提供了重要参考依据。     

数字化控制系统信息显示特征对操纵员信息 捕获绩效的影响及优化研究

随着计算机技术和仪控技术的发展,数字化仪控系统逐步在大型控制室得到应用,主控室信息界面随之也出现了 “巨量信息与有限显示”的矛盾。通过分析数字化主控室信息显示的特点,基于认知心理学的相关理论,通过实验研究 信息显示率、信息提供率、数据更新率对操纵员信息捕获绩效的影响。实验结果表明:对操纵员信息捕获绩效影响最主 要的因素是信息显示率,其次是信息提供率,最后是数据更新率;信息显示率与信息提供率对被试信息捕获绩效的影响 具有较高的灵敏度,而数据更新率的变化对被试信息捕获绩效的影响并不显著;信息显示的最佳匹配组合是信息显示率 为56.4 bit,信息提供率为9.4 bit,数据更新率为3 s。研究成果可为数字化主控室信息显示的设计提供理论基础。     

数字化人机界面操纵员监视过程中信息搜集失误试验研究

数字化人机系统人因可靠性数据非常匮乏。验证数字化人机界面操纵员在监视过程中可能存在信息收集失误,并获得其失误概率。其中信息搜集失误主要包括4种失误类型:1)未搜集到相关信息;2)搜集到多余干扰信息;3)信息搜集不充分;4)信息搜集超时。通过模拟试验验证这4种类型失误的存在,并运用相关性分析、回归分析和曲线拟合分析对数据进行处理。结果表明,数字化人机界面操纵员在监视过程中会出现信息收集失误,并且信息搜集失误概率为0.018 7,其中,未搜集到相关信息失误概率为0.000 9,搜集到多余干扰信息次数失误概率为0.002 7,信息搜集不充分失误概率为0.007 1,超时失误概率为0.008 0。信息搜集任务反应时与信息数量水平存在显著相关性,回归方程为^y=6639.87+599.311x;信息搜集任务总体失误率与信息数量水平之间存在显著相关性,拟合函数为ln^y=-6.292+0.214x。但信息搜集任务主要的4种失误类型的失误率和信息数量水平之间没有显著相关性。     

计算机仿真事故响应中的班组绩效影响因子研究

在核电站应急事件的工况下,用计算机仿真的人的班组行为模型(IDAC模型)可以预计主控室操作班组人员(决策者、操作者和咨询者组成)的失误概率,为了量化事件过程中人的认知心理活动发生的机理,采用绩效影响因子(PIF)计算班组人员发生失误的概率。讨论PIF的定义、分类以及量化值的确定,描述人的认知心理活动的失误机理与PIF的关系,预计班组失误亊件发生的概率。对50个PIFs中的一些重要因子进行描述,每组中的PIF都是独立于其他组的,但是不同组中的PIF可能存在从属关系。试图基于心理学观察以及各种人的可靠性分析方法的影响路径,合理有效地选择PIF,以实现动态概率风险评价中的人误事件发生概率的量化。     

核电站FDA安全管理信息流系统模型的构建研究

为了从安全信息的角度完善核电站的事故致因机理，并在实践中加强核电站的安全管理，首先以安全信息为视角，以系统安全行为链为主线，建立核电站FDA安全管理信息流系统模型，该模型由运行操作人员、核电站企业、国家核安全局3条子链和1条必要安全信息主链构成；然后结合模型和核电站具体工作流程，分析得到3个子事故域和1个总事故域，并归纳出核电站安全运行各阶段所需的必要安全信息；最后结合事故域，分析模型在核电站安全管理中的实际应用价值。     

基于熵的数字化人机交互复杂度研究

为预防数字化人机交互系统的人因失误,建立一种分析人机交互复杂度(HMIC)的新方法,并进行实践验证。首先,用信息熵方法研究数字化HMIC。基于数字化控制系统中人机交互与传统系统中的区别,将任务逻辑复杂度(TC)、操作步骤复杂度(OC)、信息复杂度(IC)与知识水平复杂度(KC)确定为度量数字化人机交互复杂性的主要指标,且集成为一个综合性指标-HMIC。然后,基于熵值法建立指标权重调整模型,使静态赋权和动态赋权相结合,增强评价的合理性和科学性。通过欧几里得范数得到HMIC计算模型。用该模型,分析某实际数字化核电厂蒸气发生器传热管破裂(SGTR)应急操作过程的HMIC。结果表明,基于熵的数字化HMIC模型和方法是合理、可行的,适合在工程中应用。     

复杂人机系统班组人误模型与量化分析

讨论一个班组人员行为模型,即包括:任务模型、事件模型、班组模型和人-机交互模型4个模块,并用其模拟和分析事故状态下的运行班组对异常事故的响应过程;利用班组认知过程流程图模型表征事件发展过程中班组成员对事故的征兆识别、决策、计划和行动执行的响应过程;采用CREAM的量化分析技术,对核电站的蒸汽发生器管道破管事故的班组认知失误事件进行量化分析。     

The research on extracting the information of human errors in the main control room of nuclear power plants by using Performance Evaluation Matrix

Digitalized nuclear instruments and control systems have been the main stream design for the main control room (MCR) of advanced nuclear power plants (NPPs) nowadays. Digitalization of human–system interface (HSI) could improve human performance and, on the other hand, could reduce operators’ situation awareness as well. It might cause that humans make wrong decision during an emergency unintentionally. Besides, digital HSI relies on computers to integrate system information automatically instead of human operation. It has changed the operator’s role from mainly relating operational activity to mainly relating monitoring. However, if the operators omit or misjudge the information on the video display units and wide display panel, the error of omission and error of commission may occur. This study applies Content Category Analysis (CCA) and Performance Evaluation Matrix (PEM) methods to explore the potential problems in the MCR of advanced NPPs which are caused by human errors. The results show that the potential problems that would probably contribute to the human performance of MCR in the advanced NPPs are multiple accidents, pressure level, number of operators, and other factors such as working environmental. The conclusions of this research may be considered to avoid and prevent human errors in the human factor related researches especially in the nuclear safety field.     

核电厂HRA定性分析

人因可靠性分析(HRA)是核电厂概率安全评价(PSA)的重要组成部分,定性评价对核电厂庞大的数据进行筛选和分析,是HRA的基础和出发点.本文介绍了核电厂HRA定性分析的目的、原则、方法和程序,并以压水堆核电厂蒸汽发生器传热管破裂(SGTR)为具体实例进行说明.     

2006-2010年我国危险化学品事故统计分析研究

本文基于＂十一五＂期间我国危险化学品事故统计数据,从事故类别、事故发生区域、事故发生时间、企业经济类型、危险化学品类别、危险化学品事故发生环节等方面进行分析,结果表明,中毒与窒息事故和爆炸事故占危险化学品事故主要类型,易燃液体、易燃气体、爆炸品和腐蚀性物质是引发危险化学品事故的主要危险物质类型,生产环节是事故发生的主要环节,违反操作规程或劳动纪律与设备设施工具附件有缺陷是导致事故的重要原因。从落实企业安全生产主体责任、提升本质安全化水平、开展重大危险源普查、建立安全监管网络、加强危险化学品产业布局、提高事故应急救援能力等方面提出了预防和控制危险化学品事故的对策建议。     

自供电方式的输气站发电机房火险管理

结合涩宁兰输气管道涩北首站实际情况,就发电机房发生火灾事故后的应急反应程序进行了详细论证,提出了具体的火灾防范措施和改进需求,对基于自供电输气场站的发电机房火灾事故应急工作提供了参考.     

煤矿生产事故的行为致因路径及其防控对策

论述煤矿生产事故的直接致因要素及其管理者和员工责任,分析煤矿生产事故的行为致因路径,提出相应的防控对策。分析指出,员工应该对煤矿生产过程中机和环的不安全状态负主要责任,其不安全行为是造成煤矿生产事故的直接行为因素;管理者应该对员工的不安全行为负主要责任,其不良管理行为是造成煤矿生产事故的根本行为因素;存在从不良管理者行为、到不安全员工行为、再到煤矿生产事故的行为致因链条。只有优化管理者行为、减少员工不安全行为并监控机或环状态,才能从根本上切断煤矿生产事故的行为致因链条,逐渐减少煤矿生产事故的发生。     

基于DEMATEL的铁路行车人因事故关键因素实证分析

针对铁路行车人因事故受多因素交互影响的问题,提出了一种基于信息熵和DEMATEL法耦合的铁路行车人因事故关键因素实证分析方法。首先依据铁路行车人因事故认知行为模型,从感知、决策、计划和执行4个过程分析铁路行车人因事故的影响因素;然后综合运用信息熵和DEMATEL法构建关键因素量化识别模型,利用中心度和原因度两个参数分析铁路行车人因事故的关键影响因素;最后,结合2008—2013年铁路行车人因事故数据进行实证分析。结果表明,机车操作人员相关情形记忆失误、情景诊断失误、未严格执行操作规则和采取错误行动是铁路行车人因事故的关键影响因素。     

事故致因理论对自主系统开发与安全运行的启示

在现代工业中,自主智能系统处在创新与探索阶段。由于先验知识的缺乏,其自身所带来的风险问题,越发得到学术界与工业界的关注。本文对于如何应用国际主流的事故致因理论以提高自主系统开发与运营的安全性进行了探讨。指出,现有的事故致因理论可用来从不同角度识别已知风险源,提高对未知风险源的警惕性,并通过描述事故场景,来辅助设计技术安全屏障与运行策略提高自主系统的安全性。为更好的理解自主系统如何会做出错误或不恰当决策,需对现有事故致因理论未涉及到的脑科学与认知心理学进一步的探讨与研究。