核电厂先进主控室人因失误分析及预防技术研究

摘要

近年来核电厂事故的统计结果表明，人因失误已经成为威胁核电厂运行安全的主要来源。人因失误分析的目的就是通过识别、预测以及预防可能发生的人因失误，以降低系统风险的人因贡献。随着计算机技术在核电厂仪控系统（I&C）的应用，主控室向数字化及先进化发展，一方面系统的自动化程度、控制的综合性能以及系统可靠性相比传统模拟系统都大幅度提高，但从人因的视角来看，先进主控室人机界面的新特性改变了操纵员所处的情境环境，导致其认知过程及操作方式等方面的变化。传统人因失误分析方法及数据等可能不再适用，同时也需要新措施以应对先进主控室的新特征，预防人因失误的发生或降低其对系统造成的风险。
　　论文依托于哈尔滨工程大学与中广核工程设计有限公司“智能化主控室研究”的项目合作，针对主控室及人机交互设计中所要求考虑的人因问题，开展了人因失误定性识别与定量预测以及预防技术的研究与探讨，主要包括以下几方面工作：
　　1)针对CPR-1000核电厂化学与容积控制系统回路准备规程所规定的主控室操纵员软控制任务，结合现有人机界面设计和软控制任务特征进行了层次化任务分析，识别了执行软控制任务过程中可能发生的过失人因失误模式，在统计数据的基础上进行了任务的可靠性定量评估主要是任务的人因失误率（HEP）预测，并考虑了任务相关性及人误纠正等因素，有助于识别任务执行的薄弱环节，为人机界面的设计提供了依据；
　　2)在对化容系统回路准备任务人误率预测的基础上，对人因可靠性定量分析模型中的参数主要是各软控制人因失误模式的失误率以及人误纠正失效的经验值进行敏感性分析，主要是概率重要度和关键重要度分析，识别了对任务绩效影响贡献大与工程改进容易的人误模式，另外定量分析了几种行为形成因子（PSFs）对人误纠正及总任务人误率的影响，强调了人机界面设计和规程操作监督对预防人因失误及降低其影响的重要性，研究可为如何提高人因可靠性提供理论指导；
　　3)提出了基于一种系统功能知识描述模型——多层流模型（MFM）的规程操作监督及人因失误预防技术。一方面针对化容系统回路准备规程建立了阶段任务的MFM模型，反映不同任务下系统的目标与功能，为人员提供任务导向型的运行信息，减少人机界面数字化带来的锁孔效应；另一方面在MFM模型的基础上，从理论上研究了两种基于MFM因果推理的操纵员规程操作监督技术，分别是基于目标实现和警报分析，提供运行相关的有效信息，进一步降低发生人因失误的可能性及其影响。另外文章从定量角度讨论了用于规程操作监督以及识别人因失误的运行支持系统的应用范围，为系统的设计和最终使用提供了一个技术性指标。
　　本文的研究意义在于，为核电厂操纵员培训、人机界面设计和运行管理提供理论依据，降低人因失误对系统风险的贡献。

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第1章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2 课题来源

1.3 HRA国内外研究现状

1.4 论文的主要内容和结构

第2章 软控制人因失误分析方法

2.1人因失误分析基本理论

2.2软控制人因失误识别方法

2.3 软控制人因可靠性评估方法

2.4 本章小结

第3章 化容系统软控制任务的人因失误分析

3.1化容系统介绍

3.2 回路准备规程介绍

3.3回路准备软控制人因失误识别

3.4 回路准备软控制人因失误率预测

3.5本章小结

第4章 人因可靠性模型参数敏感性分析

4.1概率重要度分析

4.2关键重要度分析

4.3人误纠正失效率影响分析

4.4 本章小结

第5章 基于MFM的人因失误预防技术

5.1 MFM原理

5.2 回路准备规程阶段任务的MFM模型

5.3 基于MFM模型的人因失误识别

5.4 人误预防效应量化分析方法

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果

致谢