核电厂数字化主控室运行班组情景意识可靠性研究

Team Situation Awareness (TSA) is a key element that impacts team's decision-making and performance under complex collaborative environment. The new features of context of digital main control room in nuclear power plants make the mechanism of TSA changed, so that it is difficult to meet the requirements of the current analysis using the traditional model, method and data of TSA. 1) The classification system of model-based TSA error is developed by studying the cognitive network and influencing factor model of TSA. Further, the mapping graph of TSA error-cause effect is built based on the identification of mutual influencing relationships. It is used to identify the error mechanism of TSA and establishes a analysis method of TSA error in the project. 2) The data-driven causal model of TSA error is built based on analysis of lots of human factor event reports. 3) The more objective and real-time measure technique of TSA is established. 4) The effects of Performance Shaping Factors (PSF) in the causal model of TSA error on TSA are identified by simulator experiments, emulation experiments and combination with TSA measure techniques. Moreover, the probability distribution of each variable of the established model is identified on the basis of the collected data. According to the results of related above, a dynamic assessment approach of TSA reliability considering the causal relationships between PSF is built to assess the risk of TSA quantitatively; 5) a application example of TSA reliability analysis is provided. The new technique of TSA reliability analysis developed in the project will improve the quality of Human Reliability Analysis (HRA).

班组情景意识（TSA）是复杂合作环境下影响班组决策和绩效的关键要素。核电厂数字化主控室情境环境新特征改变了TSA的机理，使传统TSA分析模型、方法和数据难以满足当前分析的要求。本项目 1）通过TSA的认知网络和影响因素模型研究，发展基于模型的TSA失误分类体系，识别相互影响关系，建立TSA失误-原因影响映射图，揭示TSA失误机理并建立TSA失误分析方法；2）基于大量人因事件报告分析，建立数据驱动的TSA失误因果模型；3）构建更为客观实时的TSA测量技术；4）通过大量模拟机和仿真实验并结合TSA测量技术，识别TSA失误因果模型中各行为形成因子（PSF）对TSA的影响，利用收集的数据，获得模型中各变量的概率分布。在此基础上，构建一种考虑PSF因果关系的动态TSA可靠性分析方法，进行定量风险评价；5）给出TSA可靠性分析的应用范例。项目所建立的TSA可靠性分析技术将提高人因可靠性分析的质量。

【项目背景】 .核电厂运行班组的绩效水平与班组情景意识（TSA）水平是正相关的。因此，识别TSA失误机理和评估TSA可靠性是值得研究的重要课题。 .【主要研究内容】 .（1）识别TSA的认知过程，建立TSA的认知机理模型；（2）建立系统化TSA失误分类体系；（3）建立基于数据的TSA失误因果概念模型，包括班组感知、班组理解、班组评估； （4）识别出主要的TSA失误模式和影响因素，并提出TSA失误预防控制策略；（5）建立任务导向的TSA测量方法，使测量结果更为精确；（6）进行模拟机实验，识别TSA的主要影响因素，选取知识经验水平、任务的复杂性对TSA的影响进行模拟机实验研究，结果表明，知识经验水平和任务的复杂性对TSA有显著影响；（7）基于结构方程模型构建TSA因果模型，采用动态贝叶斯网络方法，建立动态的TSA可靠性评估方法，对TSA的可靠性进行动态评估。.【重要结果和关键数据】 .（1）主要的TSA失误为状态解释、信息收集、信息认识失误和状态假设失误，主要的PIF是组织文化、态度、培训和知识经验因素，主要的PEM是与认知过程/功能相关和与知识经验相关的PEM；（2）开发的任务导向的TSA测量方法使测量结果更为精确；（3）基于结构方程模型辨识TSA与各种PIF的相互影响关系，为定量评估奠定基础；（4）基于模拟机实验，辨识任务复杂性和知识经验水平对TSA具有显著影响；（5）构建规范的方法来获取各PSF的条件概率分布、转移概率以及TSA失误概率，为客观评估TSA可靠性提供了重要数据支持，并建立动态的TSA可靠性评估技术，使评估结果更为精准。 .【科学意义】 .（1）理论：建立TSA因果模型、测量技术、动态评估方法丰富了人因失误分析理论；辨识出主要的TSA失误及其原因，为有针对性地预防TSA失误提供了理论依据。 .（2）实践：为核电厂TSA失误预防控制、TSA风险评估提供实践指导，对提升核电厂安全水平意义重大。