核电厂数字化主控室操纵员的情景意识可靠性研究

Situation awareness（SA） is a key element that impacts operator's decision-making and performance, the subsequent complex cognitive activities can not be correctly completed due to loss of situation awareness,which will lead to disastrous consequences. The new features of context in digital main control room of nuclear power plants make the mechanism of SA changed, so that it is difficult to meet the requirements of the current analysis using the traditional assessment methods and data of SA. (1)The classification system of model-based SA error is developed by studies of the cognitive model of SA and organization-oriented model of influencing factors. Further,the project identifies the error mechanism of SA and establishs a method of SA error analysis on the basis of study of influencing relationships between SA error and its influencing factors.(2)The data-driven causal model of SA error is built based on analysis of lots of human factor event reports. (3)The effects of Performance Shaping Factors (PSFs) in the causal model of SA error on SA are identified by simulator experiments,simulation experiments and combination with SA measure techniques. Moreover,the probability distribution of each variable is identified on the basis of the collected data. According to the results of related above, a quantitative assessment approach considering the causal relationships between PSFs is presented to assess the reliability of SA quantitatively. (4)Finally,the standard procedure is constructed to integrate SA reliability analysis into Human Reliability Analysis (HRA),and provide a practical example of application. The new techniaue of SA reliability assessment developed in the project will improve the quality of HRA.

情景意识（SA）是影响操纵员决策和绩效的关键要素，因SA丧失而不能正确完成后续复杂认知行为会导致灾难性后果。核电厂数字化主控室情境环境的新特征改变了操纵员SA机理，使传统的SA分析方法和数据难以满足当前分析的要求。本项目（1）通过SA的认知和影响因素模型研究，发展基于模型的SA失误分类体系，探究SA失误与影响因素之间的影响关系，识别SA失误机理并建立SA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SA失误因果模型；（3）通过模拟机和仿真实验并结合SA测量技术，识别SA失误因果模型中各行为形成因子（PSF）对SA的影响，利用收集到的数据，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SA可靠性分析方法，进行定量评价；（4）最后构建SA可靠性分析整合到人因可靠性分析（HRA）中的规范化程序，给出应用范例。项目所建立的SA可靠性评估新技术将提高HRA的质量。

【项目背景】. 随着核电厂主控室数字化，给操纵员带来新的人因问题，特别是情景意识(SA)问题, 因 SA 失误而不能正确完成后续复杂行为会导致灾难性后果。因此，识别SA失误机理和评估SA可靠性是值得研究的重要课题。 .【主要研究内容】. （1）通过现场观察、任务分析和组织分析，建立操纵员的SA模型，分类SA失误、识别SA的行为形成因子（PSF）及失误机理；（2）从组织的视角建立了系统化SA失误分析方法，包括模型、分类体系和分析方法；（3）基于事件报告分析，获取大量样本数据，通过统计分析建立基于数据的SA因果模型，识别PSF与SA的因果关系； （4）通过模拟机实验和事件报告分析，识别主要的SA失误与影响因素，提出预防控制策略，并识别主要的PSF对SA的影响，提出优化设计方法；（5）基于模拟机实验数据，建立一种考虑PSF因果关系操纵员SA可靠性评估技术，识别人因风险，并进行案例分析。.【重要结果和关键数据】. （1）SA失误在数字化主控室中日益凸显，是多因素共同作用的结果，包括个体因素、情境状态因素与组织因素等；（2）操纵员当前主要的SA失误为知识型失误，包括状态解释错误、不充分的解释、原因辨识失误等，主要原因涉及心理压力、安全态度、知识和经验、班组的交流、人机界面设计、规程设计、培训、组织文化等；（3）组织定向的系统化SA失误分析方法可追溯到组织根原因，有利于从源头上预防SA失误，由事前预防、事中控制和事后恢复综合形成的纵深防御体系，更能预防和减少SA失误发生；（4）SA因果模型中识别SA发生的主要风险场景包括心智水平、工作态度、压力水平与状态呈现水平，并识别了各种PSF及相互影响关系，为定量评估奠定基础；（5）SA模拟机实验，获取各PSF的条件概率分布，为客观评估SA可靠性提供了重要数据支持，并建立的考虑PSF因果关系SA可靠性评估技术更能客观定量地评估操纵员的SA可靠性。.【科学意义】. （1）理论：建立的组织定向SA失误分析技术丰富了人因失误分析理论；基于纵深防御的SA失误预防体系为人因失误的预防提出新视角，预防更可靠； 建立的考虑PSF因果关系的SA可靠性评估技术克服传统方法的缺陷，提高了HRA分析的精度。. （2）实践：为核电厂SA失误分析、预防控制、SA风险辨识与HRA分析提供实践指导，对提升核电厂安全水平意义重大。