本發(fā)明涉及核電廠概率安全評價(PSA)和人員可靠性分析(HRA)領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)字化主控室人員可靠性分析方法。

背景技術(shù)：

數(shù)字化、計算機化和自動化是復(fù)雜社會技術(shù)系統(tǒng)(例如：核電系統(tǒng)和航空系統(tǒng))的主要趨勢。核電廠主控室進入數(shù)字化時代：一方面，對已有的核電廠主控制室進行現(xiàn)代化升級和改造；另一方面，為新核電廠設(shè)計和建造數(shù)字化主控室。

傳統(tǒng)和數(shù)字化主控室有很大不同，例如：

●在儀控系統(tǒng)方面，前者采用模擬儀控設(shè)備，后者采用數(shù)字化儀控設(shè)備；

●在控制方面，前者采用手動硬控制，后者采用手動軟控制和更多的自動化控制；

●在操作方面，前者需要操縱員站在操作盤臺前面，后者需要操縱員坐在計算機/工作站前面；

●在規(guī)程方面，前者一般使用紙質(zhì)版規(guī)程，后者一般使用計算機化規(guī)程；

●在人機接口方面，前者使用少量計算機畫面，后者大量使用先進人機界面(如先進報警系統(tǒng)、圖形顯示系統(tǒng)和智能操縱員支持系統(tǒng))。

一般認為數(shù)字化系統(tǒng)有諸多好處，如更高的系統(tǒng)性能、更高的數(shù)據(jù)處理和存儲能力、更容易操作和更為靈活，但數(shù)字化系統(tǒng)也會給操縱員帶來一定的負面作用，如：

●過于依賴自動化技術(shù)，可能導(dǎo)致人員技能退化和情景意識喪失；

●大量數(shù)字化界面容易導(dǎo)致人員注意力范圍變窄，出現(xiàn)鑰匙孔效應(yīng)，同時增加人員界面管理復(fù)雜度；

●增加總體復(fù)雜度、人員理解自動化系統(tǒng)的知識要求和人員與復(fù)雜數(shù)字化系統(tǒng)的協(xié)作要求；

●應(yīng)急工況下人員負荷更高，增加新的人員失誤類型等。

上述分析表明，數(shù)字化、計算機化和自動化可能會影響核電系統(tǒng)安全性和經(jīng)濟性。需要合理地評估數(shù)字化主控室中人員績效。

HRA是核電廠PSA的必不可少部分，用于分析、預(yù)測、減少和防止人員失誤。對HRA的研究和應(yīng)用已有超過50年的歷史。常用HRA方法包括：Swain的人員失 誤率預(yù)測技術(shù)(THERP)、人員認知可靠性/操縱員可靠性實驗(HCR/ORE)方法、基于原因的決策樹模型方法(CBDTM)和標準化核電廠風(fēng)險分析HRA(SPAR-H)方法等。這些HRA方法的模型和數(shù)據(jù)來自于傳統(tǒng)操作環(huán)境。然而，傳統(tǒng)HRA在數(shù)字化主控室的適用性并未得到有效驗證。近期國際HRA實證研究和美國HRA實證研究充分表明，傳統(tǒng)HRA方法需進行修正完善后才能更好地適用于數(shù)字化主控室。本發(fā)明參考SPAR-H方法，結(jié)合數(shù)字化主控室人員失誤事件(HFE)數(shù)據(jù)采集工作，提出一種適合數(shù)字化主控室的HRA方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種適合數(shù)字化主控室人員可靠性分析的改進版SPAR-H(EJ-SPAR-H)方法，以解決現(xiàn)有HRA方法在評估數(shù)字化主控室中人員失誤概率(HEP)時的問題。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種適合數(shù)字化主控室的人員可靠性分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：確定診斷基本人員失誤概率和執(zhí)行基本人員失誤概率；

步驟S2：確定數(shù)字化主控室的績效影響因子(PSF)及水平；

步驟S3：確定和選擇數(shù)字化主控室PSF的調(diào)整因子；

步驟S4：分別計算診斷人員失誤概率和執(zhí)行人員失誤概率；

步驟S5：計算最終人員失誤概率。

其中，診斷人員失誤概率的計算公式是：其中，PSF_i代表診斷任務(wù)第i個PSF的調(diào)整因子。如果出現(xiàn)三個或者三個以上的負面PSF(即PSF的調(diào)整因子大于1)，則該計算公式調(diào)整為：執(zhí)行人員失誤概率的計算公式是：其中，PSF_i代表執(zhí)行任務(wù)第i個PSF的調(diào)整因子。如果出現(xiàn)三個或者三個以上的負面PSF(即PSF的調(diào)整因子大于1)，則該計算公式調(diào)整為：

最終人員失誤概率計算公式是：HEP＝HEP_d+HEP_e。

在步驟S1中，所述診斷基本人員失誤概率為1.0E-2，所述執(zhí)行基本人員失誤概率為1.0E-3。

在步驟S2中，根據(jù)數(shù)字化主控室的特點，確定了9個PSF及其水平。

在步驟S3中，所述調(diào)整因子的幾何均值計算公式：其中，n表示參與調(diào)研的操縱員數(shù)量，M_i表示第i個操縱員的調(diào)整因子判斷值。

所述步驟S3包括步驟：

S31：制定調(diào)整因子專家判斷問卷；

S32：向數(shù)字化主控室操縱員發(fā)放專家判斷問卷；

S33：根據(jù)專家判斷問卷，確定初步調(diào)整因子；

S34：融合專家判斷數(shù)據(jù)和其他渠道數(shù)據(jù)，驗證、修改調(diào)整因子；

S35：確定數(shù)字化主控室的績效影響因子的最終調(diào)整因子建議值。

本發(fā)明根據(jù)數(shù)字化主控室實際情況，確定診斷和執(zhí)行任務(wù)基本人誤概率，采用數(shù)字化主控室持照操縱員的專家判斷意見，融合多種渠道數(shù)據(jù)，修正數(shù)字化主控室下PSF的調(diào)整因子。

附圖說明

圖1是數(shù)字化主控室人員可靠性分析方法的流程圖。

圖2是確定數(shù)字化主控室下PSF的調(diào)整因子的流程圖。

具體實施方式

本發(fā)明的EJ-SPAR-H方法包括以下步驟：

●步驟S1：確定診斷基本人員失誤概率和執(zhí)行基本人員失誤概率；

●步驟S2：確定數(shù)字化主控室的PSF及水平；

●步驟S3：確定和選擇數(shù)字化主控室PSF的調(diào)整因子；

●步驟S4：分別計算診斷人員失誤概率和執(zhí)行人員失誤概率；

●步驟S5：計算最終人員失誤概率。

通過數(shù)字化主控室實證研究確定診斷基本HEP(BHEP_d)和執(zhí)行基本HEP(BHEP_e)。

通過專家判斷確定數(shù)字化主控室PSF的調(diào)整因子，并通過實驗研究、模擬機研究、萃取分析、運行經(jīng)驗數(shù)據(jù)庫等綜合修正、確定數(shù)字化主控室PSF的調(diào)整因子。具體見表1。

診斷人員失誤概率的計算公式是：其中，PSF_i代表診斷任務(wù)第i個PSF的調(diào)整因子。如果出現(xiàn)三個或者三個以上的負面PSF，則該計算公式調(diào)整為：

執(zhí)行人員失誤概率的計算公式是：其中，PSF_i代表執(zhí)行任務(wù)第i個PSF的調(diào)整因子。如果出現(xiàn)三個或者三個以上的負面PSF，則該計算公式調(diào)整為：

最終人員失誤概率計算公式是：HEP＝HEP_d+HEP_e。

以下將詳細描述本發(fā)明的實施方式。下列實施方法并非是限制性的。

圖1是數(shù)字化主控室人員可靠性分析方法的流程圖，該方法包括步驟1至步驟5。

步驟S1具體為：將HFE分解成診斷和執(zhí)行兩部分。一般情況下，同時考慮HFE的診斷和執(zhí)行。如果有證據(jù)表明待分析HFE的任務(wù)不包含相應(yīng)的診斷活動，則可僅將HFE作為執(zhí)行任務(wù)來考慮。如果有證據(jù)表明待分析HFE的任務(wù)僅包含診斷認知活動，沒有手動操作執(zhí)行活動，則可僅將HFE作為診斷任務(wù)來考慮。診斷基本人員失誤概率為1.0E-2，執(zhí)行基本人員失誤概率為1.0E-3。

步驟S2：在HRA定性分析中，通過情景分析和任務(wù)分析，確定HFE所涉及PSF及其水平。根據(jù)數(shù)字化主控室的特點，并基于本發(fā)明人的研究，本發(fā)明定義9個PSF及其水平。

步驟S3：根據(jù)診斷和執(zhí)行PSF的信息，確定PSF的調(diào)整因子。傳統(tǒng)SPAR-H方法中對PSF的調(diào)整因子是基于從傳統(tǒng)主控室獲得的數(shù)據(jù)和運行經(jīng)驗，并不完全適合數(shù)字化主控室。本發(fā)明利用專家判斷和量值估計技術(shù)，采集國內(nèi)某數(shù)字化主控室持照操縱員的專家判斷意見，得到數(shù)字化主控室下PSF的初步調(diào)整因子，并融合多種渠道數(shù)據(jù)修正得到數(shù)字化主控室設(shè)計下PSF的調(diào)整因子(流程見圖2，結(jié)果見表1)?？筛鶕?jù)本發(fā)明提出的實施步驟(見圖2)或者其他方式，確定特定電廠中PSF的調(diào)整因子。對于任務(wù)的診斷和執(zhí)行部分，其PSF的調(diào)整因子可能存在一定差異，即同一個PSF對任務(wù)的診斷部分和執(zhí)行部分的影響可能是不同的?？筛鶕?jù)本發(fā)明提出的實施步驟(見圖2)或者其他方式，分別確定電廠中診斷部分和執(zhí)行部分PSF的調(diào)整因子。

表1：數(shù)字化主控室績效影響因子的水平及調(diào)整因子

步驟S4具體為：根據(jù)選擇的PSF調(diào)整因子，計算診斷人員失誤概率HEP_d和執(zhí)行人員失誤概率HEP_e，計算公式分別為：和如果診斷或者執(zhí)行出現(xiàn)三個或者三個以上的負面PSF，則需調(diào)整診斷人誤概率HEP_d和執(zhí)行人誤概率HEP_e的計算：

和

步驟S5具體為：計算人員失誤事件的最終HEP：HEP＝HEP_d+HEP_e。

圖2是利用專家判斷和量值估計技術(shù)，融合其他渠道數(shù)據(jù)，確定步驟S3的數(shù)字化主控室績效影響因子的調(diào)整因子的流程圖。步驟S3包括步驟S31至步驟S35。

S31：制定調(diào)整因子專家判斷問卷；

S32：向數(shù)字化主控室操縱員發(fā)放專家判斷問卷；

S33：根據(jù)專家判斷問卷，確定初步調(diào)整因子；

S34：融合專家判斷數(shù)據(jù)和其他渠道數(shù)據(jù)，驗證、修改調(diào)整因子；

S35：確定數(shù)字化主控室的績效影響因子的最終調(diào)整因子建議值。

步驟S31：制定調(diào)整因子專家判斷問卷。本發(fā)明根據(jù)社會科學(xué)領(lǐng)域和心理學(xué)領(lǐng)域的量值估計技術(shù)，制定測量9個PSF的調(diào)整因子的問卷。該問卷首先介紹PSF定義及水平描述，然后操縱員需要判斷各個水平下的班組失誤概率相對于正常水平下的班組失誤概率的倍數(shù)，即操縱員需要判斷相對于正常水平，其他水平下班組失誤概率的量值。例如，針對時間壓力PSF水平“極高時間壓力”的問題：班組需要判斷在極高時間壓力下，班組未能完成任務(wù)的概率是正常水平下的多少倍。

步驟S32：向國內(nèi)數(shù)字化主控室一線操縱員發(fā)放問卷，介紹問卷目的。該步驟在操縱員復(fù)訓(xùn)課堂上完成。

步驟S33：搜集問卷，綜合操縱員的專家判斷意見，獲取初步調(diào)整因子。采用量值估計獲得的專家判斷意見，需要利用幾何均值(避免極大或者極小調(diào)整因子判斷值的影響)，確定初步調(diào)整因子。調(diào)整因子的幾何均值計算公式： 其中，n表示參與調(diào)研的操縱員數(shù)量，M_i表示第i個操縱員的調(diào)整因子判斷值。

步驟S34：融合操縱員專家判斷數(shù)據(jù)和其他渠道數(shù)據(jù)(包括NUREG/CR-6883等的調(diào)整因子數(shù)據(jù))，對初步調(diào)整因子的效度進行驗證。必要時，修改初步調(diào)整因子。

步驟S35：確定最終調(diào)整因子(結(jié)果見表1)。

上面對本發(fā)明的實施步驟作了詳細說明，上述實施方式僅為本發(fā)明的最優(yōu)實施步驟，但是本發(fā)明并不限于上述實施步驟，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化和更改。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。