【CN109918791A】一种核电站数字化主控室操纵员人因可靠性分析方法【专利】
基于统计学习的数字化核电厂操纵员作业行为可靠性
促进核电行业的可持续发展
通过提高操纵员作业行为的可靠性，可以降低核电厂的运行成本，提高核电行业的经济效益和社会效益，促进核电行业的可持续发展。
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工作环境与设备
工作环境和设备的状态对操纵员的作业行为可靠性有直接的影响。良好 的工作环境和可靠的设备可以提高操纵员的工作效率和准确性。
基于统计学习的操纵员作业行为优化策略制定
数据收集与处理
收集核电厂操纵员作业数据，包括操作记录、工作日志、 视频监控等，对数据进行清洗、整理和分析，提取关键信 息。
行为特征提取
05
数字化核电厂操纵员作业行为可靠性提升 策略
操纵员作业行为可靠性影响因素分析
01
人员技能水平
操纵员技能水平是影响核电厂安全运行的重要因素。高技能水平的操纵
员能够更好地应对紧急情况，减少操作失误和事故发生的可能性。
02 03
培训与教育
培训和教育是提高操纵员技能水平和安全意识的关键手段。通过定期的 培训和模拟演练，可以提高操纵员对突发情况的应对能力，减少操作失 误。
视频监控
通过安装的视频监控设备，获取 操纵员作业行为的视频数据。
音频监控
通过安装的音频监控设备，获取 操纵员作业行为的音频数据。
数据预处理
数据清洗
清除数据中的噪声、异常值和 缺失值，提高数据质量。
数据标准化
将数据转化为标准化的数值，便于 后续处理和分析。
数据归一化
将数据转化为0到1之间的数值，便 于后续处理和分析。
从数据中提取操纵员作业行为的特征，如操作时间、操作 顺序、操作频率等，以及与行为相关的环境因素和结果。
数字化核电厂紧急事件的人因可靠性
价值工程0引言随着自动化技术的发展和计算机的应用，大部分高风险和复杂系统都采用了数字化系统。
（据统计）在核电事故中，由人失误造成的比例已经占到50%-70%[4]。
出现这些事故的原因很大程度上取决于人本身的可靠性。
随着人因事件不断上升，人因失误的研究重点开始从失误人员行为的评价、观察转变为认知过程中认知失误事件的分析[5]。
在核电厂的紧急事件状况下,操作人员监视着工厂的异常状态，运用经验、策略对信息进行评估，最后执行一些相关的行为动作。
为减少人误事件，提高操作性能，对操作员的认知失误分析及失误状况评价是一件必要的工作。
因为认知失误逐步受到人们关注，相关研究人员在原有可靠性分析基础上，对认知失误又提出几种新的方法。
本文的研究方法是基于简化的认知模型及PIFS ，该方法强调了操作人员决策过程，考虑了不同的失误原因、影响因子和失误模型。
本文的框架可概括为：①在认知功能中对失误原因因子，失误状态，影响因子考虑了认知失误机理；②提出失误分析因子可帮助分析人员进行详细的失误分析；③对失误原因因子之间建立关联；④以失误分析为基础，对核电厂紧急事件提出了一个系统化的分析流程。
1紧急事件定性化分析模型针对核电厂操作员的认知过程已有一些研究：Rasmussen [7]提出的SRK 模型解决了不同行为类型所对应的认知过程模式。
Reason [8]根据SRK 分类提出了概率失误类型和机理是不相同的。
本文在原有模型的基础上，将主控室操纵员的认知行为划分为提出了五个阶段，即：监视与激发、信息收集、任务定义及状态分析、决策与任务执行。
监视与激发是指操作员通过信息系统进行状态定义或对一个特定的任务初始化；信息收集是指收集有关给定任务的有关信息；任务定义及状态分析是指对任务的规划，评价工厂状态的相关信息；决策是指操作员设定一系列行为或对给定事件选择一个合适的动作。
在紧急事件认知模型中，本文从机界面的适应度、安全文化、组织因素、训练和经验、程序的导向、可用性及性能、模拟任务及目标、任务类型、属性及复杂性、信息的可用性和质量、重要参数状态、安全系统/元件的状态、时间压力、工作环境、团体协作与交流、操作人员重要行为、工厂制度方面考虑PIFS 因子。
核电领域人因可靠性研究的进展
核电领域人因可靠性研究的进展发布时间：2022-01-05T05:26:26.065Z 来源：《中国科技人才》2021年第23期作者：方向[导读] 在此基础上，对核电领域人因可靠性研究的发展做出了分析与展望。
本文的相关方法对复杂人因可靠性的研究有重要的意义。
清湖光旭数据科技(北京)有限公司北京 100084摘要随着我国核能的发展，人因可靠性研究越来越重要. 本文通过对过去几十年中国核电厂人因可靠性研究方法的回顾，说明了人因可靠性研究的复杂性、重要性和可能性。
在此基础上，对核电领域人因可靠性研究的发展做出了分析与展望。
本文的相关方法对复杂人因可靠性的研究有重要的意义。
关键词人因；可靠性；核电厂1引言在核电领域，人的失误造成系统失效的贡献的份额占满功率运行的核电厂事件的50%以上，占低功率运行或停堆期间事件总贡献的70%；近海石油钻探中人误导致的事故占70%；由于飞行员判断失误造成商业航班空难的至少占50%。
[1]因此，在概率风险评价（PRA）中正确地考虑人的失误和其概率的定量化是十分重要的。
为了完成这一要求，必须正确选择和验证人的可靠性分析(HRA)方法和恰当计算出人的失误概率。
2核电领域的人因可靠性研究自1991年开始，NNSA组织HRA的中国专家组投入精力对中国核电厂中操纵员的可靠性开展研究：集中在有关HRA的可接受模型及方法研究，调研国际上现有的操纵员认知过程模型，利用模拟机收集操纵员的可靠性数据，,建立相应的人的可靠性数据库并开发计算机软件用于人的可靠性分析，提出改进人机界面质量、培训水平、操作规程、组织管理等方面的建议，并初步探讨了改善人的可靠性方面的心理研究，它将有利于提高核电厂人员的心理素质。
[2]2.1核电厂操纵员认知可靠性模型研究人的认知可靠性模型HCR是定量进行人的可靠性分析(HRA)模型中最有影响的一种。
HCR模型提出了人的行为类型的三种类型假定，即技能型、规则型、知识型。
根据核电厂模拟器实验的结果可以得到相应的三条时间－人员不响应概率曲线，其中时间是实际反应时间与完成操作的中值时间T0.5之比所得到的归一化时间。
核电厂数字化主控室操纵员的响应计划可靠性评估模型
核电厂数字化主控室操纵员的响应计划可靠性评估模型
李鹏程;张力;戴立操;蒋建军
【期刊名称】《原子能科学技术》
【年(卷),期】2018(052)002
【摘要】响应计划可靠性是人因可靠性分析的重要组成部分.为了对响应计划可靠性进行定量评价,通过与核电厂操纵员访谈,建立了数字化主控室操纵员的响应计划可靠性因果概念模型.在此基础上建立响应计划可靠性的定量评价程序,指导响应计划可靠性的定量风险评价,并通过实例分析说明该方法的具体应用.结果表明,该评价模型或方法能为操纵员的响应计划可靠性定量评价提供新的思路和方法支持.【总页数】8页(P326-333)
【作者】李鹏程;张力;戴立操;蒋建军
【作者单位】南华大学人因研究所,湖南衡阳 421001;南华大学人因研究所,湖南衡阳 421001;湖南工学院人因与安全管理研究所,湖南衡阳 421002;南华大学人因研究所,湖南衡阳 421001;南华大学人因研究所,湖南衡阳 421001
【正文语种】中文
【中图分类】X946
【相关文献】
1.基于FDS的核电厂主控室操纵员撤离的火灾数值模拟研究 [J], 史强;宋维;左嘉旭;王昆鹏;张春明;柴建设
2.时间压力对数字化核电厂主控室操纵员心理负荷和作业绩效的影响 [J], 孙璐;张
力;青涛;贾惠侨
3.利用可信性模糊回归模型研究核电厂操纵员事故响应时 [J], 方向;赵炳全
4.核电厂数字化主控室操纵员行为形成因子评价模型 [J], 刘艳琪;张力;刘雪阳;刘建桥;李林峰
5.数字化核电厂主控室操纵员监视行为转移规律研究 [J], 张力;李林峰;卢长申;陈青青;李鹏程;黄卫刚;戴忠华;黄远征
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核电厂数字化主控室的人因失误及防范措施
核电厂数字化主控室的人因失误及防范措施发布时间：2022-07-27T05:37:51.087Z 来源：《中国电业与能源》2022年第5期3月作者：李伟[导读] 基于集散式仪控系统（DCS）的先进数字化主控室已经在核电行业得到广泛的运用,李伟山东核电有限公司山东省海阳市264000摘要：基于集散式仪控系统（DCS）的先进数字化主控室已经在核电行业得到广泛的运用, 它具有强大的数据采集和自动监测能力，比传统主控室有更加丰富的参数信息，然而这也给主控室操纵员带来前所未有的挑战。
DCS系统为操纵员提供大量电厂信息的同时，也导致监测和控制直观性变差，极易带来一些人因陷阱。
本文在数字化主控室应用背景下，探讨操纵员人因失误发生的机理，并研究应该采取何种措施来避免这些陷阱，扬长避短，确保数字化主控室能够更好地服务于核电机组的运行。
关键词：核电厂；数字化主控室；人因失误防范。
1.引言人因绩效的提高对于核电厂风险控制有相当重要的意义。
DCS（Distributed Control System）技术，是利用计算机技术对生产过程进行集中监测、操作、管理和分散控制的一种控制技术。
采用集散控制系统和先进控制室，围绕安全性和可用性两个目的标准进行设计与建造。
人因失误的分析的前提是需要对人因失误进行分类。
根据后果是否即时显现，可以把其分为即时型失误和滞后型失误。
2.数字化主控室人因失误研究的应用背景对于即时型失误，往往会引发主控室警告，对于此类失误，操纵人员往往能够自行发现而进行纠错，减少事故后果的产生。
滞后型失误的后果在一定条件下才会显现，如现场状态与主控状态不一致，具有一定的隐蔽性，会在主控室按照正常操作之后出现异常警告中发现。
数字化控制的一个优势就是可以在同一操作画面中实现多个设备的功能，操纵员只需要通过鼠标操作就能快速切换，然而这也带来一定的人因风险。
主控的操作失误主要发生在对控件的操作上，分为目标错误和行为错误。
浅谈核电厂运行的人因失效分析和预防措施
浅谈核电厂运行的人因失效分析和预防措施摘要：核电厂安全运行和员工自身行为有着密切的联系性，在大规模复杂环境系统中，因为人为失误引起的系统失效或者安全隐患普遍存在，在核电站运行期间，加强人因失误的防范和探究力度是很有必要的，这就需要合理的分析人因失误造成的不良现象，合理使用各项工具，减少对核安全造成危害的人因失误，在增强运行人员行为规范和合理使用工具的基础上实施各项工作。
关键词：核电厂运行；人因失效分析；预防措施核电是世界上十分重要的一项能源，其具备能源消耗量少以及能量大的特征。
在核电站建造的几十年中，诸多国家利用核能进行发电，我国是最近使用的一个国家，虽然核能发电产生的效果良好，可是从实际情况来看，也有着大大的危害性存在。
比如核能属于一项核裂变的能源，其能源的释放速度无法得到有效的控制，增加了核泄露出现概率，对周围环境产生了不良的影响，难以在短时间内加以恢复。
1、对于人因失效的论述1.1人因失效的定义和特征表现人因失效主要是指人的行为和结果与规定目标相分离，形成了不良的影响。
通过相关分析来看，产生人因失效的主要原因划分为两种，分别是工作条件设计不到位引起的，另外一方面则是人自身不安全行为造成的，人的不安全行为是导致人因失效的基本原因和重要影响因素。
人因失效的具体意思是人员某项事物行为引起的不良后果，该项结果并没有依照预期方向加以发展，而是产生了坏的后果，导致人的行为和努力得不到有效回报，失去了整体效果。
人因失效的发生主要是因为工作环境和人自身行为两方面形成的。
在核电厂运行期间，人因失效主要表现为各个环节的技术设计不合理、人安全意识缺失、人的行为没有按照标准和失误造成的，其中人的原因在核电厂人因失效中占据着非常大的地位。
在核电厂运行期间，人因失效的特征表现在以下几方面，第一，因为核电厂安全系数要求非常高，因此人因失效产生概率是非常低的，但是难以有效避免。
第二，工作条件可以导致人因失效的形成，比如核电厂技术高标准要求和工作环境的压抑性将会提升人因失效出现概率，为后期埋下严峻的后果。
核电厂运行的人因失效分析和预防建议
核电厂运行的人因失效分析和预防建议发布时间：2022-04-26T16:02:10.986Z 来源：《中国科技信息》2022年1月第1期作者：宋鹏安[导读] 核电行业经过几十年的发展,核电技术日益成熟。
宋鹏安福建福清核电有限公司福建福清 350318摘要：核电行业经过几十年的发展,核电技术日益成熟。
近几十年工业水平的提高,使设备的可靠性得到极大的提升。
数字化的发展在核电行业的应用,使很多日常操作得到简化。
理论技术、工业水平、数字化及自动化的发展使核电站越来越安全,核事件核事故似乎已经不可能再发生。
但是在核电运行操作中,最重要最不可忽视的是“人”。
“人”就是核电中最不确定的因素。
据统计,核电站里面出的事故由人因失误造成的占70％以上,所以对于人因失误的研究,显得越来越重要。
关键词：核电站；人因失效；原因引言高科技的迅猛发展，自动化在当代工业生产中的比重日益增加，使人因管理在日常生产中受到越来越多的重视。
在核电企业，当从业者把“核电无小事”作为安全管理的基本出发点后，就注定了人因管理在生产过程中的重要性，而作为生产一线的运行值，在不断地摸索和探求中对于人因管理有着自己一套行之有效的方法。
1核电厂运行的人因失效的原因1.1缺乏必要的岗前教育和岗前培训对于现代生产系统中的人，并不是以一个孤立的个体出现，而是作为组织中的一员而存在的，任何个体造成的失误或对失误的防范都是在该组织综合管理下实现的。
人的因素应从个体扩展到组织中的人，突出人的社会属性和精神属性，强调组织管理对人员可靠性，系统效率的作用。
并且，组织也是可能犯错的。
组织犯错归根到底也是一种人因失误，是对其安全性最大的潜在威胁，典型的组织错误包括管理制度缺陷、不充分的培训、管理者的错误决策等。
1.2技术因素运行人员的专业技能对他们所做的工作有一定的影响。
核电厂要求工作人员具备一定的职业技术水平，必要时持证上岗。
工作的完成程度取决于工作人员的技术水平。
核电厂运行的人因失效分析和预防建议
核电厂运行的人因失效分析和预防建议摘要：随着科技的发展，设备可靠性和工作环境的改善，设备故障引发的核电站事故所占比重已经降低到相对低的程度，其中人为因素错误已成为引起核电站重大事故的原因。
实际上，美国、日本、法国、德国、瑞典、瑞士等多国最近几年所做关于核电站人员伤亡统计数据显示，这六国核电站事故发生率都在60%以上，最高的甚至达到85%以上。
从大亚湾核电站的实际情况来看，人为因素在核电站事故中所占的比例也很高约为50%，表明单纯依靠提升系统的可靠性，已无法确保核电站的安全。
由于人是设计、建造、运行和维护的主要力量，也是整个过程的管理者，主要的设备故障基本上都是由人引起的。
关键词：核电厂；人因失效分析；预防建议引言伴随着核电技术的持续发展，核电设备的稳定性有了很大提升。
当前，核电厂的安全隐患并没有因为设备问题而产生，但最主要原因却是人为事件。
根据国内核电站的数据库无论是程序问题，还是设备异常，都是人为造成的，另外，在对人为造成事故的整个过程展开了一次有效的分析，并对各个阶段的人为事件展开了一次趋势分析。
本文提出对人为故障进行标准化的方法，并指出要想解决核电站事故，最重要的方法就是提升核电站的管理水平，同时，加强员工的安全教育可以提升核电站安全系数。
一、人因失效概念对于“人因失效”的定义，学界尚未形成统一的认识。
对此，各有专家、学者从各个方面进行界定，从心理学视角给“人因失效”下定义：“人因失效”是指在完成一系列有规划心理操作行为后未能实现期望的效果，且无法将其归结为某种外部因素的干扰。
其中，在工程领域对人因故障也下了一个定义即：凡是超出某种接受准则（即对系统正常运行所要求接受准则或允许的范围）人的行动。
有的人认为只要对制度起作用的人的行动（包括完成或未完成的行动）超过制度允许限度就是人为因素，还有的人把人因失效界定为：在未超出人机系统设计功能范围的情况下，人们为完成自己工作而采取有规划的行为失败，包括个人、团队、组织。
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910177345.7
(22)申请日 2019.03.08
(71)申请人 湖南工学院
地址 421002 湖南省衡阳市珠晖区衡花路
18号
(72)发明人 蒋建军 胡鸿 廖远志 廖可兵
方小勇 吴文 李发权 江发明
贾慧侨 席廖姿
(74)专利代理机构 衡阳雁城专利代理事务所
(普通合伙) 43231
代理人 颜田庆
(51)Int.Cl.
G06F 17/50(2006.01)
(54)发明名称
一种核电站数字化主控室操纵员人因可靠
性分析方法
(57)摘要
一种核电站数字化主控室操纵员人因可靠
性分析方法，涉及人因工程技术领域，该人因可
靠性分析方法包括步骤一、确定在事故下核电站
数字化主控室操纵员的动态认知过程包括监视、
决策和执行三个认知阶段，以该三个认知阶段的
失误率之和表示人因可靠性；步骤二、采用指数
结构定义各认知阶段的失误率关系式；步骤三、
确定步骤二中各认知阶段的影响因子以及影响
因子处于不同等级下的权重；步骤四、确定步骤
二中各认知阶段的修正系数。
本发明的核电站数
字化主控室操纵员人因可靠性分析方法以核电
厂数字化主控室为背景，提出操纵员基于PSFs权
重的人因可靠性分析方法，该方法可以提高操纵
员事故执行过程的人因可靠性，
减少失误。
权利要求书2页 说明书15页 附图3页CN 109918791 A 2019.06.21
C N 109918791
A
1.一种核电站数字化主控室操纵员人因可靠性分析方法，其特征在于，包括：
步骤一、确定在事故下核电站数字化主控室操纵员的动态认知过程包括监视、决策和执行三个认知阶段，以该三个认知阶段的失误率之和表示人因可靠性；
P 事故处理点(t ,w)＝P 监视(t ,w)+P 决策(t ,w)+P 执行(t ,w) (1)
其中，P表示失误率；t表示时间；w表示影响因子权重；
步骤二、
采用指数结构定义各认知阶段的失误率关系式；
其中，i表示认知类别，i＝1表示监视，i＝2表示决策，i＝3表示执行；k i 表示不同认知阶段的修正系数；W i ,j 表示第i个认知类别的第j个影响因子权重；W i ,j ,v 表示第i个认知类别的第j个影响因子处于第v个等级的权重；
步骤三、确定步骤二中各认知阶段的影响因子以及影响因子处于不同等级下的权重；步骤四、确定步骤二中各认知阶段的修正系数。
2.根据权利要求1所述的核电站数字化主控室操纵员人因可靠性分析方法，其特征在于：在步骤三中，通过文献调研、访谈、前期研究的方法，并根据核电站数字化主控室的特征，确定监视、决策、执行三个认知阶段的影响因子；监视过程中的影响因子包括操纵员经验、人机界面、心理压力和疲劳；决策过程中的影响因子包括操纵员经验、任务复杂性、心理压力和班组协调性；执行过程中的影响因子包括操纵员培训水平、人机界面复杂性、紧张度和因素的干扰。
3.根据权利要求2所述的核电站数字化主控室操纵员人因可靠性分析方法，其特征在于：在步骤三中，各认知阶段影响因子及影响因子等级权重均采用层次分析法获得，所述层次分析法包括如下步骤：
一、将问题的要素集分组化、层次化，以建立多级递阶结构模型；
二、在多级递阶结构模型中，对属于同一父要素的要素集，根据判断尺度确定它们的相对重要度，并据此建立对比矩阵；
三、通过计算确定各要素的相对重要度；
四、对相对重要度进行归一化处理，所得数值集即为该要素集对父要素的权系数集。
4.根据权利要求3所述的核电站数字化主控室操纵员人因可靠性分析方法，其特征在于：在步骤三中，确定的监视过程中的影响因子及影响因子等级权重如下：
操纵员经验的权重为40％，操纵员经验处于丰富、一般、较差不同等级下的权重分别为41％、34％、25％；
人机界面的权重为18％，人机界面处于较好、一般、较差不同等级下的权重分别为47％、32％、21％；
心理压力的权重为32％，心理压力处于较少、一般、较大不同等级下的权重分别为48％、32％、20％；
疲劳的权重为10％，疲劳处于精力较充沛、一般、较疲劳不同等级下的权重分别为39％、32％、29％。
5.根据权利要求4所述的核电站数字化主控室操纵员人因可靠性分析方法，其特征在于：在步骤三中，确定的决策过程中的影响因子及影响因子等级权重如下：
权 利 要 求 书1/2页2CN 109918791 A。