数字化工业系统人因可靠性分析方法研究

Human factor is crucial to the safety of industrial system. In comparison to the conventional industrial system, the digital industrial system differentiates on both system features and human behavior attributes. Therefore the existed human reliability analysis technique is not adaptable to the digital system. The project is expected to establish an available scientific human reliability analysis technique specified for the digital industrial system. The major research content includes the specified qualitative and quantitative analysis technique, data and application case. The study will lay a theoretical foundation and present a research tool for human reliability analysis in a digital system while make constructive contributions to safety operation, safety assessment and safety design. The study is endowed with wide and promising application future and practical worth.

人的因素对工业系统的安全性至关重要。数字化工业系统较传统工业系统无论是在系统特征方面、还是在人的行为方面都存在显著的差异，致使以往的人因可靠性分析方法对数字化工业系统不适用。本项目期望建立科学可行的数字化工业系统人因可靠性分析方法，主要研究内容包括：数字化工业系统人因可靠性定性分析方法，数字化工业系统人因可靠性定量分析方法，数字化工业系统人因可靠性数据，应用范例。如果研究成功，将可为数字化工业系统人因可靠性研究奠定理论基础、提供研究工具，同时可对数字化工业系统安全运行、系统安全性评价、系统安全性设计等领域做出积极的贡献。

发表期刊论文 52 篇，国际会议报告／论文 6篇； 被SCI 收录 7篇，EI收录 13 篇。获得国家发明专利 9项。制订国家标准1项。著作2部分别获得国家出版基金资助、国防科技图书出版基金资助。培养博士后1名，博士研究生3 名，硕士研究生22 名。研究成果已在大亚湾核电站、岭澳核电站、岭东核电厂等应用。.研究发现数字化对主控室操纵员认知行为的影响主要表现在四个方面: DCS中操纵员的认知负荷与传统控制室相比有较大的变化；人员在操纵员班组中的作用和功能发生变化；操纵员班组成员之间的交流机制和交流方式改变；操纵员执行规程的行为模式发生了改变。.探讨了DCS主控室人的失误模式变化与原因，发现在监视、状态评估、响应计划、响应执行阶段均可能发生人因失误。主要人误类型包含5大类39种：监视/检测失误（7种），状态评估失误（5种），响应计划失误（3种），响应执行失误（6种），界面管理失误（18种）。还发现DCS下存在新的人误模式，如KB-SLIP，页面配置失误、目标识别失误与信息搜集失误等传统模拟技术主控室不存在的失误模式。.构建了数字化系统人因可靠性分析方法系统，包括DCS操纵员认知行为模型、DCS-HRA方法、操纵员作业行为动态演化规律及可靠性预测模型、数字化人机界面理论优化模型，它们从不同的侧面辨识、分析系统中可能出现的主要人因事件和其产生的原因、相关因素、演变机制、发展趋势。 .为进一步验证研究中所发现的现象/事实，为所建立的数字化系统人因可靠性分析方法和模型提供相关数据，进行了20余项专门的模拟机实验及人因工程实验，包括模拟机情景意识实验，目标搜索眼动特征实验，目标识别失误实验，信息搜集失误实验，目标定位眼动试验，监视转移规律研究，注意力有效性检测实验等。.应用项目所建立方法完成了岭东核电厂人因可靠性分析项目，并通过与国际上现行SPAR-H方法分析对比，验证了本项目方法、模型的可行性和合理性。