核電站安全級設計人因失誤淺析與研究

毛海江

海南核電有限公司 海南海口 570100

1 核電站人因工程

1.1 核電站人因發展階段

人因工程是研究人機交互作用，把人的特點引入工程設計，獲得安全和高效的工藝設備與系統的新興工程技術領域，是跨越不同學科的邊緣學科，是國際科技前沿課題。人因工程以人的解剖學、生理學和心理學為基礎，研究人、機器和環境三者之間的相互作用關系，為設計安全、高效和舒適的最優狀態的技術設備及系統提供理論與方法[1]。

核電安全技術經歷了4個發展階段，形成了4個領域，即技術可靠性、人因工程、安全文化和正在形成的組織控制。前兩者屬于工程技術領域，后兩者屬于管理技術領域，后三者都與人的因素相關[2]。

1.2 核電站人因工程要素

人因工程是一門與人員使用方式的設計過程有關的綜合科學與技術，人因工程宜結合生命周期活動的整體進行規劃，工程過程模型如圖1所示

圖1 工程過程模型

同時人因工程活動計劃宜考慮：①過去的經驗和現在的實踐，以識別相關的人因工程關注點；②已有的人因工程研究、報告、導則和方法的適用性；③不同學科、工作組、組織間的協作，以確定和執行人因工程活動；④統籌考慮人因工程和其他生命周期活動。

在整個項目生命周期內，人因工程活動宜針對重要的人員接口關注下列基本要素：①任務；②工作環境；③設備；④人員；⑤組織和支持。

1.3 人因工程實施偏差

人因工程實施基于以上基本要素開展，而人因工程偏差可通過試驗、評價或者運行經驗來確定，并采用正規機制來記錄、評價和解決這些偏差，常用的方法有書面評價法、操作員訪談法、靜態仿真模擬法以及動態實驗法，其中動態實驗驗證是最優驗證方法，可用來評估一致性、可理解性和有效性相關問題，適用于設計的各個階段，使用較為普遍。

2 安全級設計人因失誤趨勢

安全級設計完成后通過工廠測試驗證，設計偏差項會被定義為不符合項，HAF003中對不符合項的規定：性能、文件或程序方面的缺陷，因而使某一物項的質量變得不可接受或不能確定。

對近年來我司應用國產自主化平臺FirmSys的核電項目中安全級設計不符合項趨勢進行統計分析，有以下特點：①應用堆首次設計不符合項數量占比明顯增加；②不符合項數量會隨堆型規模增加而增加；③各項目中人因失誤的占比均超過90%，可見人因失誤為設計階段質量主要因素。

3 改進措施

針對以上安全級設計中人因失誤的分析，結合人因工程的基本要素對安全級設計提出以下改進措施：

任務：對于重要的人員接口，應分析人因使用者完成必要任務所要執行的詳細活動，包括對使用者的決策或者交流，此類人因問題的數量占比不多，但通常產生事件的嚴重等級較高；因此對于任務的分析尤其是新要求、新方法的溝通交流需要加強，并且澄清交流信息應落實到文件中。

工作環境：國內人因設計重視主控的人機接口設計，而對設計人員的設計過程中的人因交互關注較少，人員自身因素問題中很大一部分則是因為設計人員的工作環境關注的支持欠缺引起；應改善設計人員的環境條件，提供相應支持，如配置大屏顯示器；工作場所的布置考慮人體測量學，可達距離和合適的座位高度等；項目進度緊張情況下增加可用資源，提供平臺工具易用性。

設備：系統和設備故障引起異常的同時也為人員決策和行動帶來更多錯誤的可能，因此硬件采購時人因工程考慮應納入如設備標準化和便利化；設備或集成系統性能是明確并經過確定驗收的；設備或者系統應當提供適當的培訓以降低對系統和設備故障進行錯誤響應或者設計的可能。

人員：人的知識和能力須滿足或超過相應的任務要求，目前出現的人員自身因素根本原因在于人員能力存在短板，在進行設計時未對自己負責內容進行規劃，對設計工作內容掌握不夠熟練，因此需要靠合理的技術培訓和資質認定程序來實現，培養出員工敢于質疑的工作態度。

組織和支持：需要從人員編制、培訓、工作計劃、規程、使用者參與和驗收、溝通和協調以及安全文化等方面進行綜合考慮；合理的組織和支持是項目順利實施的前提，核安全意識/質量意識是關鍵，進度/質量發生沖突時需要保證質量優先。

4 結語

安全級設計是保證核電站保護系統安全可靠的關鍵環節，本文將人因工程理念結合廣利核公司近年來實施的重大核電項目實踐，通過廠內實驗分析比較出不同項目安全級設計過程中的人因失誤趨勢，同時通過對根本原因的分析，得出當前安全級設計過程中主要人因失誤的影響因子；針對安全設計過程中顯著薄弱環節提出改進建議，部分建議措施已在安全級設計過程中實施，對后續項目的設計質量有一定的改善作用。