核電廠規(guī)程開(kāi)發(fā)質(zhì)量保證方法研究

　　摘要：核安全的重要性和核電系統(tǒng)的復(fù)雜性造就了核電廠規(guī)程的重要地位。近幾年由于各電廠對(duì)于人因工程的重視程度提高，人因事件總體比例下降，工作實(shí)踐類問(wèn)題的占比減少了，但程序和文件類問(wèn)題尚未得到較好的解決，規(guī)程質(zhì)量至關(guān)重要。為了解決這一問(wèn)題，降低規(guī)程對(duì)人因事件的影響，提高核電廠規(guī)程開(kāi)發(fā)的質(zhì)量，在對(duì)標(biāo)準(zhǔn)要求和規(guī)程體系對(duì)比研究的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了開(kāi)發(fā)過(guò)程及行業(yè)內(nèi)相關(guān)情況，提出了規(guī)程開(kāi)發(fā)質(zhì)量保證方法，該方法對(duì)各堆型及實(shí)驗(yàn)堆具有普適的參考意義。

　　關(guān)鍵詞：規(guī)程開(kāi)發(fā);人因工程;質(zhì)量保證

　　0引言

　　核安全的重要性和核電系統(tǒng)的復(fù)雜性造就了核電廠規(guī)程的重要地位。遵守程序作為核電廠防人因失誤工具的關(guān)鍵一項(xiàng)，已成為核安全文化的一部分，規(guī)程質(zhì)量至關(guān)重要。經(jīng)調(diào)研，核電廠規(guī)程相關(guān)問(wèn)題的總體趨勢(shì)如下：◇人因因子占總體事件的比例有明顯下降趨勢(shì)�！蟪绦蚝臀募�缺陷類問(wèn)題占總體事件比例基本不變，略有上升�！蠊ぷ鲗�(shí)踐類問(wèn)題占人因因子比例逐年下降�！蟪绦蚝臀募�缺陷類問(wèn)題占人因因子比例逐年上升，在2018年首次超過(guò)工作實(shí)踐類問(wèn)題，成為人因因子中占比最高的問(wèn)題。

　　容易發(fā)現(xiàn)，近幾年各電廠對(duì)于人因工程的重視程度提高，人因事件總體比例下降。主要的成果是將工作實(shí)踐類問(wèn)題的占比減少了，但程序和文件類問(wèn)題尚未得到較好的解決。為了解決這一問(wèn)題，降低規(guī)程對(duì)人因事件的影響，提高核電廠規(guī)程開(kāi)發(fā)的質(zhì)量，在對(duì)標(biāo)準(zhǔn)要求和規(guī)程體系對(duì)比研究的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了開(kāi)發(fā)過(guò)程及行業(yè)內(nèi)相關(guān)情況，提出了規(guī)程開(kāi)發(fā)質(zhì)量保證方法，該方法對(duì)各堆型及實(shí)驗(yàn)堆具有普適的參考意義。

　　1核電廠規(guī)程體系介紹

　　規(guī)程開(kāi)發(fā)的目標(biāo)是確保電廠以安全的方式啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)和停運(yùn)，所有與安全有關(guān)的構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件的運(yùn)行必須按詳細(xì)的、書面的和已批準(zhǔn)的規(guī)程進(jìn)行。國(guó)家核安全局對(duì)核電廠規(guī)程體系選擇方面無(wú)明確說(shuō)明，相關(guān)文件規(guī)定如下：《HAF103》中7.3節(jié)要求：“所制定的運(yùn)行規(guī)程必須包括核電廠正常運(yùn)行、預(yù)計(jì)運(yùn)行事件和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故情況下應(yīng)采取的行動(dòng)，并盡可能列入有關(guān)嚴(yán)重事故的條文。

　　在預(yù)計(jì)運(yùn)行事件和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故情況下可以使用系統(tǒng)定向的程序，但嚴(yán)重事故情況下宜使用以事故征兆為基礎(chǔ)的診斷和處理程序，并動(dòng)用核電廠可供利用的全部能力;規(guī)程應(yīng)便于執(zhí)行人員按照正確的順序進(jìn)行操作;必須明文規(guī)定運(yùn)行人員被迫偏離書面程序情況下的責(zé)任和聯(lián)絡(luò)渠道[1]。”《核動(dòng)力廠運(yùn)行安全規(guī)定》中5.2.3節(jié)要求：“必須制定正常運(yùn)行規(guī)程，以保證核動(dòng)力廠運(yùn)行在運(yùn)行限值和條件之內(nèi)。對(duì)預(yù)計(jì)運(yùn)行事件和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故必須制定事件導(dǎo)向規(guī)程或征兆導(dǎo)向規(guī)程，還必須制定應(yīng)急運(yùn)行規(guī)程或嚴(yán)重事故(超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故)管理指南。”征兆導(dǎo)向法(SEOP)和狀態(tài)導(dǎo)向法(SOP)都屬于上文中“征兆導(dǎo)向規(guī)程”的范疇，都符合要求。

　　1.1征兆導(dǎo)向法(SEOP)

　　征兆導(dǎo)向規(guī)程是以事故分析的概率論方法為基礎(chǔ)，認(rèn)為核電廠的安全由一些與安全相關(guān)的參數(shù)控制，這些值的變化被稱為“征兆”，只要所有安全相關(guān)參數(shù)在預(yù)先規(guī)定的范圍內(nèi)，就能夠確保電廠的關(guān)鍵安全功能(CFSs)。如果任一或多個(gè)參數(shù)超過(guò)安全限度，核電廠就處于異常工況或緊急狀態(tài)，此時(shí)操縱員可以利用針對(duì)征兆所制定的事故規(guī)程使核電廠恢復(fù)到安全狀態(tài)。征兆導(dǎo)向事故規(guī)程的處理策略有兩種：

　　1)如果事件可以被診斷，則采用基于事件的規(guī)程，稱為最佳恢復(fù)導(dǎo)則(ORGs)。

　　2)如果事件不能被診斷，通過(guò)監(jiān)視關(guān)鍵安全功能(CFSs)來(lái)克服事件導(dǎo)向法的一些局限性，引導(dǎo)并恢復(fù)電廠安全狀態(tài)。因此，征兆導(dǎo)向可以幫助操縱員處理復(fù)雜的異常事件和選擇最合適的操作來(lái)恢復(fù)核電廠的安全狀態(tài)，進(jìn)一步提高了核電廠的安全性。從其內(nèi)容上看，它不僅考慮對(duì)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故的處置，也考慮了多重故障。

　　從處置的手段看，它首先保證核電廠的關(guān)鍵安全功能的完備，同時(shí)診斷事故的性質(zhì)，一旦診斷清楚，則進(jìn)入相應(yīng)的事件導(dǎo)向最佳恢復(fù)導(dǎo)則(ORGs);若由于操縱員誤動(dòng)作造成關(guān)鍵安全參數(shù)異常，則通過(guò)持續(xù)對(duì)關(guān)鍵安全參數(shù)進(jìn)行監(jiān)督的關(guān)鍵安全功能恢復(fù)規(guī)程(FRGs)引導(dǎo)操縱員去糾正錯(cuò)誤動(dòng)作，保證核電廠最終達(dá)到穩(wěn)定的安全狀態(tài)。

　　1.2狀態(tài)導(dǎo)向法(SOP)

　　狀態(tài)導(dǎo)向法基于反應(yīng)堆和相關(guān)系統(tǒng)的中子物理和熱工水力原理，對(duì)反應(yīng)堆、蒸汽發(fā)生器和安全殼這3個(gè)與核安全直接相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)備的行為進(jìn)行模型化，從安全角度，提出了表征核電站事故后機(jī)組狀態(tài)的6個(gè)狀態(tài)功能(StateFunction)。根據(jù)反映機(jī)組狀態(tài)的6個(gè)狀態(tài)功能的物理參數(shù)特征，為了機(jī)組的安全、穩(wěn)定狀態(tài)，狀態(tài)導(dǎo)向法建立了一整套保證控制機(jī)組狀態(tài)惡化并退防的運(yùn)行策略。這些運(yùn)行策略，基于6個(gè)狀態(tài)功能之間的各種可能組合而確定，其中融合了不同狀態(tài)功能所需的優(yōu)先順序。進(jìn)而，運(yùn)行規(guī)程架構(gòu)設(shè)計(jì)了循環(huán)監(jiān)測(cè)、循環(huán)診斷導(dǎo)向，確保適時(shí)使用恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)行策略，達(dá)到全局控制機(jī)組狀態(tài)的目的。

　　1.3對(duì)比分析

　　SOP和SEOP都在EOP基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化，SOP不依賴于具體的始發(fā)事件，基于對(duì)機(jī)組所體現(xiàn)出來(lái)的狀態(tài)，結(jié)合實(shí)際參數(shù)指引進(jìn)入相應(yīng)的事故處理規(guī)程。在狀態(tài)參數(shù)循環(huán)診斷過(guò)程中融入事件導(dǎo)向指引，即狀態(tài)導(dǎo)向+事件導(dǎo)向。SOP程序?qū)崿F(xiàn)了閉環(huán)控制：診斷——行動(dòng)——監(jiān)督——重新定向——行動(dòng)。SEOP結(jié)合EOP和SOP規(guī)程的特點(diǎn)。其原理為，先運(yùn)用事件導(dǎo)向及時(shí)進(jìn)行事故處理，當(dāng)發(fā)生疊加事故等復(fù)雜事故時(shí)，運(yùn)用征兆導(dǎo)向進(jìn)行診斷處理，即事件導(dǎo)向+征兆導(dǎo)向。

　　SOP文件體系覆蓋全面，按照人員職責(zé)劃分，結(jié)構(gòu)高度格式化、系統(tǒng)化;SEOP文件體系只包含事故部分，按照機(jī)組功能劃分，文件體系相對(duì)分散，但分類明確。通過(guò)介紹和對(duì)比分析，SEOP在事故處理上具有一定的優(yōu)勢(shì)，其事件導(dǎo)向+征兆導(dǎo)向的線性結(jié)構(gòu)在事故處理中體現(xiàn)出來(lái)的高效性和使用體驗(yàn)更有優(yōu)勢(shì)。SOP優(yōu)化后在二代加的基礎(chǔ)上有大幅提升，可執(zhí)行性和使用體驗(yàn)得到大幅提升。

　　2規(guī)程開(kāi)發(fā)過(guò)程介紹

　　事故處理規(guī)程的開(kāi)發(fā)分為多個(gè)步驟，確定事故處理導(dǎo)則或規(guī)程的原則：事故處理導(dǎo)則或規(guī)程的原則涉及事故處理方法的確定，事故處理導(dǎo)則或規(guī)程在核電廠規(guī)程中的作用，導(dǎo)則或規(guī)程人因工程、運(yùn)行組織等方面的內(nèi)容，事故處理規(guī)程和事故處理導(dǎo)則在導(dǎo)向方法上應(yīng)保持一致。-事故處理導(dǎo)則：根據(jù)所確定的事故處理導(dǎo)則或規(guī)程的原則，進(jìn)行事故處理導(dǎo)則開(kāi)發(fā)。

　　事故處理導(dǎo)則是事故處理規(guī)程的技術(shù)基礎(chǔ)，事故處理導(dǎo)則的開(kāi)發(fā)一般有兩種方法，革新法和參考法。編寫事故處理規(guī)程編者導(dǎo)則：編者導(dǎo)則用于規(guī)范并保證事故處理規(guī)程是完整的、準(zhǔn)確的、易讀的和易使用的。編者導(dǎo)則應(yīng)包含將事故處理導(dǎo)則轉(zhuǎn)化成事故處理規(guī)程的方法。編寫事故處理規(guī)程：按照編者導(dǎo)則，基于事故處理導(dǎo)則，編寫核電廠的事故處理規(guī)程。需要考慮對(duì)編寫者的要求、由導(dǎo)則轉(zhuǎn)化為規(guī)程、功能分析和任務(wù)分析、驗(yàn)證和確認(rèn)等。

　　3行業(yè)內(nèi)技術(shù)進(jìn)展

　　3.1基于人因工程的事故規(guī)程配套畫面問(wèn)題

　　以XX數(shù)字化主控室的數(shù)字化事故規(guī)程配套畫面，存在畫面設(shè)計(jì)與規(guī)程功能不匹配、設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)考慮不足影響效率、人因工效學(xué)考慮不足等問(wèn)題進(jìn)行介紹如下[3]：

　　1)畫面設(shè)計(jì)與規(guī)程所需功能不匹配通過(guò)開(kāi)展功能分析，調(diào)研數(shù)字化規(guī)程與配套頁(yè)面對(duì)應(yīng)顯示信息發(fā)現(xiàn)，顯示頁(yè)面存在多個(gè)多余信息，占用大量空間。多余信息干擾操縱員對(duì)狀態(tài)監(jiān)視、增加監(jiān)視負(fù)荷，浪費(fèi)空間導(dǎo)致原本一頁(yè)能夠呈現(xiàn)的對(duì)應(yīng)信息需要2～3張頁(yè)面方能完成，同時(shí)增加頁(yè)面調(diào)取、管理工作負(fù)荷。

　　2)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)不足影響工作效率多年模擬機(jī)復(fù)訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)反饋發(fā)現(xiàn)，畫面設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)考慮不足。例如，許多鏈接與任務(wù)無(wú)關(guān)，同時(shí)許多本可以增加工作效率的鏈接頁(yè)面中未有考慮，操縱員需要通過(guò)自身的長(zhǎng)時(shí)記憶調(diào)取這些頁(yè)面，花費(fèi)頁(yè)面調(diào)取時(shí)間的同時(shí)增加操縱員的認(rèn)知負(fù)荷。

　　3)人因工效學(xué)考慮不足電廠經(jīng)驗(yàn)反饋發(fā)現(xiàn)，頁(yè)面的許多不良經(jīng)驗(yàn)反饋是由未能有效對(duì)人視覺(jué)信息顯示人因工效學(xué)維度開(kāi)展深入評(píng)估造成的。例如，界面布局對(duì)視覺(jué)監(jiān)視規(guī)律考慮不夠充分，信息布局、重要信息、參數(shù)、報(bào)警未能充分利用顏色、圖形等方式增加操縱員注意力，未能充分考慮格式塔視覺(jué)認(rèn)知經(jīng)典理論中的相似性、相近性、連續(xù)性等問(wèn)題的影響。

　　3.2優(yōu)化方案

　　1)優(yōu)化界面布局及邊界形式根據(jù)經(jīng)驗(yàn)反饋里的界面信息設(shè)置及布局問(wèn)題和任務(wù)分析，確定必要信息、提出多余信息，對(duì)信息內(nèi)容布局進(jìn)行分類和重要度優(yōu)化，同時(shí)使用不同顏色邊框進(jìn)行區(qū)分，減少操縱員辨識(shí)信息區(qū)域時(shí)的認(rèn)知負(fù)荷。

　　2)圖形化顯示重點(diǎn)參數(shù)數(shù)值顯示的參數(shù)因?yàn)樾枰�較為深入的認(rèn)知加工過(guò)程，因此出現(xiàn)異常不易引起操縱員注意，考慮到人對(duì)于圖形輪廓及顏色的認(rèn)知負(fù)荷較低且更易引起注意，為了強(qiáng)調(diào)重要參數(shù)，減少操縱員對(duì)此的認(rèn)知負(fù)荷，優(yōu)化時(shí)引入圖形顯示工具，例如色條圖形式，一旦到達(dá)閾值，色條圖變色。

　　3)精細(xì)化鏈接設(shè)計(jì)根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及操縱員行為數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，界面調(diào)取任務(wù)占用操縱員大量認(rèn)知負(fù)荷和時(shí)間，而快速鏈接是數(shù)字化規(guī)程執(zhí)行效率的重要影響因素。因此，秉持“一次點(diǎn)擊，即達(dá)目的”的原則進(jìn)行優(yōu)化，系統(tǒng)類畫面由原需要操縱多次優(yōu)化為一次，增加參數(shù)、趨勢(shì)類畫面，標(biāo)題即為鏈接。

　　4)儀表故障智能輔助診斷將單一物理量平均值顯示方式優(yōu)化為畫面比較所有測(cè)量值，差值超預(yù)設(shè)值后顯示框激活為紅色閃爍框，以此提醒操縱員出現(xiàn)異常參數(shù)、設(shè)備。

　　5)重要狀態(tài)參數(shù)智能輔助診斷針對(duì)事故程序主要控制的目標(biāo)參數(shù)(見(jiàn)第一節(jié)規(guī)程體系內(nèi)的介紹)，根據(jù)規(guī)程對(duì)參數(shù)的要求，使用智能技術(shù)對(duì)其進(jìn)行輔助診斷。當(dāng)參數(shù)超控制預(yù)期，或由于事故進(jìn)展導(dǎo)致參數(shù)惡化，對(duì)參數(shù)框激活動(dòng)態(tài)提示動(dòng)作，提醒操縱員注意。

　　4規(guī)程開(kāi)發(fā)質(zhì)量保證方法

　　4.1規(guī)程開(kāi)發(fā)中的人因工程考慮

　　規(guī)程開(kāi)發(fā)中的人因工程需要考慮3個(gè)因素[4]：◇人因工程原則(如何評(píng)價(jià)規(guī)程體系或一份規(guī)程質(zhì)量的優(yōu)劣;用戶友好的規(guī)程，內(nèi)涵是什么)�！笕艘蚬こ袒顒�(dòng)(建立一套有效的方法論和過(guò)程，確保開(kāi)發(fā)和規(guī)程滿足人因工程原則和要求)�！笤谶\(yùn)電廠規(guī)程維護(hù)的人因貢獻(xiàn)(將規(guī)程開(kāi)發(fā)過(guò)程中的有益經(jīng)驗(yàn)，用于在運(yùn)電廠的規(guī)程維護(hù)和優(yōu)化)。

　　4.2規(guī)程開(kāi)發(fā)中的人因工程原則及保障方法

　　規(guī)程開(kāi)發(fā)中的人因工程頂層原則：◇完整性。◇正確性�！笄逦�性�！蟪尸F(xiàn)友好性：◇語(yǔ)言友好性�！蟾袷接押眯�(例如，構(gòu)造層次性的規(guī)程)�！罅鞒逃押眯��！笠恢滦��！蠓厘e(cuò)性。保障方法，為了確保規(guī)程的高質(zhì)量，除了執(zhí)行上述過(guò)程，還需要考慮運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、用戶能力和班組結(jié)構(gòu)匹配、人機(jī)功能匹配性、任務(wù)流程合理性、人員負(fù)荷可接受性、重要人員動(dòng)作、人機(jī)接口匹配性等因素。

　　5結(jié)語(yǔ)

　　介紹了規(guī)程體系及開(kāi)發(fā)過(guò)程，在對(duì)行業(yè)內(nèi)規(guī)程問(wèn)題及優(yōu)化情況進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了規(guī)程開(kāi)發(fā)的質(zhì)量保證方法，該方法對(duì)各堆型及實(shí)驗(yàn)堆具有普適的參考意義。

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　　2019年中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)防人因失誤研討會(huì)論文集,2019:171-180.

　　宋菲.運(yùn)行規(guī)程開(kāi)發(fā)中的人因活動(dòng)和考慮[C].2019年中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)防人因失誤研討會(huì)論文集,2019.

　　能源方向論文投稿刊物：《山西能源學(xué)院學(xué)報(bào)》(季刊)創(chuàng)刊于1988年，由山西能源學(xué)院主辦�！渡轿髂茉磳W(xué)院學(xué)報(bào)》現(xiàn)為"中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)"全文收錄期刊、"中文科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù)"收錄期刊。設(shè)置欄目：企業(yè)與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)、教育教學(xué)研究、煤礦生產(chǎn)技術(shù)、學(xué)術(shù)論壇、科技縱橫。

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