核电站安全级设计人因失误浅析与研究

毛海江

海南核电有限公司 海南海口 570100

1 核电站人因工程

1.1 核电站人因发展阶段

人因工程是研究人机交互作用，把人的特点引入工程设计，获得安全和高效的工艺设备与系统的新兴工程技术领域，是跨越不同学科的边缘学科，是国际科技前沿课题。人因工程以人的解剖学、生理学和心理学为基础，研究人、机器和环境三者之间的相互作用关系，为设计安全、高效和舒适的最优状态的技术设备及系统提供理论与方法[1]。

核电安全技术经历了4个发展阶段，形成了4个领域，即技术可靠性、人因工程、安全文化和正在形成的组织控制。前两者属于工程技术领域，后两者属于管理技术领域，后三者都与人的因素相关[2]。

1.2 核电站人因工程要素

人因工程是一门与人员使用方式的设计过程有关的综合科学与技术，人因工程宜结合生命周期活动的整体进行规划，工程过程模型如图1所示

图1 工程过程模型

同时人因工程活动计划宜考虑：①过去的经验和现在的实践，以识别相关的人因工程关注点；②已有的人因工程研究、报告、导则和方法的适用性；③不同学科、工作组、组织间的协作，以确定和执行人因工程活动；④统筹考虑人因工程和其他生命周期活动。

在整个项目生命周期内，人因工程活动宜针对重要的人员接口关注下列基本要素：①任务；②工作环境；③设备；④人员；⑤组织和支持。

1.3 人因工程实施偏差

人因工程实施基于以上基本要素开展，而人因工程偏差可通过试验、评价或者运行经验来确定，并采用正规机制来记录、评价和解决这些偏差，常用的方法有书面评价法、操作员访谈法、静态仿真模拟法以及动态实验法，其中动态实验验证是最优验证方法，可用来评估一致性、可理解性和有效性相关问题，适用于设计的各个阶段，使用较为普遍。

2 安全级设计人因失误趋势

安全级设计完成后通过工厂测试验证，设计偏差项会被定义为不符合项，HAF003中对不符合项的规定：性能、文件或程序方面的缺陷，因而使某一物项的质量变得不可接受或不能确定。

对近年来我司应用国产自主化平台FirmSys的核电项目中安全级设计不符合项趋势进行统计分析，有以下特点：①应用堆首次设计不符合项数量占比明显增加；②不符合项数量会随堆型规模增加而增加；③各项目中人因失误的占比均超过90%，可见人因失误为设计阶段质量主要因素。

3 改进措施

针对以上安全级设计中人因失误的分析，结合人因工程的基本要素对安全级设计提出以下改进措施：

任务：对于重要的人员接口，应分析人因使用者完成必要任务所要执行的详细活动，包括对使用者的决策或者交流，此类人因问题的数量占比不多，但通常产生事件的严重等级较高；因此对于任务的分析尤其是新要求、新方法的沟通交流需要加强，并且澄清交流信息应落实到文件中。

工作环境：国内人因设计重视主控的人机接口设计，而对设计人员的设计过程中的人因交互关注较少，人员自身因素问题中很大一部分则是因为设计人员的工作环境关注的支持欠缺引起；应改善设计人员的环境条件，提供相应支持，如配置大屏显示器；工作场所的布置考虑人体测量学，可达距离和合适的座位高度等；项目进度紧张情况下增加可用资源，提供平台工具易用性。

设备：系统和设备故障引起异常的同时也为人员决策和行动带来更多错误的可能，因此硬件采购时人因工程考虑应纳入如设备标准化和便利化；设备或集成系统性能是明确并经过确定验收的；设备或者系统应当提供适当的培训以降低对系统和设备故障进行错误响应或者设计的可能。

人员：人的知识和能力须满足或超过相应的任务要求，目前出现的人员自身因素根本原因在于人员能力存在短板，在进行设计时未对自己负责内容进行规划，对设计工作内容掌握不够熟练，因此需要靠合理的技术培训和资质认定程序来实现，培养出员工敢于质疑的工作态度。

组织和支持：需要从人员编制、培训、工作计划、规程、使用者参与和验收、沟通和协调以及安全文化等方面进行综合考虑；合理的组织和支持是项目顺利实施的前提，核安全意识/质量意识是关键，进度/质量发生冲突时需要保证质量优先。

4 结语

安全级设计是保证核电站保护系统安全可靠的关键环节，本文将人因工程理念结合广利核公司近年来实施的重大核电项目实践，通过厂内实验分析比较出不同项目安全级设计过程中的人因失误趋势，同时通过对根本原因的分析，得出当前安全级设计过程中主要人因失误的影响因子；针对安全设计过程中显著薄弱环节提出改进建议，部分建议措施已在安全级设计过程中实施，对后续项目的设计质量有一定的改善作用。