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智能化核電站作為現代核能技術與人工智能技術結合的核心載體,其運行安全與效率高度依賴於復雜人機系統的協同作用。隨著智能化技術應用的不斷深入,核電站的操作環境日新月異,人機交互方式再次發生深刻調整,傳統的人因可靠性分析方法面臨新的挑戰與機遇。在此背景下,如何科學構建智能化核電站操縱任務中的人因行為模型、人機協同模式、失誤預測機制及可靠性評估體系,成為保障核安全的關鍵課題。本書系統梳理了人因可靠性分析(HRA)理論發展脈絡與前沿趨勢,深入探討了智能人機系統的特征及其在核電領域中的應用;在此基礎上,構建了面向智能化核電站的操縱任務認知行為模型、人機協同模式,並建立了相應的失誤模型與績效影響因子體系;進一步提出了適用於智能化場景下的人因可靠性量化評估模型,並通過典型應用場景進行實證分析。本書旨在科學基礎、數據基礎、應用範圍、變異性消除及智能交互支持等五個方面為 HRA 研究開辟新視角和新路徑,支撐核安全風險的精準控制與安全裕度的精準評估。 本書內容兼具理論深度與實踐指導價值,既可為核電運營管理者、人因工程研究人員提供理論支撐和技術參考,也可為智能系統設計者、核安全評估專家及相關領域的工程技術人員提供借鑒。此外,本書也可作為高等院校核工程、安全工程等專業師生的教學與科研參考。
目錄大綱
目錄
第 1 章
1.1
前言概述
背景概述 出版
.2
1.2 HRA 概述及趨勢 .3
1.3 智能人機系統概述 .6
1.3.1智能人機系統概念 .6
1.3.2 智能人機系統特征 .8
1.4核電數智人機系統與HRA 11
1.4.1核電數字化對 HRA 的要求 11
1.4.2核電智能化對 HRA 的要求 12
第2章國內外研究現狀綜述 15
2.1任務抽象及人機協同模式研究現狀 16
2.1.1 抽象任務分類方法 16
2.1.2 人機協同模式設計方法 18
2.2 人因失誤模型研究現狀 22
2.2.1 人因失誤定義及特征 22
2.2.2 人因失誤不同分類法 23
2.3績效影響因子研究現狀 26
2.3.1績效影響因子定義及分類 26
2.3.2績效影響因子的研究問題 28
2.4人因可靠性量化技術問題現狀 32
2.4.1 人因事件相關性 32
2.4.2 評估結果不確定性 35
2.4.3人因失誤恢復 37
第3章智能化核電站操控任務作業人員認知行為模型 41
3.1典型認知行為模型分析 42
3.2智能化核電站作業人員認知行為模型 50
第4章智能化核電站操控任務人機協同模式 53
4.1智能化核電站操控任務分析與抽象 54
4.1.1智能化核電站操控任務分析 54
4.1.2智能化核電站操控任務抽象 60
4.2智能化核電站人機協同模式設計 66
4.2.1智能化核電站人機協同作業自動化分級 66
4.2.2信號監測任務人機協同模式 70
4.2.3信號判斷任務人機協同模式 72
4.2.4復雜信號處理任務人機協同模式 74
4.2.5規則類(簡單)操作任務人機協同模式 77
4.2.6情境類(復雜)操作任務人機協同模式 79
第5章智能化核電站操控任務作業人因失誤模型 83
5.1基於認知行為模型的人因失誤模型 84
5.1.1信息獲取階段的認知活動及失誤 85
5.1.2信息分析階段的認知活動及失誤 86
5.1.3信息決策階段的認知活動及失誤 86
5.1.4響應執行階段的操作類型及失誤 87
5.2基於人機協同模式的人因失誤模型 89
5.2.1信號監測任務人因失誤模型 89
5.2.2信號判斷任務人因失誤模型 95
5.2.3復雜信號處理任務人因失誤模型 104
5.2.4規則類(簡單)操作任務人因失誤模型 115
5.2.5 情境類(復雜)操作任務人因失誤模型 131
第6章智能化核電站操控任務作業績效影響因子 151
6.1績效影響因子的識別與分類 152
6.1.1完整績效影響因子列表集 152
6.1.2智能化核電站特征因素集 162
6.2績效影響因子對人員認知的影響機制 171
6.2.1PSF 對信息獲取的作用機制 171
6.2.2PSF 對信息分析的作用機制 172
6.2.3PSF 對信息決策的作用機制 174
6.2.4PSF對響應執行的作用機制 175
第7 章智能化核電站操控任務人因可靠性評估模型 177
7.1操控任務人因可靠性量化模型 178
7.2參數不確定性來源及蒙特卡洛處理 179
7.3蒙特卡洛模擬數據采集及統計推斷 184
7.3.1原始數據采集 184
7.3.2 基礎失誤概率分布的統計推斷 187
7.3.3 PSF 乘數概率分布的統計推斷 193
7.4關於模型未來量化技術的探討 201
第8章智能化核電站人因可靠性評估方法應用實例及特征總結 204
8.1 方法概述 205
8.1.1SPAR-H 評價方法 205
8.1.2IDHEAS-ECA評價方法 207
8.1.3 IHRA 評價方法 208
8.2 實例評估(一) 212
8.2.1人因事件描述 212
8.2.2 SPAR-H 方法評估 213
8.2.3IDHEAS-ECA 方法評估 215
8.2.4I-HRA 方法評估 218
8.2.5評估結果對比 221
8.3 實例評估(二) 222
8.3.1人因事件描述 222
8.3.2 SPAR-H 方法評估 222
8.3.3 IDHEAS-ECA 方法評估 228
8.3.4I-HRA方法評估 238
8.3.5評估結果對比 244
8.4 新方法的特征總結 246
第 9 章 附錄 249
9.1 實驗平臺 250
9.1.1 功能需求分析 250
9.1.2 實驗界面設計 252
9.1.3實驗任務說明 259
9.2 人機協同模式實驗 261
9.2.1 實驗目的及被試 261
9.2.2 實驗設備及變量 262
9.2.3 數據分析方法 263
9.2.4 實驗結果 263
9.2.5 分析討論 286
9.3人因失誤模型實驗 288
9.3.1實驗目的及被試 288
9.3.2 實驗設備及變量 288
9.3.3 數據獲取及分析方法 290
9.3.4 實驗結果 291
9.3.5 分析討論 319
9.4降級因素實驗 326
9.4.1 實驗目的及被試 326
9.4.2 實驗設備及變量 327
9.4.3 數據分析方法 327
9.4.4 實驗結果 327
9.4.5 分析討論 328
參考文獻 330
