核电厂人因失误智防研究

沈 阳

(核动力运行研究所，湖北 武汉 430223)

1 研究背景

通过对核电厂运行事件和内部事件按事件属性(人因、机械、电气、仪控和其他)统计时发现，人因因素相关事件比例高于其他四类因素的事件比例[1]。人的因素诱发的事件显然已成为系统最主要的事故源之一。因此，如何减少人因失误，减少人因事件，保证核电安全稳定发展，已然成为核电营运单位亟待解决的问题。

目前，国内核电厂人因管理工作主要以“人防”为主，即：从人员行为规范的角度入手，在人因事件/行为偏差发生后，通过组织对人因事件/行为偏差进行调查分析，识别人因失误的根本原因，然后制定培训计划或管理流程优化等纠正行动，从而避免人因事件或行为偏差的再次发生。

智防的理念是防御型人因管理，理念的核心结合新技术和新方法“防患于未然”，即在工作前期、工作任务准备、工作任务实施三个环节，通过智能化手段关注并提高工作人员安全意识水平，人因失误陷阱识别能力，及时探测、发现、支持并实时纠正人员行为产生偏差，提高人员效能，避免人因失误产生，从而从根本上减少人因事件的发生概率。

通过收集近三年运行核电厂典型人因因素相关事件，将主要人因失效点从行为的角度进行整理和分类(1起事件可能对应多个人因失效点)，发现从人的行为角度出发，人因失效点主要聚焦在9种人因失效点，具体分类和重要度排序如表1所示。

表1 人因事件人因失效点排序表Table 1 Sorting of human error points due to human events

通过对上述失效点进行进一步根本原因分析发现，上述人因失误的主要原因如下：

(1)未经许可或超出工作边界

该类人因失误主要由于在现场运维或调试活动中未得到许可就进行操作，或超出已确定的工作区域(或隔离边界)进行操作，或工作区域长时间处于无人状态，导致现场设备误拆、设备状态改变、设备误碰等人因事件发生。

(2)走错间隔

该类人因失误主要由于工作人员(尤其承包商人员)在现场工作中对工作路径不熟悉、现场布置相邻或相似、设备标识错误等，从而导致在错误的工作对象上进行错误操作。

(3)现场作业过程缺少监护/监督

该类人因失误主要由于要求进行全程监护、监督的工作中缺少现场监护或监督，导致现场作业不能得到有效保障，引发人身伤害、设备受损等人因事件。

(4)风险识别不足，关键敏感区域或设备缺少提醒或警示

该类人因失误主要由于关键敏感区域、高风险区域、核电关键敏感设备(简称“SPV设备”)等风险识别不足，同时由于缺少警示提醒或警示提醒不够明显导致工作人员未注意到，注意力和关注度下降，导致人身受到伤害或直接导致停机停堆重大人因事件。

(5)未严格执行规程步骤，存在漏步或跳步

该类人因失误主要由于工作人员走捷径或注意力不集中，在执行规程过程中存在漏步或跳步的人因失误，且未能及时发现，最终导致规程执行不完整，系统设备状态未能达到预期，引发机组运行事件。

(6)未确认设备或未确认设备状态

该类人因失误主要由于在现场进行边界隔离或维修工作实施前设备状态确认时，确认的设备对象错误或遗漏，导致隔离不完整或实施错误，引发人身触电、设备误启动、阀门跑水或机组非停等人因事件。

(7)安全意识不高，安全风险分析不足

该类人因失误主要由于现场作业人员安全意识薄弱，在执行工作过程中走捷径或安全风险分析不足，未有效佩戴安全保护措施，如：安全帽、安全带等，从而导致工亡事故。

(8)信息沟通或传递失效

该类人因失误主要由于工作人员在通过电话、对讲机等远程交流时，发送信息人员和收取信息人员之间不能对关键信息进行确认，三向交流防人因失误工具未能有效使用，最终导致交流失效。尤其在大修期间，任务较多，主控和现场工作人员交流时存在失效风险可能性较大。

(9)工前会召开质量不高

该类人因失误主要由于工前会召开中，项目组成员未到齐工作负责人就召开工前会，或者工作负责人未召开工前会就直接到现场开始工作，缺少对工作风险的充分分析和制定预案，为后续人因事件发生埋下隐患。

综上所述，由于人的固有局限性，人因事件的发生不能只关注于人员行为和行为过程，更是需要在工作前就要对人的安全意识形态、安全风险敏感性给予关注，并且在工作过程执行过程中给予充分的提醒、指导和支持才能有效避免人因事件的发生。

2 核电人因失误智防研究

本文将以目前成熟的智能化技术为基础，以典型人因失效点作为切入点，从认知和行为两个角度入手，将工作过程分解为工作前期、工作任务准备、工作任务实施三个环节，从安全意识、情景认知和任务执行三个层面出发，在不同环节采取智能化技术手段防止人因失误，即：

1)安全意识层面，即在工作前期提高安全意识。利用互联网+技术开展个体/群体安全意识形态跟踪、分析和提升，提高或保持工作人员安全意识处于高水平；

2)情景认知层面，即在工作任务准备环节强化场景融合。利用VR技术聚焦工作前的任务情景演练，提高工作人员对工作任务场景中的安全风险点和人因失误陷阱感知力和识别能力；

3)任务执行层面，即在工作任务实施环节实施实时支持。利用AR技术、人员定位、图像识别等技术，结合核电现有防人因失误工具理念对整个行为过程进行行为监督和提醒，最终实现核电工作全过程人因失误的智防，确保核安全的目标。

2.1 工作前:基于互联网+安全意识管控

所谓安全意识，就是人们头脑中建立起来的生产必须安全的观念。由于核安全的特殊性和重要性，安全是核从业者的基本要求。作为核电营运单位，主要通过入厂基本安全授权集中培训和考试来强化安全意识，但难以取得长期实效，随着安全知识遗忘，安全意识也会随之弱化，这也是现场安全事故频发的主要原因。

从安全意识的产生过程我们不难发现，安全意识是在个体接受外界信息基础上，通过进行风险识别、风险分析和安全行为决策，最终以安全行为的方式体现。因此，如果要提高现场安全行为水平，具有针对性的、持续的安全认知活动是提升作业人员安全意识的有效途径。

随着互联网技术和智能手机发展日渐成熟和普遍，通过开发基于互联网+安全意识管控平台，结合核电特点，利用网络化学习平台针对安全风险点进行学习，解决现场各类人员面临的工作风险未识别、风控措施不到位、风险学习不及时、防范措施不清楚等安全问题，可大大提升作业人员安全意识敏感性。平台具有以下功能特点：

(1)安全知识打卡，每日一条安全信息

该平台要求作业人员每天进行安全打卡，并随机抽取作业相关安全知识题目进行作答，对于错误题目可以进行即时小视频学习，提高安全知识学习效率。

(2)标准化安全风险库和安措库

通过前期梳理形成核电厂标准化安全风险库和安措库，并通过实践不断补充优化，主要用于指导作业人员能够清楚在工作中面临安全风险时如何应对，避免知识盲区。

(3)以任务为基础，精准推送

针对不同专业班组在核电现场即将开展任务类型进行分析，在工作执行前期，将涉及的安全风险安措与安全知识点进行精准推送，反复进行针对性的安全风险认知学习。

(4)安全事件震撼教育和警示

通过梳理不同类型安全事件，强调不安全行为后导致的严重后果，定期进行安全震撼教育，对安全意识的保持具有一定的促进作用。

(5)个体/班组安全意识形态动态监测

通过手机端用户每天的学习行为数据、考核数据进行统计分析，可以定期了解个体/班组在安全意识形态和安全知识短板，针对共性或弱化问题及时采取干预措施。

2.2 工作任务准备:基于VR+任务场景演练

研究表明，VR技术确实能够帮助学员提高学习的效率，被试人员平均VR学习体验时间只有8～10 min，记忆准确率比传统教学提高了20%。因此，在工作任务准备阶段，利用VR技术通过开展任务场景演练，能够帮助现场工作人员提前熟悉现场环境，更加直观、有效地掌控工作中的安全风险和人因失误陷阱，从而加强对现场安全风险感知，可以大大减少人因失误。

该系统具备以下特点：

1)现场真实环境体验。VR系统在虚拟环境中1∶1复制实际场景和安全风险，确保工作人员在安全环境中最大限度地熟悉整个任务场景，尤其对于第一次从事该项工作或稀有操作，能够加强对现场环境的感知水平。

2)工作过程模拟和行为偏差识别。工作人员在任务演练过程中，每个行为演练动作都会记录在模拟报告中，并在演练结束时将行为偏差呈现给用户，进一步让工作人员清晰个人在安全认知上的不足，避免将问题或认知盲点带到现场。

3)安全风险库的建立。工作演练最重要的就是配合复杂多变的人因失误陷阱设置，相对于实体场景演练，虚拟场景具备了场景人因失误陷阱设置的灵活性，可以结合虚拟现实技术实现各种人因失误陷阱的模拟和动态插入，提高了工作人员对任务可能人因失误风险的识别能力。

4)任务场景复盘和评价。通过工作人员完成整个任务操作后，对整个任务演练过程可进行回放，通过复盘进行评价，提高对整个任务过程的风险和关键点的认知。

5)智能分析与提醒功能。通过大量任务场景演练数据，系统可结合不同操作环节的偏差事实进行统计分析，从而针对容易产生人因失误的环节进行提示和经验反馈，提高场景演练的有效性和针对性。

2.3 工作任务实施:行为过程实时监督与支持

在工作任务实施阶段，也是最容易产生即时型行为偏差而导致人因事件的环节。在该环节应该更加倾向于利用智能化手段为工作人员减轻脑力负荷，提供工作辅助支持工具，从而提高人员效能。本环节主要采取智能化手段如下：

1)基于图像识别深度学习技术的智能化监督。在作业过程中，借助现场固定或便携式摄像头，基于图像识别深度学习技术，可实时对现场工作人员各类不安全行为进行在线安全监督，尤其是高风险、高辐射作业项目，提高安全监督全面性和实时性，从而避免人因事件和工业安全事故。

在具备无线环境下，如果工作中遇到问题需要专家支持，可借助视频监控技术由专家远程为工作人员提供在线诊断或远程观察指导活动。

2)基于人员定位技术的现场监护。人员定位技术可以实现工作人员位置信息的实时监测和提醒，达到智能监护的目的。结合典型人因失效点，具体场景应用如下。

(1)工作人员位置验证

利用定位技术确定人员位置，当工作人员到达工作位置时，后台会自动核对人员的授权信息并进行位置验证，从而避免现场超范围作业而造成误碰、误操作、高辐射区域或探伤区意外照射等人因失误。

(2)工作过程中安全风险监测

利用定位技术确定人员位置，对于高风险区域设置安全风险电子围栏，对于进入该区域工作人员进行区域内相应的安全风险进行提示，如高处作业、临边作业、密闭空间作业、坑洞风险、探伤风险等安全风险，避免因缺少警示提醒或警示提醒不够明显导致工作人员未注意到相关安全风险。

(3)工作过程中SPV设备风险监测

利用定位技术确定人员位置，对于SPV设备区域设置关键敏感设备区域电子围栏，对于进入该区域工作人员进行SPV区域风险提示和预警，从而提高工作人员对即将进行的操作的关注度和敏感度。

(4)基于AR穿戴装备的现场支持

在现场工作过程中，由于现场环境复杂和多变，可以通过AR穿戴设备进一步提高对现场复杂环境的态势感知。运维人员通过佩戴AR眼镜，利用增强现实技术在视野前方就能获取运维规程、安全风险点、关键敏感设备提醒、远程交互信息等数据。

AR技术的应用，不仅能极大程度减少纸质操作规程的使用，更能通过视觉提醒规范操作步骤、反馈实时信息，从而避免未使用遵守规程导致跳步漏步、信息交流不充分等人因失效问题，提高执行效率，减少人因失误。

3 结论与展望

由于核电的复杂性和特殊性，对核电现场工作人员行为可靠性要求非常高。随着智能化技术迅猛发展，防止人因失误的理念也逐渐从人员行为“人防”管理逐渐过渡到“智防”管理，结合智能感知获取的人员行为相关数据分析，通过建立机器深度学习算法模型，使计算机来模拟人的思维过程和智能行为(如学习、推理、思考、规划等)进行自动决策、操作和控制，从而辅助或替代核电厂工作人员更加高效、安全、可靠的工作已成为大势所趋。