海南核电厂的人因工程PV&V分析

梁凱　马刚

（中核控制系统工程有限公司，中国 北京 100000）

【摘要】为了提高核电厂的可靠性与安全性，在核电厂仪控系统设计中引入了人因工程验证和确认技术，人因工程验证和确认可以有效地避免故障和事故的发生，提高了核电厂的安全系数，能够为核电设备的高效安全作业提供切实保障。本文就人因工程PV&V的应用进行HFE V&V分析。

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关键词 人因工程；核电；核安全

Human Factors Engineering of Nuclear Power Plants in Hainan PV&V Ａnalysis

LIANG Kai　MA Gang

(China Nuclear Control System Engineering Co., Ltd., Beijing 100000, China)

【Abstract】In order to improve the reliability and safety of nuclear power plants, human factors engineering verification and validation techniques are introduced in nuclear power plant instrumentation and control system design, human factors engineering verification and validation can effectively avoid breakdowns and accidents, improve the safety factor of nuclear power plants, it is able to provide effective protection for the efficient and safe operation of nuclear power equipment. In this paper, it will be analyzed to the application of PV&V for HFE V&V.

【Key words】HFE; Nuclear power; Nuclear safety

0　引言

随着社会经济不断发展，洁净能源需求不断增加，核电因其独有的特性受到了越来越多的关注，而核安全又是整个核电行业发展的重中之重，核电厂中的个人行为对安全起着重要的作用，人因工程(HFE)是一门新兴的综合性学科，贯穿于核电厂的整个生命周期，对于核电厂的安全和深度防护有非常重要的作用。三哩岛，切尔诺贝利等核电厂事故的发生已经表明了核电厂安全的重要性，人因工程验证和确认(HFE V&V)技术是核电厂安全的重要性中的核心内容，HFE V&V技术遵循HFE的基本准则，针对人机接口设计进行验证与确认活动，极大地减少了人为失误，有效的提高了核电厂的可靠性和安全性。因此，在核电厂中的V&V也就显得尤为重要，HFE V&V工作目的是要保证最终的设计满足HFE的设计原则，使机组运行人员能够成功并且安全的执行任务。

1　HFE V&V应用

HFE V&V贯穿于核电厂的整个生命周期，本文就海南昌江(HNCJ)核电厂事故紧急规程（CEOP）局部动态验证与确认(PV&V)项目，论述HFE V&V在实际项目中的应用，同时也为核电厂人因工程的验证与确认活动提供了参考与依据。

2　主要工作任务

2.1　局部动态验证与确认(PV&V)

PV&V是针对于操纵员任务、步骤验证、设计验证及执行验证中无法通过静态分析而进行的动态测试活动，PV&V活动是需要在全范围工程模拟平台(FES)上进行测试的。PV&V目的是在实现综合系统验证前发现错误问题，确认规程是否达到数字化要求，相关信息能否正常显示，确认规程中的链接，控制按钮是否具备有效性，确认计算机化规程是否与纸制规程相统一。PV&V过程中记录测试过程中产生的数据，操纵员如何监视及发现画面上显示的信息，操纵员怎样通过执行规程来操作画面上的设备，操纵员如何在不同的系统规程之间切换等。记录的数据内容包括时间，执行的操作，操作的正确性，操作的频率，完成的工作量，错误及仿真上面显示的核电厂参数记录等。根据记录的内容，分析讨论测试的结果。

HNCJ CEOP PV&V活动是建立在之前CEOP设计验证工作的基础上，对于在设计分析工作中没有发现的问题，在PV&V过程中得以验证，并会发现在静态验证中无法发现的问题，同时，也能让操纵员在此过程中，提出更适用的改进方案。

2.2　PV&V分析处理流程

经多次PV&V活动整理得出了其工作可分为以下三个步骤：

2.2.1　PV&V的准备阶段：

1)鉴于CEOP的重要性，这里所有的规程及画面都要进行PV&V活动；2)确认情景，此工作由主办方负责；3)选取参与人员，分别为观察员以及操纵员。

2.2.2　PV&V的执行阶段：

1) 在FES上进行活动时，每天对CEOP及画面进行测试；2) 简会(Brief Meeting)：参与人员每天需要确认要验证CEOP的初始状态以及此工作的开始时间；3)方案执行(Scenario execution)：实时执行情景，同时记录相应的数据。观察员会记录在操纵员参照报警规程执行操作的过程中，所检测以及发现的一系列问题，同时核电厂的操纵员还会根据以往自己的习惯以及实际工作需要，对此次设计的CEOP及其画面提出一些用户建议，这些信息均记录在日志中，后期整理反馈给设计人员；4) 完成V&V工作后讨论确定记录的日志内容。这里日志中需涵盖以下几部分内容：每次操作的时间、执行运行规程中的章节以及对应每一章节的操作内容。

2.2.3　PV&V的分析阶段及相应报告的输出：

通过会议分析来敲定最终的日志内容，根据日志内容，分类填写到总结表格中，同时评估每一个方案部分。输出PV&V报告：1) 总结每一次验证的CEOP的动态确认结果，参照人因标准，分析前期设计验证选取标准的实现程度；2)撰写验证的结论，最终的验证结果、问题的修改建议、改进方案以及相应的结论；3) 填写人因不一致项(HED)表格。

2.3　PV&V工作流程

衡量系统的性能是依据电厂的参数以及人员的操作任务内容来评定的。CEOP是核电厂出现事故时，需要调用、执行的规程。采用数字化规程可充分利用计算机处理信息的优势，使主控室操纵员可以非常灵活地寻找信息，在规程与画面、画面与画面及规程与规程之间进行相互调用。数字化规程体现出了DCS系统的优势。PV&V具体工作流程如下；

1）导入CEOP的输入文件：CEOP中包含其各功能的规程信息及规程画面。2)按照不同的工况，执行不同路径的CEOP：在模拟机工程师的协助下，模拟现场突发情况，触发不同的工况，从而执行相应的CEOP，按照规程路径上标注的动作，执行相应的操作，为了保证CEOP动态验证的完整性和及时性，动态验证的CEOP只是其中的一条主线路，其他旁路线路多进行静态的确认与检查。由于时间有限以及事态的严重性等级，故只选取了其中较为重要的路径。具体选取何种工况以及为何执行此路径多是要依据操纵员实际现场的工作经验以及其在事故处理中的优先等级所决定的。3)存在的主要问题：在PV&V活动中，存在设计输入文件版本不一致问，因此，PV&V活动只是对初版CEOP及画面提出了相应的问题，例如问题如下：①部件ID号不准确；②画面及规程链接(Link)缺失；③实物元件符号使用混淆；④链接到的目的地画面与操作不相关；⑤使用趋势图的量程与输入文件不符等。

2.4　HED管理

在HFE测试的阶段都会生成HED，用来记录测试中发现的不一致项。HED管理流程中包括规程执行，人因测试应用，操纵员任务操作与验证，HFE误差与评审，分析HFE误差，总结HED，HED表格使用，HED评估，设计人员(接收或者拒绝)等。同时对HED进行级别处理分别是安全级，非安全级与其它三类等级。

3　结论

为了使核电控制室设计满足HFE的要求，确保核电机组安全运行，PV&V活动是必不可少的环节，PV&V的应用很大程度上规避了现场测试带来的诸多问题，将发现的问题及时的解决，有效地提高了工作效率，对提高核电厂的可靠性和安全性给予了切实保障。

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参考文献

［1］IEEE Recommended Practice for the Application of Human Factors Engineering to Systems, Equipment, and Facilities of Nuclear Power Generating Stations and Other Nuclear Facilities. IEEE Std.1023-2004[S].

［2］USNRC. Human Factors Engineering Program Review Model.NUREG-0711,2004[S].

［3］Tian Miao, Li Bo. Human Factors Engineering Verification and Validation for Main Control Room Human Machine Interface[J].2012.

［4］USNRC. Human-System Interface Design Review Guidelines. NUREG-0700, Rev 2, 2002[S].

［责任编辑：曹明明］