我國核電站建設(shè)及人因安全問題
中國的電力事業(yè)已經(jīng)進(jìn)入到核電時代,加快核電站建設(shè)已經(jīng)成為我國未來十年的重要經(jīng)濟建設(shè)舉措。根據(jù)《國家核電發(fā)展專題規(guī)劃》,到2020年,核電占電力總裝機比例達(dá)到5%以上(每100度電中大約有5度將來自核能),至少要新建30座核電站,總裝機容量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)突破10億,增長數(shù)量和增長率均居世界第一。
中國核電站的超常規(guī)發(fā)展將會大大減少溫室氣體的排放,也引起了海內(nèi)外對于中國核設(shè)施安全的關(guān)注。據(jù)環(huán)球時報(2009-12-17)援引美國媒體16日報道稱:在中國的商業(yè)文化中,質(zhì)量與安全問題經(jīng)常讓位于成本控制、利潤,甚至腐敗行為。另外,中國的核安全檢查員人手不夠,現(xiàn)有的培訓(xùn)力量遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上核電站的發(fā)展速度,這使得中國迅速建成的核電站讓人有所擔(dān)憂。
核能的利用可以造福于人類,但利用不好也可以給人類帶來災(zāi)難。核電站發(fā)電原理主要是以核反應(yīng)堆來代替火電站的鍋爐。用鈾制成的核燃料在“反應(yīng)堆”的設(shè)備內(nèi)發(fā)生裂變而產(chǎn)生大量熱能,再用處于高壓下的水把熱能帶出,在蒸汽發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生蒸汽,蒸汽推動汽輪機帶著發(fā)電機一起旋轉(zhuǎn),電就源源不斷地產(chǎn)生出來,并通過電網(wǎng)送到四面八方。可以說,核電是一種清潔高效和相對安全的能源產(chǎn)業(yè),但是盡管核電站的建設(shè)已無“核爆”的危機,核電站的放射物質(zhì)泄露的安全事故仍時有發(fā)生。1979年美國三哩島核泄漏事故、1986年前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站嚴(yán)重爆炸事故,造成經(jīng)濟損失、人身安全危脅和社會恐慌都是十分巨大的。近一時期,法國、日本、美國等國家又再接連發(fā)生核泄漏事件。核電站建設(shè)史上從開始,核安全問題就成為工程設(shè)計中最重要的因素考慮。然而,一個值得深思的是:通過對全球400多座核電站大大小小的事故分析來看,發(fā)現(xiàn)由人員操作失誤引發(fā)的系統(tǒng)失效約占到70%,絕大多數(shù)事故都是由于操作人員失誤所造成。
核電控制中人的因素
隨著科技進(jìn)步,系統(tǒng)設(shè)備(硬件和ce3f7d0b5df916f75a21c889309b82d5軟件)可靠性的不斷提高,核電站運行環(huán)境得以逐步改善。但作為核電廠人一機系統(tǒng)極其重要的“人”的因素,仍然是導(dǎo)致事故發(fā)生的主要根源。一方面,由于其生理、心理、社會、精神等特性,存在一些內(nèi)在弱點,使其行為具有多樣性和可塑性以及難以控制性;另一方面,盡管系統(tǒng)的自動化程度提高了,但歸根結(jié)底還要由人來控制操作,要由人來設(shè)計、制造、組織、管理、維修、訓(xùn)練,要由人來決策,因而人在系統(tǒng)中的作用不是削弱了,而是更加重要和突出了。人因貫穿于核電廠整個壽命周期,它影響著核電廠安全的各個方面,正如IAEA在《安全文化》中所指出的:“除了人們往往稱之為‘上帝的旨意’以外,核電廠發(fā)生的任何問題在某種程度上都來源于人因失誤(human error)?!?br/> 導(dǎo)致人因事件的原因有兩種:一是工作條件設(shè)計不當(dāng)引起的:二是由于人的不安全行為造成的。人為失誤主要發(fā)生在人機接口的部位,而控制室是人機接口最集中的地方,集中了正常運行操作和應(yīng)急操作,控制室中人的失誤所造成的危害也最為嚴(yán)重。在核電廠的工程設(shè)計中,控制室設(shè)計的傳統(tǒng)方法只是將控制室當(dāng)作控制儀表集中安裝的場所,沒有對控制室的人機接口加以考慮。設(shè)計者的主要精力用于控制室的設(shè)備布置,很少全面系統(tǒng)地分析控制室的功能和人機關(guān)系。因此,設(shè)計的控制室盡管配備了各種設(shè)備和儀表,但操縱員難于操縱這些設(shè)備和儀表。先進(jìn)控制室的設(shè)計越來越投入更大的精力來根據(jù)人因工程學(xué)原則改進(jìn)控制室的設(shè)計,突出了人機接口的性能,以達(dá)到最大限度地發(fā)揮人與機的能力。
核電反應(yīng)堆系統(tǒng)是一個復(fù)雜、高度自動化的人一機系統(tǒng),其操作人員在長期訓(xùn)練及現(xiàn)場體驗所獲得的知識、技能和操作規(guī)程的基礎(chǔ)上,通過主控室把握系統(tǒng)工作狀態(tài),進(jìn)行復(fù)雜的控制操作。核電反應(yīng)堆系統(tǒng)的運行控制特征使得人因失誤發(fā)生的可能性較大,并且大量的潛在危險集中在較少幾個人特別是主控室人員身上。因此,在三里島核電站事故以后,核能領(lǐng)域還加強了對人員認(rèn)知失誤分析、認(rèn)知能力培訓(xùn)等方面的研究。美國的西屋公司成立了一個研究小組,對核電站在嚴(yán)重事件情況下的主控制室操縱員和技術(shù)支持人員的認(rèn)知要求,認(rèn)知培訓(xùn)進(jìn)行了研究。根據(jù)法國的經(jīng)驗,在操作班組編制外,增設(shè)一名人因安全工程師,對減少事故和預(yù)防人為失誤十分見效。
核電安全運行人因問題研究
改進(jìn)控制室設(shè)計,簡化運行操作,減輕運行人員工作負(fù)擔(dān),提高核反應(yīng)堆的安全性和可靠性,至關(guān)重要的一條是應(yīng)重視人員操作規(guī)范的原則,提高人員可靠性是提高核電站控制系統(tǒng)可靠性的最有效、最經(jīng)濟的途徑。在工程技術(shù)設(shè)計和作業(yè)管理中考慮人的因素,圍繞核電站控制室人機接口、操作員工作負(fù)荷分析、運行操作員選拔與訓(xùn)練等人因工程問題開展科學(xué)研究。
1.控制室人機接口研究
控制室是正常運行操作和應(yīng)急操作的集中區(qū)域,控制室人機接口研究的人因工程原則要求在控制室、工作空間、工作環(huán)境、報警系統(tǒng)、控制器、顯示器、音響信號系統(tǒng)、標(biāo)牌和位置指示過程、計算機盤與臺面布置、控制一顯示綜合設(shè)計中充分考慮人的生理和心理特征,充分運用人的自然習(xí)性,提供方便而舒適的工作環(huán)境,信息顯示明晰一致,并要可理解、可驗證。
2.人因事故分析
人因工程研究根據(jù)運行人員失誤的信息,分析造成失誤的各種因素,包括操作員在核電站異常條件下對核電站故障和事故的診斷、決策及實施干預(yù)的準(zhǔn)確性、響應(yīng)時間和行為特征;在反應(yīng)過程中操作員可能造成的錯誤、機理和概率;這種反應(yīng)能力和錯誤與人的專業(yè)素質(zhì)的關(guān)系等。分析的結(jié)果用于改進(jìn)運行規(guī)程以及改善運行環(huán)境,加強對運行人員的培訓(xùn),調(diào)整人員的素質(zhì)要求。
3.人員選撥與甄別
工作的心理行為分析結(jié)果,既可以用以改進(jìn)和培訓(xùn)I操作員的素質(zhì),更重要的可以幫助做好人員選用和甄別工作,把好員工的入口關(guān)。在我國選拔人才的標(biāo)準(zhǔn)中,比較側(cè)重學(xué)歷,而忽視心理素質(zhì)的定量測試與研究。從對各國所得的經(jīng)驗研究表明,為了提高核電操作人員的心理素質(zhì),對操作人員應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮Y選和綜合素質(zhì)鑒定。
4.運行操作員訓(xùn)練
良好的訓(xùn)練是在事故發(fā)生前提高認(rèn)知技能和應(yīng)急處置能力的基礎(chǔ),認(rèn)知技能培訓(xùn)和心理能力訓(xùn)練是操作員培訓(xùn)內(nèi)容的重要部分。運行操作員訓(xùn)練主要是通過有針對性的學(xué)習(xí)來完成復(fù)雜的、知識密集的任務(wù),以及如何成為該行業(yè)的業(yè)務(wù)能手的專項訓(xùn)練。在訓(xùn)練中,不僅要解決技能達(dá)標(biāo)的問題,更應(yīng)重視工作態(tài)度、責(zé)任心非技能因素的訓(xùn)練。
5.突發(fā)事故應(yīng)急干預(yù)
核電事故危害嚴(yán)重、責(zé)任重大。即便核電事故沒有發(fā)生,工作壓力和對誤操作后果的焦慮,都對操作運行員工產(chǎn)生身心影響。在人機系統(tǒng)偏離其最佳狀態(tài)而作業(yè)者又無法或輕易矯正這種狀態(tài)時,常常會出現(xiàn)應(yīng)激現(xiàn)象。心理應(yīng)激的產(chǎn)生可提高人的警覺水平,提高應(yīng)對能力。但長時間的應(yīng)激狀態(tài)則會損害人的心身健康,有必要針對電力企業(yè)尤其是核電企業(yè)員工堅持開展危機干預(yù)工作。
核電技術(shù)仍在不斷發(fā)展與完善,并且已經(jīng)從“二代”進(jìn)入“三代”時代。無論核電廠的自動化程度有多高,操縱員的規(guī)范操作仍始終起著決定作用。這就要求現(xiàn)代控制室的設(shè)計中仍要突出研究人機功能的分析和分配、人員開發(fā)(人員選擇、教育和培訓(xùn))、人機界面設(shè)計等問題,使人與機器都能發(fā)揮優(yōu)點,補償不