王旭 汪建業(yè)

摘 要：在核電站各建筑功能中，人機接口最集中的區(qū)域之一就是控制室，作為主要的正常及應(yīng)急操作的場所，核電站主控制室 如何最大限度地發(fā)揮操作人員及儀控設(shè)備的效能并減少操作人員的差錯成為最主要的設(shè)計方法。在研究內(nèi)容上：重點研究人類在工作和日常生活中所用到的生活產(chǎn)品、生產(chǎn)設(shè)備、公共設(shè)施、軟件程序與環(huán)境、心理之間的相互關(guān)系。在研究方法上：對人的心理、生理能力、行為、系統(tǒng)思維等相關(guān)信息進行系統(tǒng)研究，并將之用于產(chǎn)品、操作程序及使用環(huán)境的設(shè)計和制造中，逐漸推動核電站設(shè)計技術(shù)的進步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：人因工程學 控制室設(shè)計 安全及環(huán)境科學 需求功能對應(yīng) 工效 功能分析

概述

核電站是用核裂變的方法發(fā)電，安全性的設(shè)計與保護是首要確保的條件，需要盡最大化的杜絕可能的事故。但是引發(fā)核電站事故的原因有很多，除自然因素如火山爆發(fā)、地震、臺風、海嘯等，還有很多內(nèi)部使用過程中的因素，例如設(shè)備老化，維護操作管控失誤，操作方法違規(guī)甚至可能人為的破壞。本篇論文就是論證從人因工程的角度如何盡可能的提升工作效率，降低人為的錯誤率來避免安全隱患，同時對核電站的工作人員帶來最大的價值。

中心位置在設(shè)計原則中的定義

SHEL是愛德華（Elwyn Edwards）教授于1972年提出的模型，在這個模型中，安全工作中人所處的特定系統(tǒng)界面的原理，其模式下關(guān)鍵定義如下：

人——模型中心，它是系統(tǒng)最核心的元素，也是系統(tǒng)中適應(yīng)能力最強的部分。因而重視人的元素，充分利用和發(fā)展人的潛力，必須需要研究人的特點，把握人的特性。在本文中，我們用馬斯洛需求層次理論來定義這一項：

人——軟件（S）。是指系統(tǒng)中的非物質(zhì)結(jié)構(gòu)件，如操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序、規(guī)章制度及操作手冊、檢查表、工作業(yè)務(wù)單等。人與軟件的關(guān)系不像人機界面那樣直觀，因而出現(xiàn)問題后較難覺察和解決。

人——硬件（H）。以飛行員駕駛飛機為例，主要體現(xiàn)在兩個方面一是飛行機組人員要熟練操作飛機，發(fā)揮飛機性能的最大潛力。提高飛行品質(zhì)。二是機務(wù)人員要確保飛機持續(xù)適航包括應(yīng)急處理及地面維護；這兩個方面都是需要建立非常好的人與硬件的關(guān)系，安全可靠的飛行任務(wù)。

人——（E）環(huán)境。人與工作空間、設(shè)備配置的關(guān)系；人對于工作中周圍物體的感受，就是人與環(huán)境的關(guān)系。

人——人（L）。這是人與人之間的界面。人際關(guān)系尤其是中國傳統(tǒng)模式下，領(lǐng)導(dǎo)及管理層、基層團隊和每個人的個性都存在適應(yīng)與矛盾，而企業(yè)文化、企業(yè)拓展活動、工作崗位帶來的壓力以及人和人之間的工作和生活關(guān)系也會對人的工作表現(xiàn)產(chǎn)生很大的影響。

由于界面間的元素不匹配而出現(xiàn)的差錯，可以對人的誤差進行分析。

研究方法：

人作為生物來說其特點決定了要從生物學的角度分析，需要在核電站的工作中考慮：1工作強度和壓力，過大的工作強度和壓力會導(dǎo)致疲勞從而導(dǎo)致事故高發(fā)。2工作負擔和緊張程度不能過大，因為太大的負擔會導(dǎo)致集中度和情緒的變化，影響工作準確度。3足夠的時間解決周期處理各種突發(fā)問題，使問題產(chǎn)生后有充足的時間思考，提高判斷準確性。4簡化任務(wù)結(jié)構(gòu)，可以降低工作人員的學習成本和工作成本，而且有利于減輕工作壓力，提高判斷力和工作效率。5工作環(huán)境方面，能夠保障：安全性的結(jié)構(gòu)條件，便利的交通，、優(yōu)化的軟硬件設(shè)備、完善的制度，生活環(huán)境指標，醫(yī)療等后勤保障。

小結(jié)一下，對于核電站控制室設(shè)計原則主要分為兩大部分，第一個最底限的目標即工作條件的安全性的目標。第二個是工作效率的目標。其中第一個目標是第二個目標的必要條件。

人因工程的管理制度設(shè)計：

1，設(shè)備管理設(shè)計：對控制室設(shè)備有完善的驗收、交付手續(xù)及維護、檢修制度

2，人員管理設(shè)計：a.設(shè)計良好的安全技術(shù)措施管理制度；b.設(shè)計良好的事故處理的培訓(xùn)制度

c.設(shè)計良好的晉升機制和輪崗制度；d.設(shè)計良好的安全生產(chǎn)會議制度；e.設(shè)計良好的安全隱患排查制度；f.設(shè)計人性化的企業(yè)文化，突出部分類型的福利待遇

人因工程的操作控制硬件的設(shè)計準則：

針對安全性的設(shè)計原則：1首要條件是建筑主體的抗震級別一定是要滿足當?shù)氐刭|(zhì)情況的，確保可能出現(xiàn)的最大破壞性地震不會對建筑造成無法修復(fù)的損害。2建筑物主體結(jié)構(gòu)及主要材料的防輻射性能以及抵抗其他各類型自然災(zāi)害能力都要滿足設(shè)計要求。3控制室內(nèi)各種工作設(shè)備的技術(shù)參數(shù)必須保證可替換性可實驗性和可維修性。4用縱深防御設(shè)計原則設(shè)計多種安全保護措施來抵御可能出現(xiàn)的例如海嘯火災(zāi)等災(zāi)害，并留有一定的冗余系數(shù)。5單個設(shè)備盡量采用模塊化設(shè)計，功能多樣；設(shè)備功能盡量具有多樣性，同時需備用多套設(shè)備，保證安全冗余。

針對可用性的設(shè)計原則：1盡量采用可靠成熟技術(shù)的材料，且為最先進的材料及設(shè)計方法。2盡量提高設(shè)備的自動化程度。3設(shè)備布置的合理性，操作空間的開敞性及維護通道的便捷性； 讓工作人員在工作中盡可能的少消耗無用的精力在各個設(shè)備的控制及使用上，盡可能提高效率。4對于頻繁操作設(shè)備的精細化設(shè)計，例如控制臺面的高度，顯示器角度等，讓工作人員以合理的生理姿勢和狀態(tài)工作。

人因工程的操作控制軟件的設(shè)計準則：

針對安全性的設(shè)計準則：1控制室設(shè)備軟件的設(shè)計需要很好的兼容現(xiàn)有操作系統(tǒng)，并具備流暢的使用反饋。2對于數(shù)據(jù)保存需要有多重保護措施，如自動備份，不間斷電源，網(wǎng)云硬盤等方法。3對于預(yù)警報警系統(tǒng)要具備識別誤動作誤報警的精度平衡分析。4對于系統(tǒng)進入的安全性保護采用個人生物識別方法：指紋、虹膜等措施，保證操作權(quán)限。5控制室的標牌和生產(chǎn)操作指南等圖表設(shè)計按照顏色分類布置擺放，具備條理性的邏輯。

可用性的設(shè)計原則：1對于系統(tǒng)的交互界面需要結(jié)合心理學及生物學的因素結(jié)合便捷性，好操作易上手。2對于數(shù)據(jù)收集后的處理后做到實時匯總自動生成圖表，方便歸納總結(jié)分析，分屏顯示。3采用高等級加密模式和高效易用的辦公輔助軟件。

人因工程的作業(yè)環(huán)境設(shè)計：

針對安全性的設(shè)計原則：控制室的設(shè)備固定強度設(shè)計要求；滿足作為避難空間和生存設(shè)施的要求；對于輻射控制及監(jiān)測的設(shè)計要求。

針對可用性的設(shè)計原則：1設(shè)備按鍵反饋手感、桌椅顯示器鍵盤鼠標等操作型設(shè)備的操作舒適度的要求。2環(huán)境氣候條件、溫度變化率、濕度、陽光輻射及大氣壓力調(diào)節(jié)、空氣潔凈度噪聲及震動的控制要求，室內(nèi)顏色對于情緒的影響。3抗疲勞型環(huán)境的特殊設(shè)計。

總結(jié)分析

核電站屬于高民用最高科技含量及高危工作場所，對于核電站的工作人員來說，控制室的工作環(huán)境同樣充滿危險、壓力、難度?？偟膩碚f，人因工程的設(shè)計對于控制室的主體結(jié)構(gòu)、空間布置，室內(nèi)環(huán)境及裝飾，設(shè)備布置，水、暖、電配套設(shè)計，控制臺設(shè)備的設(shè)計，標識標牌及模擬圖設(shè)計，信息系統(tǒng)等軟件設(shè)計，安全防范系統(tǒng)設(shè)計都要通篇考慮，是一個非常大的工程。人因工程的設(shè)計方法也將越來越多的應(yīng)用到惡劣工作環(huán)境的設(shè)計應(yīng)用上。

參考文獻：

[1]核安全法規(guī)技術(shù)文件HAF.J0055 《核電站控制設(shè)計的人因工程原則》 1995年10月版國家核安全局編寫

[2]《核電人因工程領(lǐng)域的發(fā)展》楊孟琢 中國工程科學雜志2002年8月第4卷第8期

[3]《人因工程學》 機械工業(yè)出版社 2006-01 作者：郭伏 ISBN： 9787111174974