WWW.PDF.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Разные материалы
 

Pages:   || 2 | 3 |

«Методы эргономического анализа и усовершенствования эксплуатационных процедур для операторов атомных станций ...»

-- [ Страница 1 ] --

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

на правах рукописи

Плешакова Надежда Владимировна

Методы эргономического анализа и усовершенствования

эксплуатационных процедур для операторов атомных станций

19.00.03 – Психология труда, инженерная психология, эргономика Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Анохин Алексей Никитич Обнинск Санкт-Петербург Оглавление Оглавление

Введение

Глава 1 Место процедур в процессе функционирования операторов БПУ АЭС

1.1 Общая классификация состояний энергоблока АЭС

1.2 Характер деятельности операторов БПУ АЭС

1.3 Классификация эксплуатационных процедур

1.4 Применение процедур операторами БПУ АЭС

1.4.1 Последовательность работы операторов БПУ АЭС с процедурами

1.4.2 Идентификация ситуации и вход в процедуру

1.4.3 Исполнение алгоритма процедуры

1.4.4 Речевая коммуникация операторов БПУ АЭС при работе с процедурами

1.5 Влияние качества процедур на деятельность операторов БПУ АЭС

1.6 Методы исследования и анализа характеристик процедур.................. 33



1.7 Компьютеризация процедур

1.8 Постановка задачи диссертационного исследования

Выводы по главе 1

Глава 2 Эргономический и системный анализ процедур

2.1 Структурная модель деятельности операторов БПУ АЭС

2.2 Структура характеристик процедур

2.3 Обоснование перечня характеристик процедур

2.4 Этапы и методы анализа характеристик процедур

Выводы по главе 2

Глава 3 Анализ влияния характеристик процедур на деятельность операторов БПУ АЭС

3.1 Анализ речевой коммуникации операторов БПУ АЭС

3.1.1 Структура актов коммуникации и методика анализа.................. 64 3.1.2 Количественная оценка объемов различных типов коммуникации

3.1.3 Факторы, влияющие на коммуникацию операторов БПУ АЭС... 68 3.1.4 Оценка влияния шума на коммуникацию операторов БПУ АЭС

3.1.5 Рекомендации по улучшению коммуникации операторов БПУ АЭС

3.2 Влияние подхода к управлению на деятельность операторов БПУ АЭС

3.2.1 Методика анализа

3.2.2 Объект исследования и условия проведения анализа

3.2.3 Результаты анализа влияния подхода к управлению

3.3 Ошибки, обусловленные недостатками процедур

3.3.1 Классификация ошибок

3.3.2 Причины ошибок применения процедур операторами БПУ АЭС

3.4 Компьютеризация процедур для поддержки операторов БПУ АЭС в нештатных ситуациях

Выводы по главе 3

Глава 4 Разработка системы компьютеризованных процедур для операторов БПУ АЭС

4.1 Системы поддержки операторов БПУ АЭС

4.2 Метод представления знаний процедур

4.3 Представление знаний о технологическом оборудовании

4.3.1 Иерархия оборудования

4.3.2 Состояния оборудования

4.3.3 Интенсиональное описание знаний о технологическом оборудовании

4.3.4 Экстенсиональное описание знаний о технологическом оборудовании

4.4 Представление знаний о технологических средах

4.4.1 Интенсиональное описание знаний о технологических средах.. 125 4.4.2 Экстенсиональное описание знаний о технологических средах

Выводы по главе 4

Заключение

Список сокращений

Библиографический указатель

Приложение А Методика эргономической оценки процедур

Приложение Б Описание системы компьютеризованных аварийных процедур

Введение

Актуальность исследования. АЭС представляет собой систему «человек-машина» функционирование которой сопряжено с (СЧМ), опасностью для человека и окружающей среды. Централизованное управление энергоблоком АЭС осуществляется оперативным персоналом с блочного пункта управления (БПУ). Вся деятельность операторов регламентируется множеством разнородных эксплуатационных процедур, начиная от инструкций по эксплуатации технологического оборудования и заканчивая планами действий в чрезвычайных ситуациях. Суммарный объем процедур современного БПУ может достигать нескольких тысяч страниц текста. По статистике процедуры, в том числе их несовершенство, служат причинами от 15 до 30 % ошибочных действий оператора. Таким образом, качество процедур способно оказывать существенное влияние на надежность и эффективность деятельности операторов БПУ.

Существует множество работ, посвященных исследованию и проектированию СЧМ в целом и эксплуатационных процедур в частности.

Оценке эффективности и надежности работы операторов, процессу принятия решений и совершению ошибок посвящены исследования А.И. Губинского, В.Д. Небылицина, Г.С. Никифорова, А.Т. Ашерова, А.И. Нафтульева, В.Г. Евграфова, С.А. Чачко. Различным аспектам группового взаимодействия и решения оперативных задач уделено внимание в работах Б.Ф. Ломова, В.Ф. Венды, Н.Н. Обозова и др. Труды отечественных и зарубежных ученых, среди которых Дж.М. О’Хара (J.M. O’Hara), Дж. Хиггинс (J.С. Higgins), У.С. Браун (W.S. Brown), У. Стаблер (W. Stubler), внесших вклад в исследование вопросов компьютеризации процедур и анализа их влияния на ошибки операторов, легли в основу руководств, справочников и стандартов (ГОСТ, МЭК, IEEE, NUREG), регламентирующих проектирование БПУ АЭС и его компонентов, включая СЧМ, процедуры и программы подготовки операторов.

В ядерной энергетике процедурам и анализу их влияния на деятельность операторов посвящено ограниченное число фрагментарных узконаправленных исследований. В работах У. Роуз (W. Rouse) и С. Роуз (S. Rouse) предприняты попытки классификации ошибок, связанных с использованием процедур. Имеются модели проверки адекватности алгоритмов (У. Жанг (W. Zhang), У. Квин (W. Qin)), стандарты и технические отчеты по верификации и валидации процедур (NUREG, TECDOC). В то же время остаются нерешенными вопросы о влиянии на деятельность операторов заложенных в процедурах подходов к управлению авариями, о влиянии процедур на эффективность групповой деятельности операторов, о специфических ошибках операторов, обусловленных недостатками процедур.

Исследованию перечисленных вопросов посвящена настоящая работа.

Объектом исследования являются эксплуатационные процедуры потенциально опасных объектов, в частности, атомных электростанций.

Предметом исследования является влияние характеристик эксплуатационных процедур на деятельность оперативного персонала БПУ АЭС при действиях в условиях нештатных ситуаций.

Цели и задачи диссертации. Целью работы является улучшение деятельности оперативного персонала БПУ АЭС за счет выработки решений и рекомендаций, направленных на повышение качества и эффективности применения процедур операторами в условиях нештатной ситуации.

Для достижения цели решались следующие задачи:

1. Классификация эксплуатационных процедур.

2. Выявление, систематизация и анализ значимости влияния характеристик процедур на надежность и эффективность деятельности персонала БПУ.

3. Анализ влияния процедур на качество групповой деятельности операторов в нештатной ситуации.

4. Анализ влияния заложенного в процедуру подхода к управлению авариями на эффективность работы операторов.

5. Выявление и систематизация специфических ошибок операторов БПУ, обусловленных недостатками процедур.

6. Разработка методических основ компьютеризации процедур (метод представления знаний, архитектура системы, требования и пр.).

Методы исследования. В работе использованы методы инженерной психологии и эргономики, теории систем и системного анализа, структурного моделирования, теории вероятности и математической статистики, теории искусственного интеллекта.

Научная новизна.

1. Сформирован перечень характеристик процедур и определена значимость этих характеристик для обеспечения безошибочной работы операторов. Сформированный перечень систематизирует и существенно расширяет известную номенклатуру характеристик, упоминаемых в литературных источниках.





2. Разработана методика анализа речевой коммуникации оперативного персонала БПУ, основанная на структурной декомпозиции актов передачи информации и применении аппарата случайных процессов для количественной оценки наложения шума на коммуникацию. В отличие от существующих методов акустических измерений и методов семантического анализа коммуникации, предложенная методика позволяет выполнить количественную оценку объема и характера коммуникации, а также прогнозировать возможные ошибки коммуникации, возникающие вследствие наложения шума.

3. Выделены и классифицированы ошибки операторов, обусловленные недостатками эксплуатационных процедур. Предложенная классификация дополняет известные классификации ошибок оператора в части учета ошибок использования процедур.

4. Разработан метод представления знаний, основанный на двухуровневых семантических сетях и диагностических шаблонах и позволяющий формировать базу знаний на основе информации, извлекаемой из текста эксплуатационных процедур.

Научные положения, выносимые на защиту.

1. Перечень характеристик процедур и их значимость для обеспечения безошибочной работы операторов.

2. Методика анализа речевой коммуникации операторов, возникающей при использовании процедур.

3. Классификация ошибок операторов, обусловленных недостатками процедур.

4. Метод представления знаний, извлекаемых из эксплуатационных процедур.

Достоверность научных положений. Структура характеристик процедур обоснована результатами экспертного оценивания. Достоверность методики анализа речевой коммуникации, перечень и структуры актов передачи информации и наличие факторов, влияющих на коммуникацию, обеспечивается применимостью на практике и согласованностью с результатами собственных экспериментальных исследований деятельности операторов и работами других авторов. Классификация специфических ошибок, обусловленных недостатками процедур, согласуется с известными классификациями ошибок человека-оператора (А.И. Губинский, В.Ф. Венда), подтверждена результатами интервью, проведенными с операторами БПУ и инструкторами ПМТ, и результатами экспериментальных исследований. Применение широко известного метода семантических сетей, а также опыт внедрения и практическая применимость обусловливают достоверность предложенного метода представления знаний процедур.

Практическая ценность результатов и область применения.

Предложенная методика анализа речевой коммуникации позволяет 1.

вырабатывать обоснованные рекомендации по улучшению речевой коммуникации, обеспечивающей взаимодействие операторов при ликвидации нештатных ситуаций.

Сформированный перечень характеристик процедур и разработанная на его основе методика эргономической оценки процедур позволяют анализировать документы, регламентирующие деятельность персонала в нештатных ситуациях, и апробированы для анализа «Инструкций по ликвидации аварий» Балаковской АЭС.

3. Метод представления знаний явился основой прототипа системы компьютеризованных процедур ComProMIS (грант Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере по программе «У.М.Н.И.К.», свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ №2014616899 от 08.07.2014), обеспечивающей поддержку деятельности оператора в нештатных ситуациях путем контекстного пошагового представления релевантной процедуры.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на 16 конференциях, в том числе 4-я Курчатовская молодежная научная школа (г. Москва, 2006 г.);

XXXIII, XXXIV, XXXVII Международные молодежные научные конференции «Гагаринские чтения» (г. Москва, 2007 г., 2008 г., 2011 г.);

X, XI, XII, XIII Международные конференции «Безопасность АЭС и подготовка кадров» (г.Обнинск, 2007 г., 2009 г., 2011 г., 2013 г.);

III Международная научно-практическая конференция «Современные тренажерно-обучающие комплексы и системы» (г. Киев, 2007 г.);

16 Всемирный конгресс по эргономике IEA’2006 (Маастрихт, 2006);

Ежегодная конференция эргономического общества Великобритании (Ergonomics Society Annual conference 2009) (UK, London, 2009 г.);

Всероссийская научно-практическая и общественная конференция молодых ученых и специалистов атомной отрасли «КОМАНДА-2009, 2011»

(г. Санкт-Петербург, 2009 г, 2011 г);

Научная сессия МИФИ-2011, 2013» (г. Москва, 2011, 2013 г.);

VIII Международная конференция «Психология и эргономика: единство теории и практики» (г. Тверь, 2013 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 40 печатных работ, в том числе 4 статьи в реферируемых журналах из перечня ВАК и 35 работ в сборниках трудов научных конференций. Получено свидетельство о регистрации оной программы для ЭВМ.

Структура и объем диссертации.

Работа изложена на 147 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, отражающих результаты исследования, заключения, библиографии из 155 источников, двух приложений, иллюстрирована 33 рисунками и 13 таблицами.

–  –  –

1.1 Общая классификация состояний энергоблока АЭС Атомная электростанция (АЭС) представляет собой систему «человекмашина» – совокупность совместно действующих энергоблоков (ЭБ), персонала (оперативного, ремонтного и пр.) и системы управления. АЭС обладает всеми особенностями, присущими сложным системам, а именно: высокой структурной сложностью, наличием цели, взаимосвязью и взаимодействием элементов, иерархической структурой управления, наличием человека-оператора в контуре управления. Целью функционирования АЭС является безопасное производство электрической и тепловой энергии.

АЭС может находиться в одном из множества состояний. Наиболее обобщенной классификацией состояний АЭС является их разделение на два класса [28, 55]: эксплуатационные и аварийные состояния. Границей между этими двумя типами состояний служат пределы безопасной эксплуатации (safe operation limits) [28], которые заранее определены проектом АЭС. При выходе технологических параметров АЭС за эти пределы считается, что станция находится в одном из аварийных состояний. Понятие состояния часто ассоциируют с понятием режима.

К эксплуатационным состояниям относят режимы двух типов:

режимы нормальной эксплуатации;

режимы эксплуатации с отклонениями – предусмотренные проектом нарушения нормальной эксплуатации.

Нормальная эксплуатация (normal operation) – это эксплуатация АЭС в рамках эксплуатационных пределов и условий. Эксплуатационные пределы (operational limits) – это предусмотренные проектом АЭС ограничения на значения технологических параметров (например, на давление и температуру рабочей среды) или на рабочие характеристики и состояние оборудования и систем. К режимам нормальной эксплуатации относят пуск, испытание, работу на мощности, перегрузку ядерного топлива, техническое обслуживание, остановку, ремонт и другую деятельность, если в ходе ее протекания не допущен выход за эксплуатационные пределы.

Эксплуатация с отклонениями (malfunction) – это эксплуатация АЭС с нарушением эксплуатационных пределов или условий, но без нарушения пределов или условий безопасной эксплуатации. Эксплуатация с отклонениями предполагает наличие ожидаемых эксплуатационных событий (anticipated operational occurrence), которые могут произойти, по крайней мере, однажды за время эксплуатации АЭС, но которые, благодаря предусмотренным в проекте мерам, не нанесут значительного повреждения важным для безопасности узлам и не приведут к аварийным условиям.

Другой термин, использующийся для обозначения подобных режимов, – нарушения нормальной эксплуатации или просто нарушения (abnormal operaПримерами таких режимов являются снижение нормальной tion).

электрической выработки, остановка турбины, потеря питания ГЦН и пр.

При рассмотрении аварийных состояний и их классификации необходимо определить, что понимается под термином «авария». В соответствии с ОПБ [20], авария – это нарушение эксплуатации АЭС, при котором произошел выход радиоактивных веществ и/или ионизирующего излучения в количествах, превышающих установленные пределы безопасной эксплуатации. В другом аналогичном определении отмечается, что критерием аварии служит значительное облучение персонала, населения и окружающей среды [31]. В третьем определении [14] введено понятие аварийного режима – процесса, протекающего с недопустимыми отклонениями основных параметров, нарушающими условия безопасности АЭС и приводящими к срабатыванию аварийной защиты, т. е. к выключению реактора или существенному ограничению мощности.

Аварийные состояния классифицируются в соответствии с различными критериями, например, по цели и стратегии управления (инцидент, проектная авария, запроектная авария, тяжелая аварии), по масштабу повреждений и радиационным последствиям (шкала INES) и др.

Эффективность и безопасность функционирования АЭС во многом определяется эффективностью и безошибочностью деятельности человекаоператора.

1.2 Характер деятельности операторов БПУ АЭС Оперативный персонал (ОП) предназначен для несения круглосуточного дежурства на всех ключевых постах управления технологическими процессами АЭС. Доля ОП составляет 15 20% от общего числа работников

АЭС. ОП разделен на шесть-семь смен. К ОП относится:

персонал, обслуживающий производственные участки;

оперативно-наладочный персонал, выполняющий наладочные работы на оборудовании и в системах;

оперативно-ремонтный персонал, выполняющий обслуживание и оперативные переключения на производственных участках;

руководящий оперативный персонал (начальник смены АЭС, дежурные диспетчеры);

оперативный персонал, осуществляющий управление технологическими процессами с БПУ и ЦПУ (ВИУР, ВИУТ и др.).

Деятельность ОП последней из описанных категорий направлена на оперативный централизованный контроль за функционированием ядерного реактора и другого основного оборудования, управление технологическими режимами и состояниями АЭС. Компоновка БПУ и способы управления зависят от проекта АЭС. До 2000 г. в БПУ состоял из множеств панелей и пультов со средствами контроля и органами регулирования и дистанционного управления, а также рабочих мест операторов. На панелях отображалась информация общего пользования: мнемосхема блока, технологические параметры, аварийная и предупредительная сигнализация. В современных проектах АЭС получил распространение дисплейный способ контроля и управления с использованием рабочих станций системы верхнего блочного уровня (РС СВБУ) в составе цифровой АСУ ТП, зачастую совмещенных с резервными индивидуальными средствами контроля и управления на основе мозаичных панелей. В основной зоне БПУ предусматривается экран коллективного пользования (ЭКП) информационное средство для организации взаимодействия персонала БПУ при реализации общеблочных технологических задач. Рабочее место начальника смены блока (НСБ) оснащается дополнительно средствами дистанционного визуального контроля основного оборудования энергоблока и обстановки в основных технологических помещениях энергоблока – средствами промышленного телевидения.

На БПУ работают три-четыре оператора в зависимости от типа реактора. Например, для АЭС с реакторами типа ВВЭР характерен следующий состав смены: ведущий инженер управления турбиной (ВИУТ), ведущий инженер управления реактором (ВИУР), начальник смены реакторного цеха (НСРЦ) и начальник смены блока (НСБ).

НСБ руководит операциями по пуску, останову и изменению режимов блока, а также перегрузкой топлива в реакторе. Он координирует действия остальных операторов смены. НСБ непосредственно подчиняется начальнику смены АЭС (НС АЭС). Задача ВИУР и НСРЦ – оперативное управление с БПУ технологическими параметрами первого контура, а также пуск, останов, подъем и снижение мощности ядерного реактора в соответствии с заданным графиком и режимными картами. ВИУТ осуществляет оперативное управление турбогенератором и его технологическими системами, производит переключения и операции по пуску и останову оборудования, регулирует работу генератора.

Особенность работы операторов состоит в их удаленности от объекта управления, в отсутствии непосредственного контакта с ним. Так, операторы БПУ работают не с технологическим оборудованием энергоблока непосредственно, а с его информационной моделью, существующей в его сознании и в виде совокупности приборов и дисплеев АСУ ТП. Учитывая сложность объекта управления и большой объем поступающей и перерабатываемой информации, к когнитивным возможностям оператора предъявляются высокие требования, а опасность ядерного объекта обусловливает высокую ответственность. Для работы операторов характерны монотония в номинальном режиме работы энергоблока, высокий темп работы и информационные перегрузки в переходных режимах.

Вся деятельность ОП осуществляется в соответствии с правилами и процедурами, которые образуют алгоритмическое (операционное) обеспечение персонала.

Комплект документации операторов можно разделить на [2]:

нормативно-техническую – правила техники безопасности, пожарной, ядерной и радиационной безопасности и другие документы, определяющие нормы и технические условия эксплуатации АЭС;

оперативную – журналы, графики переключений, картограммы и другие документы, отражающие фактическую информацию обо всех событиях, происходящих на АЭС;

эксплуатационную – справочные документы, программы, методики, регламенты, процедуры, положения о подразделениях, квалификационные требования и пр.

Содержательную сторону работы операторов БПУ регламентируют эксплуатационные инструкции (или процедуры), которые обеспечивают выполнение пределов и условий для эксплуатации АЭС [28,51]. В общем смысле, процедура – это официально установленная последовательность действий для осуществления или оформления чего-либо [11]. Однако в атомной отрасли имеются более узкие определения процедур [68,77,52, 100,101]. Например, в [100] приводится следующее определение: процедура – это, как правило, письменный документ, включающий как текст, так и графические объекты, в котором представлено множество шагов действий и шагов принятия решений, выполняемые персоналом АЭС (операторами БПУ, операторами по месту и др.) для безопасного и эффективного достижения цели. Таким образом, можно сказать, что отдельная процедура для операторов БПУ представляет собой документ, который описывает установленную последовательность действий, выполняемую в условиях нормальной эксплуатации или при нарушении нормальной эксплуатации для эффективного и безопасного достижения определенного целевого состояния энергоблока АЭС. Действия обычно состоят в контроле значений технологических параметров и состояния оборудования, в выполнении переключений на пультах и панелях БПУ, в диагностике состояния и в регулировании параметров энергоблока. Рассмотрим классификацию эксплуатационных процедур более подробно.

1.3 Классификация эксплуатационных процедур Обобщая существующие отечественные и зарубежные [55] классификации, а также результаты проведенного обзора процедур, можно выделить следующие четыре признака классификации эксплуатационных процедур для АЭС:

1) класс состояний ЭБ АЭС, для которых применима процедура;

2) подход к управлению;

3) формат представления – способ визуального кодирования алгоритма процедуры (текстовый, графический, табличный);

4) физический носитель – средство исполнения и хранения процедуры (бумажные, компьютеризованные).

Полная классификация используемых на АЭС процедур по перечисленным признакам приведена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 Классификация эксплуатационных процедур АЭС Для разделения эксплуатационных процедур по назначению/классу состояний ЭБ АЭС рассматривались и обобщались концепции, сложившиеся в мировой практике.

Например, согласно классификации МАГАТЭ [29] различают пять типов инструкций для управления АЭС (рисунок 1.2):

процедуры управления технологическими системами и оборудованием АЭС (system operating procedures);

процедуры, определяющие реакцию на сигнализацию (alarm response procedures);

процедуры, определяющие действия при отклонениях от нормальной эксплуатации (abnormal operating procedures, AOP);

процедуры, определяющие действия в аварийных ситуациях (emergency operating procedures, EOP);

руководства по управлению тяжелыми авариями (severe accident guidelines, SAG).

–  –  –

Согласно другой концепции, разработанной Westinghouse Owners Group (WOG), основным документом является руководство по преодолению аварий (emergency response guideline, ERG), которое применяется после аварийной остановки реактора, срабатывания систем безопасности или возникновения условий для их срабатывания.

Первым документом этого руководства является диагностическая процедура E-0, из которой осуществляется переход к одной из двух групп процедур:

1) руководству по оптимальному восстановлению (event related symptom based optimal recovery guideline, ORG), направленному на ликвидацию предаварийных ситуаций, проектных аварий и их возможных комбинаций;

2) руководству по восстановлению функций безопасности (function restoration guideline, FRG), направленному на доведение критических функций безопасности до удовлетворительного состояния.

В случае перетекания аварии в тяжелую форму применяется руководство по управлению тяжелыми авариями (severe accident management guideline, SAMG).

Подобные различия в организации процедур существуют и на российских АЭС.

Так, например, комплект процедур на Балаковской АЭС включает в себя следующие документы:

1) инструкции «Реакция на сигнал»;

2) инструкции «Реакция на отказ»;

3) инструкции по ликвидации предаварийных ситуаций и проектных аварий, разработанные на основе принципа ORG WOG;

4) руководство по управлению запроектными авариями (РУЗА), разработанное на основе принципа FRG WOG;

5) руководство по управлению тяжелыми авариями (РУТА), разрабатываемое на основе принципа SAMG WOG.

Классификация процедур по второму критерию основана на сложившихся трех подходах к управлению АЭС: событийно-ориентированном (событийном), симптомно-ориентированном (симптомном), функциональноориентированном (функциональном).

Каждый из этих подходов предполагает различную стратегию поведения операторов БПУ. Событийный подход сегодня является наиболее распространенным. Он основан на перечне исходных событий, определенных при разработке проекта АЭС, например: компенсируемая течь I контура, отключение одного ГЦН из трех работающих. Событийные процедуры определяют действия операторов на основании идентифицированного ими исходного события. В ходе эксплуатации АЭС операторы БПУ анализируют возникающие отклонения от нормальной эксплуатации и решают, какое из этих исходных событий произошло. После этого раскрывается соответствующий раздел инструкции и выполняются предписанные действия.

Событийные процедуры сфокусированы на минимизации неблагоприятных для станции последствий. Они определяют наиболее эффективный алгоритм действий операторов по приведению блока в стабильное безопасное состояние, но с учетом, что операторы изначально верно идентифицировали исходное событие и выбрали верную процедуру.

Поскольку диапазон принципиально возможных аварий очень широк, и могут происходить наложения различных труднопрогнозируемых отказов оборудования, ошибок персонала или других событий, то в таких случаях применяется симптомный подход. Согласно ему, действия операторов зависят только от комбинации наблюдаемых признаков (симптомов) и не требуют классификации происшедшего исходного события. Важно, что, в отличие от событийного, симптомный подход позволяет операторам эффективно действовать в непонятных ситуациях или в случае наложения нескольких исходных событий. Сравнение событийного и симптомного подходов содержится, в том числе в нормативных документах МАГАТЭ [55,105].

Следует отметить, что на российских АЭС применяется как событийный, так и симптомно-ориентированный подходы к управлению.

Развитием симптомного подхода в мировой практике стал функциональный подход к управлению [123,124].

Его суть заключается в том, что функционирование АЭС рассматривается как поддержание взаимодействующих друг с другом технологических функций, например:

отвод тепла от реактора, утилизация пара, обеспечение питательной водой.

При этом задача операторов состоит не в контролировании работы отдельных единиц оборудования, а в отслеживании состояния этих функций и их симптомно-ориентированном управлении. Однако данный подход еще широко не распространен.

Еще одним классификационным признаком процедур является формат представления. Эксплуатационные процедуры могут быть представлены в текстовом, графическом или табличном форматах.

Процедуры в текстовом формате представляют собой последовательное перечисление действий с указанием (или без) оператораисполнителя. Как правило, фразы, описывающие отдельные шаги, имеют унифицированную структуру и формулируются как инструкции (приказы).

Процедуры в формате блок-схемы (наиболее распространенный случай графического формата) включают в себя следующие графические элементы и конструкции: блоки безусловного и условного действия, блоки постоянной перепроверки, переходы, вспомогательные элементы и др. Формат блок-схем очень удобен для представления сложных алгоритмов, которые одновременно окидываются одним взглядом, а операторы могут видеть, где они находятся и куда движутся. В блок-схемах легко воспринимаются взаимосвязи между шагами [84]. В [152] отмечаются уменьшение сложности и хорошая различимость процедур в формате блок-схем.

Наряду с блок-схемами известны и другие виды графических форматов, например, карты действий, описывающие алгоритмы действий индивидуально для каждого из операторов БПУ. Особенностью этих процедур является проблема координации действий операторов, работающих каждый со своей картой.

Табличный формат процедур является текстовым по форме, однако хорошо структурированным по содержанию. Каждый шаг процедуры содержит: номер шага, предпринимаемые действия (операции), место выполнения действий, субъект (оператор), выполняющий данное действие, объект воздействия, ожидаемую реакцию этого объекта и способ ее обнаружения и т.п.

Табличное представление дает возможность выделить все эти составляющие в отдельные столбцы, что, в свою очередь, облегчает и организует процесс восприятия всей информации (рисунок 1.3). Одной из разновидностей табличного представления являются двухколоночные процедуры. Все действия процедуры декомпозированы на шаги, назначенные конкретным исполнителям. В левой колонке приводятся основные действия, в правой – альтернативные, осуществляемые, если результат выполнения основного действия не получен.

По физическому носителю различают бумажные и компьютеризованные процедуры. Практически повсеместно применяются бумажные процедуры, однако все большее распространение получает компьютеризация процедур.

–  –  –

1.4 Применение процедур операторами БПУ АЭС Рассмотрим процесс, основные аспекты и особенности применения процедур операторами БПУ в нештатных ситуациях.

1.4.1 Последовательность работы операторов БПУ АЭС с процедурами

Как правило, процедура включает в себя два основных раздела:

описание условий входа в процедуру и описание действий. В первом разделе определяется множество состояний ЭБ, к которым применима данная процедура. Обычно это делается перечислением симптомов этих состояний, представляющих собой логические утверждения о значениях технологических параметров, состоянии систем и оборудования ЭБ.

Во втором разделе процедуры перечисляются предписываемые действия, которые декомпозируются до необходимого уровня детализации.

Как правило, верхний уровень составляют шаги, которые делятся на операции или действия, состоящие, в свою очередь, из более простых структурных элементов. Шаги и действия выполняются в соответствии с определенной логической и временной последовательностью – алгоритмом.

Алгоритмы могут включать в себя линейные последовательности действий, циклы и сложные условные переходы. Чтобы достичь цели, операторы зачастую должны выполнять переходы не только в пределах одной, но и между несколькими процедурами. Перейдя в новую процедуру и выполнив определенные действия, оператор может уйти в третью, а затем снова вернуться в исходную процедуру и завершить работу по ней. Переходы осуществляются с помощью ссылок, связывающих разные документы в единую систему.

В условиях нарушений нормальной эксплуатации работа операторов с процедурами начинается при возникновении некоторого исходного технологического события. Событие сопровождается изменениями значений технологических параметров, состояния оборудования, срабатыванием предупредительной и/или аварийной сигнализации.

Первым ключевым моментом работы с процедурами является идентификация происшедшего события и выбор релевантной процедуры. Если в результате анализа значений технологических параметров, состояния систем и оборудования удалось установить событие, то операторы используют соответствующую событийную процедуру. Если же событие установить не удалось, или имело место одновременное наложение нескольких событий, то применяются симптомно-ориентированные (симптомные) процедуры.

Дальнейшие действия персонала зависят от сложившихся на данной АЭС порядка и практики. В одних случаях каждый оператор на основе своих знаний, опыта и навыков выполняет свою часть процедуры, сообщая о результатах действий другим членам смены и тем самым поддерживая единую ментальную модель. НСБ контролирует и координирует действия персонала. На других станциях НСБ последовательно зачитывает вслух команды процедуры, называя оператора, которому необходимо выполнить то или иное действие. Операторы выполняют команду и докладывают об этом НСБ. Если необходимо выполнить шаг, который еще не был озвучен, то операторы запрашивают разрешение на его исполнение.

Выполнение процедур всегда сопровождается коммуникацией между персоналом АЭС, включающей в себя озвучивание команд, запросы, доклады, обсуждения, совместное принятие решений и т.п. Коммуникация является вторым важным моментом применения процедур.

Третьим ключевым моментом является исполнение операторами алгоритма процедуры, т. е. выполнение команд в предписанной последовательности и осуществление необходимых переходов по ссылкам.

Однако и здесь имеются особенности. Так, во время работы с инструкциями по ликвидации проектных аварий (ИЛА), в случае нарушения хотя бы одной из критических функций безопасности, операторы обязаны перейти к руководству по управлению запроектными авариями (РУЗА), даже если на это нет указаний в применяемой ими до этого ИЛА.

Рассмотрим каждый из перечисленных выше аспектов более подробно.

1.4.2 Идентификация ситуации и вход в процедуру

Деятельность человека-оператора хорошо описывается моделью Й. Рассмуссена (J. Rasmussen), в которой функционирование происходит на трех уровнях: навыков, правил и знаний [61,130]. Уровень навыков относится к выполнению частых моторных действий, в которых практически нет осознанной оценки ситуации и планирования. Примером может служить включение резервного насоса, выполняемое человеком автоматически сразу после срабатывания сигнализации об остановке основного.

В более сложной ситуации деятельность оператора переходит на уровень правил, когда идентифицируется состояние энергоблока, определяется и исполняется релевантная процедура для действий в данной ситуации. При отсутствии должной процедуры оператор выполняет задачу с использованием знаний и опыта. При этом он самостоятельно определяет цель, планирует и реализует ответные действия, после чего оценивает эффективность достижения намеченной цели и планирует последующие действия. Такая деятельность оператора относится к уровню знаний.

При идентификации события и выборе релевантной процедуры операторы могут неверно интерпретировать поступившие сигналы, что приведет к последующему выбору неверной процедуры. С другой стороны, операторы могут верно идентифицировать ситуацию, но выбрать ошибочную процедуру, поскольку некоторые из них имеют схожий набор условий входа, или множество условий входа одной процедуры может являться подмножеством условий входа для другой.

В работах [107,108] показаны следующие возможные ошибки оценивания ситуации и их причины:

неверная оценка уровней риска, неверная интерпретация параметров ситуации, ошибочная диагностика или прогнозирование, неверная оценка доступного времени. В [109] рассматриваются ошибки принятия решений при идентификации ситуации и выборе курса действий, а также факторы, влияющие на указанные ошибки.

Для снижения риска неверной оценки ситуации и выбора неправильной процедуры применяются интегрированные дисплеи, отражающие тенденции параметров, используются экспертные системы для идентификации типа аварии [58], системы поддержки принятия решений [74,86] или иные системы поддержки операторов, например, Emergency operator support system Japanese PWR Plants [78], комплекс информационной поддержки оператора [18], Intelligent operator decision support system for abnormal situation management [147] и др.

После выбора требуемой процедуры, операторы приступают к ее исполнению.

1.4.3 Исполнение алгоритма процедуры

При работе с процедурой операторы обязаны строго следовать заложенному алгоритму, при необходимости выполняя переходы внутри процедуры и между ними.

Однако зачастую имеют место отклонения от алгоритма [49,150,42,37], обусловленные следующими факторами:

1) различные инструкции несовместимы и противоречат друг другу вследствие разработки их различными авторами [49],

2) имеет место запутанная логика процедур, и/или неприменимость процедур для непредвиденных ситуаций вынуждает операторов адаптировать инструкции для сложившихся условий [150, 42],

3) разработка процедур осуществляется исключительно экспертами без привлечения оперативного персонала; это приводит к различиям в действиях операторов с точки зрения «как должно выполняться» и «как выполняется на самом деле» [37].

В ряде работ отмечается существенное влияние качества и сложности процедур на их выполнение операторами. Так, в [117] исследовалось три типа поведения операторов: строгое следование инструкции, пропуск избыточных действий, модификация последовательности действий. Анализ показал, что очень сложные или очень простые шаги выполняются в большинстве своем в строгом соответствии с процедурой, тогда как выполнение задач средней сложности сопряжено с модификацией алгоритма и пропуском избыточных, по мнению персонала, действий. В [42] отмечается, что 44% пилотов самолетов пытаются оптимизировать свои действия, порой пропуская неважные, по их мнению, элементы.

Еще одним моментом использования процедур является навигация по процедурному полю. Бумажные процедуры не обеспечивают помощь в навигации, поэтому сильно подвержены ошибкам, связанным со случайными неверными переходами, пропуском переходов и сложностью возврата к невыполненным ранее действиям [76]. Снижению количества навигационных ошибок способствует внедрение систем КП или других систем поддержки операторов, например, динамической системы оперативного управления, описанной в [69].

1.4.4 Речевая коммуникация операторов БПУ АЭС при работе спроцедурами

Работа с процедурами сопровождается активным обменом информацией между операторами БПУ друг с другом и с внешними участниками процесса управления – местными операторами, начальниками смен различных цехов, начальником смены станции, руководителями АЭС, диспетчерами и др.

Можно выделить две основные задачи коммуникации, а именно:

координация деятельности различных субъектов управления;

формирование и поддержание общей ментальной модели технологического процесса.

От эффективности коммуникации операторов при использовании процедур напрямую зависит качество управления энергоблоком в целом.

Подробный анализ результатов мировых исследований данного вопроса был выполнен в [139]. Обеспечение эффективной коммуникации между операторами БПУ является оптимизационной задачей, так как, с одной стороны, численность каждой смены должна быть достаточна для выполнения всех необходимых действий, а, с другой стороны, большая численность смены может усложнить выполнение задачи за счет увеличения доли коммуникации и необходимости дополнительной координации персонала [38]. Для улучшения и повышения эффективности коммуникации проводятся тренировки персонала АЭС [146], вырабатываются специальные рекомендации [139] и планы корректирующих действий [62].

Влиянию коммуникации на эффективность работы операторов посвящены многочисленные исследования. Так, в работе [87] подчеркивается, что коммуникация помогает совместной выработке плана действий и необходима для уточнения имеющихся или разработки новых стратегий преодоления ситуации. В [138] показано, что коммуникация не слишком значима в штатных ситуациях, когда операторы смены точно знают, что происходит. В необычных же ситуациях коммуникация необходима операторам для разъяснения друг другу, почему существующие стратегии не сработают в данной ситуации, а также для поиска совместными усилиями новых стратегий и прогнозирования будущего состояния станции. В [48] авторы показали, что стабильность и устойчивость функционирования смены зависят от повторяющихся цикличных итераций коммуникации среди операторов БПУ и с операторами «по месту», которые позволяют адаптировать поведение для предотвращения, восстановления и разрешения ошибок функционирования.

В [79,80] выявлено, что более эффективные в своей работе смены использовали более стандартную коммуникацию и больше озвучивали информацию о ситуации, об изменении важных технологических параметров и о появлении сигнализации. Кроме того, более эффективные смены быстрее адаптируют коммуникацию с увеличением рабочей загрузки, направляют команды «адресно» конкретному оператору и сообщают необходимую информацию раньше, чем об этом спрашивают, предвосхищая запросы этой информации другими операторами [153].

Практически вся коммуникация на БПУ осуществляется вербально непосредственно «лицом к лицу», либо через средства связи, такие как телефон, громкоговорящая связь. В ходе общения «лицом к лицу» операторы иногда сопровождают сообщения жестами. Наивысшая значимость речевой коммуникации по сравнению с другими формами взаимодействия в ходе управления констатируется в работах [65,91,99].

Во время нештатных ситуаций интенсивность коммуникации резко возрастает. Это объясняется большим потоком событий, о которых необходимо информировать друг друга, а также значительным объемом действий и команд. В условиях стремительно развивающейся ситуации, дефицита времени и стрессогенных условий речевая коммуникация может стать предметом и причиной совершаемых операторами ошибок. Ошибки, допускаемые в ходе самой коммуникации, были исследованы и подробно описаны в работах [38,70,96,106,127]. В [38] и [62] показано, что наиболее эффективной мерой по снижению вероятности таких ошибок является контрольная обратная связь, например, «репетование» получателем сообщения, которая позволяет проверить идентичность текста и смысла, заложенного в сообщение отправителем, и смысла, понятого получателем.

Современная тенденция к повышению уровня автоматизации БПУ существенно может изменить условия и характер работы операторов. В [80] отмечается, что автоматизация способна улучшить коммуникацию. В [153] показано, что автоматизация получения и анализа информации позволила операторам уделять больше времени разработке стратегии дальнейших действий и коллективному планированию. В то же время, новые проекты БПУ и компьютеризация эксплуатационных процедур могут также нести определенные проблемы для групповой работы. Так, в [98] отмечается, что переход к управлению через компьютер может сузить горизонт наблюдения и препятствовать обмену информацией. А в [92] авторы обнаружили проблему чрезмерного сокращения объема коммуникации при использовании КП, что может привести к возникновению ошибок управления и сложности их своевременного обнаружения и устранения.

Теоретические исследования групповой коммуникации в основном посвящены созданию семантических моделей процесса передачи информации, измерению объема коммуникации и классификации типов коммуникации. Например, в работе [138] авторы изучили и оценили объем различных типов коммуникации, таких как обмен информацией, определение стратегий и наблюдение за исполнением.

Коммуникация напрямую связана с исполнением процедур. Согласно регламентам, каждый шаг процедуры должен быть озвучен операторами.

Таким образом, процедура заведомо включает некоторый объем коммуникации, который определяет некоторое количество актов коммуникации, необходимое для реализации процедуры, и время, которое должны затратить операторы на прочтение, озвучивание шагов и действий процедуры, выдачу команд, обратную связь и пр.

Влияние качества процедур на деятельность операторов 1.5БПУ АЭС

Проблема разработки оптимальных, технически точных и удобных процедур встала особенно остро после трагедии Three Miles Island в 1979 г. В 1980 г. были созданы первые чек-листы для валидации и верификации процедур [43,44], модифицированные в 1981 г. [45]. В 1992 г. было опубликовано подробное руководство по написанию эксплуатационных процедур с требованиями к оформлению, содержанию, глоссарию, написанию шагов и действий [59]. В настоящее время разрабатывается множество моделей и методов валидации и проверки правильности алгоритмов процедур, например, [128,155].

Вопросы разработки процедур также обсуждаются в ряде публикаций МАГАТЭ. В 1982 г. было выпущено руководство NUREG-0899 по разработке процедур с описанием необходимых элементов процедур, их взаимосвязей, этапов разработки документации, стиля написания и пр. [68]. Позже в 1985 г. в МАГАТЭ был выпущен стандарт IAEA-TECDOC-3413 [56], посвященный вопросам организации и формата процедур, проверки адекватности и применимости процедур, форматам представления. На их основе в 1998 г.

МАГАТЭ опубликовало IAEA-TECDOC-1058 [67]. Этот документ описывал лучший мировой опыт разработки и использования всех видов процедур АЭС.

Роль процедур при реагировании на запроектные аварийные ситуации была описана в техническом отчете Technical Reports Series No. 368 [29] и его продолжении [77]. Основные концепции процедур, их связи с состояниями АЭС, роль персонала и особенности использования процедур обсуждаются в отчете [55].

Влиянию отдельных характеристик процедур на выполнение задач операторами АЭС посвящено достаточно большое количество исследований.

Например, полнота инструкций и адекватность заложенного алгоритма влияют на ошибки при выполнении задач, вероятность возникновения серьезных аварий [38,39], легкость адаптации алгоритма инструкций под сложившуюся ситуацию [102,150], планирование и выработку направления действий в случае возникновения непредвиденных условий [49,150] и степень отклонения от последовательности действий процедуры [37,42].

Стиль изложения, техническая точность, языковые конструкции и формулировки шагов и действий процедур влияют на ошибки и коммуникацию персонала [38,62,49], общее восприятие, понимание и интерпретацию команд инструкций Чрезмерная [144,37,42,49,73].

когнитивная сложность, излишняя детализация действий, множество ссылок и переходов в другие процедуры затрудняют работу операторов с процедурами, вызывают непонимание или неверное толкование шагов и приводят к ошибкам выполнения [49,144,37,38,57]. Кроме того, сложность процедур определяет стиль исполнения процедур [117,118]. Сложные инструкции увеличивают вероятность отклонения от алгоритма в результате непонимания операторами ее требований. Компьютеризация процедур способна существенно облегчить навигацию по инструкциям и выполнение задач за счет чувствительности к контексту ситуации и возможности изменения уровня детализации шагов под каждого оператора в зависимости от его квалификации [53,76,155].

Часть исследований посвящена влиянию формата представления и приемов оформления (неуместного использования или нехватки графических объектов, плохо подобранных цветов и шрифтов и др.) на характер допускаемых операторами ошибок [38,73]. Однозначного ответа на вопрос, какой из форматов представления наиболее предпочтителен с точки зрения уменьшения вероятности ошибок операторов, найдено не было, что отражено в [76]. Это есть следствие того, что все форматы представления имеют свои особенности. Так, например, текстовые процедуры, которые не обеспечивают соответствующий уровень детализации [151] и не имеют возможности отобразить разветвленные алгоритмы с условными и безусловными переходами и сложными логическими конструкциями, могут неоднозначно трактоваться операторами. Блок-схемы, наоборот, очень удобны для представления сложных алгоритмов, но большой размер и перегруженность листов, высокая чувствительность к качеству исполнения (цветам, шрифтам, контрастности и др.), а также субъективизм их восприятия могут повысить вероятность ошибочного восприятия и выполнения процедур.

Также при запутанном алгоритме в графических процедурах есть вероятность потери текущей позиции и логики процедуры. Действие, вписанное в геометрическую фигуру (например, прямоугольник или ромб) блок-схемы, ограничивается размером этой фигуры и зачастую содержит сокращения и укороченные формулировки, которые могут неточно восприниматься операторами [149]. Этот недостаток усугубляется еще и «эффектом замочной скважины», который часто имеет место при работе смен [103]. Другие графические процедуры, например, карты действий, могут вызвать проблему координации действий операторов, работающих каждый со своей картой.

Двухколоночный формат не очень удобен для представления сложных алгоритмов, содержащих большое число переходов и ветвлений. Поэтому такие процедуры, как правило, являются физически довольно объемными, что затрудняет их просмотр, перелистывание и поиск нужной инструкции. Правая часть, зачастую содержащая несколько не упорядоченных по приоритетам альтернативных действий, бывает перегружена, что усложняет исполнение процедуры и вызывает ошибки [73]. Важным моментом является то, что отсутствием результата в шаге левой колонки процедуры считается не только отсутствие ожидаемого эффекта от выполнения действия, но и получение отрицательного ответа операции контроля. Подобное смешение понятий может стать потенциальной причиной ошибок.

В некоторых работах анализировалось влияние на деятельность операторов заложенного в процедуру подхода к управлению, от которого зависят способ выбора операторами релевантной процедуры, понимание логики процедуры и, зачастую, эффективность действий при различных классах состояний АЭС. Например, событийные процедуры основаны на простом линейном алгоритме действий, не содержат ветвлений и переходов, а потому выглядят логичными и понятными. Такая простота снижает вероятность ошибочных действий, однако требует от персонала точного определения происшедшего события. Ошибка в идентификации события автоматически приводит операторов к выбору неверной процедуры. Такие ошибки зачастую совершаются, когда существуют «внешне» похожие друг на друга (т.е. обладающие схожими симптомами) ситуации. Другая опасность, исходящая от событийного подхода, состоит в том, что в непредвиденных ситуациях операторы вообще остаются без процедуры «один на один» с проблемой. Кроме того, событийный подход «плохо работает» при наложении друг на друга нескольких постулированных исходных событий. Одновременное применение нескольких процедур может привести операторов к противоречивым взаимоисключающим действиям.

Симптомная процедура позволяет операторам действовать верно вне зависимости от происшедшего события, однако требует досконального безоговорочного следования написанным пунктам и контроля множества симптомов перед выполнением действий. Симптомная процедура универсальна, обычно охватывает сразу множество ситуаций, и потому внутренняя логика такой процедуры довольно запутана и не всегда совпадает с логикой операторов и их субъективным пониманием ситуации. Это приводит к «механическому» исполнению шагов процедуры, что требует от операторов высокой самодисциплины и тщательности. В таких обстоятельствах совершение ошибки вполне вероятно. Кроме того, алгоритмы симптомных процедур являются очень разветвленными, а многочисленные внутренние и внешние переходы также создают почву для ошибочных действий.

Таким образом, процедуры могут послужить серьезным источником ошибок операторов БПУ [66]. По статистике от 15 до 40 % всех аварий и от 20 до 80 % всех нарушений на АЭС происходят вследствие ошибок человекаоператора [2], при этом процедуры являются прямой или косвенной причиной от 15 до 30 % ошибочных действий.

Ошибки операторов можно классифицировать по самым различным критериям, например: а) по типу психического процесса (ошибки восприятия, мышления, моторики, коммуникации); б) по фазам решения задачи (ошибки наблюдения, диагностики, планирования, исполнения, взаимодействия с автоматикой); в) по внешним проявлениям (ошибки пропуска, выполнения, избыточных действий, несвоевременное и неточное выполнение); г) по типу поведения, при котором они проявляются (ошибки на уровне умений и навыков, правил, знаний) [30,34,133]. Последняя классификация основана на «лестничной» модели поведения, предложенной Й. Расмуссеном (J.Rassmussen), который описал алгоритм определения когнитивных аспектов этих ошибок на этапах диагностики, выбора цели и стратегии, адаптации и выполнения процедур [130]. В [85] приводится классификация ошибок, состоящих в выполнении человеком действий над неверным объектом, в неверное время, в неверной последовательности, а также рассматриваются качественные и количественные недостатки функционирования оператора. В [3] была предпринята попытка проведения многомерной классификации, где ошибки персонала разделялись по типу психического процесса, по характеру ошибочного действия и по уровню поведения.

Классификация ошибок тесно связана с оценкой вероятности и выявлением факторов, влияющих на их возникновение. Среди методов оценки вероятности, ставших уже классическими для вероятностного анализа безопасности АЭС, можно отметить следующие: Technique for Human Error Rate Prediction (THERP), Accident Sequence Evaluation Program (ASEP), Human Cognitive Reliability (HCR), Cause-Based Decision Tree (CBDT) Method, Success Likelihood Index Methodology (SLIM), Failure Likelihood Index Methodology (FLIM), a Technique for Human Event Analysis (ATHEANA), Revised Systematic Human Action Reliability Procedure (SHARP1). Наиболее «свежий»

обзор этих методов выполнен в [64]. В отечественной практике важную роль занимает обобщенный структурный метод А.И. Губинского [15]. Наряду с устоявшимися методами в последние годы появляются новые подходы, к примеру, метод оценки вероятности ошибок, основанный на модели обработки информации и учитывающий влияние на деятельность персонала АЭС восьми факторов: доступное время, стресс и стрессоры, опыт и тренировка, сложность, эргономика (включая человеко-машинный интерфейс (ЧМИ)), процедуры, рабочие процессы, готовность к работе. В [72] представлен метод анализа когнитивной надежности и ошибок (Cognitive Reliability and Error Analysis Method (CREAM)), базирующийся на принципах когнитивного моделирования. В [122] подчеркивается, что для уменьшения ошибок человека необходимо, помимо всего прочего, выполнять анализ эксплуатационных процедур, структурный анализ задач оператора, оценивать вероятности возникновения единичных отказов и их комбинаций.

При анализе причин ошибок, в частности, связанных с процедурами, исследователи вкладывают различное содержание в связь между процедурой и ошибкой. Так, практически все сходятся в том, что основными факторами являются отсутствие релевантной процедуры или неадекватный алгоритм, заложенный в процедуру. С другой стороны, сюда часто включают недостатки не эксплуатационных, а организационных процедур и даже отступление операторов от процедуры. К сожалению, дальнейшая детализация факторов влияния процедур на ошибки операторов практически отсутствует.

Также редко исследователи пытаются классифицировать ошибки, связанные непосредственно с применением операторами процедур.

Например, в [135] определены ошибки выбора процедуры (неверный выбор, излишняя процедура и др.) и ошибки исполнения процедуры (шаг пропущен, неверная последовательность, шаг не завершен и др.). Если рассматривать исполнение процедуры как реализацию ее алгоритма, то можно отметить классификацию [16], где выделяются ошибки пропуска, включения, следования, замещения, выполнения (качества) и своевременности шагов.

Тем не менее ни одна из существующих классификаций не дает детального описания ошибок работы с процедурами, не учитывает ошибки навигации по «процедурному полю» и ошибки коммуникации, связанные с чтением и восприятием команд инструкций.

Методы исследования и анализа характеристик процедур 1.6 Во избежание ошибок, связанных с применением процедур, необходимо производить всесторонний анализ характеристик процедур с точки зрения влияния на деятельность человека-оператора. Рассмотрим применимость существующих методов и моделей для этих целей.

В процедуру заложена некоторая последовательность действий, поэтому для ее анализа возможно использование алгоритмических моделей и методов, например, классических алгоритмических моделей для описания деятельности операторов, в основе которых лежат методы теории графов, теории автоматов и другие математические формализмы. Одним из таких методов является обобщенный структурный метод [15], где процедуру можно представить в виде декомпозиции элементарных операций – типовых функциональных единиц, соединенных друг с другом направленными дугами.

Каждой вершине-операции приписываются оценки длительности, стоимости и вероятности безошибочного выполнения, являющиеся основными показателями операторской деятельности. В качестве других примеров можно привести следующие: 1) операционно-психологический метод [17], где с вершиной схемы связываются длительность и вероятность безошибочного выполнения, а также двоичный признак психологической напряженности исполнения; 2) структурно-алгоритмический метод, представляющий процедуру в форме графа Бержа, вершинами которого служат СОИ и ОУ, с которыми взаимодействует оператор при реализации действий процедуры. В результате можно оценить алгоритм процедуры с точки зрения вероятности безопасной работы, на основании чего модифицировать процедуру для уменьшения ошибочных действий персонала.

Также корректность последовательности действий (алгоритма) процедуры можно проверить, например, с помощью специально разработанного метода [53], в котором используются формальные модели поведения системы и представления целевых задач процедуры. При этом для первой модели применяется теория конечных автоматов, графическим представлением которой служат диаграммы переходов из состояния в состояние [71].

Еще одна модель проверки логической последовательности действий процедуры, связанной с некорректностью предусловий действий, недостижимостью целей, некорректностью ссылок или наличием невыполняемых ни при каких обстоятельствах действий, «тупиков» и бесконечных циклов, предложена в [155]. Модель позволяет выявлять потенциальные ошибки операторов.

Несмотря на все достоинства применения алгоритмических моделей и методов для анализа алгоритма процедур, они совершенно неприменимы для оценки психологических аспектов поведения персонала при использовании процедуры, в том числе коммуникации и взаимодействия операторов.

От сложности процедуры зависит безошибочность ее выполнения оператором.

Для количественной оценки показателя сложности процедуры была разработана мера TACOM (R_TACOM)[112,116,118], учитывающая:

количество информации, которое должно быть обработано оператором;

сложность логики выполнения требуемых действий;

сложность выполняемых действий;

количество требуемых знаний о системе;

количество требуемых когнитивных ресурсов.

При подсчете меры ТАСОМ вычисляются энтропии первого и второго рода для построенных управляющих графов. Далее с использованием евклидовой нормы определяется итоговое значение сложности отдельных шагов и процедуры в целом. Мера ТАСОМ является достаточно строгим количественным показателем сложности процедуры. На основе полученных данных оцениваются время выполнения задач [44,121], когнитивная нагрузка операторов [116], вероятность ошибок человека-оператора [120]. Также косвенно о сложности процедуры можно судить по поведению операторов при выполнении шагов процедуры [117].

Характеристики представления процедур, такие как формат представления, шрифты, цвета и др., можно оценивать с точки зрения человекаоператора в терминах «предпочтительного оптимального варианта». Для этого применимы теория нечетких множеств с построением функций принадлежности и функции полезности.

Аппарат функций полезности позволяет представить предпочтения потребителя на некотором множестве альтернатив. При этом оценивается сразу определенный набор характеристик процедур. Оператору предлагаются различные варианты исполнения одной и той же процедуры, из которых он выбирает тот вариант, который ему наиболее удобен и для него более предпочтителен.

Аналогичным образом для оценки представления и удобства использования процедур можно использовать теорию нечетких множеств с построением функций принадлежности. Этот математический аппарат позволяет формализовать разнокачественные частные характеристики объекта с последующим получением свертки оценок в единый числовой показатель [154,21].

Таким образом, получив оценки экспертов по интересующим нас характеристикам представления процедуры, можно выбрать оптимальный вариант реализации данных характеристик.

Ясность, четкость, простоту, лаконичностью и единообразие изложения текстовой информации, от которых зависит буквальное понимание операторами смысла команд процедур, можно оценить посредством существующих методов семантического и лексического анализа текста, основанных на сопоставлении образцов (pattern-based) [46,54]. Данные методы оперируют понятием «образец» и правилами их сопоставления с фрагментами текстов. Образцы представляют собой цепочки ограничителей (символы, слова, части речи и семантические классы), являющиеся своего рода шаблонами фраз. Также возможно применение методов, основанных на фразовых образцах (phrase-based), в которых текстовые сегменты сравниваются с шаблоном с использованием при сопоставлении синтаксических связей [93,136]. Недостатками данных методов являются высокая вычислительная сложность определения синтаксической структуры текстов и ограниченность базы шаблонов.

Соответствие процедур эргономическим требованиям проверяется при заполнении специализированных чек-листов, например, [43,44,45]. Несмотря на то, что данные оценки подвержены субъективизму, и чек-лист не может гарантировать полную проверку всех требований, использование подобных чек-листов довольно распространено и сравнительно удобно. Тем не менее стройная и полная методика эргономической оценки процедур отсутствует.

Таким образом, для анализа различных характеристик процедур могут использоваться общие теоретические модели и методы, а также существуют специально разработанные средства. Каждый из способов имеет свои ограничения и направлен на анализ определенной характеристики или группы характеристик. При этом некоторые характеристики процедур остаются «в стороне» современных исследований, или оценить их можно только эмпирическим путем. Например, практически отсутствуют методы определения оптимального уровня детализации шагов или методы оценки коммуникации операторов, необходимой для реализации процедур.

Еще одна сложность заключается в том, что характеристик процедур можно выделить сколь угодно много. Поэтому возникают вопросы о том, какие наиболее значимые характеристики необходимо рассматривать при оценке процедур, существуют ли методы для оценки этих характеристик и т.п.

Компьютеризация процедур 1.7

Поскольку АЭС является потенциально опасным объектом управления, то цена ошибочных решений операторов огромна.

Поэтому разрабатываются всевозможные системы поддержки операторов, в частности, системы компьютеризованных аварийных процедур или компьютеризованные процедуры (КП), призванные полностью или частично устранить недостатки бумажных процедур [103], например:

невозможность описать алгоритмы действий для всех вариантов развития ситуации на АЭС ввиду ограниченного объема процедуры;

повтор блоков действий;

невозможность обеспечить различный уровень детализации шагов и действий для операторов с разным уровнем подготовки;

исключительно последовательное представление информации;

сложная навигация по процедуре и между процедурами;

сложность одновременного применения сразу нескольких процедур и иных вспомогательных документов;

невозможность выделения информации, значимой для текущей ситуации;

отделение от других информационных ресурсов, таких как система представления параметров безопасности и пр.;

расположение заметок и предупреждений не там, где это действительно требуется при выполнении процедуры;

высокая когнитивная нагрузка на операторов, связанная с необходимостью удержания в памяти и фокусе внимания множества параметров и состояний ЭБ;

сложное управление изменениями в процедурах, в том числе технической точностью.

В литературе встречается описание нескольких систем КП, например, КП для АЭС АР1000 [90], Fully integrated computerized procedure system [89], COMPA II и COPMA III [63], ImPRO[81] и др.

В самой простой форме КП отображают ту же самую информацию, что и бумажные процедуры, но на экране дисплея. Более продвинутые КП реализуют функции управления процедурами, определения и мониторинга состояния и параметров станции, выбора действий оператора и выполнения их. КП чувствительны к контексту ситуации и представляют оператору только те шаги, которые уместны для текущего состояния энергоблока. КП с наивысшим уровнем автоматизации способны выполнять функции управления без вмешательства человека-оператора.

Одним из важных преимуществ КП является поддержка навигации и непоследовательного доступа к информации процедуры. В [111] авторами показано, что удобство использования различных навигационных возможностей (например, закладок, перекрестных ссылок и пр.) очень сильно зависит от обстоятельств и предпочтений оператора. КП могут обеспечить руководство и помощь в прогнозировании ситуации и планировании ответных реакций. Также КП может быть интегрирована с другими компонентами ЧМИ БПУ, что влияет на деятельность и распределение ролей операторов. В частности, интеграция КП с другими элементами ЧМИ может увеличить ошибки, поскольку оператору больше не нужно заниматься самостоятельным сбором данных и информации и, как следствие, он может потерять осведомленность в ситуации и пропустить важную индикацию, не отображаемую в КП [95].

Анализ использования КП выявил следующие их преимущества по сравнению с бумажными процедурами [102]:

уменьшение рабочей нагрузки посредством организации информации и направления внимания оператора на наиболее важные моменты;

уменьшение запросов на ресурсы внимания и рабочую память и обеспечение возможности оператору сфокусироваться на решении высокоуровневых задач управления;

поддержание когнитивных функций, таких как получение значений параметров (мониторинг), сравнение действительных значений с эталонными (разрешение логики шага процедуры), мониторинг шагов продолженных действий;

управление уровнем детализации шагов и действий;

отображение шагов процедуры, значимых для сложившихся условий;

обеспечение прямого доступа к информации посредством функций компьютерной навигации;

автоматическое определение триггеров для шагов продолженных действий и временно-зависимых шагов, и отображение шагов действий тогда, когда их необходимо выполнить;

расстановка приоритетов и последовательности необходимых действий;

поддержка централизованного внесения изменений в процедуры.

Однако многие аспекты, связанные с применением КП, еще плохо изучены. Например, остаются неисследованными вопросы влияния КП на функционирование и надежность смены, перераспределение ролей операторов, их осведомленность и коммуникацию. Поэтому нельзя говорить об однозначной замене бумажных процедур компьютеризованными без тщательной проработки всех связанных с этим вопросов.

Постановка задачи диссертационного исследования 1.8

Для управления ЭБ АЭС операторы БПУ обязаны руководствоваться большим количеством процедур. Процедуры способны как облегчить работу человека-оператора, так и стать источником совершаемых ошибок. При этом различные характеристики процедур влияют на характер совершаемых ошибок: от пропуска или неверного выполнения отдельного шага до ошибочного выбора процедуры и последующей ошибочной последовательности действий. Поэтому важно выявить характеристики процедур и проанализировать их влияние на надежность и эффективность деятельности операторов.

Работа персонала БПУ носит групповой характер. Операторы взаимодействуют в общем информационном поле и реализуют процедуры, общаясь между собой, совместно принимая решения и осуществляя управление в условиях стресса и дефицита времени. Таким образом, возникает задача анализа влияния эксплуатационных процедур на качество групповой деятельности операторов в нештатной ситуации.

Общая стратегия и эффективность управления ЭБ определяется тем, какие процедуры были выбраны операторами. Теоретически процедуры, различающиеся подходом к управлению, могут оказывать влияние на качество деятельности операторов. Однако объективные данные об этом отсутствуют.

Поэтому анализ влияния подхода к управлению, заложенного в процедуру, на эффективность работы персонала БПУ является еще одной задачей диссертационного исследования.

Как уже отмечалось, процедуры вследствие своего несовершенства могут вызывать ошибки операторов. Выявление и систематизация таких ошибок, анализ их причин позволит выработать меры, направленные на снижение вероятности их возникновения, тем самым позволяя повысить надежность работы операторов. Одним из способов частично избежать ошибок, обусловленных недостатками процедур, является компьютеризация процедур, для реализации которой необходимо решить ряд задач, в частности, связанных с представлением знаний процедур в памяти ЭВМ.

Выводы по главе 1

1. Эксплуатационные процедуры классифицируются по заложенному подходу к управлению ЭБ, формату представления и физическому носителю.

Каждая процедура применяется для определенного класса состояний ЭБ АЭС.

2. Работа операторов БПУ с процедурами включает в себя идентификацию события, вход в процедуру и исполнение алгоритма процедуры, сопровождаемые речевой коммуникацией. От качества процедур, а именно, эффективности алгоритма, однозначности условий входа, удобства формата представления, сложности реализации и других характеристик, зависит качество и эффективность деятельности персонала БПУ, в том числе совершение ошибок.

3. В целом, ошибки человека-оператора рассмотрены, изучены и классифицированы достаточно подробно. Однако отсутствует детальная классификация ошибок операторов, связанных непосредственно с использованием эксплуатационных процедур, и их причин.

Снижению вероятности возникновения ошибок операторов, 5.

обусловленных использованием бумажных процедур, способствуют системы компьютеризованных процедур. Однако на сегодняшний день имеются нерешенные вопросы, связанные с особенностями применения КП операторами БПУ.

6. Для улучшения качества процедур и снижения вероятности ошибок человека-оператора необходимо выявить и систематизировать значимые характеристики процедур, а также иметь качественные и количественные методы оценки данных характеристик.

7. Для оценки характеристик процедур применимы существующие методы, например, алгоритмические, семантического и лексического анализа, теория нечетких множеств и др. Для анализа некоторых характеристик отсутствуют методы оценки или существующих методов недостаточно.

8. Анализ показал, что отсутствуют методики анализа и объективные данные о влиянии процедур на качество групповой деятельности, а также о влиянии подхода к управлению, заложенного в процедуру, на эффективность работы операторов БПУ.

9. Для повышения надежности человека-оператора важно выявить и систематизировать ошибки, обусловленные недостатками процедур, и выработать меры и рекомендации, направленные на снижение вероятности их возникновения.

Глава 2 Эргономический и системный анализ процедур

2.1 Структурная модель деятельности операторов БПУ АЭС Рассмотрим систему «Оперативный персонал БПУ - энергоблок АЭС».

В качестве объекта моделирования выступает оперативный персонал БПУ, предмет моделирования - деятельность оперативного персонала БПУ при ликвидации нештатной ситуации.

В общем случае работу смены операторов можно описать одной из существующих моделей групповой деятельности. Например, в [60] функционирование группы представляется в виде трехкомпонентной структуры «вход-процесс-выход», где эффективность деятельности функционально зависит от взаимодействия внутри группы. Нормативная модель эффективности деятельности группы [137] акцентирует внимание на организационной среде и материальных ресурсах, однако в должной степени не учитывает влияние характеристик отдельных членов группы. Модель [143], ставшая развитием модели [137], определяет динамические аспекты функционирования и выделяет показатели деятельности как на индивидуальном, так и на групповом уровнях. Также модели работы группы представлены в [47,83,132,40]. Каждая из них имеет свои особенности и ключевые преимущества, отличается детализацией входных факторов и показателей эффективности.

Однако вследствие особенностей функционирования системы «Оперативный персонал БПУ – энергоблок АЭС», для ее описания больше подойдет модель, приведенная в [1].

В ней в качестве выходных переменных системы определены следующие показатели эффективности работы операторов:

y1 – качество деятельности операторов при действиях в условиях нештатной ситуации; в качестве характеристик качества рассматриваются количество ошибок, допущенных в процессе решения задачи, скорость обнаружения и исправления ошибок, скорость приведения энергоблока в стабильное безопасное состояние, применение эффективной коммуникации, скорость идентификации ситуации и выбора эксплуатационной процедуры и др.;

y2 – категория последствий по международной шкале событий на АЭС – INES;

y3 – эффективность методов и способов, примененных для достижения цели;

y4 – экономические последствия.

Качество и эффективность деятельности операторов БПУ обеспечивается не только индивидуальными характеристиками человека, но и качеством их групповой деятельности, включающей в себя такие процессы, как коммуникация, координация, управление, оценка ситуации, планирование, разрешение конфликтов и др.

На индивидуальную и групповую деятельность операторов оказывают влияние группы факторов, среди которых [4,5]:

сложность объекта управления – абстрактная, реальная, субъективная;

надежность объекта управления – частота отказов, наложение отказов;

временные, точностные и другие ограничения объекта управления;

ЧМИ – организация щита управления, разделение функций, средства отображения информации; органы управления;

организационная среда – административное управление, профессиональное обеспечение, операциональное обеспечение, режим работы и др.;

социально-психологическая среда – культура, образование, психологический климат, мотивация и др.;

материальная среда – физическая, химическая среды, рабочее место, графическое оформление и др.

Одним из факторов, входящих в организационную среду, а именно операциональное обеспечение персонала, являются процедуры, регламентирующие действия операторов. При этом качество процедур напрямую влияет на групповую деятельность смены.

Таким образом, укрупненную модель деятельности операторов БПУ можно представить, как показано на рисунке 2.1.

–  –  –

Рисунок 2.1 Структурная модель деятельности оперативного персонала БПУ

Настоящее диссертационное исследование направлено на анализ влияния качества эксплуатационных процедур на качество деятельности оперативного персонала БПУ. Очевидно, что качество процедуры – это интегральное свойство, определяемое совокупностью всех ее характеристик. От характеристик процедур зависит безошибочность и эффективность работы операторов БПУ. Так, например:

схожие симптомы могут спровоцировать оператора на выбор неверной процедуры или ошибочную идентификацию исходного события;

большой объем коммуникации и обрабатываемой информации, громоздкие формулировки действий могут сделать процедуру невыполнимой;

большое количество перемещений по структурным элементам процедуры сильно усложняют понимание и реализацию процедуры.

Поэтому для более глубокого анализа необходимо выделить значимые характеристики процедур и выяснить, какие из них вероятней всего могут стать прямыми или косвенными причинами ошибочных действий операторов БПУ. В результате такой работы можно выработать набор обоснованных рекомендаций по улучшению процедур и, как следствие, повысить эффективность и безошибочность деятельности оперативного персонала.

2.2 Структура характеристик процедур Обобщение данных о работе операторов с процедурами и влиянии процедур на деятельность персонала, изложенных в главе 1 диссертационного исследования, обзор стандартов по написанию процедур для АЭС [59,43,44,45] и иных источников, посвященных разработке и исследованию процедур [55,73 и др.], позволяют выявить 23 наиболее значимых характеристики процедур, объединенных в четыре класса (рисунок 2.2):

характеристики алгоритма – совокупность свойств процедуры, включающих подход к управлению, заложенный в процедуре, полноту и корректность процедуры и заложенных алгоритмов и пр.;

характеристики входа в процедуру и выхода из нее – совокупность свойств процедуры, характеризующих качество входа в процедуры и выхода из них;

эргономические характеристики – совокупность свойств процедуры, определяющих ее эргономические качества, такие как удобство применения, используемые шрифты, цветовые решения, стиль и ясность изложения, лаконичность и единообразие формулировок действий и т.п.;

характеристики сложности – совокупность свойств процедуры, определяющих запросы на когнитивные возможности оператора и характеризующих сложность выполнения процедуры.

Каждая характеристика может оцениваться на одном, двух или трех уровнях:

1) на уровне системы процедур, когда объектом анализа является целый комплект процедур (например, комплект инструкций по ликвидации проектных аварий) в контексте остальной эксплуатационной документации;

2) на уровне процедуры, когда анализ ограничивается рамками отдельной процедуры, начиная с условий входа и заканчивая условиями выхода;

3) на уровне шагов и действий, когда по отдельности анализируется каждый элемент процедуры.

Подробное описание выделенных характеристик, ссылки на литературные источники, где упоминается данная характеристика, а также уровень анализа приведены в таблице 2.1.

–  –  –

Некоторые характеристики оказывают взаимное влияние друг на друга (рисунок 2.2). Например, можно предположить, что подход к управлению оказывает влияние на качество и условия входа и выхода, на требования к квалификации операторов, на эффективность, структурную сложность и длину алгоритма процедуры.

Данное предположение основано на следующих аргументах:

1. Событийные процедуры могут охватить лишь сравнительно небольшое число предусмотренных проектом исходных событий. В случае протекания нештатной ситуации по проектному сценарию такие процедуры обеспечивают эффективный алгоритм достижения цели. Количество выполняемых шагов и действий в них относительно невелико, внутренняя навигация часто отсутствует, что облегчает их выполнение. Однако для выбора и применения событийной процедуры операторы должны однозначно определить исходное событие. Это не всегда возможно, так как событийные процедуры предусмотрены далеко не для всех комбинаций симптомов, а сами симптомы не всегда однозначно и четко описаны в них.

2. В то же время симптомные процедуры не ограничиваются проектными авариями и рассчитаны на широкий спектр отказов и возможных сценариев развития ситуации. Вход в процедуру однозначен, не связан с идентификацией природы события и осуществляется после срабатывания аварийной защиты или систем безопасности. Однако алгоритм этих процедур зачастую громоздок и не всегда оптимален из-за его чрезмерной универсальности. Оператору требуется проверить множество симптомов, прежде чем приступить к конкретным действиям по приведению ЭБ в безопасное состояние. Это сильно увеличивает длину такой процедуры и расширяет сеть внутренней и внешней навигации.

Выделенные характеристики являются основой для проведения дальнейшего системного и эргономического анализа процедур. Однако необходимо выяснить, является ли данный перечень полным, и какие из характеристик наиболее важны с точки зрения влияния на эффективность и надежность деятельности операторов БПУ.

2.3 Обоснование перечня характеристик процедур Для обоснования полноты перечня характеристик процедур и выявления из них наиболее значимых с точки зрения влияния на деятельность операторов был выбран метод экспертных оценок. Эксперты оценивали по пятибалльной шкале степень потенциального влияния каждой характеристики на совершение оператором ошибки [0; 4], а также уточняли, ошибки какого типа она может вызывать.

В качестве экспертов выступили 13 специалистов в области эргономики, психофизиологического обеспечения и подготовки операторов АЭС (таблица 2.2). В ходе опроса эксперты не высказали мнение о неполноте структуры выделенных характеристик процедур.

Таблица 2.2 Состав экспертов

Должность и организация респондентов

1. Профессор НИЯУ МИФИ

2. Главный специалист ОАО «ВНИИАЭС» (2 эксперта)

3. Психолог лаборатории психофизиологического обеспечения Курской АЭС

4. Старший научный сотрудник НИИ кораблестроения и вооружения ВМФ «Военноморская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова»

5. Профессор МГТУ им. Н.Э.Баумана

6. Начальник лаборатории психофизиологического обеспечения Калининской АЭС

7. Доцент РГТУ имени К.Э. Циолковского «МАТИ»

8. Начальник отдела ОАО «СНИИП»

9. Профессор СПбГЭТУ «ЛЭТИ им. В.И.Ульянова (Ленина)»

10. Ведущий научный сотрудник НИИЦ (АКМ и ВЭ) 4 ЦНИИ Минобороны России

11. Начальник лаборатории психофизиологического обеспечения Ростовской АЭС

12. Начальник лаборатории психофизиологического обеспечения Кольской АЭС

–  –  –

1 = 22. Таким образом, коэффициент конкордации можно считать r=n значимым, а группу экспертов – репрезентативной.

На следующем этапе результаты экспертных оценок были представлены в виде гистограмм, демонстрирующих зависимость частоты попадания значений переменной от соответствующего интервала группировки.

Гистограмма позволяет визуально оценить вид эмпирического распределения и качественно оценить различные характеристики распределения [32].

Построенные гистограммы ответов респондентов приведены на рисунках 2.3

2.6. По оси абсцисс отмечены варианты ответов на вопросы, по оси ординат – количество респондентов. Для каждой из характеристик было рассчитано среднее значение ( и дисперсия (D) (таблица 2.3). По классам ср) характеристик оценки экспертов распределились как показано на рисунке 2.7.

–  –  –

однако такое мнение экспертов могло сформироваться в результате отсутствия в мировой практике исследований и фактических данных о влиянии эргономичности процедур на работу операторов. Таким образом, данный вопрос требует более детального рассмотрения.

Рисунок 2.8 Значения математического ожидания для характеристик процедур

–  –  –

Экспертные оценки позволили проранжировать характеристики по степени их влияния на совершение ошибок персоналом БПУ. Рассмотрим методы и методики анализа, позволяющие получить объективные данные о влиянии каждой из характеристик на работу человека-оператора.

2.4 Этапы и методы анализа характеристик процедур

Анализ процедуры включает в себя верификацию и валидацию алгоритма процедуры, эргономическую оценку самой процедуры и анализ деятельности оперативного персонала, выполняющего процедуру.

Верификация и валидация алгоритма позволяет убедиться, что алгоритм действий, заложенный в процедуру, обеспечивает гарантированное достижение целевого состояния ЭБ АЭС. Иначе говоря, на данном этапе оценивается эффективность (результативность) процедуры, независимо от того, удобна она или нет. Верификация и валидация алгоритмов проводится до ввода процедур в эксплуатацию и выполняется с помощью специальных методик, которые включают в себя экспериментальные прогоны на полномасштабных и функциональных тренажерах, построение деревьев событий и др. Рассмотрение данного этапа и его методик выходит за рамки настоящего диссертационного исследования.

Эргономическая оценка процедуры нацелена на выявление ее соответствия эргономическим нормам и ограничениям человека. На данном этапе проверяется соответствие требований, предъявляемых процедурой к человеку, возможностям и способностям человека, а также удобство использования процедур. Методики эргономической оценки основаны на экспертных оценках, интервьюировании персонала, проверках с использованием чек-листов, расчетах количественных показателей (таких как показатели сложности процедуры, когнитивной нагрузки на оператора, вероятности ошибки оператора) с помощью моделей.

Анализ деятельности оперативного персонала предназначен для оценки показателей деятельности операторов при работе по процедурам.

Данный анализ основан на экспериментальной проверке ряда гипотез, касающихся коммуникации операторов, эффективности различных подходов к управлению и форм представления процедур.

Обзор научной и справочной эргономической литературы показал, что для большинства из перечисленных характеристик процедур существуют формальные и эвристические методы и критерии оценки, включая критерии, основанные на «здравом смысле». В таблице 2.4 приведены данные по этапам анализа, уровню анализа и возможным методам оценки для каждой из характеристик процедур.

Таблица 2.4 Этапы анализа и методы оценки характеристик процедур

–  –  –

В результате обобщения и адаптации перечисленных методов была предложена методика эргономической оценки процедур, описание которой приведено в Приложении А. Методика создавалась и апробировалась для анализа инструкций по ликвидации аварий Балаковской АЭС.

В ходе разработки и применения методики был выявлен методический «провал» и недостаток знаний о влиянии двух характеристик процедур на деятельность операторов, а именно:

1. Требуемая коммуникация. Работа персонала БПУ АЭС носит групповой характер. Взаимодействие операторов происходит на фоне общего информационного поля, которое создается приборными панелями, экранами

–  –  –

исследование представляется чрезвычайно важным.

2. Подход к управлению. Данная характеристика также была оценена довольно высоко ( 2,54) при некотором расхождении мнений экспертов ср = (D = 1). Это вполне согласуется с общим отношением к подходу к управлению со стороны специалистов по ядерной энергетике. На сегодняшний день существует большое количество как сторонников, так и противников симптомно-ориентированного подхода к управлению энергоблоком, являющегося альтернативным по отношению к традиционному событийно-ориентированному. В связи с отсутствием объективных данных о влиянии этих подходов на качество деятельности операторов, их исследование представляется чрезвычайно актуальным.

Выводы по главе 2

В системе «Оперативный персонал БПУ энергоблок АЭС» эффективность и безошибочность деятельности операторов БПУ во многом зависит от характеристик процедур.

2. Предложена структура, состоящая из 23 характеристик процедур, объединенных в четыре класса: характеристики алгоритма, эргономические характеристики, характеристики входа в процедуру и выхода из нее, характеристики сложности.

3. Применение экспертного опроса позволило обосновать полноту структуры характеристик процедур и выявить характеристики и их классы, которые наиболее и наименее всего влияют на совершение ошибок человеком-оператором, а также «спорные» характеристики, которые вызвали расхождение мнений экспертов.

4. Анализ процедуры включает в себя верификацию и валидацию алгоритма процедуры, эргономическую оценку процедуры и анализ деятельности оператора по процедуре в условиях нештатной ситуации. Приведены возможные способы оценки характеристик процедуры для каждого раздела анализа.

5. Отсутствие общей методики эргономической оценки процедур послужило основанием для ее разработки и апробации на примере реального комплекта эксплуатационных процедур АЭС.

6. Высокая экспертная оценка, недостаток знаний, отсутствие методических основ анализа речевой коммуникации операторов и объективных данных о влиянии подхода к управлению на деятельность персонала БПУ определили важность и актуальность исследования «Требуемой коммуникации» и «Подхода к управлению» процедур.

–  –  –

3.1 Анализ речевой коммуникации операторов БПУ АЭС 3.1.1 Структура актов коммуникации и методика анализа Анализ речевой коммуникации необходим для оценки ее влияния на эффективность и корректность действий персонала БПУ. Это важно с точки зрения повышения эффективности группового взаимодействия операторов смены в условиях нештатных ситуаций. Оптимальный объем коммуникации позволяет поддерживать адекватную ментальную модель ситуации, осуществлять управление и принимать совместные решения. С другой стороны, общение операторов не должно быть «избыточным», оставляя достаточно времени на выполнение управляющих и контролирующих действий. Поэтому одним из средств анализа речевой коммуникации оперативного персонала является оценка количества актов коммуникации и времени, которое затрачивают операторы на чтение вслух, озвучивание шагов и действий процедуры, выдачу команд, обратную связь и прочие коммуникативные действия.

Простейшим элементом коммуникации является акт передачи информации от отправителя к одному или нескольким получателям. Зачастую коммуникация происходит в контексте некоторого действия. Такая коммуникация включает в себя два и более акта передачи информации (например, запрос-ответ).

Структурная схема акта передачи информации показана на рисунке 3.1. В самом простом случае этот акт состоит лишь в единственном элементе деятельности, а именно в том, что отправитель излагает свою информацию. В более сложных случаях получатель обеспечивает обратную связь и либо подтверждает адекватный прием информации, либо просит уточнить или повторить информацию. Отправитель повторяет информацию или сообщает дополнительные сведения. После этого акт может завершиться, либо цикл повторяется до тех пор, пока информация не будет надежно принята получателем.

В зависимости от цели и содержания передаваемой информации, можно выделить три разновидности актов передачи информации, а именно:

1) запрос – отправитель запрашивает у получателя некоторую информацию;

2) сообщение – отправитель информирует получателя о некоторых событиях;

3) команда – отправитель выдает распоряжение получателю выполнить определенные действия.

Рисунок 3.1 Схема акта передачи информации от отправителя к получателю Акт коммуникации – это комбинация перечисленных выше актов передачи информации.

На рисунке 3.2 показаны шесть типов актов коммуникации между операторами БПУ АЭС, выявленных в ходе исследования.

–  –  –

Рисунок 3.2 Структурные диаграммы шести типов коммуникации:

а – информационное сообщение, б – запрос-ответ, в – обсуждение, г – доклад о действии, выполненном без команды, д – команда-действие, е – запрос на выполнение действия (серым цветом показаны необязательные акты) (а) Информационное сообщение состоит из одного акта передачи информации одному или нескольким получателям. Обычно информационное сообщение инициируется оператором реактора или турбины (или местными операторами через средства связи). Как правило, такое сообщение содержит информацию о сработавшей сигнализации, отклонении технологических параметров или любых изменениях состояния технологического оборудования.

(б) Запрос-ответ состоит из двух актов передачи информации. В большинстве случаев НСБ запрашивает необходимую информацию у операторов, либо операторы БПУ посылают запрос местным операторам. Запрос может выражаться как в форме вопросительного предложения (например, «Какова текущая концентрация борной кислоты?»), так и в форме команды на выполнение перцептивного действия (например, «Проконтролировать текущую концентрацию борной кислоты»). Запрос подразумевает обязательный ответ.

(в) Обсуждение возникает, когда получатель и отправитель обмениваются информацией и пытаются найти коренную причину ситуации. В ходе совместной дискуссии члены смены БПУ обычно проясняют текущую ситуацию или договариваются о любых необходимых совместных действиях.

(г) Доклад о действии, выполненном без команды, имеет место, когда один из операторов (реактора или турбины) самостоятельно выполнил некоторую технологическую операцию. Цель данного типа коммуникации состоит в поддержании осведомленности других членов смены о ситуации.

(д) Команда-действие. Данный тип коммуникации начинается с команды на выполнение некоторой технологической операции. Инициатором команды обычно является начальник смены, получателем – оператор реактора или турбины. В некоторых случаях команда инициируется операторами БПУ и адресована полевым операторам. После прохождения команды получатель выполняет заданную операцию (обычно это моторные действия – включение насоса, манипулирование арматурой и др.) и докладывает о результатах. В некоторых случаях доклад отсутствует.

(е) Запрос на выполнение действия инициируется операторами в случае, если для выполнения действия требуется разрешение начальника смены блока или станции. Получив запрос, начальник смены оценивает ситуацию и либо подтверждает разрешение выполнить действие, либо запрещает его выполнять.

Получив разрешение, оператор выполняет действие, после которого он может доложить о полученных результатах.

Исходным материалом для проведения анализа речевой коммуникации операторов БПУ является видеосъемка и/или аудиозапись деятельности операторов при ликвидации нештатной ситуации с применением эксплуатационных процедур.

Анализ речевой коммуникации включает в себя следующие этапы:

классификацию и анализ всех устных сообщений, исходящих от операторов БПУ, в соответствии с выявленными актами коммуникации;

оценку относительной доли различных типов актов коммуникации;

выявление основных факторов, положительно и отрицательно влияющих на коммуникацию;

анализ результатов и выработку мер, направленных на улучшение коммуникации.

3.1.2 Количественная оценка объемов различных типов коммуникации

Для анализа реальной коммуникации операторов использовались видеозаписи тренировок на полномасштабном тренажере (ПМТ) Балаковской АЭС, являющемся точной копией реального БПУ. Учебные сценарии соответствуют реальным нештатным ситуациям, а их отработка сопровождается звуковой и световой сигнализацией и оперативными переговорами операторов как между собой, так и с другим персоналом АЭС.

Для исследования были отобраны два исходных события: течь в парогенераторе из первого контура во второй и течь из первого контура в гермооболочку реактора, накладываемые друг на друга. Данная ситуация является довольно сложной и характеризуется большими объемами информации и действий, а также дефицитом времени. В эксперименте участвовали четыре смены операторов БПУ, состоящие из четырех человек: начальника смены блока (НСБ), координирующего работу смены, и инженеров управления реактором, оборудованием реакторного цеха и турбиной.

Всего за четыре прогона сценария общей длительностью 2 часа 17 минут было зафиксировано 529 актов коммуникации (примерно 160 – 180 в каждом прогоне). Все они были классифицированы и измерены (таблица 3.1). Коммуникация заняла примерно половину всего времени решения оперативной задачи. Средняя длительность одного акта коммуникации составила 7,7 сек. Из таблицы видно, что основную долю коммуникативных действий составили информационные сообщения (38 %), запросы-ответы (23,5 %) и команды-действия (24 %).

Таблица 3.1 Соотношение различных типов актов коммуникации

–  –  –

3.1.3 Факторы, влияющие на коммуникацию операторов БПУ АЭС В ходе анализа были обнаружены следующие основные факторы, как отрицательно (первые два фактора), так и положительно (последние два фактора) влияющие на коммуникацию:

высокий уровень шума на БПУ;

сложное информационное содержание актов;

использование профессионального сленга;

привлечение внимания друг друга к сообщениям.

Рассмотрим факторы и их влияние более подробно.

Шум на БПУ В ходе анализа видеозаписей прогона сценариев было выявлено, что существенная часть актов коммуникации включает в себя уточнение и переспрашивание. Одной из основных причин этого является общий высокий уровень шума на БПУ.

Во время нештатных ситуаций шум может быть обусловлен:

1) срабатыванием звуковой сигнализации (аварийной, предупредительной и др.); 2) высокой интенсивностью переговоров операторов БПУ между собой и с внешним персоналом; 3) возможным присутствием на БПУ дополнительного персонала.

Последнее явление не наблюдалось в ходе экспериментов на ПМТ, однако оно часто упоминается при интервьюировании операторов и проявляется в реальных ситуациях, таких как пуск блока и плановые проверки оборудования. В качестве дополнительного персонала могут выступать начальники или работники смен различных цехов, инженер по безопасности и др. Дополнительный персонал может оказать помощь смене БПУ в решении проблем и частично уменьшить высокую нагрузку ВИУР и ВИУТ. Однако эти внешние специалисты могут увеличить и перегрузить коммуникацию и повысить и без того высокий уровень шума на БПУ.

Наиболее существенный вклад в шум оказывает звуковая сигнализация о происшедших технологических событиях – громкие звонки или сирена. В условиях быстро развивающейся ситуации частота появления сигнализации очень высока, и операторы не имеют достаточно времени для обмена сообщениями в крайне короткие промежутки времени между соседними сигналами. Несмотря на то, что операторы стараются не переговариваться во время работы сигнализации, зачастую она появляется после того, как акт коммуникации уже начался.

Интенсивность коммуникации и интенсивность звуковых сигналов в четырех прогонах сценария показана на рисунке 3.3. Из графиков видно, что в большинстве случаев между двумя кривыми имеется незначительная корреляция, на что указывает коэффициент корреляции Пирсона r. Он принимает значения от 0,52 до 0,86, что в трех из четырех случаев ниже критических значений, равных 0,6694 (при числе степеней свободы 5) и 0,7293 (при числе степеней свободы 4), взятых при уровне значимости = 0,1. Это вполне предсказуемо, так как сигнализация срабатывает при отклонении значений технологических параметров и изменении состояния оборудования. При этом ситуация развивается довольно стремительно, и операторы пытаются совместно найти объяснение происходящим событиям и разработать подходящую стратегию действий. И зачастую, чтобы быть услышанными, операторы вынуждены повышать голос и перекрикивать звук сигнализации и переговоры между другими операторами смены.

Другим серьезным вкладчиком в шум на БПУ является одновременное появление и наложение друг на друга двух или более актов коммуникации.

Наиболее часто наложение имеет место, когда несколько разных отправителей пытаются передать информацию одному получателю, например:

в случае быстрого изменения состояния оборудования блока ВИУР и ВИУТ одновременно сообщают НСБ об основных событиях;

ВИУР или ВИУТ занят переговорами с местными операторами, а в это время НСБ выдает ему команду на выполнение действия.

В этих случаях, также как и при наложении коммуникации на сигнализацию, получатели часто переспрашивали отправителя.

F – количество актов или сигналов в минуту

–  –  –

Рисунок 3.3 Интенсивность коммуникации и срабатывания сигнализаций во время ликвидации нештатной ситуаций ( – частота актов коммуникации,

–  –  –

Информационное содержание коммуникации Под данным термином понимается формулировка и смысл передаваемых в ходе коммуникации сообщений. В соответствии с существующим порядком применения эксплуатационных процедур НСБ должен полностью зачитать вслух очередной шаг процедуры, после чего соответствующий оператор выполняет его.

Как правило, большинство шагов сформулированы «письменным» языком, который является более тяжеловесным и пространным, чем разговорный язык.

Текст шагов процедуры обычно содержит сложные технологические обозначения оборудования, например, которые могут быть 4TV30,40,50S01,02,03,04, прочитаны без каких-либо затруднений, однако плохо воспринимаются на слух.

В своих интервью операторы говорили, что в условиях дефицита времени и стремительно разворачивающейся нештатной ситуации дословное чтение шагов процедуры вслух сильно замедляет реакцию операторов на ситуацию. На практике для ускорения коммуникации операторы иногда существенно сокращают формулировки некоторых шагов, отбрасывая неинформативные слова и используя профессиональный сленг, являющийся результатом многолетней совместной работы в составе одной смены.

Для количественной оценки степени сокращения формулировок команд, отдаваемых НСБ при чтении шагов процедуры, на основании видеозаписей экспериментов был выполнен временной анализ. Для этого ожидаемое время чтения каждой команды – tож. сравнивалось с реальным временем, потраченным на чтение этой команды НСБ – tфакт.. Для оценки ожидаемого времени каждая команда была дословно прочитана вслух пять раз. Время фиксировалось с точностью 0,1 сек, после чего вычислялось среднее арифметическое. Результаты были представлены в виде диаграмм (рисунок 3.4). Из диаграмм видно, что формулировки практически всех шагов сокращались, в результате чего длительность их чтения могла быть уменьшена в 3 4 раза.

В ряде случаев НСБ вместо того, чтобы запрашивать информацию у оператора и зачитывать соответствующий пункт процедуры, сам выполнял операцию контроля.

Такой прием сокращал время выполнения шага в среднем в 5 6 раз.

Полнота озвучивания формулировок шагов процедуры при их чтении в каждом из четырех проведенных экспериментов – это отношение суммарного фактического времени чтения к ожидаемому времени:

Nj Nj t ож. i 100%, Ej t факт. i i1 i1 где ti – длительность чтения i-го шага, Nj – число шагов процедуры, выполненных в j-м прогоне.

Данные, полученные в ходе анализа двух упомянутых выше факторов, приведены в таблице 3.2, часть из них показана на рисунке 3.5. Из таблицы видно, что, несмотря на разную длительность прогонов, абсолютное время, затраченное на коммуникацию в разных прогонах, отличается не столь сильно. То же можно сказать и о времени звучания сигнализации. Интересной представляется также зависимость между полнотой озвучивания формулировок процедуры и длительностью ситуации – чем детальнее зачитывается процедура, тем быстрее преодолевается ситуация (коэффициент корреляции Пирсона равен r = 0,94, что является значимым при числе степеней свободы N = 2 и уровне значимости = 0,1). Однако без дополнительных статистических данных нельзя уверенно утверждать о наличии такой причинно-следственной связи.

Рисунок 3.5 Характеристики коммуникации, зафиксированные в четырех прогонах сценария Таблица 3.

2 Характеристики коммуникации

–  –  –

Способы улучшения коммуникации В ходе наблюдения за операторами был отмечен ряд приемов, которыми пользуются операторы для обеспечения безошибочной и эффективной коммуникации. Необходимо отметить, что на Балаковской АЭС, как и на многих других станциях, существует определенный порядок ведения оперативных переговоров, проводятся соответствующие тренинги. В число очень важных приемов входит обратная связь, когда получатель подтверждает, что он получил и верно понял информацию. Чаще всего получатель просто повторяет полученную информацию, и это является мощным фактором повышения эффективности и надежности коммуникации.

Другим важным приемом является привлечение внимания друг друга, когда в начале акта передачи информации отправители называют получателя информации по имени или имени-отчеству. Это непосредственно стимулирует получателей и концентрирует их внимание, что позволяет избежать наложения сообщений и уменьшает необходимость уточняющих вопросов.

Как уже упоминалось, одним из способов сделать сообщения более лаконичными является использование профессионального жаргона (сленга). Это действительно эффективный способ быстрого общения, однако он может привести к неоднозначной интерпретации информационного содержания получателем.

Использование сленга для обозначения технологического оборудования вынуждает операторов выполнять мысленное перекодирование информации, так как в документации и на панелях БПУ используются только «официальные»

технологические обозначения и идентификаторы. Очевидно, это увеличивает когнитивную нагрузку на операторов и создает предпосылки для ошибок. Однако следует отметить, что в ходе экспериментов такие ошибки не возникали.

3.1.4 Оценка влияния шума на коммуникацию операторов БПУ АЭС

В литературе практически отсутствуют данные о влиянии шума на оперативные переговоры операторов, а также о допустимых нормах такого шума. В то же время, совершенно очевидно, что наложение шума на речевую коммуникацию повышает вероятность ошибок передачи или неверного восприятия речевых сообщений, и как следствие, ошибок управления. Для оценки значимости и степени «критичности» проблемы шума для операторов БПУ АЭС в данном диссертационном исследовании выполнена оценка относительного объема коммуникации, происходящей на фоне шума.

Методика расчета. Для более детальной количественной оценки относительного объема коммуникации, происходившей на фоне шума (работающей сигнализации и других переговоров), был использован аппарат теории случайных процессов [13,9]. Рассмотрим методику расчета на примере оценки доли коммуникации, происходившей на фоне сигнализации.

Последовательности актов коммуникации и звуковой сигнализации рассматривались как два различных дискретных потока C* и A*, соответственно.

Каждый поток состоит из пауз длительностью и периодов активности i

–  –  –

где М, М – математические ожидания и, соответственно.

Таким образом, итоговая вероятность (КС |A) наложения потока срабатывания сигнализации на поток актов коммуникации будет асимптотически стремиться к значению КС |A= КС КA, где КС и КA– асимптотические коэффициенты активации коммуникации и сигнализации, соответственно.

Аналогично оценивается степень наложения на коммуникацию обеих составляющих шума – сигнализации и других переговоров (КС |A+С).

Результаты анализа. Численные расчеты и графики анализа наложения шума на БПУ на коммуникацию операторов, выполненного посредством описанной выше методики, приведены в таблице 3.3 и рисунках 3.7 3.8, соответственно. Из таблицы 3.3 видно, что от ~5 до ~15 % коммуникации персонала БПУ происходит на фоне звучания звуковой сигнализации и от ~10 до ~18 % на фоне звуковой сигнализации и разговоров с операторами «по месту». При этом прослеживается тенденция, что чем медленнее операторы приводят энергоблок в стабильное состояние, тем меньше процент коммуникации, происходящей на фоне шума на БПУ. Однако последнее утверждение требует дополнительной проверки из-за недостаточной статистической информации экспериментальных исследований.

Таблица 3.3 Результаты анализа наложения шума на БПУ на коммуникацию операторов

–  –  –

Рисунок 3.7 Функции (t) для потока действий факторов, потока актов коммуникации и итоговой степени наложения факторов на коммуникацию операторов (без учета разговоров с операторами по месту) Функция (t) для потока актов коммуникации Функция (t) для потока действий сигнализации Вероятность наложения сигнализации на коммуникацию

–  –  –

3.1.5 Рекомендации по улучшению коммуникации операторов БПУ АЭС В литературе встречаются следующие приемы коммуникации, характерные для высокоэффективной групповой работы:

использование стандартной коммуникации, большее озвучивание информации о ситуации и изменении важных технологических параметров и сигнализации [79,80];

совместное планирование действий операторов, поддержание обобщенной ментальной модели ситуации [88,41,142,138];

адаптация коммуникации с увеличением рабочей нагрузки, направление команд «адресно» конкретному оператору, сообщение необходимой информации раньше, чем об этом спрашивают, предвосхищение запросов информации другими операторами, своевременный сбор и обмен информацией [153,140,148] использование профессиональной терминологии в сообщениях, конструктивная критика [94];

использование шаблонов коммуникации [138] и др.

На совершенствование коммуникации операторов АЭС направлены программы тренировок на ПМТ [146], специальные рекомендации [139] и планы корректирующих действий [62], разрабатываются нормативы по ведению оперативных переговоров.

Кроме этого, в качестве рекомендаций, способствующих улучшению коммуникации, в диссертационной работе были сформулированы следующие:

1) более тщательно подбирать как громкость, так и тональность акустических аварийных и предупредительных сигналов на БПУ; «развести»

характеристики акустической сигнализации БПУ с характеристиками человеческого голоса (тональность, частота и др.);

2) сделать формулировки шагов процедур более легкими и понятными, исключив сложные языковые конструкции;

унифицировать, исключить двусмысленность и регламентировать 3) использование устоявшегося профессионального сленга для обозначения определенных действий и технологического оборудования;

4) обеспечить НСБ контекстной технологической информацией, состав которой зависит от сложившихся условий и применяемой процедуры; это может существенно снизить количество актов «запрос-ответ» и привести к общему уменьшению коммуникации;

5) концентрировать внимание получателя на сообщениях с высоким приоритетом (например, с помощью использования слова «важно»), что позволит избежать потери важной информации в случае наложения актов коммуникации;

6) вырабатывать у операторов навыки обеспечения обратной связи по передаваемым и принимаемым сообщениям.

3.2 Влияние подхода к управлению на деятельность операторов БПУ АЭС 3.2.1 Методика анализа Подход к управлению является той характеристикой процедуры, анализ влияния которой на работу персонала БПУ можно оценить только эмпирическим путем посредством сравнительных экспериментов. Анализ проводится в несколько этапов. На первом этапе выполняется обзор литературы и серия структурированных интервью с операторами БПУ и инструкторами ПМТ. Цель опроса операторов конкретизировать проблемы, связанные с использованием процедур, имеющих разные подходы к управлению.

На втором этапе проводится эргономическая оценка анализируемого комплекта процедур в соответствии с описанной в приложении А методикой. Она позволяет определить особенности и «слабые места» процедур с различным подходом к управлению, которые способны вызвать ошибочные действия операторов.

Выявленные аспекты становятся объектами более пристального внимания при дальнейшем анализе влияния подхода к управлению на работу операторов БПУ.

На третьем этапе выполняется экспериментальная оценка использования операторами БПУ процедур разного типа. Для этого на ПМТ моделируется сценарий, в ходе которого операторы действуют по процедурам одного из типов.

При этом анализируются следующие показатели деятельности:

стратегия выбора процедур операторами;

время решения задачи, количество выполненных действий;

плавность управления технологическими параметрами при действии в условиях нештатной ситуации;

выполнение алгоритмов процедур и навигация по «процедурному полю»;

количество и характер допущенных ошибок.

3.2.2 Объект исследования и условия проведения анализа

Для апробации описанной в п.3.2.1 методики был использован комплект действующих инструкций по ликвидации проектных аварий (ИЛА) Балаковской АЭС, включающий в себя событийно-ориентированные (событийные) аварийные инструкции (САИ) для 80 исходных событий и симптомно-ориентированные (симптомные) аварийные инструкции (СОАИ). Все инструкции представлены в виде двухколоночных таблиц.

САИ определяют действия персонала при нарушениях нормальной эксплуатации и авариях, приводящих к срабатыванию аварийной защиты (АЗ) реактора или систем безопасности (СБ). В событийной процедуре указывается ее назначение, симптомы или условия входа, изменения состояния блока в момент наступления события и перечень действий персонала. Вход в процедуру осуществляется в результате проверки наличия признаков (симптомов) исходного события. Общее количество процедур – 25, а количество симптомов для всех процедур – более 250. Для однозначной идентификации события необходима проверка в среднем 5 15 симптомов. Каждый симптом «участвует» в идентификации одного или нескольких событий, а общим признаком входа в процедуры данной категории является наличие условий и/или срабатывание АЗ или СБ.

СОАИ применяются в тех же условиях, что и событийные, но только если:

оперативный персонал не смог определить, какую из событийных процедур следует применить в сложившейся ситуации;

произошло наложение исходных событий, и оперативный персонал не может определить, какую из событийных процедур следует применить в первую очередь;

применение событийной процедуры не приводит к ожидаемым последствиям.

Всего комплект содержит 12 иерархически организованных СОАИ:

1) на верхнем уровне расположена диагностическая процедура А-0, определяющая первые действия персонала при срабатывании АЗ и/или СБ и помогающая определить тип исходного события;

2) второй уровень составляют три процедуры А-1 – А-3, соответствующие исходным событиям трех различных типов;

3) на третьем уровне расположены восемь процедур, определяющих действия при различных частных сценариях протекания нештатной ситуации и являющихся «дочерними» процедурами документов второго уровня.

В процедуре указывается ее назначение, симптомы и перечень действий персонала. Вход в процедуру верхнего уровня (А-0) выполняется в случаях, перечисленных выше. Вход в процедуры второго и третьего уровня осуществляется из процедуры А-0, либо из других симптомно-ориентированных процедур оптимального восстановления.

Для проведения первого этапа анализа описанных комплектов процедур заранее был составлен опросник, предполагавший открытые свободные ответы на вопросы (таблица 3.4). В рамках анализа было проведено 6 интервью, каждое из которых заняло от 15 до 40 минут. Количественный состав опрошенных операторов включал двух ведущих инженеров по управлению реактором, двух начальников смены реакторного цеха, начальника смены турбинного цеха и начальника смены блока. Стаж работы операторов на БПУ варьировался от 6 месяцев до 20 лет. Преобладали опытные специалисты со стажем работы на БПУ более 8 лет.

Для проведения экспериментальной оценки на ПМТ Балаковской АЭС прогонялся сценарий, моделирующий наложение двух исходных событий:

1) течи в парогенераторе из первого контура во второй;

2) течи из первого контура в гермооболочку реактора.

В эксперименте участвовали четыре смены операторов БПУ. Две смены работали по симптомным, две – по событийным процедурам. В ходе эксперимента операторами было использовано 9 из 37 различных процедур и выполнено в общей сложности 79 шагов процедур.

Таблица 3.4 Опросник для интервьюирования операторов БПУ Балаковской АЭС

№ Вопрос 1 Как вы понимаете событийный и симптомно-ориентированный подходы к управлению?

2 Какие процедуры вы считаете более удобными (двухколоночныые или повествовательные, событийные и симптомно-ориентированные)?

3 Какие достоинства и недостатки вы видите в событийном и симптомноориентированном подходах?

4 Считаете ли вы необходимым развивать симптомно-ориентированный подход?

5 Считаете ли вы возможным заменить все событийные инструкции на симптомноориентированные?

6 Как осуществляется навигация по процедурам?

7 В инструкциях встречаются как простые операции, так и целые задачи, которые впоследствии не детализируются. Всегда ли вы знаете все необходимые алгоритмы?

Может быть, должен быть предусмотрен переход на процедуру, где расписано по операциям, что нужно делать для выполнения этой задачи?

8 Как вы осуществляете коммуникацию при работе по процедурам?

9 Какова ваша первая реакция при срабатывании сигнализации (пытаетесь сразу выявить исходное событие или думаете, каким способом можно и восстановить параметры или оборудование)?

10 Есть ли у вас предложения по улучшению процедур?

Рассмотрим более подробно полученные результаты.

3.2.3 Результаты анализа влияния подхода к управлению В результате интервьюирования операторов БПУ был сформирован перечень проблем, с которыми сталкиваются операторы при использовании процедур, выявлены достоинства и недостатки различных подходов к управлению и форматов представления процедур (таблица 3.5).

В качестве положительных характеристик процедур были отмечены следующие:

двухколоночная форма удобна наличием альтернативных действий, если результат основного не получен;

благодаря КФБ хорошо формализован переход от ИЛА к РУЗА;

все симптомы процедур – это заметные события ЧМИ БПУ;

используемые ранее текстовые ИЛА труднее воспринимать из-за того, что там весь текст идет в строчку и трудно по нему ориентироваться в случаях переходов из раздела в раздел.

Таблица 3.5 Аспекты и проблемы, связанные с процедурами

№ Проблемы, возникающие при работе с процедурами Большой объем процедур, слишком высокая детализация действий, не выделены критические действия. Это затрудняет понимание логики действий процедуры.

Навигация сложна, приходится листать инструкцию, что усложняет работу в критических ситуациях.

Дублируется описание одних и тех же блоков действий.

Есть опасение, что симптомы по разным исходным событиям могут пересекаться;

встречаются близкие симптомы, в результате чего сценарии процедур плохо различимы.

В случае конкурирующих или взаимно противоречащих друг другу указаний в процедуре должны быть установлены приоритеты их исполнения.

В процедурах встречаются неоптимальные, с точки зрения операторов, и устаревшие действия.

В процедуре необходимо сокращать вторичные рутинные действия (в основном по контролю) и концентрироваться на критических. Иначе не успеть сделать все в быстротекущих процессах.

Операторы не всегда успевают выполнить длинные цепочки проверок в короткое время.

Зачастую операторы делают все по старой памяти, а процедура используется апостериорно для контроля, что это уже сделали, а не для инициирования действий начальником смены блока.

Требуется строгое и четкое следование процедуре, профессионализм и опыт операторов отошел на второй план.

Даже самая подробная инструкция не исключает действий операторов по собственным записям.

Чтение процедур в условиях нештатной ситуации отличается от чтения процедур в спокойной обстановке. Поэтому в быстротекущих процессах НСБ не успевает зачитывать процедуры, а схема «НСБ читает – операторы выполняют» не работает.

Динамика изменения параметров выше, чем скорость диагностики ситуации и выбора процедуры управления операторами.

Акцент управления и использования процедур в нештатных ситуациях сместился с управления на основе профессионализма и опыта к четкому следованию процедурам.

На этапе эргономической оценки ИЛА были отмечены особенности и различия событийных и симптомных процедур, касающиеся выбора процедур и условий начала их использования, алгоритма и навигации, эффективности и качества управления энергоблоком при работе с разными процедурами. Данные аспекты и их влияние на деятельность операторов детально анализировались при проведении экспериментальной оценки, результаты которой приведены ниже.

Выбор процедуры. В проведенных экспериментах для определения исходного технологического события (течи из первого контура во второй) и входа в процедуру операторам понадобилось в среднем 77 сек с момента фиксации первых признаков (таблица 3.6). Далее действия НСБ определялись типом применяемых инструкций.

Таблица 3.6 Характеристики работы операторов при ликвидации аварии

–  –  –

При работе с событийными процедурами операторы приняли решение об использовании процедуры 2.4.2. «Течь из первого контура во второй при разрыве трубки теплопередающей поверхности ПГ». Данное решение было верным, несмотря на то, что выбор этой процедуры затруднен ее схожестью с другой [7].

Так, часть симптомов процедуры 2.4.2 повторяет симптомы процедур 2.4.1 «Течь из первого контура во второй при повреждении трубчатки ПГ» и 2.4.3 «Некомпенсируемая течь теплоносителя первого контура во второй при разуплотнении коллектора ПГ». Возможно, именно этот факт повлиял на то, что для событийных процедур идентификация события и выбор необходимой процедуры потребовали несколько больше времени (в среднем 83 сек), нежели при использовании симптомных процедур (в среднем 70 сек).

При работе с симптомными процедурами НСБ начал работу с диагностической процедуры А-0 «Срабатывание аварийной защиты реактора или включение в работу систем безопасности». Отметим, что срабатывания АЗ было уже достаточно для применения симптомной процедуры. Тем не менее для понимания того, что и почему произошло, и формирования ментальной модели ситуации операторам было важно правильно определить исходное событие.

Плавность управления технологическими параметрами является индикатором качества управления энергоблоком. Сильные перепады давления теплоносителя, скачки мощности реактора и другие резкие колебания параметров могут привести к перегревам оборудования, «срыву» насосов, возникновению микротрещин в трубопроводах и прочим разрушениям технологического оборудования.

Объективно оценить, действия по каким инструкциям приводят энергоблок в стабильное безопасное состояние более плавно, достаточно затруднительно вследствие двух причин: 1) отсутствует модель «идеального» изменения параметров при работе в условиях данной нештатной ситуации; 2) ошибки операторов и нарушение последовательности шагов процедур приводят к еще большему отклонению от предполагаемой «идеальной» модели.

По мнению экспертов, в моделируемой нештатной ситуации важными критериями качества работы операторов выступают: 1) устойчивая подпиткапродувка 1 контура; поддержание уровня в КД; правильное 2) 3) функционирование (своевременное включение и работа на первый контур) насосов аварийного охлаждения активной зоны высокого давления TQ14,24,34 и TQ13,23,33, важных для безопасности.

В отношении первого параметра эксперты сошлись во мнениях, что графики изменений подпитки-продувки 1 контура при действии по СОАИ более ровные и плавные, нежели чем при работе с событийными инструкциями, несмотря на медлительность работы с СОАИ.

Что касается второго параметра, то согласно требованиям безопасной эксплуатации, уровень в КД должен поддерживаться на отметке, не ниже 4 метров. После начала моделируемой нештатной ситуации уровень КД снижается, однако затем должен увеличиться за счет действия подпиточных насосов и насосов аварийного охлаждения активной зоны высокого давления. Работа операторов с САИ показывает правильное и плавное изменение данного параметра в обоих прогонах, тогда как при действии по СОАИ операторы в одном случае достаточно быстро подняли уровень в КД до требуемого значения и поддерживали его на протяжении всего эксперимента, в другом – снизили уровень в КД практически до нуля, что являлось следствием другой грубой ошибки управления.

По третьему параметру следует отметить, что как при работе с САИ, так и при работе с СОАИ работа насосов осуществлялась достаточно плавно и корректно, а именно: насосы были включены на рециркуляцию, а по достижении в 1 контуре давления 100 кгс/см2, начали качать бор в первый контур. Однако в одном из прогонов при работе с САИ операторами была совершена ошибка, связанная с неоткрытием задвижек TQ13,23,33S26 на всасывающих от бакаприямка трубопроводах насосов, что привело к «срыву» насосов со снижением их расхода до нуля.

Таким образом, анализ графиков изменения технологических параметров при работе с процедурами показывает, что действия как по СОАИ, так и по САИ позволяют достаточно плавно приводить энергоблок в стабильное безопасное состояние. Большее значение будет иметь отсутствие грубых ошибок операторов.

Анализ алгоритма и навигация. Многообразие и неожиданность вариантов развития ситуации могут спровоцировать операторов отклониться от алгоритма процедуры, что вызывает у персонала БПУ смятение и некоторую «потерю»

логики процедуры. Такая ситуация наблюдалась в трех из четырех проведенных экспериментов, где операторам пришлось повторно выполнить некоторые действия, потратив на это от двух до шести минут.

Алгоритмы применяемых процедур предусматривали переходы как в пределах одной процедуры, так и между ними. В использованных событийных процедурах внутренние переходы отсутствовали, в то время как симптомные содержали от 9 до 11 переходов (таблица 3.6). Такая разница обусловлена тем, что алгоритм событийных процедур достаточно прост, так как он ориентирован на единственное исходное событие. Симптомная процедура, напротив, содержит универсальный алгоритм, усложняющий ее структуру и увеличивающий длину.

Несмотря на совпадение начальных точек входа, траектории внешних переходов (то есть переходов от одной процедуре к другой) у разных смен различались. Как видно из рисунка 3.9, операторы выполнили от двух до четырех таких переходов (переходы показаны направленными дугами с номерами, указывающими их очередность). Последовательность применения симптомных процедур, предполагающая цепочку А-0 – АД-01 – А-0 – А-3, была соблюдена сменой 2. Смена 1, совершив, но исправив ошибочный переход в АД-02, повторила первые три звена цепочки, однако в рамках эксперимента не успела приступить к реализации команд процедуры А-3 (рисунок 3.9, а).

Последовательность использования событийных процедур (рисунок 3.9, б) в двух экспериментах сильно различалась. Здесь оказало влияние наложение второго события (течи в ГО), вводимого через некоторое время после первого.



Pages:   || 2 | 3 |
Похожие работы:

«Системные изменения в градостроительном законодательстве в свете исполнения поручений Президента Российской Федерации по итогам заседания Государственного Совета по вопросам развития строительного комплекса и...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ГОСТ Р 53325— СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ Ф Е Д Е РА Ц И И ТЕХНИКА ПОЖАРНАЯ. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ПОЖАРНОЙ АВТОМАТИКИ. Общие технические требования. Методы испыт...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Правительство Вологодской области Департамент лесного комплекса Вологодской области Вологодский государственный университет АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА 2-3 декабря 2014 г. Материалы Международной научно-техническо...»

«4 международная конференция «Механизированная добыча» 4 – 6 апреля 2007 г. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОКУПОК ПОГРУЖНОГО ОБОРУДОВАНИЯ. ПРОБЛЕМЫ ГАРАНТИЙ И ЭКСПЕРТНЫХ ОЦЕНОК Директор ЗАО «Новомет» по науке и новой технике А. И. Рабинович. Маркетинговым и техническим службам предприятия-изготовителя УЭЦН при пре...»

«Информатика и системы управления 73 УДК 004.896 В.А. Лазарев ПОСТРОЕНИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ СОПРОВОЖДЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ТЕСТИРОВАНИЯ Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева Приведена методика применения продукционной модели представления знаний в системах подд...»

«Тендерная документация № 16-05-16/01 Открытого тендера: Поставка телекоммуникационного оборудования для Ф-ла Банка ГПБ (АО) в г. Санкт-Петербурге Санкт-Петербург 2016г.1. Извещение о проведении открытого тендера Настоящим сообщаем, что в Филиал «Газпромбанк» (Акционерное общество) в г. Санкт-Петербурге, проводит выбор организации...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ухтинский государственный технический университет (УГТУ) Я. В. Зубова Социология (в вопросах и ответах) Учебное пособие Ухта 2011 Учебное издание Зубова Яна Валерьевна СОЦИОЛОГИЯ (в вопросах и о...»

«ФИЛОСОФИЯ НАУКИ И КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА [1] А.А. Печенкин Цель настоящей статьи – охарактеризовать философию квантовой механики как типичную и в известном смысле парадигмальную составляющую философии науки (the philosophy of science). При этом внимание будет обращено на совр...»

«Селецкий Андрей Валерьевич ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА КОНСТРУКТИВНО – ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ РАДИАЦИОННОЙ СТОЙКОСТИ ГЛУБОКО-СУБМИКРОННЫХ СБИС С ПОМОЩЬЮ СРЕДСТВ ПРИБОРНОТ...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации ФГБОУ ВПО «ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» УТВЕРЖДАЮ: Ректор _И.М. Головных «» 20_ г. № _ ОСНОВНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ВЫСШЕГО ПРОФЕ...»

«ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ Д. В. Кознов ВИЗУАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ E-СЕРВИСОВ В ПУБЛИЧНОЙ СФЕРЕ ББК 32.81 К59 Р е ц е н з е н т ы: д-р техн. наук, проф. Т. А. Гаврилова (ВШМ С.-Петерб. гос. ун-та), д-р техн. наук, проф. А. Р. Лисс (ОАО «Концерн “Океанприбор”») Печатается по постановлению Редакционно-издательского сов...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет» ПСИХОЛОГИЯ ЛИЧНОСТИ Методические рекомендации для студентов специальности 030301 «Психология» Нижний Новг...»

«Маркова Андрея Валерьевича Исследование структурной деградации при химической коррозии, вызывающей снижение коррозионной стойкости Направление 22.04.01 – «Материаловедение и технологии но...»

«Уважаемый пользователь! Выражаем Вам признательность за выбор и приобретение изделия, отличающегося высокой надежностью и эффективностью в работе. Мы уверены, что наше изделие будет надежно служить Вам в течение многих лет. Пожалуйста, обратите Ваше внимание на то, что эффективная...»

«УДК 378.147 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ОБУЧЕНИЯ В ПОДГОТОВКЕ МАГИСТРАНТОВ Куркина Н.Р.1, Чиркунова Е.К.2 ФГБОУ ВПО «МГПИ им. М.Е. Евсевьева», Саранск, e-mail: nadezhda.kurkina@rambler.ru;ФГБОУ ВПО «С...»

«Хоменко Андрей Юрьевич Регулирование морфологии и свойств нетканых и высокодисперсных биосовместимых материалов на основе хитозана и полимеров молочной кислоты, полученных методом электрофор...»

«А рбузов В я ч есл ав А л ек сан др ови ч Согласованное управление проектами вооружения и военной техники ВМФ России 05.13.01 — Системный анализ, управление и обработка информации (в пром ы ш ленности) А втореф ерат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Т верь — 2003 Работа выполнена на кафедре И нфо...»

«ВЕСТН. МОСК. УН-ТА. СЕР. 14. ПСИХОЛОГИЯ. 2010. № 4 А. М. Черноризов ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ШКОЛА Е.Н. СОКОЛОВА В статье дается краткий обзор истории формирования одной из ведущих научных школ в отечественной психофизиологии — школы профессора Московского университета Е.Н. Соколова. Опи...»

«Модель MDD-7200T Автомобильный мультимедийный центр Руководство пользователя Содержание Назначение устройства Функции центра Комплект поставки Основные технические характеристики Безопасное и эффективное использ...»

«Теплофизика и аэромеханика, 2011, том 18, № 4 УДК: 533.9.08 Определение температуры в струе, истекающей из плазмотрона с МЭВ, по молекулярному спектру азота А.А. Михальченко, Е.В. Картаев, В.И...»

«Т.И. ЧЕРНЫШОВА, В.А. ТЁТУШКИН МОДЕЛИРОВАНИЕ В РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВАХ ИЗДАТЕЛЬСТВО ТГТУ Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионал...»

«ЧЕКАЕВА Р. У., БЕРСЕКЕНЕВА Д. С. РАЗВИТИЕ СОВРЕМЕННОЙ АРХИТЕКТУРЫ АСТАНЫ ( 2000 2009 гг.) В данной статье рассматриваются здания и сооружения, построенные на левобережье новой столицы Казахстана. Астана — одна из самых молодых столиц мира. Сегодня столица представляет собой гигант...»










 
2017 www.pdf.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - разные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.