沈 陽

(核動力運(yùn)行研究所，湖北 武漢 430223)

1 研究背景

通過對核電廠運(yùn)行事件和內(nèi)部事件按事件屬性(人因、機(jī)械、電氣、儀控和其他)統(tǒng)計時發(fā)現(xiàn)，人因因素相關(guān)事件比例高于其他四類因素的事件比例[1]。人的因素誘發(fā)的事件顯然已成為系統(tǒng)最主要的事故源之一。因此，如何減少人因失誤，減少人因事件，保證核電安全穩(wěn)定發(fā)展，已然成為核電營運(yùn)單位亟待解決的問題。

目前，國內(nèi)核電廠人因管理工作主要以“人防”為主，即：從人員行為規(guī)范的角度入手，在人因事件/行為偏差發(fā)生后，通過組織對人因事件/行為偏差進(jìn)行調(diào)查分析，識別人因失誤的根本原因，然后制定培訓(xùn)計劃或管理流程優(yōu)化等糾正行動，從而避免人因事件或行為偏差的再次發(fā)生。

智防的理念是防御型人因管理，理念的核心結(jié)合新技術(shù)和新方法“防患于未然”，即在工作前期、工作任務(wù)準(zhǔn)備、工作任務(wù)實(shí)施三個環(huán)節(jié)，通過智能化手段關(guān)注并提高工作人員安全意識水平，人因失誤陷阱識別能力，及時探測、發(fā)現(xiàn)、支持并實(shí)時糾正人員行為產(chǎn)生偏差，提高人員效能，避免人因失誤產(chǎn)生，從而從根本上減少人因事件的發(fā)生概率。

通過收集近三年運(yùn)行核電廠典型人因因素相關(guān)事件，將主要人因失效點(diǎn)從行為的角度進(jìn)行整理和分類(1起事件可能對應(yīng)多個人因失效點(diǎn))，發(fā)現(xiàn)從人的行為角度出發(fā)，人因失效點(diǎn)主要聚焦在9種人因失效點(diǎn)，具體分類和重要度排序如表1所示。

表1 人因事件人因失效點(diǎn)排序表Table 1 Sorting of human error points due to human events

通過對上述失效點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步根本原因分析發(fā)現(xiàn)，上述人因失誤的主要原因如下：

(1)未經(jīng)許可或超出工作邊界

該類人因失誤主要由于在現(xiàn)場運(yùn)維或調(diào)試活動中未得到許可就進(jìn)行操作，或超出已確定的工作區(qū)域(或隔離邊界)進(jìn)行操作，或工作區(qū)域長時間處于無人狀態(tài)，導(dǎo)致現(xiàn)場設(shè)備誤拆、設(shè)備狀態(tài)改變、設(shè)備誤碰等人因事件發(fā)生。

(2)走錯間隔

該類人因失誤主要由于工作人員(尤其承包商人員)在現(xiàn)場工作中對工作路徑不熟悉、現(xiàn)場布置相鄰或相似、設(shè)備標(biāo)識錯誤等，從而導(dǎo)致在錯誤的工作對象上進(jìn)行錯誤操作。

(3)現(xiàn)場作業(yè)過程缺少監(jiān)護(hù)/監(jiān)督

該類人因失誤主要由于要求進(jìn)行全程監(jiān)護(hù)、監(jiān)督的工作中缺少現(xiàn)場監(jiān)護(hù)或監(jiān)督，導(dǎo)致現(xiàn)場作業(yè)不能得到有效保障，引發(fā)人身傷害、設(shè)備受損等人因事件。

(4)風(fēng)險識別不足，關(guān)鍵敏感區(qū)域或設(shè)備缺少提醒或警示

該類人因失誤主要由于關(guān)鍵敏感區(qū)域、高風(fēng)險區(qū)域、核電關(guān)鍵敏感設(shè)備(簡稱“SPV設(shè)備”)等風(fēng)險識別不足，同時由于缺少警示提醒或警示提醒不夠明顯導(dǎo)致工作人員未注意到，注意力和關(guān)注度下降，導(dǎo)致人身受到傷害或直接導(dǎo)致停機(jī)停堆重大人因事件。

(5)未嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程步驟，存在漏步或跳步

該類人因失誤主要由于工作人員走捷徑或注意力不集中，在執(zhí)行規(guī)程過程中存在漏步或跳步的人因失誤，且未能及時發(fā)現(xiàn)，最終導(dǎo)致規(guī)程執(zhí)行不完整，系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)未能達(dá)到預(yù)期，引發(fā)機(jī)組運(yùn)行事件。

(6)未確認(rèn)設(shè)備或未確認(rèn)設(shè)備狀態(tài)

該類人因失誤主要由于在現(xiàn)場進(jìn)行邊界隔離或維修工作實(shí)施前設(shè)備狀態(tài)確認(rèn)時，確認(rèn)的設(shè)備對象錯誤或遺漏，導(dǎo)致隔離不完整或?qū)嵤╁e誤，引發(fā)人身觸電、設(shè)備誤啟動、閥門跑水或機(jī)組非停等人因事件。

(7)安全意識不高，安全風(fēng)險分析不足

該類人因失誤主要由于現(xiàn)場作業(yè)人員安全意識薄弱，在執(zhí)行工作過程中走捷徑或安全風(fēng)險分析不足，未有效佩戴安全保護(hù)措施，如：安全帽、安全帶等，從而導(dǎo)致工亡事故。

(8)信息溝通或傳遞失效

該類人因失誤主要由于工作人員在通過電話、對講機(jī)等遠(yuǎn)程交流時，發(fā)送信息人員和收取信息人員之間不能對關(guān)鍵信息進(jìn)行確認(rèn)，三向交流防人因失誤工具未能有效使用，最終導(dǎo)致交流失效。尤其在大修期間，任務(wù)較多，主控和現(xiàn)場工作人員交流時存在失效風(fēng)險可能性較大。

(9)工前會召開質(zhì)量不高

該類人因失誤主要由于工前會召開中，項目組成員未到齊工作負(fù)責(zé)人就召開工前會，或者工作負(fù)責(zé)人未召開工前會就直接到現(xiàn)場開始工作，缺少對工作風(fēng)險的充分分析和制定預(yù)案，為后續(xù)人因事件發(fā)生埋下隱患。

綜上所述，由于人的固有局限性，人因事件的發(fā)生不能只關(guān)注于人員行為和行為過程，更是需要在工作前就要對人的安全意識形態(tài)、安全風(fēng)險敏感性給予關(guān)注，并且在工作過程執(zhí)行過程中給予充分的提醒、指導(dǎo)和支持才能有效避免人因事件的發(fā)生。

2 核電人因失誤智防研究

本文將以目前成熟的智能化技術(shù)為基礎(chǔ)，以典型人因失效點(diǎn)作為切入點(diǎn)，從認(rèn)知和行為兩個角度入手，將工作過程分解為工作前期、工作任務(wù)準(zhǔn)備、工作任務(wù)實(shí)施三個環(huán)節(jié)，從安全意識、情景認(rèn)知和任務(wù)執(zhí)行三個層面出發(fā)，在不同環(huán)節(jié)采取智能化技術(shù)手段防止人因失誤，即：

1)安全意識層面，即在工作前期提高安全意識。利用互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)開展個體/群體安全意識形態(tài)跟蹤、分析和提升，提高或保持工作人員安全意識處于高水平；

2)情景認(rèn)知層面，即在工作任務(wù)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)強(qiáng)化場景融合。利用VR技術(shù)聚焦工作前的任務(wù)情景演練，提高工作人員對工作任務(wù)場景中的安全風(fēng)險點(diǎn)和人因失誤陷阱感知力和識別能力；

3)任務(wù)執(zhí)行層面，即在工作任務(wù)實(shí)施環(huán)節(jié)實(shí)施實(shí)時支持。利用AR技術(shù)、人員定位、圖像識別等技術(shù)，結(jié)合核電現(xiàn)有防人因失誤工具理念對整個行為過程進(jìn)行行為監(jiān)督和提醒，最終實(shí)現(xiàn)核電工作全過程人因失誤的智防，確保核安全的目標(biāo)。

2.1 工作前:基于互聯(lián)網(wǎng)+安全意識管控

所謂安全意識，就是人們頭腦中建立起來的生產(chǎn)必須安全的觀念。由于核安全的特殊性和重要性，安全是核從業(yè)者的基本要求。作為核電營運(yùn)單位，主要通過入廠基本安全授權(quán)集中培訓(xùn)和考試來強(qiáng)化安全意識，但難以取得長期實(shí)效，隨著安全知識遺忘，安全意識也會隨之弱化，這也是現(xiàn)場安全事故頻發(fā)的主要原因。

從安全意識的產(chǎn)生過程我們不難發(fā)現(xiàn)，安全意識是在個體接受外界信息基礎(chǔ)上，通過進(jìn)行風(fēng)險識別、風(fēng)險分析和安全行為決策，最終以安全行為的方式體現(xiàn)。因此，如果要提高現(xiàn)場安全行為水平，具有針對性的、持續(xù)的安全認(rèn)知活動是提升作業(yè)人員安全意識的有效途徑。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能手機(jī)發(fā)展日漸成熟和普遍，通過開發(fā)基于互聯(lián)網(wǎng)+安全意識管控平臺，結(jié)合核電特點(diǎn)，利用網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)平臺針對安全風(fēng)險點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，解決現(xiàn)場各類人員面臨的工作風(fēng)險未識別、風(fēng)控措施不到位、風(fēng)險學(xué)習(xí)不及時、防范措施不清楚等安全問題，可大大提升作業(yè)人員安全意識敏感性。平臺具有以下功能特點(diǎn)：

(1)安全知識打卡，每日一條安全信息

該平臺要求作業(yè)人員每天進(jìn)行安全打卡，并隨機(jī)抽取作業(yè)相關(guān)安全知識題目進(jìn)行作答，對于錯誤題目可以進(jìn)行即時小視頻學(xué)習(xí)，提高安全知識學(xué)習(xí)效率。

(2)標(biāo)準(zhǔn)化安全風(fēng)險庫和安措庫

通過前期梳理形成核電廠標(biāo)準(zhǔn)化安全風(fēng)險庫和安措庫，并通過實(shí)踐不斷補(bǔ)充優(yōu)化，主要用于指導(dǎo)作業(yè)人員能夠清楚在工作中面臨安全風(fēng)險時如何應(yīng)對，避免知識盲區(qū)。

(3)以任務(wù)為基礎(chǔ)，精準(zhǔn)推送

針對不同專業(yè)班組在核電現(xiàn)場即將開展任務(wù)類型進(jìn)行分析，在工作執(zhí)行前期，將涉及的安全風(fēng)險安措與安全知識點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)推送，反復(fù)進(jìn)行針對性的安全風(fēng)險認(rèn)知學(xué)習(xí)。

(4)安全事件震撼教育和警示

通過梳理不同類型安全事件，強(qiáng)調(diào)不安全行為后導(dǎo)致的嚴(yán)重后果，定期進(jìn)行安全震撼教育，對安全意識的保持具有一定的促進(jìn)作用。

(5)個體/班組安全意識形態(tài)動態(tài)監(jiān)測

通過手機(jī)端用戶每天的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)、考核數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，可以定期了解個體/班組在安全意識形態(tài)和安全知識短板，針對共性或弱化問題及時采取干預(yù)措施。

2.2 工作任務(wù)準(zhǔn)備:基于VR+任務(wù)場景演練

研究表明，VR技術(shù)確實(shí)能夠幫助學(xué)員提高學(xué)習(xí)的效率，被試人員平均VR學(xué)習(xí)體驗時間只有8～10 min，記憶準(zhǔn)確率比傳統(tǒng)教學(xué)提高了20%。因此，在工作任務(wù)準(zhǔn)備階段，利用VR技術(shù)通過開展任務(wù)場景演練，能夠幫助現(xiàn)場工作人員提前熟悉現(xiàn)場環(huán)境，更加直觀、有效地掌控工作中的安全風(fēng)險和人因失誤陷阱，從而加強(qiáng)對現(xiàn)場安全風(fēng)險感知，可以大大減少人因失誤。

該系統(tǒng)具備以下特點(diǎn)：

1)現(xiàn)場真實(shí)環(huán)境體驗。VR系統(tǒng)在虛擬環(huán)境中1∶1復(fù)制實(shí)際場景和安全風(fēng)險，確保工作人員在安全環(huán)境中最大限度地熟悉整個任務(wù)場景，尤其對于第一次從事該項工作或稀有操作，能夠加強(qiáng)對現(xiàn)場環(huán)境的感知水平。

2)工作過程模擬和行為偏差識別。工作人員在任務(wù)演練過程中，每個行為演練動作都會記錄在模擬報告中，并在演練結(jié)束時將行為偏差呈現(xiàn)給用戶，進(jìn)一步讓工作人員清晰個人在安全認(rèn)知上的不足，避免將問題或認(rèn)知盲點(diǎn)帶到現(xiàn)場。

3)安全風(fēng)險庫的建立。工作演練最重要的就是配合復(fù)雜多變的人因失誤陷阱設(shè)置，相對于實(shí)體場景演練，虛擬場景具備了場景人因失誤陷阱設(shè)置的靈活性，可以結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)各種人因失誤陷阱的模擬和動態(tài)插入，提高了工作人員對任務(wù)可能人因失誤風(fēng)險的識別能力。

4)任務(wù)場景復(fù)盤和評價。通過工作人員完成整個任務(wù)操作后，對整個任務(wù)演練過程可進(jìn)行回放，通過復(fù)盤進(jìn)行評價，提高對整個任務(wù)過程的風(fēng)險和關(guān)鍵點(diǎn)的認(rèn)知。

5)智能分析與提醒功能。通過大量任務(wù)場景演練數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可結(jié)合不同操作環(huán)節(jié)的偏差事實(shí)進(jìn)行統(tǒng)計分析，從而針對容易產(chǎn)生人因失誤的環(huán)節(jié)進(jìn)行提示和經(jīng)驗反饋，提高場景演練的有效性和針對性。

2.3 工作任務(wù)實(shí)施:行為過程實(shí)時監(jiān)督與支持

在工作任務(wù)實(shí)施階段，也是最容易產(chǎn)生即時型行為偏差而導(dǎo)致人因事件的環(huán)節(jié)。在該環(huán)節(jié)應(yīng)該更加傾向于利用智能化手段為工作人員減輕腦力負(fù)荷，提供工作輔助支持工具，從而提高人員效能。本環(huán)節(jié)主要采取智能化手段如下：

1)基于圖像識別深度學(xué)習(xí)技術(shù)的智能化監(jiān)督。在作業(yè)過程中，借助現(xiàn)場固定或便攜式攝像頭，基于圖像識別深度學(xué)習(xí)技術(shù)，可實(shí)時對現(xiàn)場工作人員各類不安全行為進(jìn)行在線安全監(jiān)督，尤其是高風(fēng)險、高輻射作業(yè)項目，提高安全監(jiān)督全面性和實(shí)時性，從而避免人因事件和工業(yè)安全事故。

在具備無線環(huán)境下，如果工作中遇到問題需要專家支持，可借助視頻監(jiān)控技術(shù)由專家遠(yuǎn)程為工作人員提供在線診斷或遠(yuǎn)程觀察指導(dǎo)活動。

2)基于人員定位技術(shù)的現(xiàn)場監(jiān)護(hù)。人員定位技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)工作人員位置信息的實(shí)時監(jiān)測和提醒，達(dá)到智能監(jiān)護(hù)的目的。結(jié)合典型人因失效點(diǎn)，具體場景應(yīng)用如下。

(1)工作人員位置驗證

利用定位技術(shù)確定人員位置，當(dāng)工作人員到達(dá)工作位置時，后臺會自動核對人員的授權(quán)信息并進(jìn)行位置驗證，從而避免現(xiàn)場超范圍作業(yè)而造成誤碰、誤操作、高輻射區(qū)域或探傷區(qū)意外照射等人因失誤。

(2)工作過程中安全風(fēng)險監(jiān)測

利用定位技術(shù)確定人員位置，對于高風(fēng)險區(qū)域設(shè)置安全風(fēng)險電子圍欄，對于進(jìn)入該區(qū)域工作人員進(jìn)行區(qū)域內(nèi)相應(yīng)的安全風(fēng)險進(jìn)行提示，如高處作業(yè)、臨邊作業(yè)、密閉空間作業(yè)、坑洞風(fēng)險、探傷風(fēng)險等安全風(fēng)險，避免因缺少警示提醒或警示提醒不夠明顯導(dǎo)致工作人員未注意到相關(guān)安全風(fēng)險。

(3)工作過程中SPV設(shè)備風(fēng)險監(jiān)測

利用定位技術(shù)確定人員位置，對于SPV設(shè)備區(qū)域設(shè)置關(guān)鍵敏感設(shè)備區(qū)域電子圍欄，對于進(jìn)入該區(qū)域工作人員進(jìn)行SPV區(qū)域風(fēng)險提示和預(yù)警，從而提高工作人員對即將進(jìn)行的操作的關(guān)注度和敏感度。

(4)基于AR穿戴裝備的現(xiàn)場支持

在現(xiàn)場工作過程中，由于現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜和多變，可以通過AR穿戴設(shè)備進(jìn)一步提高對現(xiàn)場復(fù)雜環(huán)境的態(tài)勢感知。運(yùn)維人員通過佩戴AR眼鏡，利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在視野前方就能獲取運(yùn)維規(guī)程、安全風(fēng)險點(diǎn)、關(guān)鍵敏感設(shè)備提醒、遠(yuǎn)程交互信息等數(shù)據(jù)。

AR技術(shù)的應(yīng)用，不僅能極大程度減少紙質(zhì)操作規(guī)程的使用，更能通過視覺提醒規(guī)范操作步驟、反饋實(shí)時信息，從而避免未使用遵守規(guī)程導(dǎo)致跳步漏步、信息交流不充分等人因失效問題，提高執(zhí)行效率，減少人因失誤。

3 結(jié)論與展望

由于核電的復(fù)雜性和特殊性，對核電現(xiàn)場工作人員行為可靠性要求非常高。隨著智能化技術(shù)迅猛發(fā)展，防止人因失誤的理念也逐漸從人員行為“人防”管理逐漸過渡到“智防”管理，結(jié)合智能感知獲取的人員行為相關(guān)數(shù)據(jù)分析，通過建立機(jī)器深度學(xué)習(xí)算法模型，使計算機(jī)來模擬人的思維過程和智能行為(如學(xué)習(xí)、推理、思考、規(guī)劃等)進(jìn)行自動決策、操作和控制，從而輔助或替代核電廠工作人員更加高效、安全、可靠的工作已成為大勢所趨。