[發(fā)明專利]通過HRA判定DCS人機界面的可靠性的方法、系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310142547.0
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN103198231A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設計）人: 張力;戴立操;李鵬程;胡鴻;蔣建軍;黃衛(wèi)剛;戴忠華;黃俊歆;鄒衍華;陳青青;盧長申
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南工學院;南華大學;中廣核核電運營有限公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及電廠的數(shù)字化控制領域，尤其涉及核電廠的數(shù)字化控制領域，特別地，涉及一種通過HRA(人因可靠性分析)判定DCS(digital?control?system，數(shù)字化控制系統(tǒng))人機界面的可靠性的方法、系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，大規(guī)模復雜工業(yè)系統(tǒng)的安全評價越來越多地考慮人員在系統(tǒng)中的行為和活動。人與系統(tǒng)的交互作用被認為復雜工業(yè)系統(tǒng)安全運行的重要貢獻因素。而由于復雜工業(yè)系統(tǒng)中人員行為與人機界面眾多，如何考量和計算復雜工業(yè)系統(tǒng)中的人機界面對系統(tǒng)安全的影響是一個難點。

復雜工業(yè)系統(tǒng)運行安全性的主要人員行為集中在主控室(main?control?room：MCR)。在事故情景下，控制室操縱員擁有對電廠事故處理的決策權(quán)。控制室中人機界面的好壞對控制室中的人員行為影響較大。對此種影響的研究方法主要包括三大類，第一類是把核電廠事故后人機界面中的人員行為進行任務分解，以分解的任務為主要研究對象，代表的方法有Swain于1983年提出了人因失誤率預測技術(shù)(THERP：Technique?for?Human?Error?Rate?Prediction)方法，THERP是大多數(shù)核電廠采用的HRA主要方法。第二類把核電廠人機界面中的人員行為進行整體考慮，通過實驗對人員干預行為的結(jié)果進行分析，獲得人因失效概率數(shù)據(jù)，主要方法有Hannaman于1984年提出了人的認知可靠性(HCR：human?cognitive?reliability)方法。第三類是以核電廠情景，亦即影響核電廠人員行為的場景為主要研究對象，研究核電廠事故后場景對于人員行為的影響，主要方法有美國核管會于2002年提出了標準的電廠分析風險人因可靠性分析方法(SPAR-H：standardized?plant?analysis?risk?human?reliability?analysis)方法。這些的人機界面評價中的人因可靠性方法大多是在20世紀80年代初建立的，最初的研究只是把電廠事故后的任務進行分解，比如草稿本THERP。隨后的研究考慮人員的認知行為特征，操縱員對于電廠事故的診斷失效，比如HCR。SPAR-H把人員行為分成診斷和操縱，進一步反應事故后人員對電廠事故處理的主要特征。這些方法的研究的對象都是大規(guī)模復雜工業(yè)系統(tǒng)中的傳統(tǒng)的控制按鈕和盤臺操縱，經(jīng)驗數(shù)據(jù)和實驗數(shù)據(jù)也是基于傳統(tǒng)MCR的，其事故后診斷和控制失誤概率都是以傳統(tǒng)的一、二代控制室為基礎。

隨著I&C安全技術(shù)的發(fā)展和進步，大規(guī)模復雜工業(yè)系統(tǒng)更多地采用數(shù)字化控制系統(tǒng)(DCS，digital?control?system)。復雜工業(yè)系統(tǒng)控制數(shù)字化以后，人機界面發(fā)生了較大變化，信息顯示從光字牌、報警器等轉(zhuǎn)變成大屏幕顯示(PDS：plant?display?system)和計算機終端顯示(VDU：video?display?unit)，操縱員控制和操縱從傳統(tǒng)的控制盤臺的控制鍵操縱轉(zhuǎn)換成使用計算機終端的鼠標操縱?，F(xiàn)有的人機界面評價技術(shù)已經(jīng)不能反映現(xiàn)代控制室人機界面的變化對人員行為的影響。因此需對數(shù)字化控制室人機界面的可靠性重新進行計算和考量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種可顯著地節(jié)約大量的工業(yè)安全成本的通過HRA判定DCS人機界面的可靠性的方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的人機界面中的人因可靠性分析技術(shù)已經(jīng)不能反應數(shù)字化控制室人機界面的變化對人員行為的影響的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種通過HRA判定DCS人機界面的可靠性的方法，包括以下步驟：

步驟Sl：將處理一個事故時關(guān)聯(lián)的數(shù)字化控制室中的多個人機界面作為多個節(jié)點，并根據(jù)操作人員班組對所述多個人機界面進行監(jiān)視或操作的次序?qū)⑺龆鄠€節(jié)點按次序連接，以建立班組響應樹；

步驟S2：將所述操作人員班組對所述班組響應樹中的所述節(jié)點進行監(jiān)視或操作產(chǎn)生的人因失效類型作為頂節(jié)點，以形成所述人因失效類型的人因失效模式作為中層節(jié)點，以人員監(jiān)視或操作的動作失效源作為底層節(jié)點，根據(jù)所述底層節(jié)點、中層節(jié)點和所述頂節(jié)點的邏輯關(guān)系將所述底層節(jié)點、中層節(jié)點與所述頂節(jié)點連接，建立所述節(jié)點的人因失效的故障樹；

步驟S3：確定影響所述底層節(jié)點的因素以及每個所述因素的影響概率，計算所述人因失效的概率；

步驟S4：根據(jù)步驟S3計算得到失效概率值，判斷所述人機界面的可靠性。

作為本發(fā)明的方法進一步改進：