随着主控室自动化程度的提升及新技术的采用,操纵员的工作由过去以操作为主,转变为监视和决策,任务的认知特性不断增加。为了便于对操作员的可靠性进行更为深入的研究,当前的许多人因可靠性分析模型,将主控室的监控任务具体细化为四个类别:信息监测、状态评估、响应计划和响应执行。状态评估在整个监控任务序列中有着独特而重要的地位。其不仅直接决定着后续响应计划活动的可靠性,其还会反过来影响操纵员的监视行为。错误的状态评估不仅会引发事故的发生,而且会使其进一步地恶化,三哩岛事故的演变过程就证明了这点。状态评估任务作为一种内在的思维过程,其具有复杂性、内隐性、动态性等特征,当前的人因可靠性分析方法还不能很好地处理此类任务。有鉴于此,本文根据认知心理学的相关理论,采用贝叶斯网络、模糊认知图等模型,对核电厂任务背景下,操纵员状态评估的认知过程、影响因素、失误模式等进行了较为深入和全面的分析。这些研究能够为下一步,将状态评估任务正式纳入人因可靠性分析模型,奠定相关的理论基础。本文主要开展了以下研究工作:1.运用模糊认知图建立了操纵员状态评估的计算模型,并将其与基于贝叶斯网络的状态评估模型进行了对比分析。前者适合于模拟人处于一般条件下基于直觉的近似推理过程;后者适合于模拟人处于最佳状态条件下严格基于逻辑规则的精确的分析式推理过程。2.根据认知及人因领域的相关理论,构建了一种新的、侧重于分析内在认知过程的操纵员状态评估模型。通过对Crystal River核电厂的一次意外停堆事件的实例分析表明,该模型既能对操纵员在状态评估过程中表现出的认知特点,作出较为细致且符合实际的刻画,又能对该过程中产生的认知偏差的来源、性质及认知机制等作出确认和分析。3.建立了基于模糊认知图的状态评估影响因素模型。透过模糊认知图的分析,各状态评估影响因素之间的互动情况,某一因素最终对状态评估可靠性造成的影响及其作用的方式等,都能较清晰地被模拟和呈现,有利于对有关影响因素进行优化和控制。4.以制约状态评估可靠性的三个必要的认知前提为基础,结合数字化主控室的新特征,建立了结构化的状态评估可靠性的影响因素模型,并对各因素间关联的模式、作用的认知机制进行了分析;然后利用贝叶斯概率推理,比较了各因素对状态评估可靠性水平的影响大小。结果表明,界面管理任务及任务负荷量的急剧变迁对状态评估的影响最为显著。5.基于相关的认知理论,将状态评估任务分解为四个子认知阶段,并对各阶段的失误模式、失误的影响因素、失误的认知成因等作了具体分析。该定性分析框架可作为对状态评估任务进行可靠性分析的基础。论文的最后总结了本文的研究工作,并就某些有待进一步研究的问题,作了分析和展望。本课题来源于导师主持的两项国家自然科学基金资助项目—复杂工业系统数字化对人因可靠性的影响研究(70873040);大规模数字化系统中人的认知行为研究(71071051);以及岭东核电有限公司委托的科研项目—“DCS+SOP人因可靠性分析方法论研究”(KR70543);湖南省教育厅项目—数字化控制系统中操纵员的状态评估模型研究(10C1139)。