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核电厂智能控制系统下的人员情境意识特征研究

郑腾蛟 段鹏飞 侯捷 徐云龙

郑腾蛟, 段鹏飞, 侯捷, 徐云龙. 核电厂智能控制系统下的人员情境意识特征研究[J]. 核动力工程, 2025, 46(2): 255-260. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.080010
引用本文: 郑腾蛟, 段鹏飞, 侯捷, 徐云龙. 核电厂智能控制系统下的人员情境意识特征研究[J]. 核动力工程, 2025, 46(2): 255-260. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.080010
Zheng Tengjiao, Duan Pengfei, Hou Jie, Xu Yunlong. Research on the Characteristics of Personnel Situation Awareness under the Intelligent Control System of Nuclear Power Plants[J]. Nuclear Power Engineering, 2025, 46(2): 255-260. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.080010
Citation: Zheng Tengjiao, Duan Pengfei, Hou Jie, Xu Yunlong. Research on the Characteristics of Personnel Situation Awareness under the Intelligent Control System of Nuclear Power Plants[J]. Nuclear Power Engineering, 2025, 46(2): 255-260. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.080010

核电厂智能控制系统下的人员情境意识特征研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2024.080010
详细信息
    作者简介:

    郑腾蛟(1993—),男,工程师,现主要从事核电厂人因工程与人员可靠性方法相关研究,E-mail: 765041109@qq.com

    通讯作者:

    侯 捷,E-mail: j.hou@cueb.edu.cn

  • 中图分类号: TL48

Research on the Characteristics of Personnel Situation Awareness under the Intelligent Control System of Nuclear Power Plants

  • 摘要: 核电厂智能化技术的应用,使核电厂运行控制更加集中化、自动化,同时也带来了新的、更深层次的人因问题。情境意识(SA)作为复杂人-机系统下影响人员效能的重要因素,有必要开展核电厂智能控制系统下的人员SA特征与提升手段研究。本文以控制系统自动化水平[智能控制系统对比数字化控制系统(DCS)]为自变量,选取典型场景开展实验,运用多模态生理测量技术与主观量表,辨识智能控制系统下人员SA特征,并提出SA失误预防措施。实验结果表明,相较于DCS,智能控制系统应用下操纵员的皮肤电导数据和注视点个数呈现显著性差异;操纵员为确保自动动作按时执行,注意力水平趋于集中,且沟通频率变低;操纵员注视点个数显著增多,操纵员更多地关注界面中参数的变化情况。智能控制系统在事故发生和事故处理阶段对人员的情境意识水平要求更高,但注意力水平/情绪唤醒度在事故情况下是逐步升高的,无法在事故发生和处理阶段快速达到最高水平,可能存在需求与实际不匹配的情况。本文研究可为核电厂智能控制系统在主控室应用的设计优化与落地提供人因数据与理论支持。

     

  • 图  1  DCS/智能控制系统下操纵员皮电数据可视化

    Figure  1.  Visualized Skin Conductance Data of Operators under DCS/ Intelligent Control System

    图  2  DCS/智能控制系统下操纵员心率数据可视化

    Figure  2.  Visualized Heart Rate Data of Operators under DCS/ Intelligent Control System

    图  3  不同事故阶段的SA因子主观评分

    Figure  3.  Subjective Scoring of SA Factors at Different Stages

    表  1  生理数据的描述性统计结果

    Table  1.   Descriptive Statistics of Physiological Data

    数据类型 事故阶段 均值 标准偏差
    皮电/μS 阶段一 3.448 1.586
    阶段二 4.162 1.742
    阶段三 4.701 2.317
    阶段四 4.664 1.928
    心率/min−1 阶段一 78.625 5.680
    阶段二 80.500 6.502
    阶段三 80.500 4.174
    阶段四 78.000 5.345
    注视点个数 阶段一 672.375 155.496
    阶段二 666.375 160.377
    阶段三 715.250 161.670
    阶段四 573.250 142.638
    平均注视时长/s 阶段一 0.503 0.174
    阶段二 0.566 0.146
    阶段三 0.618 0.148
    阶段四 0.616 0.223
    瞳孔直径/mm 阶段一 3.420 0.467
    阶段二 3.467 0.523
    阶段三 3.098 0.428
    阶段四 3.226 0.342
    下载: 导出CSV

    表  2  不同阶段生理数据的重复测量方差分析结果

    Table  2.   Repeated Measures ANOVA of Physiological Data at Different Stages

    数据类型 F值 显著性值
    皮电 4.279 0.017
    心率 2.060 0.136
    注视点个数 4.895 0.010
    注视时长 2.163 0.123
    瞳孔直径 3.703 0.028
      F值—F检验的统计量
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-07-31
  • 修回日期:  2024-09-19
  • 网络出版日期:  2025-01-23
  • 刊出日期:  2025-04-15

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