Надежность человека-оператора является важнейшим показателем качества сложной системы — АЭС. На современном этапе развития ядерной энергетики в нашей стране и за рубежом, характеризующимся эксплуатацией атомных энергоблоков большой единичной мощности [до 1000-1500 МВт (эл.)] и сосредоточением до 4-6 энергоблоков на одной площадке, проблема обеспечения безопасной эксплуатации крупных АЭС приобрела первостепенное значение как в государственном, так и в мировом масштабе. Компетенция и высокий профессионализм кадров, от директора до слесаря-ремонтника, должны обеспечить решение многочисленных задач проблемы безопасности, надежности и экономической эффективности эксплуатации АЭС. Так как оператор является главным и наиболее ответственным звеном системы, то в настоящее время весьма актуальными стали следующие задачи. Во-первых, в период пуска и освоения мощности нового энергоблока его оборудование работает на стадии приработки и характеризуется большим числом отказов автоматики, основного и вспомогательного оборудования, имеют место частые остановки блока. Опыт эксплуатации мощных энергоблоков АЭС показывает, что даже для квалифицированного и хорошо подготовленного оперативного персонала (ОП) проведение всех необходимых действий, направленных на предотвращение остановки блока в аварийной ситуации, находится на пределе возможностей персонала. Во-вторых, на крупных энергоблоках при возникновении аварийных ситуаций возможны случаи, когда время цикла регулирования в переходном процессе составляет 15-5 с и никакой опыт не может помочь оператору предотвратить остановку блока за такое короткое время, если не обеспечить, как минимум, следующее:
- наличие оптимальной системы информационного обеспечения оператора;
- наличие системы комплексной автоматизации технологических процессов блока высокой готовности.
Таким образом, на современных энергоблоках АЭС возможности человека-оператора (как основного звена в контуре управления) находятся в явном противоречии с теми необходимыми для управления объемами даже тщательно отобранной информации.
При появлении аномальной ситуации в оборудовании АЭС оперативное распознавание последовательности и причин срабатывания (или несрабатывания) автоматики, учитывая современный уровень технических средств и психофизиологические характеристики человека, без применения специальных систем практически невозможно По-видимому, необходимо более тщательно разрабатывать новые методы обеспечения надежности оперативного персонала АЭС.
Факторы, влияющие на надежность ОП АЭС
К основным факторам, влияющим на надежность ОП АЭС, относятся следующие:
- профессиональная пригодность оператора к работе на АЭС;
- техническая и психологическая подготовка операторов;
- конструкция пульта управления, блочного щита управления, оборудования рабочего места оператора;
- объем и состав информационных потоков, которые идут на оператора при нормальной эксплуатации и в аварийной ситуации; четкая организация эксплуатации АЭС и др.
На деятельность оператора АЭС, а следовательно, и его надежность, существенное влияние оказывают стрессовые ситуации. Источниками стрессовых ситуаций операторов АЭС могут быть следующие: неоднородность состава операторов, физический дискомфорт, эксплуатационные проблемы, субъективные факторы. Неоднозначность или неопределенность сигналов резко снижает надежность операторов, особенно при решении задач, требующих бдительности и высокой ответственности.
Основные понятия и определения надежности ОП АЭС. Еще в 1975 году вышел в свет Государственный стандарт «ГОСТ 21033-75. Система человек-машина. Основные понятия. Термины и определения. — М.: Издательство стандартов, 1975, — 7 с.», в котором устанавливались термины и определения основных понятий для системы ’’человек-машина” (СЧМ). С тех пор термины и определения СЧМ уточнялись, но в основном не претерпели существенных изменений.
Критерии оценки надежности ОП АЭС
При обосновании выбора критериев для оценки надежности ОП АЭС исходят из следующих предпосылок.
- Так как работа человеческого организма характеризуется рядом структурных, функциональных, энергетических и других процессов, то при рассмотрении надежности человека можно раздельно оценивать надежность психических, нейродинамических, энергетических и т.д. процессов. Полная надежность человека будет определяться надежностью всей совокупности процессов, протекающих в его организме.
- Все внутренние процессы человека при анализе его деятельности проявляются опосредованно в виде возможности выполнения им системы предписанных функций. Надежность деятельности человека-оператора, в свою очередь, зависит от надежности человеческого организма и надежности выполнения человеком функций по управлению технологическим объектом.
- Человекомашинные системы по сравнению с техническими системами обладают принципиально новым свойством — целесообразностью функционирования или способностью достигать поставленную цель. При этом человеческая деятельность является направляющей, а функционирование техники носит исполняющий характер. Обобщенной оценкой для деятельности человека служит степень результативности в выполнении поставленной цели. Определенную по отношению к поставленной цели надежность деятельности оператора будем называть полной надежностью.
- В процессе выполнения оператором своих функций в СЧМ важнейшими показателями качества его деятельности являются безошибочность, быстродействие и точность выполнения отдельных операций. Поскольку количество ошибок, время и точность выполнения операций обусловлены колебаниями характеристик оператора, то показатели безошибочности, быстродействия и точности выполнения операций человеком носят вероятностный характер. Если наложить определенные ограничения на количество ошибок, время выполнения и погрешности выполнения предписанных функций, то показатели безошибочности, быстродействия и точности приобретают надежностный смысл.
- По своему характеру деятельность ОП АЭС относится к дискретно-логическому типу деятельности. Поэтому наиболее важными составляющими полной надежности ОП являются функциональнопрограммная и функционально-временная надежность.
Характеристики надежности деятельности ОП АЭС
Наиболее достоверными данными о характеристиках надежности ОП являются результаты специально организованных испытаний. Для ОП АЭС число опубликованных данных о количественных показателях надежности чрезвычайно ограничено. Имеется всего несколько работ, в которых авторы приводят значения количественных показателей надежности ОП АЭС. Это связано в первую очередь с большими трудностями организаций испытаний на надежность ОП АЭС. Поэтому при отсутствии данных по психофизиологическим исследованиям количественные показатели надежности деятельности ОП АЭС при расчетах безопасности и надежности ЭБ АЭС должны выбираться на основании справочных данных. При использовании справочных данных следует иметь ввиду «установку на работу» ОП, которая может быть трех видов:
- на безошибочность деятельности, когда основным мотивом поведения оператора является недопущение ошибок, а точность и время выполнения операций являются второстепенными;
- на точность деятельности, когда основным мотивом поведения является соблюдение требуемой точности, а безошибочность и время выполнения операций являются второстепенными;
- на скорость (быстродействие) деятельности, когда основным мотивом поведения является выполнение операций за возможно кратчайшее время, а безошибочность и точность являются второстепенными.
Наиболее распространенным видом установки при дискретно-операционном характере действий является установка на безошибочность, а при аналоговом характере действий (например, слежение) -на точность. В ряде задач встречается и установка на быстродействие. В общем случае могут иметь место и смешанные установки, а также смена установок в процессе деятельности. Когда тип установки априорно не задан, рекомендуется выбирать установку на безошибочность с последующей проверкой дефицитов времени и при их наличии производить коррекцию результатов с учетом возможности смены установки на скорость по формулам пересчета.