就世界范围而言,采用数字化控制系统将是未来核电发展的大趋势。在核电厂数字化主控室,由于新技术的引入使得信息呈现方式、规程、技术系统、人机界面等影响人因可靠性的情境环境发生了变化,导致操纵员的作业行为模式也随之发生改变。数字化技术的采用在大幅增强系统功能和提升自动化水平的同时也给系统操纵员的任务执行带来了新的风险,其作业行为可靠性是否能达到核电厂的安全性和经济性要求已成为亟待解决的重要课题。如何系统地对核电厂数字化主控室操纵员的作业行为进行可靠性分析已成为当前学术界和工程界研究的热点和难点问题。基于该问题的重要性,考虑到相关研究还很不完善,本文以核电厂数字化主控室操纵员主要任务中的四个基本作业行为单元(监视/察觉、状态评估、响应计划、响应执行)为研究对象,探究数字化主控室情境环境中操纵员的作业行为特征及失误机理,揭示操纵员作业行为的逻辑动态演化机制并建立用于可靠性预测的分析方法,重点开展以下研究工作:(1)识别数字化主控室中的人因特征。与采用模拟控制技术的传统主控室相比,采用数字化控制技术的先进主控室在很多方面都体现出较为明显的优点。但是从对人因失误的影响来看,数字化控制技术的新特性改变了操纵员所处的认知环境和情境环境,可能对操纵员产生新的影响。我们以岭东核电厂为研究对象,通过对岭东核电厂全尺寸模拟机主控室观察、对操纵员进行问卷调查、与操纵员访谈、观摩操纵员的模拟机复训过程、以及听取培训教员的评价分析课等形式,分析并总结了核电厂数字化主控室的特征及人因特征;从技术系统、人机界面、规程系统、任务以及班组交流与合作等五个方面识别了数字化控制系统中的典型行为形成因子。(2)数字化主控室操纵员作业行为动态演化规律研究。目前在人因可靠性研究领域就数字化技术对核电厂主控室操纵员作业绩效影响的相关研究还甚少,且现有的研究大多针对操纵员某一单一作业行为进行分析,未能从人-机交互及事件动态演化发展的角度将操纵员的作业行为进行整体考虑。考虑到核电厂的人机系统本质上是一个逻辑演化系统,这与布尔网络的动力学过程是一致的,所以我们采用布尔网络对操纵员作业行为的动态演化过程进行建模。首先,将操纵员的各作业行为分别对应布尔网络模型中的一个状态变量;然后通过寻找布尔网络方程中的逻辑函数来揭示作业行为间的内在逻辑关系;最后建立用于描述操纵员作业行为动态演化规律的布尔网络模型。(3)数字化主控室操纵员作业行为可靠性预测研究。数字化技术的采用对主控室操纵员提出了新的要求,面对这些技术变革操纵员需要不断地提高其自身的作业行为可靠性水平。而对电厂管理者或是培训教员而言,除了希望能对操纵员的作业行为可靠性进行评估之外,更迫切地希望能对操纵员的作业行为可靠性水平进行预测。通过文献调研和可行性论证,我们选定采用“时间序列分析法+动态网络模型”来对操纵员的作业行为可靠性进行预测。首先,识别操纵员作业行为的影响因素并建立其可靠性分析模型;其次,引入时间序列分析方法并基于动态网络模型对所建立的作业行为可靠性模型进行拓展,建立作业行为可靠性预测模型;然后,建立作业行为可靠性预测分析方法;最后,以操纵员的状态评估行为为例详细阐述该方法的应用。本文的研究成果有望补充和完善现有人因可靠性分析体系,为提高现有分析技术的完整性和精确度提供科学依据。它将为核电厂操纵员作业行为失误分析和失误预防提供方法指导,将对在役系统人因事故防范、操纵员培训与考核、核电厂数字化人-系统界面的可靠性设计等领域做出积极的贡献,有望进一步提升核电厂的安全水平。因此,其研究成果具有重要的理论价值与实际意义,也有望推广到其它类似的数字化控制系统中。