随着信息技术和计算机技术的不断发展,越来越多的核电厂主控室已采用先进的数字化控制系统(Digital Control Systems,DCS)。数字化主控室中,操纵员对电厂状态的监视以及对电厂系统的控制主要是在计算机屏幕上完成的,以替代传统控制室中盘台、仪表盘、信号灯、按钮、开关等设备。人机界面数字化会引起操纵员认知行为的改变,导致新的人因失误产生,影响核电厂的安全运行。传统核电人因可靠性分析(Human Reliability Analysis,HRA)是通过分析操纵员某项任务的行为动作(即“做”)成功或失效的概率来计算人员的可靠性。而核电厂数字化主要影响操纵员的认知行为过程,因此,本文的立论从操纵员认知行为(即“想”)的角度出发,对操纵员的认知可靠性展开研究。语义是认知行为范畴的一种心理表征,是对客观事物的内在理解,同时也是外界的知识信息在个体心理的反映。本文通过分析数字化人机界面特征、操纵员认知行为特征以及认知语义特征,指出语义理解在人机交互中的重要性,从而构建核电厂操纵员认知语义框架,描述语义分析过程,建立操纵员语义定性分析模型。将该模型运用于操纵员培训,通过DCS模拟机实验,验证操纵员语义培训的功能效果。结果表明,核电厂事故工况下,基于语义定性分析模型的培训能使操纵员更加清楚地了解DCS人机界面的知识结构,有助于巩固其心智模型和情境模型,对操纵员信息感知、加工、处理等一系列认知行为有着更为积极的影响。此外,利用贝叶斯网络的数学方法,建立语义定量分析模型演绎推理操纵员事故诊断的过程,通过实例验证表明,语义分析模型还能为操纵员诊断决策的认知可靠性定量评价提供新的思路,从而提高核电厂运行的安全性和可靠性。