本文是一篇管理学论文，笔者通过描述数字化技术的引入对核电厂运营班组人机交互特征的改变，基于决策相关认知理论与模型，并结合核电厂现场调研和模拟机实验观察，识别出数字化核电厂运营班组决策的认知阶段和行为特征，构建数字化核电厂TDM认知模型。
第1章绪论
1.1研究背景及意义
中国经济的快速发展对能源供应提出了更高的要求，在保证供应量充足的同时，必须把节能减排和发展绿色清洁能源作为优化能源结构的必然要求。核电作为一种清洁、高效的能源，因其能量密度大、机组可用率高，可连续稳定提供可靠出力等优势，能满足我国经济可持续发展的需要。2021年政府工作报告提出“在确保安全的前提下积极有序发展核电”，营造了大力发展核电的政策机遇，核能行业前景预期良好。但由于核电行业自身存在风险与挑战的特点，其安全性一直以来都是国家和行业关注的重点。三哩岛、切尔诺贝利、福岛三大核事故以极端方式反映出核安全的重要性。严重核事故的发生会造成惨重的人员伤亡和巨大的经济损失，也会影响社会的安定和环境的保护。因此，只有确保核电厂长期安全可靠地运行，才能落实国家安全战略、推动科技创新、提升国家核心竞争力。
随着计算机、控制和信息等技术的飞速发展，核电厂控制系统由传统的模拟控制转变为数字控制。与传统的控制模式相比，数字化控制系统改变了信息的显示方式、规程、控制等情境环境，同时也改变了操纵员的角色和认知过程，操纵员的任务从单纯的操作转变为监控、决策和管理等[1]。新技术的应用提高了系统的自动化水平和整体性能，提升了控制系统的可靠性[2]。然而，不管系统自动化程度有多高，人在系统的设计、安装、操作和维修等过程中依然发挥重要作用，系统不能完全脱离人员的参与。人的行为因受到包括生理、心理及其固有的内在弱点等各种复杂因素的影响而具有很强的不确定性[3]。因此，人因失误成为事故发生的主要原因。Jensen[4]在对航空事故的调查中发现，约有80%-85%的事故是由人因失误造成的。在我国核工业领域中，约有70%的事故可归因于人因失误[5]。如何预防和避免人因失误的发生是提高核电厂任务绩效以及减少事故发生率的有效方法，也是国内外共同面临的重要问题。
1.2国内外研究现状
传统的决策是指为了解决某种问题而从多种替代方案中选择一种行动方案的过程。对班组/团队决策的研究最早出现在传统社会心理学领域与组织心理学中。早从上个世纪起，就有众多研究者注意到，个体和他人一起时能获得与单独状态下不同的决策表现[11-13]。尽管如此，直到上世纪90年代，随着复杂工业系统和认知工程的发展，与TDM相关的研究才开始出现在航空和空中交通管制领域，成为人因方面的一项重要研究内容。
目前，TDM研究已经受到核电厂与航空等领域的广泛关注，并成为人因可靠性分析（Human Reliability Analysis,HRA）研究领域的前沿问题之一。科学技术的发展催生了复杂动态系统的应用，同时使人们面对的问题变得更加复杂和繁琐，任务要求也变得更高，单纯依靠某个人的力量已经不足以高效解决问题或完成任务。因此，班组/团队便逐渐成为组织内的基本工作单位，成为人类活动的普遍形式[14]。相较于个体决策来说，以班组/团队的形式执行决策任务能提高或改善决策的质量[15]。基于班组/团队在社会-技术系统中扮演的重要角色，目前，TDM受到越来越广泛的关注，被认为是班组/团队工作过程设计和绩效评估的重要因素。
然而，当前对TDM相关理论缺乏系统性的研究，如TDM的定义、TDM失误模式、TDM影响因素及其间相互影响关系、TDM失误因果关系等方面的研究还存在一定的不足，不利于推动TDM研究的发展。
第2章数字化核电厂TDM分析模型与分类体系研究
2.1数字化核电厂控制系统特征
传统的模拟控制系统主要通过控制台上布置的报警信号灯、按钮、旋转式开关等设备进行信息读取和操作，操纵员需要在较大的范围内来回跑动。但随着计算机、控制和信息等技术的进步，传统的模拟控制系统在经济与功能等方面显现出不足[1]，因此，核电厂控制系统由传统的模拟控制逐渐转变为数字化控制。与传统的控制模式相比，数字化控制系统改变了操纵员所处的情境环境，改善了系统的自动化水平和整体性能，使操纵员可以通过中央控制系统详细了解电厂的状态信息，并完成所有的控制与操作，无需像在模拟控制系统上操作那样在较大的范围内来回跑动。同时，数字控制也改变了人机交互的特征，操纵员运行系统的过程由传统的操作为主转变为监控、决策、管理和控制等认知过程。
尽管数字化仪控系统相对于传统的模拟控制而言显现出较强的优越性，但改变了核电厂中的人机交互特性与操纵员所处情境，使人因失误成为系统中最主要的失误形式。因此，操纵员主要的认知任务包括监测、诊断、状态评估、响应计划、决策、执行等需要考虑可能产生的新的人因问题。通过核电厂现场调研和查阅相关文献[1,15,52-54]，本文将常见的模拟控制与数字化控制的典型区别进行整理，见表2.1。
2.2数字化核电厂TDM分析模型构建
2.2.1 TDM模型概述
在数字化核电厂控制系统中，运营班组的主要认知任务包括通过班组合作实现监控和检测、态势评估、响应计划和响应执行。众多研究中使用了不同的术语，因此，响应计划也称为决策。决策的本质是识别需要完成的目标以及应该如何完成[34-37,55]。研究TDM失误，首先需要分析形成TDM的认知过程。Rasmussen[29,30]开发的SRK模型将人的响应过程及内部信息处理过程与人的技能、知识的熟练程度联系起来，区分了三个层次的响应，即技能型响应、规则型响应与知识型响应。在技能型响应中，操纵员对情况的了解程度较高，其行为是由自动化或潜意识的行为模式控制的，主要是存储的图式模式。规则型响应同样适用于操纵员较为熟悉的情况，主要受规则或程序的引导。基于知识的响应用于特殊的、不熟悉的情况，操纵员依赖系统功能和目标的优先等级等知识，作出分析和决策，这种情况下的行为更多地受个人和任务的影响。表2.2是对三层次响应进行的具体描述。虽然该模型详细地、有针对性地描述了决策的认知过程并据此对响应失误模式进行了划分，但没有考虑到班组情境下的决策。Klein[31,32]提出的RPD模型描述了在不确定环境下形成决策的认知过程，但没有考虑到班组情境下的决策，而且没有分析决策失误的分类及其影响因素等问题。Chang等人[34-37]提出的IDAC认知模型虽然详细论述了TDM涉及到的认知过程，但缺乏对TDM失误的相关研究，如TDM失误模式与分类等。Whaley等[9]提出的核电厂操纵员决策认知理论提供了决策的认知方面的重要信息，但没有涉及到TDM情况下的研究。
第3章TDM失误与相关要素重要度辨识............................29
3.1数字化核电厂主要的TDM失误模式..............................29
3.2数字化核电厂主要的TDM行为影响因素.................................30
第4章数字化核电厂TDM失误因果关系研究...................................33
4.1 TDM失误因果模型与影响关系研究概述..................................33
4.2 TDM失误分析框架........................................34
第5章数字化核电厂TDM失误预防控制研究...................................43
5.1人因失误预防控制概述....................................43
5.2 TDM失误的预防控制策略............................................43
第5章数字化核电厂TDM失误预防控制研究
5.1人因失误预防控制概述
目前针对人因失误防控的研究较多，常见的有采用失误恢复策略[78]、开发防人因失误工具[79]、设计屏障[80]、人机界面优化[81]等措施来预防人因失误。我国在防人因失误方面也做了大量工作，通过事件报告分析，辨识主要的影响因素，提出具体的预防对策[82-84]，通过人因失误机理分析进而提出预防对策[85]。但是，由于人因失误机理的复杂性，使得当前提出的防控对策还比较零散、可操作性差以及防控效果不尽人意，对于人因失误预防还缺乏针对性和系统的研究。因此，结合这些文献提供的理论参考，基于第4章中构建的TDM失误因果模型，从提升班组知识经验水平、提高系统信息显示水平、减少班组压力水平、提高注意力与警觉性以及提高班组工作态度五个方面来提出TDM失误预防策略。
第6章结论与展望
6.1研究结论
本文主要完成的工作和结论如下：
（1）通过描述数字化技术的引入对核电厂运营班组人机交互特征的改变，基于决策相关认知理论与模型，并结合核电厂现场调研和模拟机实验观察，识别出数字化核电厂运营班组决策的认知阶段和行为特征，构建数字化核电厂TDM认知模型。基于该模型和相关文献研究，发展TDM失误与其行为影响因素分类体系。将TDM失误模式分为确定目标失误、制定备选方案失误与评选备选方案失误三类，其中，确定目标失误可细分为班组感知失误、班组理解失误与目标识别失误；制定备选方案失误可细分为程序选择失误、生成行动计划失误与共享行动计划失误；评选备选方案失误可细分为预测系统响应失误、核实方案有效性失误与遵循方案要求失误。TDM失误影响因素是在组织定向的人因失误分析技术的基础上进行细化，采用层次分类法，从组织因素、情境因素与个体因素3个大类进行详细分类，且每个子类别中包含具体的影响因素。
（2）基于构建的数字化核电厂TDM失误相关要素分类体系，对涉及到TDM失误的人因失误事件报告进行分析，获得137组样本数据。对核电厂主要的TDM失误模式及行为影响因素进行统计分析，其中，主要的TDM失误模式为生成行动计划失误、班组理解失误、班组感知失误和目标识别失误；主要的PIFs是组织文化、素质和能力、教育/培训等因素。
参考文献（略）