Содержание к диссертации
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 4
Введение 5
1. Обзор особенностей и методов исследования деятельности операторов
БЩУ АЭС в экстремальных ситуациях 9
Характеристика деятельности оперативного персонала АЭС 9
Стрессовые ситуации на АЭС 11
Эффективность, качество и надежность деятельности операторов... 12
Причины ошибок операторов в экстремальных ситуациях 14
Исследование профессионального стресса 19
Синдромы проявления стресса 24
Причины профессионального стресса операторов 28
Системный подход к моделированию и анализу деятельности оператора 31
Антропоцентрические методы моделирования деятельности оператора в экстремальной ситуации 34
1.10. Мировые исследования в области совершенствования
деятельности операторов БЩУ АЭС 37
Выводы по главе 1 39
2. Методика анализа деятельности оператора в экстремальных
ситуациях 40
Модель деятельности оператора в экстремальных ситуациях 40
Идентификация модели и детализация задач исследования 46
Методика сбора информации 47
Методика обработки и анализа экспертных оценок 48
Методика первичной обработки экспертных оценок 49
Анализ качества разработанных шкал оценивания 49
Построение и анализ частотных диаграмм ответов 49
Квантификация и нормирование качественных шкал 49
Восстановление пропущенных значений 50
2.6. Методика идентификации модели функционирования
оператора в экстремальных ситуациях 52
Корреляционный анализ 54
Таблицы и графики сопряженности 56
Кластерный анализ 58
Факторный анализ 62
Регрессионный анализ 65
Выводы по главе 2 67
3. Анализ деятельности оператора в экстремальной ситуации 68
Сбор информации 68
Первичная обработка и анализ экспертных оценок 70
Анализ качества разработанных шкал оценивания 70
Построение гистограмм ответов 72
Квантификация и нормирование качественных оценок 81
Квантификация фактора рабочей среды «Представление информации» 84
Восстановление пропущенных значений 95
3.3. Корреляционный анализ 96
Корреляционные зависимости 96
Таблицы и графики сопряженности 103
Причины сложности ситуации, нехватки времени, ошибок
и стрессовых реакций 108
Отбор наиболее значимых компонентов модели 111
Факторный анализ полученных данных 118
Идентификация модели поведения оператора в экстремальной ситуации 121
Построение уравнений регрессии 121
Анализ непротиворечивости и реалистичности модели 123
Выводы по главе 3 126
4. Предупреждение стресса и ошибок оператора в экстремальной
ситуации 127
Проверка адекватности модели поведения оператора в экстремальной ситуации 127
Проверка адекватности перечня стрессоров 130
Рекомендации по предупреждению стресса и ошибок
оператора в экстремальной ситуации 132
Меры в области подготовки оператора, направленные на предупреждение стресса 132
Меры в области организации процедур, направленные на предупреждение стресса 133
Меры в области представления информации, направленные
на предупреждение стресса 133
4.4. Снижение информационной нагрузки на оператора 134
Выводы по главе 4 140
Заключение 141
Библиографический указатель 143
Приложение 149
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
Введение к работе
Актуальность исследования. Атомная электростанция (АЭС) обладает всеми особенностями, присущими сложным человеко-машинным системам (СЧМ), а именно: высокой структурной сложностью, взаимосвязью и взаимодействием элементов, иерархической структурой управления, наличием человека-оператора в контуре управления, удаленностью операторов от объекта управления. Центральным пунктом операторской деятельности на АЭС является блочный щит управления (БЩУ), с которого осуществляется контроль за работой реактора и основного оборудования, управление всеми основными технологическими режимами в нормальных и аномальных условиях. Опыт последних десятилетий показывает, что неправильные действия операторов БЩУ, спровоцированные неадекватным человеко-машинным интерфейсом (ЧМИ) и другими факторами, могут привести к серьезным инцидентам и техногенным авариям.
Одну из основных проблем в деятельности операторов БЩУ составляют возникающие нештатные технологические события и ситуации. В таких ситуациях, связанных с опасностью, риском и необходимостью быстро принимать сложные решения, операторы подвергаются воздействию самых различных факторов рабочей среды (включая и недостатки ЧМИ), которые могут привести человека к особому психическому состоянию -стрессу. Стрессовое состояние, в свою очередь, чревато ошибками. Чтобы уменьшить риск возникновения стресса, необходимо, прежде всего, изучить механизм его возникновения, а также его причины.
Природе стресса посвящены классические работы Г. Селье, Р. Лазаруса, Дж. Мак-Грата, Р. Йеркса, Дж. Додсона, Г. Френча и Р. Харрисона. Стрессовое поведение операторов-космонавтов детально исследовалось Л.А. Китае-вым-Смыком. В атомной энергетике исследования деятельности операторов проводились в основном с целью выявления причин ошибочных действий. Работы в области профессионального стресса персонала АЭС проводились фрагментарно. Среди немногочисленных работ в этой области: исследование особенностей профессиональной деятельности операторов В.Н. Абрамовой, исследование потенциальных стрессоров Э.Ч. Маршалла, модель стрессового поведения оператора, предложенная А.Н. Анохиным. Очевидно, что одним из путей интеграции результатов этих исследований является системный подход.
Создание концепции системного подхода к анализу и оптимизации взаимодействия человека и машины и, в более широком смысле, деятельности оператора принадлежит в нашей стране Б.Ф. Ломову. Изучению закономерностей и общесистемных свойств сложных СЧМ и деятельности оператора в СЧМ посвящены работы А.И. Губинского, В.Ф. Венды, Г. Салвенди, Г.М. Зараковского, П.Я. Шлаена, В.П. Зинченко, В.А. Бодрова, П.И. Падерно, В.М. Львова, С.А. Багрецова, А.А. Меденкова. В ядерной энергетике наиболее значимыми являются работы В.Н. Абрамовой, А.Г. Чачко, А.Н. Анохина.
Отсутствие системного исследования причин стресса оператора БЩУ АЭС обуславливает актуальность данной работы.
Объектом исследования является сложная человеко-машинная система «оперативный персонал - комплекс технических средств БЩУ и АСУТП - энергоблок АЭС».
Предметом исследования является состояние и деятельность оператора в условиях действия стрессогенных факторов, обусловленных нештатными технологическими событиями и ситуациями.
Цели и задачи диссертации. Целью настоящей работы является предотвращение ошибочных действий и, как следствие, повышение надежности операторов БЩУ АЭС в нештатных ситуациях за счет прогнозирования потенциальных стрессогенных условий, способных негативно повлиять на состояние и деятельность операторов.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
Провести обзор моделей и методов анализа деятельности оператора в стрессогенных условиях; выделить потенциальные стрессоры, т.е. факторы рабочей среды, являющиеся прямыми или косвенными причинами стрессовых реакций оператора и способные влиять на правильность его действий в экстремальных ситуациях.
Разработать структуру модели функционирования оператора в экстремальной (стрессогенной) ситуации, создать методики сбора и обработки информации, позволяющие идентифицировать данную модель и сократить факторное пространство.
Собрать данные, необходимые для идентификации модели, выполнить их статистическую обработку и анализ. В результате обработки выявить наиболее значимые стрессоры и провести идентификацию (расчет
параметров и коэффициентов) модели функционирования оператора в экстремальной ситуации.
4. Разработать рекомендации и средства, направленные на предотвращение стрессогенных ситуаций и снижение негативного воздействия выявленных стрессоров на состояние и поведение операторов.
Методы исследования. В работе использованы методы теории систем и системного анализа, инженерной психологии и эргономики, многомерного статистического анализа данных, экспертных оценок.
Научная новизна.
1. Построена модель, описывающая функционирование оператора
БІДУ АЭС в экстремальной технологической ситуации. В отличие от из
вестных общих моделей стрессового поведения, в предложенной модели
принимаются во внимание конкретные факторы, специфические для рабо
ты оперативного персонала на БЩУ АЭС.
Выявлены наиболее значимые для операторов БЩУ АЭС стрессоры и впервые получены зависимости, позволяющие прогнозировать влияние этих стрессоров на функциональное состояние и качество деятельности операторов.
Впервые экспериментальным путем получены оценки времени и безошибочности восприятия человеком информации с приборов, скомпонованных различными способами.
Научные положения, выносимые на защиту.
Модель, описывающая функционирование оператора БЩУ АЭС в экстремальной ситуации и позволяющая прогнозировать его состояние и качество деятельности.
Методика обработки результатов анкетирования операторов, позволившая сократить факторное пространство модели, выявить наиболее значимые стрессоры и построить основные функциональные зависимости модели.
Рекомендации по предупреждению стрессовых состояний и ошибок операторов в экстремальных ситуациях.
Методика и результаты экспериментального исследования различных способов компоновки приборов на БЩУ, а также методика снижения информационной нагрузки на операторов БЩУ, реализованная на примере создания обобщенной мнемосхемы для энергоблока РБМК-1000.
Достоверность научных положений. Результаты интервью, прове-
денных с операторами и инструкторами БЩУ АЭС, показали, что выявленные в настоящей работе стрессогенные технологические факторы действительно имеют место и оказывают существенное отрицательное воздействие на операторов.
Результаты анализа четырех аварийных сценариев на энергоблоке с РБМК-1000 с помощью полученной в данной работе модели функционирования оператора в экстремальной ситуации согласуются с результатами исследования этих же сценариев с помощью методики иерархического анализа задач, а также с оценками инструкторов полномасштабного тренажера БЩУ Ленинградской АЭС, основанными на опыте многолетних тренировок операторов БЩУ по отработке данных сценариев.
Практическая ценность результатов и область применения. Все результаты исследования могут быть применены при проектировании и эргономическом анализе БЩУ АЭС, для расследования причин ошибочных действий операторов.
Результаты, полученные в диссертационной работе использовались при:
проведении эргономического анализа БЩУ Ленинградской АЭС;
разработке прототипа компьютеризованного БЩУ нового поколения на базе полномасштабного тренажера Ленинградской АЭС.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на 11 конференциях, в том числе
VII Международная конференция «Безопасность АЭС и подготовка кадров», 8-11 октября 2001 г., Обнинск;
III Международная конференция «Психология и эргономика: единство
теории и практики», 5-7 июня 2003 г., Москва-Тверь;
Научная сессия МИФИ-2005,24-28 января 2005 г., Москва;
IV Международная конференция «Психология и эргономика: единст
во теории и практики», 22-23 августа 2005 г, Тверь.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, в том числе 5 статей в реферируемых журналах.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 159 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, отражающих результаты исследований, заключения, библиографического указателя, включающего 93 источника, одного приложения, иллюстрирована 38 рисунками и 29 таблицами.
