Количественная оценка перечисленных выше свойств человека-оператора выполняется с помощью показателей эффективности, качества и надежности. Для СЧМ в целом основными показателями эффективности и надежности считаются:
вероятность достижения поставленной цели в виде однократного (многократного) получения запланированного результата;
вероятность безотказного, безошибочного и своевременного выполнения задачи системой.
Надежность оператора характеризуется показателями: безотказности - вероятность безотказной работы в течение определенного отрезка времени, процент выполненных (не сорванных отказами) заданий, вероятность появления отказа в результате совершения ошибки, интенсивность и частота отказов в заданный момент времени, среднее время работы до первого отказа, среднее время работы между двумя отказами (наработка на отказ), общее число отказов за данный промежуток времени;
безошибочности - вероятность безошибочной работы в течение определенного отрезка времени, общее число ошибок за данный промежуток времени, вероятность ошибки как отношение количества совершенных ошибок к числу возможных ошибок;
своевременности - вероятность своевременного выполнения работы (т.е. того, что фактическое время выполнения функции меньше предельно допустимого) (оценка своевременности опирается на оценку быстродействия, показателем которого является время решения задачи или выполнения функции);
готовности - коэффициент готовности оператора (вероятность включения оператора в работу в нужный момент времени);
восстанавливаемости - вероятность исправления допущенной ошибки, среднее время восстановления.
Для оценивания показателей надежности применяется широкая номенклатура методов - от вероятностных, использующих деревья событий, до экспертных, основанных на эвристических суждениях (более подробно в [9, 10, 34, 86]). Кроме того, авторами ряда работ (в основном зарубежных) были предложены эмпирические кривые, позволяющие судить о характере зависимости надежности от внешних факторов, влияющих на операторскую деятельность (рис. 5.2), а именно:
зависимость вероятности совершения ошибки от времени, отпущенного на решение задачи ([135], рис. 5.2,а);
зависимость вероятности совершения ошибки от времени, отпущенного на диагностирование ситуаций различной сложности ([161], рис. 5.2,б);
зависимость вероятности совершения ошибки от типа поведения, на котором решается задача (предложена Дж. Расмуссеном, рис. 5.2,в);
зависимость надежности (в относительных единицах) от коэффициента загруженности оператора (коэффициент загрузки - отношение суммарного времени активной работы к общей продолжительности смены) ([128], рис. 5.2,г);
зависимость надежности (в относительных единицах) от степени неожиданности задачи для оператора (предложены четыре градации неожиданности задач: 1 - постоянно ожидаемые (нормальное функционирование); 2 - ожидаемые (проектные исходные события); 3 — наименее ожидаемые (непроектные исходные события); 4 - полностью неожиданные (редкие, уникальные аварии)) ([128], рис. 5.2,б).
Более подробные оправочные данные приведены и руководстве по анализу надежности персонала АЭС [187], используемом американской комиссией по ядерному регулированию. На рис. 5.3 показаны некоторые из этих зависимостей;
зависимость вероятности совершения ошибки при воспроизведении по памяти устной инструкции (без ее записи) от длины этой инструкции (рис. 5.3,а, табл. 5.13);
значения поправочного коэффициента, на который нужно умножать вероятность совершения ошибки, Чтобы учесть влияние стресса разной силы (авторы отмечают, что в условиях предельно высокого стресса вероятность ошибки персонала при решении динамических (аномальных) задач составляет 0,25-0,5, независимо от исходных вероятностей, наблюдаемых в спокойных условиях) (рис. 5.3,6, табл. 5.20);
зависимость вероятности неверной идентификации близких по времени аномальных событий от времени, прошедшего с момента их возникновения (близкими по времени или «наложенными» событиями считаются ситуации, в которых сигнал о следующем аномальном событии приходит в то время, когда персонал БЩУ все еще активно занят диагностированием и/или планированием ответных действий для преодоления последствий предыдущего события) (рис. 5.3,в, табл. 5.8);
зависимость вероятности ошибки оператора от числа поступающих к нему близких по времени сигналов, требующих избирательной реакции на каждый сигнал в отдельности (т.е. конкурирующих по отношению к вниманию оператора) (вероятность ошибки здесь трактуется как вероятность того, что оператор не выполнит корректирующие действия, запланированные в ответ на любой случайно (наугад) выбранный сигнал) (рис. 5.3,г, табл. 5.3).
Далее в табл. 5.1-5.21 приведены данные о надежности человека-оператора, взятые из различных источников.
Рис. 5.2. Виды зависимостей:
a - «время - надежность»; б - «время - сложность - надежность»; I, II - простая, обычная, оттренированная ситуация; III - ситуация средней сложности; IV - ситуация высокой сложности, требующая искусства и мастерства; в - «тип поведения - надежность»; г - «загруженность - надежность»; д - «неожиданность задачи - надежность»
Среди них: экспериментальные данные о надежности выполнения операций с СОИ и с ОУ корабельной ядерной энергетической установки [34, 90] (аналогичные СОИ и ОУ характерны и для АЭС);
оценочные данные о надежности персонала, используемые комиссией по ядерному регулированию (надзорный орган) США при проведении вероятностного анализа безопасности АЭС [187];
статистические данные о надежности оперативного персонала, собранные в процессе тренировок на ПМТ ВВЭР-440 и ВВЭР- 1000 и используемые при проведении вероятностного анализа безопасности отечественных АЭС [27];
эмпирические данные о надежности персонала потенциально опасных промышленных предприятий Италии [108].
Рис. 5.3. Зависимости:
a - «объем устной инструкции - надежность»; I - воспроизведение i-гo пункта (порядок не важен); II - воспроизведение всех пунктов в любом порядке; III - воспроизведение всех пунктов по порядку; б - «стресс - надежность»; I - опытный оператор, статическая (рутинная) задача; II - неопытный оператор, статическая задача; III - опытный оператор, динамическая задача; IV - неопытный оператор, динамическая задача; в - «наложение событий - надежность»; I - первое событие, II - второе событие, III - третье событие; г - «длина очереди - надежность»
Порядок следования таблиц соответствует последовательности реализации трех основных фаз деятельности оператора - восприятия, принятия решения и исполнения. В табл. 5.1-5.6 содержатся данные о надежности процессов восприятия информации; в табл. 5.7-5.14 - данные о надежности процесса принятия решения; в табл. 5.15-5.19 - данные о надежности исполнительных действий оператора; в табл. 5.20, 5.21 приведены смешанные эмпирические данные.
Примечания: 1. Несмотря на имеющиеся явные, порой, значительные расхождения в данных из разных источников, основные тенденции, выявляемые по ним практически неизменны. Эти тенденции отражают влияние на надежность человека различных условий его деятельности, характера решаемых задач и характеристик объектов деятельности - СОИ и ОУ;
2. Вероятность ошибки при работе с объектами, отмеченными звездочкой, вычисляется как сумма вероятностей, ассоциированных с каждой из его характеристик (например, вероятность необнаружения загорания одной из шести сигнальных ламп диаметром 10 мм равна: 0,0003+0,0048+0,0004=0,0055).
Таблица 5.1. Реакция на близкие по времени (одновременные или в течение нескольких секунд) срабатывания средств сигнализации [187]
Число сработавших средств сигнализации | Вероятность неадекватной реакции на любой случайно выбранный сигнал | Вероятность того, что оператор не прореагирует адекватно на все сигналы |
1 | 0,0001 | 0,0001 |
2 | 0,0006 | 0,001 |
3 | 0,001 | 0,002 |
4 | 0,002 | 0,004 |
5 | 0,003 | 0,008 |
6 | 0,005 | 0,016 |
7 | 0,009 | 0,032 |
8 | 0,02 | 0,064 |
9 | 0,03 | 0,13 |
10 | 0,05 | 0,25 |
11-15 | 0,10 | 0,25 |
16-20 | 0,15 | 0,25 |
21-40 | 0,20 | 0,25 |
Вероятность ошибки
Тип СОИ | при нормальных условиях | при аномальных условиях |
Световые индикаторы (лампы сигнализации) | 0,0023 | 0,0092 |
Одношкальные показывающие приборы | 0,0081 | 0,0069 |
Многошкальные показывающие приборы | 0,0011 | 0,0049 |
Табло сигнализации, блинкеры | 0,0022 | 0,0026 |
Самопишущие приборы | 0,0140 | 0,0033 |
Указатели положения органа (группы) СУЗ | 0,0016 | 0,0085 |
Положение ключей блокировок | 0,0130 | 0,0190 |
Таблица 5.5. Считывание информации [34, 90]
Продолжение табл. 5.5
Таблица 5.6. Считывание информации [187]
Таблица 5.7. Диагностирование близких по времени (наложенных) событий (когда сигнализация о следующем событии срабатывает до окончания обработки предыдущего события) [187]
Продолжение табл. 5.8
Таблица 5.10. Использование эксплуатационной документации [187]
Вид документа | Вероятность ошибки |
Эксплуатационные процедуры: |
|
в нормальных условиях | 0,01 |
в аномальных условиях | 0,005 |
Списки замены или восстановления оборудования | 0,01 |
Процедуры проверок и испытаний | 0,05 |
Процедуры технического обслуживания | 0,3 |
Контрольные листы (бланки) | 0,5 |
Таблица 5.11. Формирование письменной процедуры [187]
Исходный материал | Вероятность пропуска или искажения пункта |
Штатная инструкция | 0,003 |
Устная инструкция | Пренебрежимо мала |
Таблица 5.12. Исполнение письменной процедуры [187]
Длина процедуры, пункты | Наличие контроля (письменная отметка, ввод данных, др.) | Вероятность пропуска одного пункта |
<10 | Есть | 0,001 |
>10 | Есть | 0,003 0,01 |
Письменная процедура доступна и должна быть использована, но не используется | 0,05 | |
Таблица 5.13. Воспроизведение по памяти устной инструкции без ее записи [187]
Вероятность ошибочного воспроизведения
Характер инструкции | Длина, пункты | одного пункта | всех пунктов в любом порядке | всех пунктов по порядку |
Детализированная | 1 | 0,001 | 0,001 | 0,001 |
| 2 | 0,003 | 0,004 | 0,006 |
| 3 | 0,01 | 0,02 | 0,03 |
| 4 | 0,03 | 0,04 | 0,1 |
| 5 | 0,1 | 0,2 | 0,4 |
Обобщенная | 1 | 0,001 | 0,001 | 0,001 |
(в общем | 2 | 0,006 | 0,007 | 0,01 |
виде) | 3 | 0,02 | 0,03 | 0,06 |
| 4 | 0,06 | 0,09 | 0,2 |
| 5 | 0,2 | 0,3 | 0,7 |
Таблица 5.14. Коммуникация [27, 34, 90]
Операция | Характеристика | Значение характеристики | Вероятность ошибки |
Восприятие голосового сообщения | Вид информации | Буква | 0,12-0,30 |
Спектр шума, Гц | 20-4000 | 0,16-0,34 | |
| 135-400 | 0,15-0,37 | |
| 350-700 | 0,16-0,34 | |
| 900-1500 | 0,12-0,36 | |
| 600-1100 | 0,16-0,33 | |
| 1000-2500 | 0,26-0,49 | |
Выдача команды голосом | — | — | 0,001 |
Взаимодействие по телефону | — | — | 0,023 |
Таблица 5.15. Идентификация (выбор) ОУ для манипулирования [187]
Характеристика ОУ | Характеристика группы ОУ | Вероятность ошибочного выбора |
Внешне похож на находящиеся рядом | ОУ соединены мнемоническими линиями | 0,0005 |
ОУ | ОУ объединены в функциональные группы | 0,001 |
Таблица 5.16. Идентификация (выбор) требуемого ОУ арматурой [187]
Качество маркировки ОУ | Расположение относительно других похожих ОУ | Схожесть с другими ОУ по форме, размеру, положению | Вероятность ошибочного выбора |
Четкая недвусмысленная | Находится в стороне | По всем признакам | 0,001 |
Является частью группы | По одному из признаков | 0,003 | |
Нечеткая двусмысленная | Находится в стороне | По всем признакам | 0,005 |
Является частью группы | По одному из признаков | 0,008 | |
Является частью группы | По всем признакам | 0,01 |
Таблица 5.17. Манипулирование ОУ [34, 90]
Продолжение табл. 5.17
Продолжение табл. 5.17
Таблица 5.18. Манипулирование ОУ [27]
Тип ОУ | Вероятность ошибки | |
при нормальных условиях | при аномальных условиях | |
Кнопки аварийной защиты | 0,020 | 0,055 |
Ключи управления органом (группой) СУЗ | 0,0049 | 0,0170 |
Ключи управления арматурой | 0,0054 | 0,0170 |
Ключи управления насосами | 0,0110 | 0,0069 |
Ключи управления электронагревателями компенсатора давления | 0,0059 | 0,0140 |
Ключи, кнопки управления регуляторами | 0,0084 | 0,1 |
Переключатели управления блокировками | 0,0067 | 0,0110 |
Квитирование состояния ключей управления | 0,0042 | 0,0064 |
Таблица 5.19. Манипулирование ОУ [187]
Таблица 5.20. Данные для оценки вероятности ошибочного выполнения задачи (Р=К1К2К3К4К5) [108]
Таблица 5.21. Влияние стресса на вероятность ошибок [187]
