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智能化核电站作为现代核能技术与人工智能技术结合的核心载体，其运行安全与效率高度依赖于复杂人机系统的协同作用。随着智能化技术应用的不断深入，核电站的操作环境日新月异，人机交互方式再次发生深刻调整，传统的人因可靠性分析方法面临新的挑战与机遇。在此背景下，如何科学构建智能化核电站操纵任务中的人因行为模型、人机协同模式、失误预测机制及可靠性评估体系，成为保障核安全的关键课题。本书系统梳理了人因可靠性分析（HRA）理论发展脉络与前沿趋势，深入探讨了智能人机系统的特征及其在核电领域中的应用；在此基础上，构建了面向智能化核电站的操纵任务认知行为模型、人机协同模式，并建立了相应的失误模型与绩效影响因子体系；进一步提出了适用于智能化场景下的人因可靠性量化评估模型，并通过典型应用场景进行实证分析。本书旨在科学基础、数据基础、应用范围、变异性消除及智能交互支持等五个方面为 HRA 研究开辟新视角和新路径，支撑核安全风险的精准控制与安全裕度的精准评估。本书内容兼具理论深度与实践指导价值，既可为核电运营管理者、人因工程研究人员提供理论支撑和技术参考，也可为智能系统设计者、核安全评估专家及相关领域的工程技术人员提供借鉴。此外，本书也可作为高等院校核工程、安全工程等专业师生的教学与科研参考。

目录
第 1 章
1.1
前言概述
背景概述 出版
.2
1.2 HRA 概述及趋势 .3
1.3 智能人机系统概述 .6
1.3.1智能人机系统概念 .6
1.3.2 智能人机系统特征 .8
1.4核电数智人机系统与HRA 11
1.4.1核电数字化对 HRA 的要求 11
1.4.2核电智能化对 HRA 的要求 12
第2章国内外研究现状综述 15
2.1任务抽象及人机协同模式研究现状 16
2.1.1 抽象任务分类方法 16
2.1.2 人机协同模式设计方法 18
2.2 人因失误模型研究现状 22
2.2.1 人因失误定义及特征 22
2.2.2 人因失误不同分类法 23
2.3绩效影响因子研究现状 26
2.3.1绩效影响因子定义及分类 26
2.3.2绩效影响因子的研究问题 28
2.4人因可靠性量化技术问题现状 32
2.4.1 人因事件相关性 32
2.4.2 评估结果不确定性 35
2.4.3人因失误恢复 37
第3章智能化核电站操控任务作业人员认知行为模型 41
3.1典型认知行为模型分析 42
3.2智能化核电站作业人员认知行为模型 50
第4章智能化核电站操控任务人机协同模式 53
4.1智能化核电站操控任务分析与抽象 54
4.1.1智能化核电站操控任务分析 54
4.1.2智能化核电站操控任务抽象 60
4.2智能化核电站人机协同模式设计 66
4.2.1智能化核电站人机协同作业自动化分级 66
4.2.2信号监测任务人机协同模式 70
4.2.3信号判断任务人机协同模式 72
4.2.4复杂信号处理任务人机协同模式 74
4.2.5规则类(简单)操作任务人机协同模式 77
4.2.6情境类(复杂)操作任务人机协同模式 79
第5章智能化核电站操控任务作业人因失误模型 83
5.1基于认知行为模型的人因失误模型 84
5.1.1信息获取阶段的认知活动及失误 85
5.1.2信息分析阶段的认知活动及失误 86
5.1.3信息决策阶段的认知活动及失误 86
5.1.4响应执行阶段的操作类型及失误 87
5.2基于人机协同模式的人因失误模型 89
5.2.1信号监测任务人因失误模型 89
5.2.2信号判断任务人因失误模型 95
5.2.3复杂信号处理任务人因失误模型 104
5.2.4规则类(简单)操作任务人因失误模型 115
5.2.5 情境类(复杂)操作任务人因失误模型 131
第6章智能化核电站操控任务作业绩效影响因子 151
6.1绩效影响因子的识别与分类 152
6.1.1完整绩效影响因子列表集 152
6.1.2智能化核电站特征因素集 162
6.2绩效影响因子对人员认知的影响机制 171
6.2.1PSF 对信息获取的作用机制 171
6.2.2PSF 对信息分析的作用机制 172
6.2.3PSF 对信息决策的作用机制 174
6.2.4PSF对响应执行的作用机制 175
第7 章智能化核电站操控任务人因可靠性评估模型 177
7.1操控任务人因可靠性量化模型 178
7.2参数不确定性来源及蒙特卡洛处理 179
7.3蒙特卡洛模拟数据采集及统计推断 184
7.3.1原始数据采集 184
7.3.2 基础失误概率分布的统计推断 187
7.3.3 PSF 乘数概率分布的统计推断 193
7.4关于模型未来量化技术的探讨 201
第8章智能化核电站人因可靠性评估方法应用实例及特征总结 204
8.1 方法概述 205
8.1.1SPAR-H 评价方法 205
8.1.2IDHEAS-ECA评价方法 207
8.1.3 IHRA 评价方法 208
8.2 实例评估(一) 212
8.2.1人因事件描述 212
8.2.2 SPAR-H 方法评估 213
8.2.3IDHEAS-ECA 方法评估 215
8.2.4I-HRA 方法评估 218
8.2.5评估结果对比 221
8.3 实例评估(二) 222
8.3.1人因事件描述 222
8.3.2 SPAR-H 方法评估 222
8.3.3 IDHEAS-ECA 方法评估 228
8.3.4I-HRA方法评估 238
8.3.5评估结果对比 244
8.4 新方法的特征总结 246
第 9 章 附录 249
9.1 实验平台 250
9.1.1 功能需求分析 250
9.1.2 实验界面设计 252
9.1.3实验任务说明 259
9.2 人机协同模式实验 261
9.2.1 实验目的及被试 261
9.2.2 实验设备及变量 262
9.2.3 数据分析方法 263
9.2.4 实验结果 263
9.2.5 分析讨论 286
9.3人因失误模型实验 288
9.3.1实验目的及被试 288
9.3.2 实验设备及变量 288
9.3.3 数据获取及分析方法 290
9.3.4 实验结果 291
9.3.5 分析讨论 319
9.4降级因素实验 326
9.4.1 实验目的及被试 326
9.4.2 实验设备及变量 327
9.4.3 数据分析方法 327
9.4.4 实验结果 327
9.4.5 分析讨论 328
参考文献 330

核电作为国家能源战略的重要组成部分，在保障国家能源安全、实现“双碳”目标中发挥着关键作用。随着我国核电事业的快速发展，核电站已逐步向数字化、智能化操作方向演进。特别是在“十五五”期间，智能化技术与核电领域的深度融合，会使核电站的设计和运行进入一个崭新的发展阶段。在这一背景下，人因工程学（Human Factors, HF）与人因可靠性分析（Human Reliability Analysis, HRA）逐渐成为保障数智化核电安全运行的关键支撑技术之一。 
然而，数智化核电站作为高风险、高复杂度的社会技术系统，其运行过程涉及海量信息的实时处理、多角色协同作业、智能系统与人的融合交互，这对操纵人员的认知能力、协同技能、决策效率等提出了前所未有的挑战。尤其是在智能化环境下，智能系统的引入虽然提升了复杂人机系统整体的运行效率与稳定性，但也带来了人与智能系统协作中智能系统的不透明、人与智能系统组队中潜在风险类型变革以及人对智能系统的信任度波动等问题。因此，如何在智能化核电站中科学地开展人因研究与设计，构建符合实际场景的人因可靠性评估模型，已成为核电安全管理与工程设计实践亟需解决的重要问题。 
本书基于核电安全技术与装备全国重点实验室团队在核电人因工程研究、人机系统设计、人因可靠性量化等方面长期开展的科研及中广核智能核电战略专项研发成果与工程实践，围绕智能化核电站操纵任务中的人因可靠性问题展开深入探讨。全书系统梳理了 HRA的基本理论框架及其在智能人机系统中的演进路径，全面回顾了国内外在任务分析、人机协同模式、人因失误模型、绩效影响因子等方面的研究进展，并结合核电智能化特点，系统性构建了适用于智能核电站的人因可靠性评估模型与方法体系。 
本书共分八章：第一章从宏观层面出发，介绍了核电智能化发展的背景，明确了智能 
人机系统的内涵与特征；第二章梳理了国内外关于任务分析、人因失误及绩效影响因子等方面的最新研究成果；第三章提出了智能化核电站操纵任务中作业人员的认知行为模型；第四章针对不同类型的操纵任务，设计了相应的人机协同模式；第五章基于认知行为模型和人机协同模式，构建了各类操纵任务中的人因失误模型；第六章识别并分析了影响作业人员绩效的关键因素及其对认知过程的作用机制；第七章建立了适用于智能化核电站操纵任务的人因可靠性量化模型，并引入蒙特卡洛方法处理参数不确定性；第八章通过工程应用案例总结其优势与适用场景。 
本书是结合作者团队在核能安全领域多项科研项目成果撰写而成，在突出核安全相关人因可靠性理论研究和创新的同时，也强调了研究成果对工程实践的指导作用。 
在本书的撰写过程中，徐志辉负责本书第一章、第三章、第四章、第八章撰写，郭北苑负责第五章、第七章撰写，解宇皓负责第二章、第六章撰写，彭华清参与了第一章、第八章撰写，郭景任参与了第五章、第六章的撰写，同时引用了参与项目研究工作的北京交通大学谢佳婕、章慧慧、朱瑞坤等的硕士学位论文。成书之际由衷的感谢生态环境部核与辐射安全中心宫宇主任、张佳佳研高、钱洪涛高工，台山核电合营有限公司培训部张明磊经理、陶锡亮教员，辽宁红沿河核电有限公司培训部杨峰经理、常治学教员，中广核智能科技（深圳）有限责任公司郑伟专家，深圳中广核工程设计有限公司刘至垚、苏德颂、贾明、张杰梅等专家，中广核工程有限公司核电安全技术与装备全国重点实验室王理、王志方、张学刚、张冰、金思奇、周卫华等专家，他们在研发和应用过程中给予了很大的帮助和指导。另外还要特别感谢清华大学李志忠教授、北京交通大学方卫宁教授、浙江大学刘鹏研究员、清华大学殷子剑博士在成果审查及本书撰写中给予的大力支持和帮助。最后还要感谢电子工业出版社刘志红博士，她负责了本书的插图与编辑工作，在此一并表示最诚挚的谢意。 
同时，本书在撰写过程中，参阅并引用了大量国内外同行专家的资料。在此，对这些专家表示衷心的感谢，对他们创造性的成果表示由衷的敬佩。 
本书力求结合智能化核电站的实际运行特点，对其中涉及的人因可靠性问题进行深入地探索与思考，使其具有科学性、系统性、实用性、创新性，愿本书能够为人因可靠性理论创新研究与工程实践提供有益参考，助力我国核电事业高质量、可持续发展。由于作者经验不足、认知水平有限，书中错误、问题、不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。 
 
作 者 
2025 年 8 月

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面向智能化核电站的人因可靠性分析方法