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操作员态势感知 (SA) 对于确保任何工业设施安全运行至关重要,对于核电站 (NPP) 更是如此。核电站工业事故(按国际原子能机构 (IAEA) 国际核事件分级表 (INES) [ 1 ] 中 1(异常)至 7(重大事故)的严重程度等级升序排列)包括以下案例:加拿大乔克河国家研究反应堆 (NRX) (INES-5) — 控制室控制棒状态指示灯错误、机械故障以及控制室人员沟通不畅等多重故障导致安全关闭棒库意外拔出,造成反应堆功率在 5 秒内失控超过反应堆设计极限的四倍,导致 1952 年 12 月 12 日发生严重堆芯损坏;美国三哩岛核事故(INES-5)——设计不良、模糊的控制室指示器导致操作员失误,影响了紧急冷却水供应,导致 1979 年 3 月 28 日三哩岛 2 号机组 (TMI-2) 反应堆堆芯安全壳部分熔毁;苏联切尔诺贝利事故(INES-7)——人为因素和固有设计缺陷导致 4 号机组于 1986 年 4 月 26 日发生灾难性爆炸并释放放射性物质。从事故后报告 [ 2 – 4 ] 中可以看出,关键事故前兆包括:(1) 由于传统人机界面 (HMI) 设计中的人为因素相关缺陷导致态势感知能力下降;(2) 常态化、偏差化,导致核安全文化松懈; (3) 信息过载(看而不见效应 [ 5 ]),这是由于通过控制室 HMI(面板指示、通告等)向操作员呈现信息的速度太快。);以及 (4) 高度动态单元演进的错误心理模型导致认知错误,这是由于故障或有故障的传感器提供的工厂信息相互冲突,以及现场设备状态监控不正确。

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