滕曉畢 王健 陸燕玉 傅山

摘 要： 辨識和分析電網調度中的人為失誤對于防范和控制人因風險、保障電網安全穩(wěn)定運行至關重要。人為失誤預測和確認方法在復雜系統(tǒng)的設計、評估和運行中已得到了廣泛應用。結合電網調度業(yè)務知識和認知心理學模型，對認知差錯追溯和預測技術（Technque for Ret-rospectve and Predctve Analyss of Cogntve Errors，TRACEr）進行了分析和改進，研究了其在電網調度人為風險分析中的應用。運用提出的人為失誤分析方法，對電網調度中的人因風險案例進行了分析，結果表明，基于TRACEr失誤辨識方法能較為全面地分析電網調度員的人為失誤，并為失誤的補救和防范提供有效的改進措施。

關鍵詞： 人為因素; 電網調度; 人為失誤; 差錯辨識

中圖分類號： TM73 ? ? ?文獻標志碼： A

Analyss of Human Errors n the Power Dspatchng Based

on the TRACEr Method

TENG Xaob1， WANG Jan1， LU Yanyu2*， FU Shan2

（1. Dspatchng Control Center， State Grd Corporaton of East Chna， Shangha 200120， Chna;

2. School of Electronc nformaton and Electrcal Engneerng， Shangha Jao Tong Unversty， Shangha 200240， Chna）

Abstract： The dentfcaton and analyss of the human errors n the power dspatchng are sgnfcant to gude aganst the human rsk and ensure the stable and safe operaton of power nets. Human error dentfcaton methods have been wdely used n the desgn， evaluaton and operaton of complex systems. n ths study， the technque for retrospectve and predctve analyss of cogntve errors （TRACEr） was mproved by the combnaton of the task features of the power dspatchng and human nformaton processng， and was used to dentfy the human errors n the power dspatchng. Some ncdent or accdent cases caused by operators were analyzed. The results reveal that the method can beneft the dentfcaton of the operators human errors and the exploraton of the context that nfluences the operators performance， whch should help to propose some recovery strateges and mprovement of the operaton safety for the power dspatchng.

Key words： Human factors; Power dspatchng; Human error; Error dentfcaton

0 引言

電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運行對于維持電力能源供應、確保經濟增長和保障人民生活正常有序至關重要。隨著電力系統(tǒng)技術的發(fā)展，日益復雜的自動化系統(tǒng)不斷引入電力系統(tǒng)運行中，極大地提高了系統(tǒng)運行的安全水平。然而，系統(tǒng)不斷增加的復雜度和不透明性，對電網調度人員的操作提出了很高要求。隨著系統(tǒng)失效比例的下降，由人的失誤導致的事故成為復雜系統(tǒng)主要的事故誘因之一。統(tǒng)計數據表明，約75%的電網調度事故是由人為失誤造成的[1]。因此，對電網調度任務過程中人為失誤進行分析和辨識，進而提出有效的預防和減緩措施，對于提高電網運行的安全性具有重要意義。

作為復雜系統(tǒng)中事故的主要因素之一，人為失誤受到了諸多領域人因研究者的廣泛關注，如核電、民航等[2]。Reason將人為失誤定義為“計劃的心理或身體活動次序未能達到預期輸出的、以及不能歸因于偶然因素失效的所有事件”。而且，Reason提出將人為失誤分為過失（Slps）、錯誤（Mstakes）以及違規(guī)（Volatons）[3]。

人為失誤識別方法在復雜系統(tǒng)領域得到了廣泛的研究和應用。研究者們根據不同領域的特點，提出了多種人為失誤識別方法，用于預測復雜系統(tǒng)中人機交互可能產生的潛在失誤，也可用于現有系統(tǒng)事故的分析和調查。例如，系統(tǒng)性人誤降低和預測方法（SHERPA）的提出是用于核電領域操作人員潛在失誤的識別[2];人誤模板（HET）是為民用航空領域所研發(fā)的人誤識別方法[5];危險與可操作性分析（HAZOP）最早是為核電和化工行業(yè)開發(fā)的人誤分析方法[6];認知可靠性和差錯分析方法（CREAM）最早是為核電開發(fā)的人的可靠性分析方法[7];人為因素分析和分類系統(tǒng)是為美國軍事航空事故分析而設計的人誤分類方法[8]。

認知差錯的回溯性分析技術（Technque for the Retrospectve Analyss of Cog-ntve Errors， TRACEr）是為空中交通管制領域研發(fā)的人為失誤識別方法[9]，可用于預測潛在失誤，也能用于追溯性的事故調查。該方法基于實驗心理學和應用心理學、人為因素及通訊等多個領域的相關理論，將心理、生理及外在因素進行結合。除了空管領域[10]外，該方法已經在鐵路[11]、船舶事故以及航海[12，13]等領域得到了應用。

考慮到電網調度任務與空中交通管制任務在一定程度上的相似性，本文結合電網調度任務的特殊性，對TRACEr方法進行優(yōu)化改進，用于識別和分析電網調度任務中調度員的人為失誤。

1 TRACEr方法

TRACEr方法側重于人機交互界面以及操作人員的認知過程。環(huán)境或情景因素都可能影響操作人員的認知狀態(tài)，導致其認知過程失效，進而造成事故。因此，TRACEr方法不僅分析任務失誤的外在因素及可觀察到的表象，更深入分析認知過程，幫助分析人員挖掘導致操作人員出錯的背景因素。

TRACEr方法使用一系列相互關聯的層次模塊，包括：任務差錯、外在失誤模式（EEMs）、內部失誤模式（EM）、失誤心理機制（PEMs）、行為形成因子（PSFs）。

在本研究中，采用TRACEr方法進行電網調度任務中的人為失誤辨識，如圖1所示。

具體步驟如下。

（1） 確定任務差錯，例如通訊差錯、系統(tǒng)監(jiān)控差錯、操作票審查出錯。

（2） 定義失誤或違規(guī)。分析者需要更清楚地知道差錯行為背后的動機。失誤和違規(guī)主要的差別在于操作者的意圖。違規(guī)是操作者有意偏離操作程序;而失誤是操作者無意識的行為。TRACEr方法主要針對失誤行為來分析其認知失效的過程。

（3） 確定外在失誤模式。TRACEr方法主要將外在失誤模式分為三大類：動作時機、動作選擇以及信息傳遞。

（4） 確定失效的認知過程。認知過程主要包括感知與警覺性、工作記憶與長期記憶、計劃與決策、反應執(zhí)行。

（5） 確定內部失誤模式和失誤心理機制。內部失誤模式描述什么認知功能失效，已何種形式失效，因此提供了外在失誤模式、心理失誤機制以及認知過程之間的接口，提供了細節(jié)的中間水平。例如，“感知與警覺性”的失效可以分為“視覺”或“聽覺”方面。失誤心理機制則描述了內部失誤機制的心理本質，如在“感知與警覺性”方面的“預期偏差”、“感知混淆”、“注意力分散”等。

（6） 確定行為形成因子。行為形成因子是為了識別所討論的人因風險中，可能會影響調度員行為績效的環(huán)境或情境因素，從而有針對性的提出失誤恢復或防范的措施。在本研究中，我們從時間、人機界面、訓練和實踐、程序、組織、疲勞以及任務復雜性7個方面來分析調度員的行為形成因子，如表1所示。

2 案例分析

2.1 具體案例分析

“某日，省調申請辦理xx線路工作檢修申請單結束，網調當班調度員辦理檢修申請單竣工后，未按要求在日志中結束該線路工作，未按要求在系統(tǒng)中取消該線路工作牌?！?/p>

按照TRACEr方法的流程，首先確定任務差錯，“掛牌”差錯。

第二步，確定失誤或違規(guī)。在該事件中，調度員發(fā)生差錯的原因是忘記“掛牌”事項，而非“明知故犯”。

在該人因失誤中，調度員的外部失誤模式表現為“動作選擇”失誤，具體為“忘記執(zhí)行動作”，即“忘記掛牌”。顯然，其相應的失效認知過程為“工作記憶”，具體的內部失誤模式為“忘記執(zhí)行任務”。同時繼續(xù)其認知過程，可知認知過程中的“響應執(zhí)行”也存在失誤，具體為“動作遺漏”。因此，從本案例中可知，在一次事故或事件中一般存在一個以上的人因失誤。這是在進行失誤辨識時需要特別注意的。

根據事件調查員對發(fā)生人因失誤的調度員當天工作的詳細調查和事件訪談，當時調度員正忙于處理其他工作（編制操作票），過于投入而忘記“取消掛牌”操作。因此，他的心理失誤機制為“分心/專注”。

在該事件中，主要的行為影響因子為兩大部分：“人機界面”和“壓力”?！叭藱C界面”表現為系統(tǒng)的人機界面不能提供充分有效的提醒信息，如明顯的視覺提醒，或是多重提醒（視覺+聽覺）等。因此，建議改進系統(tǒng)，系統(tǒng)中關于設置的任務未完成的步驟有明顯的視覺提醒（顏色顯著，或閃爍等）;或預設任務時間，在預計時間到達后，提供聽覺提醒。

“壓力”表現為調度員同時間在執(zhí)行的操作票編制任務壓力。調度員的注意力資源大量集中于當前任務，而忽視了其他任務。

2.2 案例分析結果

我們采用TRACEr方法對電網調度任務中的人因風險事故進行了分析，事件時間為從2016年5月至2018年5月。報告總計對20份人因風險事故單進行了分析。如圖2所示。

在所統(tǒng)計的人因風險事故中，調度員任務過程中認知加工失效的過程分別是決策判斷（33.33%）、感知與警覺性（19.05%）以及響應執(zhí)行（14.29%）。其中感知與警覺性主要表現為視覺通道的感知。

如圖3所示。

在電網調度任務中，誘導調度員發(fā)生人為失誤的主要因子為時間、疲勞與壓力、人機界面（系統(tǒng)界面信息缺少或不充分）以及操作程序（程序繁瑣或無相應程序）。

已有研究表明，調度員的情景感知不良是造成其失誤的主要原因[14]。在本研究中，根據TRACEr方法對其失誤進行的一系列分析進一步驗證了該結論。人機界面不能提供充分的信息（如操作票編制系統(tǒng)不能提供恰當的輔助）、多系統(tǒng)間系統(tǒng)不關聯（如操作票編制系統(tǒng)與調度日志記錄系統(tǒng)之間缺少關聯）等使得調度員不能有效地進行多信息整合，從而做出不充分的計劃決策。同時，調度員任務壓力和疲勞、尤其是任務被干擾或中斷（如編制操作票時接到省網電話要求處理其他事項）都會影響其情景感知，從而造成安全隱患。

3 總結

本文論證了TRACEr方法對于電網調度任務中人因風險分析的可用性。論文闡述了TRACEr方法模型用于電網調度任務人因風險分析辨識的各層次分類及相關流程，并通過調度任務人因風險案例解釋分析過程。TRACEr不僅能揭示調度員發(fā)生失誤的認知機制，而且能有效地指出相關的影響因素，有助于提出針對性的解決措施和防范建議。

TRACEr方法整合了Wckens關于人的信息加工模型[15]，是一種多層次結構化的人為差錯分析方法，有利于確定人的信息加工不同過程中發(fā)生的失誤。TRACEr方法從整個系統(tǒng)角度（包括內因和外因）考慮操作者的行為形成因子，有助于差錯的確認以及相關糾正和預防措施的提出。在本研究中，根據TRACEr方法辨識的人因風險問題，我們針對性地提出了一系列的預防措施，如在系統(tǒng)人機界面方面，操作票編制系統(tǒng)應能提供編制方案關鍵步驟的信息提示，操作票編制系統(tǒng)應與其他系統(tǒng)重復關聯，以確保相關異常信息及時處理，系統(tǒng)界面要以多通道分等級的方式提供任務節(jié)點的提醒;在程序方面，建議完善操作程序，建立相關檢查單;在任務時間方面，建議調整夜班工作負荷，加強夜班時系統(tǒng)的告警強度等等。

另一方面，TRACEr方法是基于心理學理論開發(fā)的，因此掌握和使用這種方法需要較長的培訓時間以及使用者充分了解心理學。同時，方法高度依賴所分析領域和任務的背景、經驗以及相關知識。將TRACEr用于電網調度任務的人因分析不僅要求分析人員對電網調度任務有較強的理解，而且還要有很強的心理學知識背景。因此，TRACEr方法在電網調度任務的人因失誤分析中的應用和推廣還需要對分析人員進行一定程度的培訓和實踐，以提高方法的有效性和可靠性。

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（收稿日期： 2018.11.08）

基金項目：國家電網公司華東分部科技項目資助（SA0301503）

作者簡介：滕小畢（1984-），男，溫州，中級工程師，碩士，研究方向：電力系統(tǒng)調控運行。

王?。?975-），男，安徽和縣，高級工程師，碩士，研究方向：電力系統(tǒng)調控運行。

陸燕玉（1984-），女，通信作者江蘇常州，助理研究員，博士，研究方向：認知心理學與人因風險診斷。

傅山（1964-），男，安徽，上海交通大學，教授，博士，研究方向：人機環(huán)智能系統(tǒng)理論與工程。文章編號：1007-757X（2020）01-0041-04