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디지털 기반 중소형로 주제어실의 인간신뢰도분석 기법 비교 원문보기

  • 초록

    원자력발전소 MCR 운전직무는 상황의 감시, 데이터나 정보의 감지, 상황의 이해 및 평가, 상태진단, 의사결정), 대응계획, 대응실행 등과 같은 일련의 인지적 과정으로 이루어져 있다. 특히 컴퓨터기반의 디지털 MCR의 경우, 기존의 아날로그 MCR과는 달리 발전소의 상태변수를 정보표시장치(예, CRT, LCD 등)를 통해 감시하고 전산화된 입력장치(예, 마우스, 키보드, 터치스크린 등)를 통해 제어하는 인지적 직무가 증가하는 형태를 보이고 있다. 따라서 개인용 컴퓨터를 주로 사용하는 디지털 MCR은 디지털 환경이라는 새로운 기술에 대한 적응이 필요하다. 지난 2012년 7월 표준설계인가를 받은 중소형로에 속하는 SMART 또한 이러한 디지털 환경을 적용하고 있다. 또한 변화된 디지털환경에서 정상운전 시 감독운전원(SRO), 보조운전원(AO)으로 구성된 2명이 운전을 전담하고, 비정상 및 비상운전 시 현장운전원(LO)으로 구성된 3명의 팀원들이 운전업무를 수행한다. 이는 기존 MCR의 발전부장(SS), 안전과장(STA), 원자로운전원(RO), 터빈운전원(TO), 그리고 전력설비운전원(EO)으로 구성된 5명의 팀원들이 운전업무를 수행하는 것과는 차이가 있다. 이처럼 SMART MCR의 변경된 운전환경은 운전원의 인적오류 가능성 및 인적 수행도에 영향을 미칠 것으로 예상되므로 운전원의 인적오류를 저감하기 위한 인간신뢰도분석(Human Reliability Assessment)이 수행되어야 한다. 따라서, 기존 아날로그 MCR 및 운전원에 대하여 인적오류 가능성을 평가하던 HRA 기법들을 개선된 설계에 그대로 적용하였을 경우 한계가 있다. 이러한 점을 고려하여 SMART 인적오류를 분석할 수 있는 새로운 기법이 필요하며, 전혀 다른 상호작용 방식에 의한 새로운 형태의 수행오류의 발생 가능성을 고려할 수 있는 기법이 요구된다. 이에 본 연구논문은 다음 두 가지 목표를 가진다. • 첫째, SMART EOG를 대상으로 THERP와 RARA를 적용한 SMART HRA를 수행한다. • 둘째, SMART 운전조 구성에 대한 적정성을 검증한다. 먼저 SMART MCR HRA를 위해 SMART EOG(Emergency Operating Guidance) 10개를 대상으로 직무분석을 하였다. 직무분석은 계층적 직무분석(HTA)을 하였으며, NUREG-0711(Rev. 3)에서 제시한 직무 요건(Task Consideration) 열 가지를 기준으로 직무수행에 필요한 정보, 그리고 제어에 필요한 직무요건 등을 도출하였다. 이러한 직무요건 분석결과 12가지의 직무수행 유형으로 구분되었다. 직무수행 유형 12가지는 감시, 감지, 운전계획, 운전수행 등과 같이 기존 MCR과 동일하게 수행되는 직무를 1차 직무(Primary tasks)와 그 이외에 디지털 MCR에만 해당하는 컴퓨터 기반 표시 및 제어기 조작과 관련된 인터페이스 조작 직무를 2차 직무(Secondary tasks)로 구분된다. 이러한 직무수행 유형 12가지를 THERP와 RARA 방법론에 따라 디지털 MCR과 아날로그 MCR로 구분하여 인간신뢰도분석을 한 결과(results)는 다음과 같다. • 10가지 직무요건을 기준으로 SMART 직무분석표를 작성하였다. • 아날로그 MCR과 디지털 MCR의 운전직무를 1차, 2차 직무로 구분하여 직무수행 유형을 도출하였다. • THERP와 RARA방법론 적용을 통해 디지털 MCR은 감시직무에 유리하지만 제어직무 HEP는 높다. • SMART 운전전략인 비상 및 비정상 상황에서 3인 운전조가 기존 원전과 동일한 5명 운전조 보다 HEP가 평균 0.0085 높다. • 하지만 각 EOG별 HEP 차이가 큰 5인 운전에 비해 3인 운전 시 HEP 표준편차가 낮고 일관성이 있다. 본 연구논문을 통해 THERP와 RARA 방법론을 비교분석 해 본 결과 RARA가 THERP보다 디지털 MCR에서 높은 값을 나타내고 있다. 이는 디지털 환경 요소와 같은 PSF의 상호 연관관계가 반영된 것으로 추정되나 이에 대한 검증은 추후 연구가 필요한 부분이다. 본 연구의 의의는 SMART와 같이 중소형로 영역에서 새로운 원전 MCR 설계에서 급격히 변화하고 있는 MCR 환경에 따른 운전원별 인적오류 가능성의 고려 및 수행오류 등 보다 확대된 오류가능성을 평가범위에 포함할 수 있도록 하였다는 것이다. 본 연구의 결과는 SMART MCR MMIS 설계를 위한 인간공학 설계 입력 자료로써 활용 가능하며, PSA의 입력 자료로도 활용되어 SMART의 안정성 및 성능을 향상시키는 데 기여할 것으로 기대된다.


    An operation task of MCR(Main Control Room) in a nuclear power plant consists of a series of cognitive processes such as monitoring situation, detecting and perceiving data or information, interpreting and assessing the situation, diagnosing the symptoms, decision making, planning responses, implementing the responses and so on. Especially, in case of computer-based digital MCR, state variables of the plant are monitored by information display devices, e.g. CRT, LCD which are quite different from the existing analog MCR. Also, there has been a steady increase of cognitive tasks controlled by computerized input devices, e.g. mouse, key board, touch screen, etc. Therefore, the digital MCR, usually using personal computers, needs to be adjusted to new technology that is the digital environment. SMART(System-integrated Modular Advanced ReacTor) which belongs to SMR(Small and Medium sized Reacotrs), SDA (Standard Design Approval) received in July 2012, is also applying the digital environment. And in the new digital environment, 2 men, SRO(Senior Reactor Operator) and AO(Assistant Operator), are in charge of operation task in normal operation, whileas 3 men, SRO, AO and LO(Local Operator), are in charge of operation task in abnormal and emergency operation. There is a stark difference from the existing analog MCR, which was operated by 5 men consisting of SS(Shift Supervisor), STA(Shift Technical Advisor), RO(Reactor Operator), TO(Turbine Operator) and EO(Electric Operator). Since the new SMART MCR operating environment is expected to influence the possibility of operator's human errors and human performance, it is necessary to conduct HRA(Human Reliability Assessment) to decrease the errors. Therefore, there is a ceratin limit to apply the old HRA methods, which are focused on evaluating human errors of the existing analog MCR and operators. Considering these points, it is essential to set new methods to analyze SMART human errors. The methods also need to consider the new type possibility of execution error by totally different interaction. The purposes of this thesis are as follows. • First, conduct SMART HRA applied THERP and RARA targeting SMART EOG. • Second, verify suitability of organization of SMART operators We analyzed 10 SMART EOG(Emergency operating Guidance) tasks for SMART MCR HRA. This task analysis is conducted as HTA(Hierarchical Task Analysis) method. The analysis made a result such as information for task operations, and task requirements for control according to 10 task consideration standards in NUREG-0711 (Rev.3). As a result of task requirements, we classified 12 task operation types. This 12 task types consist of Primary tasks such as monitoring, detecting, operation planning, operation conducting which are same with existing analog MCR and Secondary tasks such as computer-based display, interface operation task associated with controllers operation which are corresponding to digital MCR only. The 12 task types were classified as digital MCR and analog MCR according to THERP and RARA methods. The results are as follows. • Making SMART task analysis table according to 10 task requirements. • Deducing task operation types for analog MCR and digital MCR as 1st and 2nd task. • Digital MCR according to THERP and RARA methods is an advantage as monitoring tasks. Whileas HEP(Human Error Probability) for controlling tasks is increased. • HEP average for 3 men group is 0.0085 higher than old 5 men group's one in emergency operation. • However, HEP standard deviation for 3 men group is consistent and lower than 5 men group's one which greatly differ in scenario. We compared and analyzed THERP and RARA methods. It is concluded that RARA has more HEP values in digital MCR. We assume that this is a reflection of interrelation consistency of PSF such as digital environment factors. We expect to verify this point in further research. The significance of this research is that the expanded possibility such as the possibility of human errors and execution errors, etc. for operators according to sharp change of MCR environment e.g. SMART which is a new plant MCR design of SMR is included in the range for evaluation. The result of this research can be used as human engineering design input data for SMART MCR MMIS and PSA input data. This will contribute to enhancing safety and performance for SMART.


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