ICS27.120.20;29.120.10 EJ F 65 备案号：11075—2003 中华人民共和国核行业标准 EJ/T 1143-2002 核电厂控制室设计 功能分析与分配 Nuclear power plants- Design of control rooms-Function analysis and assignment (IEC 61839: 2000,MOD) 2002-11—20发布 20030201实施 国防科学技术工业委员会发布 EJ/T1143-2002 前言 本标准是对GB/T13630一1992《核电厂控制室的设计》的补充，修改采用国际电工委员会（IEC) 出版物IEC61839:2000《核电厂-控制室设计一功能分析与分配》（IEC61839:2000，Nuclearpower plants-Designofcontrolrooms-Functionalanalysisandassignment），技术内容等同，只作 了下述修改： a）将IEC61839:2000中引用的IEC标准改为我国相应的标准； b）6.3增加一项“4)技术与工艺实现的难易程度”； c）表2增加一项“工作环境”； d）将EC61839：2000的编写格式作一些修改，使之与GJB6000一2001相一致。 由于核电广控制室的设计在核电广安全可靠运行中的重要作用，已成为国际上广泛关注的问题。 本标准规定了核电厂控制室设计中的功能分析与分配的原则、方法、过程与确认，是控制室详细设 计的基础，可取代GB/T13630一1992附录A中A5.1和A5.2给出的导则。各国核电广控制室的设 计不尽相同，许多技术和方法还在发展之中，希望本标准的用户尽可能反馈使用本标准的信息，以 便今后充实和修订本标准。 本标准可供核电厂控制室设计人员和安全审评人员参考使用。 本标准与下列标准结合使用，能对核电广控制室的设计与审评提供指导： GB/T13624--1992核电厂安全参数显示系统的功能设计准则（eqvEC60960:1988） GB/T13630-1992核电厂控制室的设计（eqvEC60964:1989） GB/T13631-1992核电厂辅助控制点设计准则（eqvEC60965:1989） EJ/T6371992核电厂安全有关通信系统（eqvKTA3901-1981） EJ/T638一1992核电厂控制室综合体的设计准则（eqvIEEE567-1980） 61772:1995) EJ/T797一1993人因工程原则在核电厂系统、设备和设施中的应用（eqvEEE1023一1988） EJ/T798-1993 核电厂控制室人机特性评价（eqvIEEE8451988） EJ/T1118一2000核电厂控制室设计的验证和确认（eqvEC61771:1995） 本标准的附录A和附录B都是资料性附录。 本标准由中国核工业集团公司提出。 本标准由核工业标准化研究所归口。 本标准起草单位：核工业标准化研究所。 本标准主要起草人：牛祝年、张京长。 II EJ/T1143-2002 核电厂控制室设计功能分析与分配 1范围 本标准规定了核电厂控制室系统设计的功能分析与分配（FA&A）的程序，同时给出用于功能分配 的开发研究准则。 本标准适用于新的控制室设计或现有控制室的改造（重新设计或设计更改）。在改造现有控制室时， 具体条款适用于受更改直接影响或间接影响的区域。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有 的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研 究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T13630-1992核电厂控制室的设计（IEC60964：1989，MOD） EJ/T1118核电厂控制室设计的验证和确认（IEC61771：1995，MOD） 3术语和定义 GB/T13630确立的以及下列术语和定义适用于本标准。 3.1 事故工况accidentconditions 在安全分析报告或瞬态分析报告和（或）应急运行规程中确定的一组条件。 3. 2 功能分配 function assignment 将功能在构成一个系统的人和机器之间进行分配。 3. 3 人机接口 human machine interface，HM1 运行人员与仪表和控制系统（I&C）以及计算机系统（它们与核电厂过程相链接）之间的界面，人 机接口包括显示器、控制器和操纵员支持系统。 [GB/T13630—1992，定义3.24] 3. 4 概率风险评价probabilisticriskassessment（PRA) 鉴别大范围内始发事件可能导致的事故后果所采用的逻辑方法，它包括系统地和实际地确定事故频 度和后果。 3.5 控制功能contro!function 为实现某一功能日标由人或机器完成的控制动作，包括相关信息的获取与处理1)。 3. 6 任务 tasks 为实现某一功能目标由人执行的一系列控制动作"。 1）这个定义引自IEC60964，且反映目前的应用。 EJ/T1143-2002 4功能分析与分配 4.1概述 GB/T13630第5章规定功能分析与分配（FA&A）过程是控制室设计的第-步（见图1），目的在 于首先鉴别并确定核电厂运行所必需的全部功能，然后将这些功能分配给人和机器。 FA&A的过程分两步进行： a)功能分析； b）功能分配。 功能分析和分配的过程见第5章和第6章。 4.1.1功能分析 首先根据核电厂运行的总目标（或基本目标），即安全、有效发电和保护公众免受辐射危害，鉴别 并确定功能（见5.2)，然后根据需要满足的目标将实现总目标所必需的顶层功能分解为不同层次的功能， 最底层的功能就是必须分配给人或机器的控制功能。整个核电厂的功能分析意味着鉴别从主控室实现的 所有功能。 按上述分解过程得到不同层次的静态功能数据库，其中包括确定核电厂运行所需的基本运行信息流 及其处理要求（见5.3.1）。 分析的下一步是根据足够数量的设计基准事件和电厂不同工况（正常、异常、事故工况，见5.3.2） 的考虑引入时间要求，并且鉴别与控制室有关的功能所需的所有因素都要明确。 4.1.2功能分配 功能分配就是在构成一个系统的人和机器之间分配功能。 首先确定要执行的功能特性： a）必要时，将确定的功能适当分组（见6.2.1）； b）详细鉴别并确定实现上述功能所需的全部动作（见6.2.2）； c）鉴别典型的功能特性度量方法（见6.2.3）。 然后，根据一组预定的分配准则（见6.3）给出功能分配结果。 分配给人的功能意味着通过手动、监视、高级思维或其组合来实现这些功能；分配给机器的功能意 味着自动完成该功能。因此，在功能范畴内“机器”表示自动，“人”表示控制室的运行人员，见表1。 术语“机器”包含所有的硬件，如I&C系统和操纵员支持系统。 应注意手动控制系统、控制器和显示器都是I&C系统的组成部分，也是控制室运行人员完成分配 给他们的功能所必需的。 功能分配的验证和确认（V&V）见EJT1118。 注；电厂的设计以及功能与任务分析仅限于考假设始发事件、工况以及预期的事件与故障的组合，由于这种局限 性可能需要诊断和处理非预期的运行工况的功能，显然这是运行人员处理的问题，但不属于本标准的范围。 4.2 FA&A的基本技术队伍 通常，进行FA&A的基本技术队伍（下面简称为“设计者”）宜包括下述各领域的专家： a）核系统与非核系统的工程设计； b）系统分析； c) 仪表和控制（I&C）系统的设计； d) 信息与计算机系统的设计； e）人因工程； 核电厂运行； g）正常运行规程和应急规程的开发。 2 EJ/T1143-2002 5功能分析过程 5.1概述 功能分析过程分两步进行： a）功能鉴别； b）信息流的鉴别和信息处理要求。 5.2功能鉴别 功能鉴别的目的是保证为这些功能设置的人机接口（HMI）能正确地支持这些功能。例如控制室 HMI的设计应保证与安全功能有关的所有信号和控制器都提供并清晰显示给操纵员。 应根据核电厂功能总的分解情况鉴别必需的控制功能，然后说明一种严格的分层次方法。用分层次 的方法进行这种功能分解，从现有的整个电厂设计结果和电厂运行的总目标获得安全目标（防止放射性 释放到环境中去）和可用性目标（受控发电）。 和子目标之间的关系。 利用上述分层次的目标结构，应鉴别出实现这些目标和子目标所需的全部电厂功能。功能鉴别宜直 接从目标鉴别得到。原则上，术语“目标”和“功能”可以互换，但是，在较高层次考虑电厂的设计概 念时最好用术语“目标”，在较低层次使用术语“功能”作为人或机器执行的动作或所起的作用更合适 （GB/T13630中的定义）。 设计者应将每一项功能依次分解并制定一组规则，以便确定目标的层次分解何时完成并达到足够详 细的程度。当出现下述情况时，功能分解一般可以终止： a）该功能已经不再包含控制功能，例如只是纯粹的机器动作； b）已达到能控制各项功能、参数或执行装置的程度。 制定的规则应保证最底层的功能是完整的一组且使用功能术语来描述，或者在分解后的功能可以实 现且重要的层次结构已经明确时终止分解过程。 任何情况下功能分解的最终程度都应给下一步的设计提供信息（见下述各段），为达到这种程度可 能必须重复某些过程。 最终的层次结构图包括顶层的功能目标、中间的系统级功能和底层的详细控制功能，这些控制功能 将要分配给人或机器。 应注意，尽管安全性和可用性分别是功能分解