Experimental study for validity of situation awareness assessment of human operators in nuclear power plant by using bayesian inference = 베이지안 추론을 이용한 운전원의 상황인지 능력 평가의 타당성에 관한 실험적 연구

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선행 연구들을 살펴보면 운전원들을 이상적이라고 가정을 하고 연구들을 진행한 경우가 많았다. 운전원들이 매우 경험이 많거나 이상적으로 가정하여 모든 것에 집중할 수 있고, 기억력도 무한하다고 가정하고 진행한 연구들을 보며 의구심이 들었다. 물론 선행 연구들에서 가정했던 것처럼 30년 경력 이상의 굉장히 이상적인 운전원들도 있겠지만 이제 막 시작하는 노비스 단계의 운전원들도 있을 텐데 과연 모든 운전원들이 이상적인 운전원들 처럼 상황인지를 할 수 있을지 검증을 하고자 하였다. 이러한 궁금증으로 실제 사람들을 대상으로 상황인지 능력 평가 실험을 해보게 되었다. 실험은 사람의 기억력의 한계라고 여겨지는 magic number인 7~9를 기준으로 나누어 사람이 봐야하는 계측기의 수를 magic number보다 작은 경우 (simple diagnosis case) 와 그것보다 큰 경우 (complex diagnosis case) 로 나누어 진행하였다. 또한 실험을 하기에 앞서 운전원들이 이상적이라면 상황인지를 어느 정도 할 수 있는지를 Bayesian inference를 이용해 계산을 해보았다. 그 결과 이상적인 운전원들의 상황인지 능력은 simple diagnosis case에서는 100%, complex diagnosis case에서는 99.98%가 나왔다. 실험은 총 2번을 진행하였다. 첫 실험은 50명을 대상으로 numerical HMI에서의 상황인지능력을 평가해보았으며, 두 번째 실험은 같은 피실험자들 46명을 대상으로 infographic HMI 에서 상황인지를 평가해보았다. 그 결과 numerical HMI 에서는 상황인지능력이 simple diagnosis case에서는 72%, complex diagnosis case에서는 60%가 나왔다. 반면 infographic HMI 에서는 simple diangosis case에서는 93.48%, complex diagnosis case에서는 84.78%가 나왔다. 즉 우리가 사용한 infographic HMI는 운전원의 situation awareness를 22~25%정도 좋게 해주는 것을 확인할 수 있었다. 물론 우리가 두 번째 실험에 사용했던 디자인이 최선이라고 할 수는 없지만, 두 실험과 Bayesian inference를 통해 계산해본 아이디얼 오퍼레이터의 계산을 가지고 생각해볼 때, human information processing과 computational information processing이 기억력과 집중력에 따른 차이로 다르기 때문에 아무리 좋은 HMI를 사용하더라도 이상적인 운전원만큼 상황인지를 할 수는 없을 것이라 생각된다. 하지만 user friendly한 HMI를 사용할 경우에는 아무리 초보자라고 하더라도 거의 숙련된 이상적인 운전원 수준의 상황인지 능력을 할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 결론적으로 운전원들은 상황인지를 하는데 있어서 HMI의 영향을 상당히 크게 받는다. 어떤 HMI를 선택하느냐에 따라 상황인지능력이 달라지며, 좋은 HMI를 선택하면 초보적인 수준의 운전원들도 이상적인 운전원에 가깝게 상황인지를 할 수 있었다. 이를 통해 발전소의 HMI의 중요성에 대해서도 확인해 볼 수 있었다.
Advisors
Seong, Poong Hyunresearcher성풍현researcher
Description
한국과학기술원 :원자력및양자공학과,
Publisher
한국과학기술원
Issue Date
2015
Identifier
325007
Language
eng
Description

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 원자력및양자공학과, 2015.2 ,[ⅵ, 49 p. :]

Keywords

Bayesian inference; Human-Machine interface; 상황인지; 베이지안 추론; situation awareness

URI
http://hdl.handle.net/10203/206224
Link
http://library.kaist.ac.kr/search/detail/view.do?bibCtrlNo=608447&flag=dissertation
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NE-Theses_Master(석사논문)
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