能源工程安全中的认知偏差与决策优化机制:以福岛核电站事故为例

doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.10.1684

摘要/Abstract

摘要： 为了探究认知偏差对于能源安全工程决策所造成的影响,以福岛核电站事故为研究对象,通过事故时间线回溯和关键决策点解析,构建从风险识别(地震海啸评估)、危机处置(冷却系统失效处理)到善后管理(信息披露决策)的全周期决策分析链,运用认知心理学理论,分析能源工程安全管理中的决策偏差现象,揭示其在应急响应、风险评估等环节的具体作用机制。结果表明:福岛核电站事故的应急决策中存在确认偏误、锚定效应、代表性启发法、框架效应、损失厌恶和过度自信6类典型认知偏差;认知偏差分析能够提升能源工程安全管理水平和安全应急响应的有效性。

关键词: 认知偏差, 决策优化, 能源工程, 核电站事故, 应急响应

Abstract:

To study the impact of cognitive bias on energy safety engineering decision-making, the Fukushima nuclear power plant accident was taken as the research object. A full-cycle decision-making analysis chain, covering risk identification (earthquake and tsunami assessment), crisis disposal (cooling system failure treatment), and aftermath management (information disclosure decision-making), was built through retrospective analysis of the accident timeline and key decision points. Cognitive psychology theory was used to analyze decision-making bias phenomena in energy engineering safety management, and the specific mechanisms of these biases in emergency response and risk assessment were revealed. Results show that six typical cognitive biases are present in the emergency decision-making during this accident, including confirmation bias, anchoring effect, representative heuristics, framing effect, loss aversion, and overconfidence. This analysis demonstrates that cognitive bias identification can enhance energy engineering safety management, and improve the effectiveness of safety emergency responses.

Key words: cognitive biases, decision optimization, energy engineering, nuclear power plant accident, emergency response

中图分类号:

X945

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图/表 5

图1

表1

福岛核电站事故中的关键决策点及发生的认知偏差

时间线	关键决策点	认知偏差类型及分析	实际不当行动
发生9.0级大地震	地震发生后需要立即评估地震对福岛第1核电站的影响,并决定是否启动应急程序	确认偏误。基于历史数据和之前的经验,认为现有的安全措施足以应对地震的影响	日本核科学家认为,该国核反应堆技术是可以充分应付地震灾害的,对日本的核科技、日本所建反应堆的安全措施、日本的抗震技术能力毫不怀疑^[16]
海啸袭击福岛第1核电站	海啸来袭之前,需要根据初步估计的海啸高度制定紧急响应计划	锚定效应。基于以往的经验,对海啸的高度估计过低,导致了未能充分准备相应措施应对实际的海啸高度	日本核科学家和工程师认为,日本核反应堆下面都有很厚的橡皮层隔震,可以防御6~7级的地震,以及7~8 m高的海啸,高于在断裂带发生大地震时的风险性上限^[16]
1号机组发生氢气爆炸	在发现氢气积聚时,需要迅速采取措施防止爆炸	代表性启发法。决策者依据过去的成功经验来处理问题,忽略了当前事故的独特性	东京电力公司对特定外部灾害以及引起的多机组影响评估不足,针对极端外部灾害的准备不够充分^[17]
3号机组失去冷却功能	在冷却系统失效时,需要快速制定备用冷却方案	框架效应。决策者被紧急情况下的信息呈现方式所误导。在这种情况下,决策者可能会因为信息传递的方式而无法作出最有效的决策	针对注入淡水还是海水进行冷却的问题,4位专家面对首相进行了不同角度的错误判断与模糊不清的说明,直到最后,负责现场处置的所长才作出了继续使用注入海水进行冷却的正确判定^[18]
2号机组发生氢气爆炸	面临潜在的重大损失时,需要权衡风险与收益,并采取下一步行动	损失厌恶。避免更大灾难的压力导致不当行为。在这种高压环境下,决策者可能因害怕更大的损失而作出冒险的选择	核反应堆出现问题的时候,日本政府反复强调爆炸是气体爆炸而不是燃料棒的爆炸,没有多少核泄漏,发生氢气爆炸后的泄漏量反而比最初还要小,甚至冒险篡改爆炸时间数据试图极力缓解事态避免更大危机,因而延误了后续补救措施的实施^[19]
后续数周至数月的事故处理	在整个事故处理过程中,需要秉承高效、合理、公开、公正的原则	过度自信。认为已采取的措施足以应对局面	核事故发生后,有关专家及多国政府多次质疑日本政府有意隐瞒实情,不积极寻求国际原子能机构的支持,表现得过于自负^[20]

表1

表2

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表4

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风险类型	描述	风险应对预案
地震	核电站所在地区发生强烈地震	加强建筑结构的抗震设计,确保其能够承受预期的最大地震烈度; 定期进行抗震演练,提升应急响应能力; 安装先进的地震预警系统,争取宝贵的应急响应时间
海啸	地震引发海啸,破坏核电站冷却系统	建造更高更坚固的防波堤; 设计多重冷却系统以备不时之需
冷却系统故障	主冷却系统出现故障,导致反应堆温度升高	安装多重冷却系统; 定期维护检查冷却设备; 制定应急冷却方案
氢气爆炸	在冷却系统失效时,氢气积累导致爆炸	安装自动排气系统; 加强监测氢气浓度; 提供紧急疏散指导
电力供应中断	自然灾害导致外部电力供应中断	建立独立的电力供应系统,包括备用发电机和储能设备; 确保应急电源的可靠性和稳定性,定期进行测试和维护; 制定电力中断应急预案,包括快速启动备用电源和协调外部电力支援
通信故障	紧急情况下,通信系统出现故障	使用多种通信手段;定期检查通信设备
人员失误	由于紧张或缺乏经验,操作员发生失误	加强人员培训,特别是应急响应和危机管理方面的培训; 实施双人复核制度,确保关键操作的准确性和安全性; 建立有效的沟通机制,确保信息在团队内部准确、及时地传递
物资短缺	应急物资不足,影响救援效率	储备充足的应急物资; 定期检查库存; 建立物资供应链应急预案
信息传播滞后	关键信息传递延迟,影响决策质量	建立快速信息传播网络机制,确保信息在团队内部和外部的实时传递; 使用自动化报告系统,减少人工传递信息的误差和延迟; 增强信息共享平台的功能,提高信息的透明度和可访问性

角色构成	职责聚焦	分工合理性
现场操作人员	实时监控设备、采集第一手数据,反馈现场动态	确保决策基于最新、最真实的现场信息,避免因信息滞后或失真导致误判
运营管理层	统筹资源调配、制定战略方向,协调跨部门协作	从全局视角平衡效率与安全,避免单一部门利益主导,保障决策的可行性和系统性
应急响应团队	快速执行应急预案,提供技术性行动方案	专业化的处置能力缩短响应时间,将决策直接转化为行动,降低事故升级风险
政府监管机构	审查合规性、监督法律与标准执行	通过外部监管规避企业自审自管的潜在利益冲突,确保公共利益和社会安全底线
外部专家	提供独立技术评估,提出第三方建议	弥补内部团队知识盲区,以客观立场消除决策偏见,增强方案的科学性和创新性
公众与媒体	监督过程透明度,反馈社会意见与舆论关切	倒逼决策公开化,防止暗箱操作;通过社会反馈优化方案,提升公众信任与接受度

决策阶段	描述	决策内容
紧急响应	在事故开始时作出紧急决策	疏散居民;建立快速响应小组,明确各小组职责,确保通信畅通,及时收集现场数据,为后续决策提供依据;成立应急指挥中心
审定预案	在事故发生过程中审定应急决策	审定应急预案;组织专家进行预案复审,评估预案的有效性和可行性,必要时进行调整。同时,确保信息公开透明,及时回应公众关切
后续处理	在事故刚刚结束后采取的决策	事故定性;向媒体通报事故情况;调查相关责任方的过失
中期稳定	在事故刚结束的一段时间内作出的稳定局面的决策	实现冷停堆;加强信息公开;推动灾后重建
长期恢复	在事故结束较长时间内采取的恢复决策	核电站退役;核废料处理;能源政策转型