认知任务分析（CTA）核心定义、目标与定位

编译/刘枫宁

1. CTA 定义

一类专门拆解隐性认知行为的方法论集合，聚焦任务背后认知挑战、专家所需知识 / 技能 / 决策策略，量化不可观测的信息加工、态势判断、协同逻辑；不替代传统TA，而是互补配套：传统 TA 拆解物理步骤，CTA 挖掘认知需求，二者结合完成完整人因分析。

2. CTA 七大核心应用目标

1. 识别易造成操作员失误的复杂工况；
2. 拆解任务内部认知难点；
3. 厘清专家完成复杂任务的底层逻辑；
4. 萃取、留存资深操作员隐性专家知识（应对人才流失）；
5. 界定新技术落地后的全场景使用环境；
6. 预判数字化自动化对操作员的正负影响；
7. 输出人机界面、规程、培训的设计需求。

3. CTA 与传统 TA 核心差异对比

维度	传统 TA（HTA / 序列分析）	CTA
分析重心	标准化、可观测物理操作步骤	监测、诊断、决策、团队协同等认知活动
适用场景	预设、程序化常规操作	自动化监督、未知故障、超设计基准工况
分析视角	设计理想规程视角	真实现场操作员实操视角
产出内容	操作时序、所需控制器 / 报警	认知负荷、信息缺口、决策难点、团队协调需求
设计价值	标准规程、基础操作界面	生态界面、故障处置培训、决策辅助工具

四、CTA 完整技术体系（三大核心环节）

文档附录 C 系统梳理 7 类主流工业 / 核电适用 CTA 方法，整体流程分为知识获取、分析建模、结果可视化输出三层。

（一）知识获取方法（采集操作员认知信息）

三大信息来源，推荐多方法交叉验证提升结果可信度：

1. 访谈法
   • 结构化：CDM 关键决策法、GDTA 目标导向任务分析、ACTA；聚焦过往异常事件、岗位目标，挖掘决策线索；
   • 焦点小组：5–8 名不同资历 / 岗位操作员座谈，平衡新手、资深人员视角。
2. 现场 / 模拟器观测（认知实地观测 CFO） 真实控制室或高保真模拟器跟随记录，捕捉非正式监控策略、自制辅助工具、规程变通方案；可搭配出声思考法实时记录思维过程。
3. 文档数据库挖掘 事故报告、事件数据库、运维记录、图纸规程，提取历史认知失误案例，作为访谈 / 观测补充。

（二）分析建模两大分支

1. 工作域建模（CWA/ACWA，侧重系统客观约束）

核心代表：认知工作分析 CWA、应用认知工作分析 ACWA

1. CWA 五层完整分析框架：
   • 工作域分析 WDA（基础）：抽象聚合层级（A-A 矩阵）搭建系统目标 – 设备层级模型，区分功能目的、通用工艺、物理设备；
   • 控制任务分析：决策梯模型，拆解观测 – 识别 – 评估 – 执行完整认知流程；
   • 策略分析：完成同一目标的多种处置路径；
   • 组织协同分析：多操作员、人机分工、沟通协调需求；
   • 人员能力分析：岗位必备知识与技能。
2. ACWA：CWA 轻量化工程落地版本，产出功能抽象网络 FAN，直接对接人机界面（EID 生态界面）设计，广泛用于 AP1000、沸水堆二次侧等先进控制室开发。
3. 优势：适配首台全新堆型（无成熟操作员可访谈），不依赖现有操作经验，从系统底层功能推导认知需求。

2. 认知绩效建模（GDTA/GOMS/ 概念图，侧重人的行为）

1. GDTA 目标导向任务分析：围绕岗位总目标拆解子目标、配套决策点，分三级态势感知（感知 – 理解 – 预判）输出信息需求，专门支撑态势感知相关界面、培训设计；
2. CDM 关键决策法：回溯真实故障事件，挖掘专家判断线索、易错点，用于培训课程开发；
3. GOMS 模型：量化常规程序化操作时长，对比不同计算机化规程（COPMA）界面效率，仅适用于固定标准化操作；
4. 概念图：可视化专家知识关联，用于知识留存、新人培训素材开发。

（三）结果可视化输出形式

文档附图展示行业标准输出模板：抽象层级图、决策梯、GDTA 层级图、监控策略流程图、概念地图、GOMS 分层模型、生态界面原型。

（四）提升 CTA 结果可信度策略

1. 覆盖多厂区、多班次、不同资历操作员样本；
2. 多分析人员跨领域（人因 + 运行 + 系统工程）联合评审；
3. 多 CTA 方法组合使用（如 WDA 建模 + CDM 访谈）；
4. 分析初稿返还一线操作员核验修正。

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