[發明專利]人-機界面檢測方法及系統

有效

• 申請號: 201310141410.3
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN103198230B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 張力;李鵬程;戴立操;胡鴻;黃衛剛;戴忠華;鄒衍華;王春輝;蘇德頌;李曉蔚
• 申請（專利權）人: 湖南工學院;南華大學;中廣核核電運營有限公司;大亞灣核電運營管理有限責任公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G21D3/04
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所43211
• 代理人: 黃子平

技術領域

本發明涉及核電站數字控制領域，特別地，涉及一種應用于核電站數字控制的人-機界面檢測方法及系統。

背景技術

核電站(Nuclear?power?plants，NPPs)是-種復雜的高風險系統，由于三哩島和切爾諾貝利事故，人們認識到人-機交互的重要性，人-機界面(Man-machine?interface，MMI)設計的質量對于人的績效和核安全至關重要。比如，Smith和Mosier于1986年在《Guidelines?for?designing?user?interface?software》一文中指出：從不良的人-機界面中進行數據處理會導致頻繁和嚴重的人因失誤；Bellamy和Geyer于1988年在《Addressing?human?factors?issues?in?the?safe?design?and?operation?of?computer?controlled?process?systems》一文也研究計算機控制的過程系統中發生的事件中有近60％的與操作過程中發生的人因失誤有關等。

盡管花費了大量的人力和物力進行研究以提高人-機界面的設計質量，但是我國核電站的人-機界面設計和人-機交互技術一直處于發展的早期階段——學習和吸收階段，即“設計可用就行”，人-機界面的詳細審查一直處于發展階段。特別是在核電站主控室數字化之后，數字化人-機界面改變了操縱員所處的情境環境，如果設計人員不了解數字化人-機界面特征對操縱員有什么不利影響，那么盡管設計人員在人-機界面的設計過程中遵循了一般的設計原理和參考了一些人因工程(Human?factor?engineering，HFE)設計指南，但是他們在設計中可能忽視了一些更為深層次的績效問題或者忽視了操縱員在復雜人-機交互中所處的角色等，從而不足以確保通過參考一般的人因工程設計指南就能提高人員績效和操作系統的安全。同樣，盡管存在一些人-機界面評價方法，但各國設計的數字化人-機界面的原理、方法、風格、文化等都存在差異，因此結合我國的人-機界面設計特征與我國文化特征，需要發展數字化人-機界面評價的方法和工具對人-機界面進行評審，以提高操縱員的績效和核電廠的安全水平。

人-機界面評價方法一般可以分為實驗方法和理論方法。實驗方法一般是通過模擬機和仿真實驗來評估控制室人-機界面的可用性，如Paulo?V.R.Carvalho，Isaac?L.dos?Santos，Jose?Orlando?Gomes，Marcos?R.S.Borges和Stephanie?Guerlain于2008年發表在期刊<DISPLAY>上的《Human?factors?approach?for?evaluation?and?redesign?of?human-system?interfaces?of?a?nuclear?power?plant?simulator》一文中使用小型模擬機實驗通過現場觀察對先進的人-機界面設計進行審查，識別設計中的具體缺陷。我國清華大學核能技術設計研究院的陳曉明、高祖瑛、周志偉、趙炳全和日本三菱電機先端技術研究所的中川隆志、仵威合作于2004年發表在期刊<原子能科學技術>中的一文《基于計算機模擬技術的人-機界面評價系統》中介紹了一種基于計算機模擬技術的核電廠控制室人-機界面軟件評價系統DIAS(Dynamic?Interaction?Analysis?Support)，通過該系統來為核電廠主控室人-機界面的設計及改進提供很好的技術支持。盡管實驗和模擬方法是很精確的人-機界面評價方法之，但是它難以做到與真實的風險場景一致，只能考慮少數幾個行為影響因子，并且實驗方法費時，其結果往往取決于參與者的經驗，需要大量的費用。

理論方法一般包括專家判斷、人-機界面設計指南、人-機界面評價模型和方法等，理論方法可使系統設計人員在沒有進行實驗的情境下估計人-機界面對操縱員績效的影響。這種方法比較有效，特別在設計的早期階段。基于專家判斷、設計指南和評價模型的方法都有自身的優缺點。其中：