核电站主控室后备盘台人机界面工效学评价

作     者：陈玉 

作者单位：哈尔滨工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：颜声远

授予年度：2011年

学科分类：0711[理学-系统科学] 080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 07[理学] 08[工学] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 071102[理学-系统分析与集成] 081103[工学-系统工程] 

主      题：后备盘台 评价指标 人体模型 人机界面 工效学 

摘      要：核电站的安全运行主要是通过对主控室人机界面集中监视和控制来完成。核电站的主控室有三种类型：全硬盘台控制室、数字化和硬盘台兼有的控制室以及保留后备盘台的全数字化控制室。可见,为了预防数字化设备在共模故障情况下带来的风险,核电站都保留有传统的硬手操作后备盘台。后备盘台是现代核电站主控室的重要组成部分和一道重要安全屏障。开发科学、合理的后备盘台人机界面工效学评价技术显得尤为重要。论文主要研究工作如下： (1)以我国核电行业广泛采用的美国核管会NUREG-0700为基础,以某核电站主控室后备盘台人机界面为研究对象,建立了后备盘台三维数字模型,分析了后备盘台评价指标体系。为保证其合理可行,邀请了该核电站主控室设计与操纵人员对该评价指标的适用性进行了研讨。 (2)根据核电站主控室后备盘台人机界面的评价要求,分析了评价用中国成年人人体模型的开发方法。从便于工程使用的角度,研究了以百分位数、人体身高尺寸值和自定义三种方式生成评价用人体模型的方法,以满足不同的评价需要。为适应人体尺寸国标随时间更新的实际情况,在人体模型生成方法上,运用Access数据库技术,通过更新人体模型数据库更新人体模型。 (3)提出建立人机界面设计标准查询系统,通过评价对话框直接调用设计标准,作为对相关评价结果进行工效学改进的依据,提高评价与改进工作的效率。 (4)根据建立的评价指标体系,开发核电站主控室后备盘台人机界面评价软件。评价软件包括显示器评价、操纵器评价、立姿控制台评价和盘面布置评价四大功能模块。 (5)将评价软件与开发的虚拟人体模型模块集成到UG平台,借助UG软件自带的距离和角度分析功能,实现对后备盘台人机界面的工效学客观评价;主观评价由检查表完成。将主观评价与客观评价合成得到综合评价。 最后以某核电站主控室后备盘台为例,采用提出的评价方法对该后备盘台进行了工效学评价,验证本文提出的评价方法。