核电厂人机系统设计评价系统

浅谈核电厂DCS的人机接口（HMI）设计作者：刘佳欣陈美竹孟祥宇来源：《科学与信息化》2019年第13期摘要核电厂DCS（分布式控制系统）承担了核电厂的监测、控制和保护三个基本功能，对核电厂运行起至关重要的作用，HMI作为运行人员与DCS系统信息交换的接口，要为运行人员提供全厂信息显示和保证操作指令正确执行。

本文结合实际应用，介绍了HMI设计特点、重要功能及验收重点，旨在为今后HMI验收工作提供参考。

关键词核电；DCS；人机接口；HMI引言核电厂仪控系统监视和控制核电厂热能和电能生产的主要和辅助过程，在所有运行模式，包括应急情况下，维持电厂的安全性、可操作性和可靠性，并且在正常运行工况下保证电厂的经济性。

当前，核电厂仪控系统已经发展至第三代，由基于模拟组合仪表和继电器逻辑的传统仪控系统发展为基于计算机和网络技术的数字化仪控系统（DCS），仪表控制系统更为集中化、智能化。

HMI（人机接口）也由传统的仅由仪表、指示灯显示和开关、按钮等硬接线控制转变为多样化的数字显示和软件控制。

1 HMI概述HMI是核电厂中包括操作员在内的运行人员与计算机系统之间的交接面，HMI的设置是为核电厂的所有运行工况进行集中、有效的监督并能及时、安全地完成控制操作，使核电厂能维持其安全状态。

HMI通过设置在主控室、远程停堆站、技术支持中心、挂牌中型位置的屏幕、键鼠及轨迹球等设备实现人机信息交换，主要设备包括操作站、工程师站及服务器等[1]。

2 HMI基本功能数字化HMI能在工作站的显示屏内为运行人员提供更多、更完整的实时监控信息，相较于传统仪表、指示灯，电子屏幕集成的显示区域使得信息排布更为密集，需要更为优化的任务组织显示和运行方法。

基于以上因素，HMI应具备以下功能：2.1 工艺系统实时动态流程图画面正常运行状况下，控制系统能通过HMI界面，以图形化页面的形式将用户所需信息予以展现，并为用户提供操作和控制系统的手段。

通过工艺系统画面、流程图、棒图等多元化的显示方式向运行人员提供设备状态和传感器数值。

核电厂主控室人机界面评价实验研究
夏春艳;颜声远;李庆芬;柳艳杰
【期刊名称】《中国安全科学学报》
【年(卷),期】2008(18)8
【摘要】基于以人为中心的人机交互设计和评估的思想,结合国内核电厂的实际情况,确定一些重要的核电厂主控室人机界面评估因素,并划分核电厂主控室人机界面各组成部分的评价指标与评价层次,建立了客观的评价指标体系,为核电厂主控室人机界面综合评价奠定了基础。

运用模糊数学的方法,建立核电厂主控室人机界面定量评价模型,对核电厂主控室人机界面进行较为客观的综合评价。

通过对核电厂操纵员问卷调查的形式进行实验验证,从而实现了定性评价与定量评价的一致性。

研究表明,该方法应用于核电厂主控室人机界面评价是一种有效的方法。

【总页数】6页(P109-114)
【关键词】人机界面;主控室;模糊数学;评价;指标
【作者】夏春艳;颜声远;李庆芬;柳艳杰
【作者单位】哈尔滨工程大学机电学院
【正文语种】中文
【中图分类】X912.9
【相关文献】
1.核电厂主控室人机界面人因工程设计分析 [J], 王旭辰;朱鹏飞
2.基于人因工程学的核电厂主控室人机界面设计 [J], 刘帅;田如春
3.核电厂主控室的数字化人机界面设计和评价 [J], 王昊鲁;刘禹
4.核电厂主控室数字化人机界面失误模式及原因分析 [J], 蒋建军;张力;胡鸿;杨丹;席钌姿;唐范;江发明;张杰
5.CPR1000核电厂主控室数字化人机界面的验证与确认 [J], 贾明;刘燕子;张建波因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

核电站人机界面设计研究哎呀，说起核电站人机界面设计，这可真是个既重要又有趣的话题！咱们先来讲讲核电站是个啥。

核电站就像是一个超级大的能量工厂，能给咱们提供好多好多的电。

但要让这个大工厂好好运转，人机界面的设计可太关键啦！我之前去参观过一个核电站，那感觉真的很奇妙。

一进去，就能看到各种巨大的设备和密密麻麻的管道，当时我就在想，这么复杂的系统，工作人员要怎么去操作和监控呢？这时候人机界面就发挥大作用啦。

比如说，在主控室里，那些大屏幕和操作面板就是人机界面的一部分。

好的人机界面设计，得让工作人员一眼就能看清楚各种关键信息。

就像咱们平时用手机，如果图标和文字都小小的，找个功能都费劲，那得多烦人呀。

在核电站里也是一样，如果界面上的数据显示不清楚，或者操作按钮不好找，那可就容易出大问题。

我注意到一个细节，有一个操作面板上的紧急停止按钮，设计得特别醒目，颜色是鲜艳的红色，而且比其他按钮都大。

这样在紧急情况下，工作人员能够迅速找到并按下它，避免危险的发生。

还有呀，人机界面的布局也很有讲究。

不能把重要的信息都堆在一起，得有条有理地分布，就像咱们整理书包，不同科目的书要放在不同的隔层，这样找起来才方便。

比如说，实时功率数据、温度监控、压力显示等等，都要有各自合适的位置，不能让人眼花缭乱。

另外，界面的颜色搭配也不能马虎。

不能用一些让人看着不舒服或者容易混淆的颜色组合。

比如说，红色一般代表危险或者紧急情况，绿色就表示正常运行，如果搞反了，那可就乱套啦。

而且，人机界面还得考虑到工作人员的操作习惯。

有的工作人员习惯用鼠标操作，有的喜欢用键盘快捷键，那在设计的时候就得都照顾到，让大家用起来顺手。

再比如说，界面上的提示信息，得简单明了，不能让人看了半天还不知道啥意思。

就像咱们问路，如果别人说了一堆复杂的话，咱们反而更迷糊了，对吧？总之，核电站人机界面的设计可不是一件简单的事儿，得综合考虑好多因素。

既要保证安全可靠，又要方便实用，还得让工作人员操作起来轻松愉快。

第38卷第1期原子能科学技术Vol.38,No.1　2004年1月Atomic Energy Science and TechnologyJan.2004基于计算机模拟技术的人机界面评价系统陈晓明1,高祖瑛1,周志伟1,赵炳全1,中川隆志2,仵　威2(11清华大学核能技术设计研究院,北京　100084;21三菱电机先端技术研究所,日本尼崎市　口　6618661)摘要:介绍了一种基于计算机模拟技术的核电厂控制室人机界面软件评价系统DIAS 。

该系统利用计算机来模拟操纵员对控制室人机界面的操作过程,给出操作过程的定量评价结果,同时它还采用人因失误预测技术(THERP )对操纵员操作失误概率进行分析。

DIAS 系统可以为核电厂主控室人机界面的设计及改进提供很好的技术支持。

关键词:评价系统DIAS ;人机界面;人因失误中图分类号:TP15;TP302 文献标识码:A 文章编号:100026931(2004)0120070204Man 2machine Interfaces Analysis System B ased on Computer SimulationCHEN X iao 2ming 1,G AO Zu 2ying 1,ZHOU Zhi 2wei 1,ZHAO Bing 2quan 1,Nakagawa 2,WU Wei 2(1.Institute of N uclear Energy Technology ,Tsinghua U niversity ,Beijing 100084,China ;2.A dvanced Technology R &D Center ,M I TS UB IS HI Elect ric Corporation ,Hyogo 6618661,Japan )Abstract :　The paper depicts a software assessment system ,Dynamic Interaction Analysis Support (DIAS ),based on computer simulation technology for man 2machine interfaces (MM I )of a control room.It employs a computer to simulate the operation procedures of op 2erators on man 2machine interfaces in a control room ,provides quantified assessment ,and at the same time carries out analysis on operational error rate of operators by means of tech 2niques for human error rate prediction.The problems of placing man 2machine interfaces in a control room and of arranging instruments can be detected from simulation results.DIAS sys 2tem can provide good technical supports to the design and improvement of man 2machine in 2terfaces of the main control room of a nuclear power plant.K ey w ords :DIAS assessment system ;man 2machine interface ;human error收稿日期:2002210221;修回日期:2002212212作者简介:陈晓明(1969—),男,江苏建湖人,助理研究员,核能科学与工程专业 反应堆的控制在核电厂安全中占有重要地位,控制室人机界面设计的好坏直接影响到反应堆的控制。

秦山核电厂实时剂量评价系统的设计、模式、参数与程序
胡二邦;王寒;姜耀强;王文海;陈家宜
【期刊名称】《辐射防护》
【年(卷),期】1994(14)1
【摘要】本文介绍应用于秦山核电厂事故应急的实时剂量评价系统的设计、模式、参数与程序。

该评价系统由实时数据采集系统、评价计算机系统和评价计算程序系统三部分组成。

评价系统采用地形随动座标的质量守恒三维风场诊断模式来确定每小时的地面和低空风场；大气扩散计算采用变天气条件下的烟团模式，计算区域分近、中、远三区；烟团释放采用分阶段变长度方式；外照射剂量估算采用了半无限烟云与有限烟云两种模式。

该评价系统可在输入数据后约１０ｍｉｎ，以图形或表格形式给出：核电厂２２个运行安全参数的实时值与过去２４ｈ内的瞬时值，环境γ辐射剂量率监测数据，核素浓度和剂量分布数据及其等值线图。

【总页数】9页(P25-32)
【关键词】实时剂量;事故;应急;评价;核电站
【作者】胡二邦;王寒;姜耀强;王文海;陈家宜
【作者单位】中国辐射防护研究院,秦山核电厂,北京大学
【正文语种】中文
【中图分类】TL733
【相关文献】
1.秦山第三核电厂个人剂量监测与评价 [J], 陈靖娟;谷丽娜;陈亚民
2.秦山核电厂实时剂量评价的数据库系统 [J], 姜莉;柴录全
3.秦山核电站计算机实时剂量评价系统的研究和应用 [J], 段绪毅;徐东武;;;
4.秦山核电站计算机实时剂量评价系统的研究和应用 [J], 段绪毅;徐东武;;;
5.秦山第二核电厂实时数据与数字化系统的接口应用 [J], 张宇科
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核电厂同行评估辅助系统的研制与应用2.武汉晴川学院，湖北武汉430223摘要：核电厂同行评估是促进核电厂提高运行业绩和管理水平的有效手段，也是国际核电界普遍采用的做法，实践证明行之有效。

目前国内的评估员基本都是非专职人员，评估专家日常对评估的方法没有长期积累和传承，无法有效提升评估准备和评估实施的质量。

同行评估工作不仅需要具备一定同行评估经验的专家开展，还需要一套科学、合理的智能化辅助工具来保证同行评估的实施效果。

基于此，为解决上述问题，最好的办法是开展核电厂同行评估辅助系统研发工作，明确评估准备和评估实施所需辅助信息，理清这些辅助信息之间的逻辑关系和辅助规则，以提升评估的有效性。

本文介绍了核电厂同行评估辅助系统的研制与应用。

关键词：核电厂；同行评估；辅助系统1前言核电厂运行同行评估是促进核电厂提高运行业绩和管理水平的有效手段，也是国际核电界普遍采用的做法，实践证明行之有效。

从2002年开始，在政府主管部门的支持下，中核集团核动力运行研究所评估中心开展了核电厂运行安全同行评估方面的技术研究，为政府主管部门、行业协会、核电集团、核电厂以及非核行业等各层面提供全方位的同行评估技术支持和服务，满足了市场需求，但仍然存在以下问题：1）同行评估准备阶段，评估员投入到阅读先期文件包（AIP）信息、各领域评估计划准备等方面的时间和经历非常有限，对评估标准及以往评估发现问题等技术资料学习不够，导致评估前的准备不够充分。

2）同行评估实施阶段，经验不够丰富的评估员缺乏如何评估方面的指导，也缺少找到评估重点方向、形成本领域评估结果的辅助工具，导致评估结果难以聚焦或者发现的问题深度不足、质量不高。

为解决这个问题，开展核电厂同行评估辅助系统研发及应用工作非常重要且必要，对同行评估业务领域的高质量发展至关重要。

2核电厂同行评估辅助模型设计2.1评估准备辅助信息分析在充分消化吸收国际原子能机构（IAEA）、世界核电运营者协会（WANO）以及国内关于评估标准导则等技术资料的基础上，结合核动力运行研究所在核电厂同行评估等技术服务项目获取的资料和工作经验，提出“评估准备辅助信息1”，该阶段主要为阅读评估准备各类资料信息阶段，首先要为评估员提供的辅助信息包括评估标准（PO&C）、如何评估（How To）、共性问题、良好实践、先期文件包（AIP）、预访问纪要、A/B级状态报告、培训材料、评估重点关注参考以及电厂工作计划。

核电厂人员行为分析与管理系统及其方法随着社会的发展和能源需求的增长，核电厂作为一种清洁、高效的能源发电方式受到越来越多的关注和应用。

然而，由于核电厂具有高风险和高技术含量的特点，人员的行为管理对于核电厂的安全运行至关重要。

本文将介绍核电厂人员行为分析与管理系统及其方法。

一、核电厂人员行为分析系统核电厂人员行为分析系统是一种通过对人员行为进行监控和分析，用于预测和预防潜在风险的系统。

该系统可以通过各种传感器和监控设备实时监测核电厂内的人员行为，并将数据传输到系统中进行分析和处理。

通过对人员行为的分析，可以及时发现异常行为并采取相应措施，确保核电厂的安全运行。

在核电厂人员行为分析系统中，需要收集和分析的数据包括但不限于以下几个方面：1. 人员位置数据：通过安装在核电厂内的定位设备，可以实时追踪核电厂内人员的位置信息。

这些数据可以用于分析人员的行动轨迹和活动范围，判断是否存在潜在的危险行为。

2. 人员行为数据：通过监控设备，可以收集到人员的各种行为数据，如进入禁止区域、操作设备频率、操作错误等。

这些数据可以用于识别人员的行为模式，并通过人工智能算法进行分析，判断是否存在不符合规定的行为。

3. 环境数据：除了人员的行为数据，还需要收集和分析核电厂内部的环境数据，如温度、湿度、气体浓度等。

这些数据可以用于评估环境对人员行为的影响，及时预警潜在风险。

二、核电厂人员行为管理方法核电厂人员行为管理方法是指通过合理的管理和培训措施，引导和规范核电厂人员的行为，保障核电厂的安全运行。

1. 安全培训和教育：核电厂应建立完善的安全培训和教育体系，对每位入职员工进行岗位培训和安全意识教育。

培训内容包括核电厂的安全规程、应急处理程序、个人防护措施等。

通过培训和教育，提高员工的安全意识和技术素质。

2. 行为规范：核电厂应制定明确的行为规范，明确每个人员在工作过程中应遵守的行为准则和操作规程。

并通过监督和考核，确保每个人员都能按照规范行事，避免存在违规行为。

自 动化仪表PROCESS AUTOMATION INSTRUMENTATION第40卷第6期2019年6月Vol. 40 No. 6Jun. 2019VR 技术在核电厂HCI 设计和评价中的应用研究刘至去▽,张学刚1,吴一谦1,贾明1，梅世柏1,孙琳梧1（1•核电安全监控技术与装备国家重点试验室，广东 深圳518045；2.深圳中广核工程设计有限公司，广东 深圳518045）摘 要：虚拟现实（VR ）技术作为新一代人机交互技术，为核电厂（NPP ）人机交互（HCI ）设计和评价提供了一种全新的技术手段。

利 用VR 技术，可以有效解决传统HCI 设计和评价中的症结问题。

通过分析VR 技术特点，结合核电厂HCI 设计和评价传统方法中存在 的问题，提出了 VR 在HCI 设计和评价应用中的四项功能需求：3D 可视化沉浸式设计、人因工程设计验证、虚拟仿真评价、培训教学。

重点介绍了虚拟人机交互设计和评价系统研发实施过程，阐述了系统研发的技术路线、平台架构和功能分解，并对该系统的研发成果 和应用方向作了简要分析。

VR 技术在核电厂HCI 设计和评价中的应用，可以有效解决传统设计和评价方法中的症结问题，实现HCI设计和评价一体化，提升HCI 设计质量和设计效率，提高人因可靠性。

关键词：虚拟现实；人机交互；人因工程；设计和评价；3D 可视化沉浸式设计；虚拟仿真评价中图分类号：TH-39 文献标志码：A DOI ：10.16086/j. cnki. issnl000-0380.2019030256Research on Application of VR Technology in HCI Design and Evaluationfor Nuclear Power PlantLIU Zhiyao b2,ZHANG Xuegang 1 ,WU Yiqian 1 JIA Ming 1 ,MEI Shibo 1 ,SUN Linwu 1(1. Sate Key Laboratory of Nuclear Power Safety Monitoring Technology and Equipment ,Shenzhen 518045 ,China ；2. China Nuclear Power Engineering Co.,Ltd., Shenzhen 518045 , China)Abstract : As a new generation of human- computer interaction technology , virtual reality ( VR ) technology provides a newtechnical means for the design and evaluation of human-computer interaction ( HCI) in nuclear power plant ( NPP ). Using VR technology can effectively solve the crux problem of traditional HCI design and evaluation. Based on the analysis of the technicalcharacteristics of VR and the problems existing in the traditional methods of HCI design and evaluation in NPP , four functional requirements of VR in HCI design and evaluation are put forward ：3D visual immersion design ,human factor engineering designverification , virtual simulation evaluation , training and teaching. The R&D implementing process of virtual human- computer interaction design and evaluation system are emphatically introduced. The technical route of system R&D , platform architecture and functional decomposition are expounded ； and the achievements and application directions of the system are briefly analyzed.The application of VR technology in HCI design and evaluation for nuclear power plant can effectively solve the problem of traditional design and evaluation methods , realize the integration of HCI design and evaluation , improve HCI design quality anddesign efficiency , and improve reliability of human factors.Keywords : Virtual reality ( VR) ； Human-computer interaction ( HCI ) ； Human factor engineering ； Design and evaluation ； 3Dvisual immersion design ； Virtual simulation evaluation0引言随着计算机技术,特别是高性能计算机、计算机图形学和人机交互技术的快速发展，虚拟现实（virtualreality , VR ）技术在各个行业如医学、室内设计、军事航空等领域得到了广泛的应用。

核电站应急辅助决策系统的人机界面设计与实现刘婵媛【期刊名称】《自动化博览》【年(卷),期】2014(0)10【摘要】本文针对核电站应急辅助决策系统的人机界面，从设计与实现的角度进行考虑并分析，给出了基于B/S架构的解决方案。

将核电站应急辅助决策系统人机界面分类并总结，针对每一类页面，考虑了B/S架构的特点，和使用场合的特殊性，提供不同的设计和实现方案，并且在文中，也简单描述了实现过程和主要建议。

%This paper analyses the HMI of Emergency decision-making support system of the nuclear power plant from the design and implementation view, and provides a B/S structure based scheme. We classify and summarize the HMI of Emergency decision-making support system of the nuclear power plant. Considering the characteristics of the B/S structure and the particularity of the using situation, we provide different design and implementation according to each type of HMI. Moreover, we simply describe the implementation process and give the mainsuggestions.【总页数】4页(P74-77)【作者】刘婵媛【作者单位】北京广利核系统工程有限公司【正文语种】中文【相关文献】1.城市轨道交通行车调度应急辅助决策系统的设计与实现 [J], 罗钦;杨永泰;莫义弘;王卓群;林鸿全;潘伟健2.基于GIS的地震应急辅助决策系统的设计与实现 [J], 常勇;杨昆;刘涛;张韶华;朱彦辉;李建3.应急广播辅助决策系统的设计与实现 [J], 严春;夏炎;何文俊;江维;金涛4.市域道路交通应急预案辅助决策系统设计与实现 [J], 李政;蒋珉;柴干5.核电站计算机应急辅助决策系统设计 [J], 郑儿;由玉伟;石桂连因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

核电厂人机系统设计评价系统
王朝贵;吉川荣和
【期刊名称】《核动力工程》
【年(卷),期】1997(18)4
【摘要】随着核电厂仪表控制（Ｉ＆Ｃ）系统不断向高度自动化、数字化、复杂
化方向发展，从人因角度出发开发一种能对核电厂人机系统（ＭＭＳ）设计的有效性进行评价分析的工具变得很有必要。

本文介绍了国外在该领域的最新发展和成就，以及由日本京都大学和三菱电机公司联合开发的ＭＭＳ设计评价系统，并对该系统中操作员模拟器。

【总页数】6页(P354-359)
【关键词】人机系统;操作员模型;可靠性;核电厂;MMS
【作者】王朝贵;吉川荣和
【作者单位】中国核动力研究设计院;京都大学原子能研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TM623;TL362
【相关文献】
1.公路交通标志人机效率计算机评价系统设计 [J], 张宪栋;蒋海峰;;
2.模糊论评价法在挤出机人机系统设计中的应用 [J], 华田中;刘辉;等
3.模糊论评价法在挤出机人机系统设计中的应用 [J], 华田中;刘辉
4.内背架式背负系统设计与人机工效评价 [J], 舒展; 潘菲; 刘圣军; 田丰; 孙景工; 杨
健
5.基于无人机航摄的边坡表面位移检测及安全评价系统设计 [J], 杨元海
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

作者： 王昊鲁[1];刘禹[1]
作者机构： [1]海南核电有限公司,海南昌江572733
出版物刊名： 设备管理与维修
页码： 111-113页
年卷期： 2020年 第22期
主题词： 核电厂主控室;数字化人机界面;指标优化
摘要：核电厂的发展与安全因素密切相关,任何安全事故都会造成不可预估的损失。

为了更好地开展核电厂控制工作,良好的数字化人机界面设计十分关键,能够降低人为失误所致核电事故发生率。

通过查阅相关文献资料,对比核电厂主控室数字化人机界面及传统人机界面,与评价指标优化标准相结合,结合多因子综合算法原理做出相应改进,优化整个评价指标体系,并建立核电厂主控室数字化人机界面评价指标体系综合评价系统。

核电站环境监测机器人控制系统设计与实现邓志燕;陈少南;王华刚【期刊名称】《自动化技术与应用》【年(卷),期】2017(036)004【摘要】为减少核电现场工作人员的辐射剂量,实现机器人的高可靠控制以及提高其操作性能,本文设计并实现了核电站监测机器人控制系统,使操作者可远程无线控制机器人进入核电站现场复杂环境,并实时获取机器人本身姿态以及核电站现场信息.本文详细阐述了移动机器人的控制系统架构和软硬件设计过程,实验结果表明此控制系统具有较好的开放性,在实际运动中工作平稳、安全可靠,并且具有高扩展性能.%In order to reduce the radiation dose of nuclear poweroperator,realize the robot's highly reliable control and improve its operating performance,this paper designs a tracked mobile robot control system to make robot into nuclear power by operator remote wirelessly controlled,at the same time to get robot's posture and environment information.This paper expounds the mobile robot control system architecture and the hardware and software design process.The experimental results show that the control system has stable,safe,reliable and high extension performance.【总页数】6页(P68-73)【作者】邓志燕;陈少南;王华刚【作者单位】中广核研究院有限公司,广东深圳518124;中广核研究院有限公司,广东深圳518124;中广核研究院有限公司,广东深圳518124【正文语种】中文【中图分类】TP242.2【相关文献】1.智能机器人控制系统技术在环境监测中的应用 [J], 孟利华; 蔡雨欣; 闵琴; 刘礼惠; 侯慧珍; 刘阳2.智能机器人控制系统技术在环境监测中的应用 [J], 谢欣3.基于ROS的消毒机器人控制系统设计与实现 [J], 刘小军;温宏愿;周军;崔宇豪4.阀厅巡检机器人控制系统设计与实现探究 [J], 何志甘;付胜宪;范彦琨;陈德兴5.核电站法兰盖开盖机器人控制系统的设计 [J], 张浩文;刘铮;樊绍胜;周宇霆因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。