A 25備案號：67592000 中華人民共和國電力行業(yè)標準 DLT 575.11-1999 控制中心人機工程設計導則第11部分：控制室的評價原則 Ergonomic principles for the design of control centresPart11：Principles for the evaluation of control rooms  2000-02-24 發(fā)布 2000-07-01 實施 中華人民共和國國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會 發(fā)布 控制中心人機工程設計導則 總 前 言  本系列標準是根據(jù)原電力工業(yè)部1997年電力行業(yè)計劃項目(技綜199515號文)的安排制定的，其內(nèi)容以ISOTC 159有關(guān)文件為基礎，并參考和融入了其他國外標準、國家標準和新近研究成果。 現(xiàn)代工業(yè)的特點是高度自動化，工業(yè)控制已由局部控制、就地控制，逐步發(fā)展為以在各類控制室的集中控制為主，而系統(tǒng)管理也發(fā)展為在各級調(diào)度室的集中調(diào)度管理。 生產(chǎn)系統(tǒng)的安全與效率不僅取決于它自身的技術(shù)水平，而且還取決于它與人和環(huán)境的協(xié)調(diào)程度。在IEC964(=GBT 136301992)核電廠控制室的設計中明確提出，控制室的設計和評價，應包括兩個方面：技術(shù)方面和人機工程方面。制定本系列標準的目的，就是要求在設計電力系統(tǒng)控制中心時，應充分運用人機工程學準則，結(jié)合生產(chǎn)、運行要求，使控制中心的布局、人機界面、環(huán)境和組織等方面能適合人的生理、心理特點，實現(xiàn)人、機、環(huán)境間的協(xié)調(diào)和整體優(yōu)化，使人能安全、健康、舒適和高效地進行工作。目前，控制中心的人一機一環(huán)境系統(tǒng)的協(xié)調(diào)水平，已是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化的重要標志之一。 電力系統(tǒng)控制中心(包括調(diào)度中心)的功能是監(jiān)視和控制發(fā)電、輸電或配電網(wǎng)的運行。控制中心的人機工程設計要求，就是設計時應特別注意人的因素和人的特性，例如，人體尺寸、人的反應能力和限度；把人機工程準則及所需的技術(shù)方法滲透到控制中心的設計之中。強調(diào)以人為核心，使所設計的機器(包括設施)和環(huán)境條件適應于人，這既是對一些經(jīng)驗教訓的總結(jié)，又是提高人的工作質(zhì)量的需要，也是獲取良好經(jīng)濟效益和社會效益的途徑之一。 將人機工程學(人類工效學)的諸多研究成果進行標準化，是將人機工程學原理應用于工程實際的重要環(huán)節(jié)。1975年國際標準化組織(ISO)專門設立了“Ergonomics”標準化技術(shù)委員會(ISOTC159)。我國于1980年成立了相應的“全國人類工效學標準化技術(shù)委員會”，開展了卓有成效的工作。該標準化技術(shù)委員會積極支持并參與了本系列標準的制定工作。 本系列標準DLT575以控制中心人機工程設計導則為總標題，包括12個子標準： DLT575.1 控制中心人機工程設計導則 第1部分：術(shù)語及定義； DLT575.2 控制中心人機工程設計導則 第2部分：視野與視區(qū)劃分； DLT575.3 控制中心人機工程設計導則 第3部分：手可及范圍與操作區(qū)劃分； DLT575.4 控制中心人機工程設計導則 第4部分：受限空間尺寸； DLT575.5 控制中心人機工程設計導則 第5部分：控制中心設計原則； DLT575.6 控制中心人機工程設計導則 第6部分：控制中心總體布局原則； DLT575.7 控制中心人機工程設計導則 第7部分：控制室的布局； DLT575.8 控制中心人機工程設計導則 第8部分：工作站的布局和尺寸； DLT575.9 控制中心人機工程設計導則 第9部分：顯示器、控制器及相互作用； DLT575.10 控制中心人機工程設計導則 第10部分：環(huán)境要求原則； DLT575.11 控制中心人機工程設計導則 第11部分：控制室的評價原則； DLT575.12 控制中心人機工程設計導則 第12部分：視覺顯示終端(VDT)工作站。 本系列標準基本上涵蓋了控制中心各個層次設計所應考慮的人機工程學的基本原則。但人機工程學是一門多學科交叉科學，涉及眾多技術(shù)領(lǐng)域，不可能在一個系列標準中給出全部的具體參數(shù)，對各專業(yè)或?qū)ｎ}性問題的解決，可參考列在各子標準中相應的附錄“主要參考文獻”。 本系列標準所給出的人機工程學基本原則，是一些通用原則，它適用于電力行業(yè)，也可用于其他行業(yè)的控制中心的設計。本系列標準基本上能滿足大中型控制中心設計的需要，對于小型控制室或就地控制點，可視具體情況，簡化設計步驟，選用有關(guān)內(nèi)容進行設計。 本系列標準中所列的原則和參數(shù)，是人機工程學研究成果的濃縮。然而，考慮到某些設計準則還比較籠統(tǒng)，給出的某些具體參數(shù)也是在特定條件下的測量統(tǒng)計值，并非是嚴格的數(shù)值界定， 在應用各種設計準則與參數(shù)時，必須具體考慮其相互影響和制約，不應過于強調(diào)單個原則和單個參數(shù)，而應全面理解；再者，人機工程學準則在電力系統(tǒng)控制中心設計中的應用，是對現(xiàn)有技術(shù)設計的一種補充，可根據(jù)實際情況綜合協(xié)調(diào)，以取得系統(tǒng)整體的優(yōu)化。 鑒此，本系列標準在名稱中加入了“導則”二字，即控制中心人機工程設計導則，并作為推薦性標準提供使用。 本系列標準由原中華人民共和國電力工業(yè)部提出。 本系列標準由國家電力公司電力自動化研究院歸口。 本系列標準由國家電力公司電力自動化研究院負責起草，中國標準化與信息分類編碼研究所、國家電力公司勞動保護科學研究所、國家電力公司蘇州熱工研究所、南京鐵道醫(yī)學院、南京航空航天大學參加了編寫。 本系列標準由國家電力公司電力自動化研究院負責解釋。 目 錄 控制中心人機工程設計導則 總前言DLT575.111999 控制中心人機工程設計導則 前 言  本標準系參考國內(nèi)外人機工程標準化研究成果(見附錄B)中有關(guān)控制室人機特性評價的內(nèi)容編制而成。 本系列標準DLT 575以控制中心人機工程設計導則為總標題，包括12個子標準： DLT 575.1 控制中心人機工程設計導則 第1部分：術(shù)語及定義； DLT 575.2 控制中心人機工程設計導則 第2部分：視野與視區(qū)劃分； DLT 575.3 控制中心人機工程設計導則 第3部分：手可及范圍與操作區(qū)劃分； DLT 575.4 控制中心人機工程設計導則 第4部分：受限空間尺寸； DLT 575.5 控制中心人機工程設計導則 第5部分：控制中心設計原則； DLT 575.6 控制中心人機工程設計導則 第6部分：控制中心總體布局原則； DLT 575.7 控制中心人機工程設計導則 第7部分：控制室的布局； DLT 575.8 控制中心人機工程設計導則 第8部分：工作站的布局和尺寸； DLT 575.9 控制中心人機工程設計導則 第9部分：顯示器、控制器及相互作用； DLT 575.10 控制中心人機工程設計導則 第10部分：環(huán)境要求原則； DLT 575.11 控制中心人機工程設計導則 第11部分：控制室的評價原則； DLT 575.12 控制中心人機工程設計導則 第12部分：視覺顯示終端(VDT)工作站。 本標準的附錄A、附錄B均是提示的附錄。 本標準由原中華人民共和國電力工業(yè)部提出。 本標準由國家電力公司電力自動化研究院歸口。 本標準主要起草單位：國家電力公司電力自動化研究院、南京鐵道醫(yī)學院、中國標準化與信息分類編碼研究所。 本標準主要起草人：童時中、符文琛、馬長山、張錦華、滑東紅、劉偉。 目 次 前言1 范圍2 引用標準3 定義4 設計過程及人機特性評價5 評價的一般工作程序6 功能設計的評價7 控制室系統(tǒng)的評價8 改進型設計或技術(shù)改造項目的檢驗和核準附錄A(提示的附錄) 控制室人機特性評價方法及其選用附錄B(提示的附錄) 主要參考文獻 中華人民共和國電力行業(yè)標準 DLT 575.111999 控制中心人機工程設計導則第11部分：控制室的評價原則 Ergonomic principles for the design of control centresPart11:Principles for the evaluation of control rooms  中華人民共和國國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會2000-02-24批準 2000-07-01實施  1 范圍  本標準規(guī)定了各類控制室(調(diào)度室)的人機特性評價原則，包括評價工作程序、功能分配和控制室系統(tǒng)的檢驗與核準，以及改進型設計和現(xiàn)有控制室技術(shù)改造的類似判定及其評價方法等。 本標準適用于各類控制室(或調(diào)度室)的人機特性評價。 本標準適用于新設計的控制室；也適用于改進型設計的控制室；還可用于對現(xiàn)有控制室的評價，以便為控制室的技術(shù)改造提供依據(jù)。 2 引用標準  下列標準所包含的條文，通過本標準中引用而構(gòu)成為本標準的條文。本標準出版時，所示版本均為有效。所有標準都會被修訂，使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。 DLT 575.1 -1999 控制中心人機工程設計導則 第1部分：術(shù)語及定義 DLT 575.5 -1999 控制中心人機工程設計導則 第5 部分：控制中心設計原則 3 定義  本標準采用的定義見DLT 575.1-1999。 4 設計過程及人機特性評價 4.1 控制室人機工程設計過程 根據(jù)DLT 575.5-1999，控制室的人機工程設計過程可分為11個步驟、5個階段。4.1.1 第一階段闡明問題 步驟1：闡明目的和基本要求。4.1.2 第二階段功能設計 步驟2：功能分析和描述。 步驟3：任務分析。 步驟4：人機功能分配。 步驟5：作業(yè)設計。 步驟6：功能設計的評價。4.1.3 第三階段概念設計 步驟7：控制中心(控制室系統(tǒng))的概念設計。 步驟8：概念設計的評價。4.1.4 第四階段詳細設計 步驟9：詳細設計，包括如下： 步驟9A：控制中心的總體布局； 步驟9B：控制室的布局； 步驟9C：工作站布局和尺寸； 步驟9D：顯示器和控制器的設計； 步驟9E：環(huán)境設計； 步驟9F：運行和管理的要求。 步驟10：詳細設計的評價。4.1.5 第五階段運行反饋 步驟11：運行經(jīng)驗的收集和積累。4.2 控制室人機特性評價要點 控制室設計的評價包括二個方面：技術(shù)方面和人機工程方面。控制室的人機特性評價與技術(shù)方面評價同時進行(同一個評價工作組)。本標準主要針對人機特性評價。4.2.1 檢驗和核準 評價是檢驗和核準相結(jié)合的過程。核準應在檢驗后進行，檢驗結(jié)果是核準的重要依據(jù)。 a) 檢驗：檢驗是對照人機工程準則、操作和功能要求，對控制室系統(tǒng)的組成要素(如顯示器、控制器、其他設施等)進行一系列分析檢查的過程。 b) 核準：核準是指對檢驗結(jié)果進行評審，確定系統(tǒng)的各要素是否符合系統(tǒng)的功能、性能和接口的要求，進而分析設計是否有利于運行人員最大限度地發(fā)揮其能力，并最后對評價對象認可的過程。核準可以有通過、不通過、或修改設計后通過三種結(jié)果。4.2.2 人機特性評價工作基本點 控制室人機特性評價的內(nèi)容很多，在進行評價時應抓住其基本點： a) 控制室人機系統(tǒng)最終都會影響電力系統(tǒng)的運行，因而在對控制室系統(tǒng)進行評價和修改時，重點應放在最容易影響電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的系統(tǒng)特性上； b) 評價控制室人機系統(tǒng)時，應著重評價這些系統(tǒng)的安全效果，其結(jié)果可以是定性的，也可以是定量的，最后要確定被評價系統(tǒng)對電力系統(tǒng)安全的影響； c) 對人機系統(tǒng)運行的可靠性進行評價，有些方法中可以給出定量結(jié)果，但目前對人機系統(tǒng)安全效果的評價方法，主要是相對排列被評價系統(tǒng)的次序或進行定性評價。所謂排序，指評價中可能會發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設計在人機特性方面有缺陷，但它們對系統(tǒng)安全的影響程度有差異，可以采用不同的方法確定這些缺陷影響的相對重要程度，并進行排序。4.2.3 人機特性評價的基本要求 對人機系統(tǒng)進行評價，應明確三個方面的要求：一致性、可理解性和有效性。這也是評價工作的次序。4.2.3.1 一致性 操作員對整個系統(tǒng)的所有運行目標，都應能識別其顯示內(nèi)容、施加控制作用和使用所提供的設備。此時，給操作員的信息顯示和預期從操作員得到的響應，應考慮與人的接受和付出能力及其限度相一致。4.2.3.2 可理解性 人機系統(tǒng)對話的結(jié)構(gòu)、格式和內(nèi)容，對信息的交流應是有意義的。系統(tǒng)顯示的信息應容易理解，操作員對系統(tǒng)施加控制操作應能得到系統(tǒng)預期的響應。4.2.3.3 有效性 人機接口應能夠以某種方式幫助運行人員提高操作效能。操作效能的提高可以使復雜的任務簡化，也可以使運行人員易于完成某些難以完成的任務。4.2.4 人機特性評價內(nèi)容 DLT 575.111999a) 功能分析； b) 人機功能分配； c) 任務分析； d) 作業(yè)分析； e) 控制中心的布局； f) 控制室的布局； g) 工作站的布局與尺寸； h) 控制和顯示系統(tǒng)的設計和布局(包括報警系統(tǒng))； i) 視覺顯示終端工作站； j) 通信系統(tǒng)； k) 環(huán)境與防護； l) 人員配備與組織結(jié)構(gòu)； m) 操作規(guī)程與培訓大綱； n) 軟件與顯示格式。4.2.5 評價時機的選定4.2.5.1 主要評價階段 根據(jù)4.1，在功能設計、概念設計和詳細設計之后，均有一個評價的程序。在一般情況下， 功能設計與概念設計階段的評價可合并進行，即僅對概念設計和詳細設計進行評價。 a) 概念設計的評價：對概念設計評價的目的是，審查控制室系統(tǒng)的設計是否完整和適當， 并選取最佳的設計方案。概念設計方案被核準后，方可進行詳細設計。 b) 詳細設計的評價：對詳細設計的最終評價，一般是在工程項目完工，并試運行一段時間之后進行。4.2.5.2 設計過程中的評價 設計過程中的評價，是指為保證設計質(zhì)量，由工程設計部門內(nèi)部所進行的評價。設計過程中的評價應考慮下述幾點： a) 評價應是一個連續(xù)過程，它貫穿于整個工程的設計和建造之中，即對4.1所述的每個設計步驟的結(jié)果，均應以適當?shù)姆绞竭M行評價，評價的結(jié)果可作為修改設計的依據(jù)，以保證系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)設計的正確性。設計過程中的評價應視具體情況反復進行，并與設計過程融合在一起。 b) 日常的評價工作可在一定范圍內(nèi)進行(一個設計組內(nèi)或若干設計組聯(lián)合)，并可邀請某些專家參加。 c) 設計過程中的評價重點是，對功能分配的評價和對詳細設計技術(shù)文件的評價： 1) 功能設計的評價：正確的功能分配是控制室功能設計的主要目標，它可以使操作員和系統(tǒng)能最大限度地發(fā)揮其能力，并且它是下一步控制室系統(tǒng)整體設計的基本依據(jù)。功能設計的評價應吸收相關(guān)專家和用戶參加，力求評價具有較大的客觀性。 2) 詳細設計技術(shù)文件的評價：其目標是在建造過程開始之前，檢查技術(shù)要求的正確性， 評價可以分別進行。由于工程項目的不同部分之間的進度不同，檢驗與核準過程可以延續(xù)一段時間。4.2.6 適用的評價程序及內(nèi)容 本標準給出的評價程序和評價內(nèi)容，適合于規(guī)模大而復雜的控制室(例如：網(wǎng)、省級調(diào)度控制室，大型電廠、核電廠的中央控制室)。對于其他不同類型的控制室，可根據(jù)實際情況進行取舍。 評價的繁簡與規(guī)模取決于被評價對象及其工作量、所需時間和預期從評價結(jié)果得出的結(jié)論。 對一些次要的、小型的、輔助的控制室的評價和對改進型設計的評價，允許對評價內(nèi)容與程序進行合并和簡化。 5 評價的一般工作程序  檢驗和核準的工作程序應包括準備、評審和判定三個階段。5.1 準備階段 準備應包括審定原始文件，制定評價準則，組建評價工作組和擬定評價計劃。對于文件的完整性和評價工作組的獨立性應予以特別注意。5.1.1 制定評價準則 制定評價準則是為評價和判定提供依據(jù)。5.1.2 審定原始文件 設計部門應向評價工作組提供全部可用的原始文件(同時評價工作組應主動收集有關(guān)文件)，并由評價工作組進行審定。5.1.3 組建評價工作組5.1.3.1 工作組成員應與從事初始功能分配或控制室系統(tǒng)總體設計的設計者無關(guān)，但無需阻止同這些設計者的聯(lián)系；相反，他們可以參與討論和說明設計構(gòu)想。5.1.3.2 工作組成員應包括相關(guān)學科的專家 a) 專業(yè)(例如電力)工程； b) 建筑設計與土木工程； c) 系統(tǒng)工程； d) 儀表控制系統(tǒng)； e) 信息與計算機系統(tǒng)； f) 人機工程； g) 運行經(jīng)驗與培訓。5.1.3.3 為保證有效的工作，工作組成員不宜多。若問題涉及評價工作組沒有包括的技術(shù)范疇時，應向工作組以外的專家咨詢。5.1.3.4 工作組應根據(jù)所提供的原始文件和規(guī)定的測試結(jié)果完成評審。除工作組成員外，操作員應參與試驗和討論。評價工作組應根據(jù)需要，對操作員的參與及其方式進行選擇： a) 在早期設計階段，例如對人機功能分配、作業(yè)分析及實物大模型的評價，可請操作員參與； b) 在詳細設計評價階段，操作員的參與是不可缺少的，但不宜吸收前一階段已參與過評價工作的操作員，因為他們已經(jīng)以一種或多種方式參與了先前的設計步驟。5.1.3.5 工作組需要工程負責方的支持，以及管理方面的協(xié)調(diào)和協(xié)助，工程負責方亦應對評價進度表負責。5.1.4 確定評價工作組的工作場所和設備 應給評價工作組和臨時參加討論的人員和專家提供合適的辦公室、會議室和其他必要設施。5.1.5 擬定評價計劃 制定評價工作組活動的詳細進度表，應特別注意各項任務間的依從關(guān)系及完成每項任務所需時間，列入表內(nèi)的任務應保持連續(xù)性，從準備階段直至完成設計評審報告均應列入進度表。應給評價工作組的成員分配獨立的任務，并最后納入整個評價過程。5.2 評審階段 評審應是系統(tǒng)的，它的工作程序應按便于追溯的方式形成文件。在評審階段，應有操作員參與測試和討論。5.2.1 確定評審的方式和方法 根據(jù)評價內(nèi)容和評價準則，確定相應的檢驗和核準的工具與手段，并按7.2.1.3和附錄A選擇適當?shù)脑u價方法。還可采用問卷形式對操作員進行調(diào)查。5.2.2 評審過程 按評價準則和相關(guān)原始文件，采用5.2.1所確定的工具和方法，進行驗證和測試。對計劃中的每項測試，應規(guī)定量化的驗收準則。5.2.3 擬定報告文件5.2.3.1 記錄評審過程中所獲得的各類信息，同時列出評價準則的各項要求， 如兩者有不符之處，應評估這些差異對人機系統(tǒng)性能的潛在影響及其嚴重程度。報告文件宜使用標準的格式。所制定的表格將用于建立資料管理系統(tǒng)。5.2.3.2 所需表格類型 a) 控制室(各組成部分)或設計特點的記錄檢查表； b) 不符合人機工程原則記錄表(鑒定其缺陷和描述其性質(zhì)，以供改進需要)； c) 記錄控制室各組成部分清單； d) 專門測量表格； e) 控制方式的記錄表格； f) 操作員問卷表或調(diào)查表； g) 記錄操作員對專項試驗響應(如使用模擬器)的表格； h) 包括核查方法或附有短評(保證追蹤質(zhì)量)的表格。5.2.3.3 將評審資料(如任務分析資料、控制室清單和調(diào)查結(jié)果)輸入數(shù)據(jù)庫， 使用計算機進行輔助分析和管理。5.3 判定階段5.3.1 在評審中鑒別出來的不符合人機工程準則之處，必須分別地作出評價， 并反復予以修正，直至實際功能滿足全部評價準則。如果在檢驗或核準中發(fā)現(xiàn)了任何不適當之處，則應進行設計的修改(包括功能的重新分配)或評價準則的修改。5.3.2 如有下列情況，應對相關(guān)部分重新進行判定和核準： a) 選擇了替換的設計； b) 改進功能要求或功能分配； c) 改進設計； d) 修訂操作規(guī)程； e) 改進培訓。5.3.3 如果發(fā)現(xiàn)了重大缺陷，判定工作應細致地進行并作記錄，使得那些在先前的評價中已認為是適當?shù)脑O計概念不致受到有害的影響。 6 功能設計的評價 6.1 功能設計的檢驗 檢驗的目的是，驗證系統(tǒng)運行和安全所必需的所有功能，驗證控制室概念設計的完整性。6.1.1 工作程序 檢驗的工作程序應包括準備、評審和判定三個階段，見第5章。 審定的原始文件包括： a) 合同要求和主管部門要求； b) 系統(tǒng)描述； c) 系統(tǒng)技術(shù)條件； d) 任務分析文件； e) 功能分配文件(包括人機功能分配、遠距離和就地手動控制功能分配)； f) 控制中心總體布局簡圖； g) 控制室布局簡圖； h) 工作站布局簡圖； i) 面板布局簡圖； j) 軟件說明； k) 有關(guān)規(guī)范、標準和公認慣例； l) 先前的類似控制室的設計經(jīng)驗(包括使用者的意見)和反饋資料(有用的)； m) 先前設計的重大(或偶然)事件和事故分析報告(有用的)； n) 事故樹、失效模型和影響分析(有用的)； o) 安全分析報告。6.1.2 檢驗的基本評價準則 檢驗概念設計的所有有關(guān)要求。檢驗和修改(糾正錯誤或重新分配)必須反復進行，直至所有準則得到滿足。這些要求包括： a) 系統(tǒng)運行目標和安全目標所需的全部功能要求； b) 所擬定的功能分配應符合常規(guī)的分配準則； c) 每項功能的全部要求(例如：時間限制、精度)； d) 當較高級的功能目標體現(xiàn)在較低級功能之中時，在所有運行方式下應無沖突； e) 保養(yǎng)、維修原則； f) 實用性和可靠性要求； g) 行之有效的輪班作業(yè)； h) 先前設計的經(jīng)驗反饋； i) 操作和顯示接口原則； j) 來自其他標準、規(guī)則、導則的人機工程要求； k) 工作站布置應適合控制室人員完成任務。根據(jù)功能分析提出的要求，對照操作規(guī)程、顯示器、控制器及其他設備的設計。6.2 功能設計的核準 控制室功能分配是否適當應予核準，以證明系統(tǒng)能完成所有功能目標。包括在專項自動化功能出現(xiàn)故障時，可手控取代；分析層次體系隨時間變化的特性，以保證功能分配適當。6.2.1 工作程序 a) 核準工作程序應包括準備、評審和判定三個階段，見第5章。 b) 核準基本上是以提供的原始文件為基礎進行；對孤立的問題，也可輔以由操作員執(zhí)行的試驗。 c) 應制定事件選擇準則，以便保證所選事件具有代表性。選出了有代表性的事件之后，確定每個事件所要求的功能，并按時間順序予以綜合。為評價分配給人的功能，應考慮多重故障所產(chǎn)生的事件。6.2.2 核準的基本準則 應按所有正常運行和有代表性的事件，評價各項功能的實施。核準的基本準則包括： a) 控制室工作人員承擔的功能目標的數(shù)目和工作負擔，應不超過其能力； b) 給控制室工作人員和就地操作員分配的功能要適當，尤其應要求他們能夠獨立執(zhí)行緊急的或?qū)ο到y(tǒng)安全與可用性有關(guān)的重要任務； c) 自動化水平(包括控制、保護、聯(lián)鎖、顯示、記錄、數(shù)據(jù)管理、通信、以及不同的運行方式與方式的轉(zhuǎn)換)必須依據(jù)人的能力限度來選擇，例如，人沒有能力控制很快的、很慢的或很復雜的過程；并受記憶力限制，在不可接近或距離較遠的情況下，應檢驗遠距離操作的可能性等； d) 對于每個子過程及其相互作用、運行狀態(tài)和狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，其運行速度和(或)精度方面的功能要求，若人難以滿足，則必須選擇自動控制的方法； e) 應提供足夠的儀表和控制設備，以便操作員安全地處理那些自動功能不可能解決的突發(fā)事件。 7 控制室系統(tǒng)的評價  在整個控制室系統(tǒng)的概念設計完成之后，應檢驗與核準其設計是否合理。 檢驗時應對照控制室系統(tǒng)的功能要求、設計要求和準則。 控制室系統(tǒng)的核準是評價控制室、操作員、操作規(guī)程和培訓大綱之間的交互作用，以便保障系統(tǒng)的安全與可靠運行。 本章規(guī)定既可用于控制室系統(tǒng)概念設計階段的評價(4.1之步驟8)，也可用于控制室系統(tǒng)詳細設計并建成后的最終評價(4.1之步驟10)。不同階段的評審在內(nèi)容取舍上可以有所區(qū)別。7.1 控制室系統(tǒng)的檢驗7.1.1 工作程序 檢驗的工作程序應包括準備、評審和判定三個階段。 審定的原始文件包括： a) 所有人機接口布局及附圖(包括面板布置圖、工作站圖等)； b) 報警處理規(guī)則和清單； c) 手動控制原理； d) 顯示格式和程序清單(草案)； e) 操作規(guī)程(草案)(包括緊急情況處理和操作)； f) 培訓大綱(草案)； g) 控制室的環(huán)境條件； h) 控制室初步評價(當需要時)； i) 控制室系統(tǒng)總體設計評審報告； j) 控制室使用的縮寫詞匯表及人機接口慣用代碼； k) 計算機處理技術(shù)要求(報警處理、軟件程序、顯示)； l) 人員配備與組織管理說明。7.1.2 控制室系統(tǒng)檢驗的基本準則 控制室系統(tǒng)應正確地貫徹所有的功能要求和其他技術(shù)要求。 當正式制定檢驗準則時，應使用兩種主要的資料來源：控制室的功能要求和控制室設計時應用的規(guī)則與準則。根據(jù)這兩個資料來源所制定的檢驗準則，應包括技術(shù)方面和人機工程方面。7.1.2.1 控制室設計應滿足下列基本準則 a) 人機接口的功能技術(shù)要求應滿足設計準則和有關(guān)的管理條例、標準與導則，應正確地貫徹在控制、顯示和其他控制室設備與設施的設計之中； b) 培訓大綱應正確地體現(xiàn)操作規(guī)程，使操作員能獲得對人機接口的功能和操作規(guī)程的正確了解。7.1.2.2 具體的檢驗準則舉例： a) 在控制室內(nèi)提供的儀表與顯示設備應表達有關(guān)的過程參數(shù)； b) 控制與顯示設備應按一致的和有序的模式排列； c) 出現(xiàn)故障時應易于識別有故障的儀表和顯示器； d) 觀察顯示器的視線應無阻擋，控制器應易于接近，其通道不受阻礙； e) 應提供適當?shù)臏囟?、濕度和通風控制設備； f) 相關(guān)的顯示器能為控制器提供反饋信息。7.2 控制室系統(tǒng)的核準 在控制室系統(tǒng)的詳細設計前和設計過程中，控制室系統(tǒng)都應進行核準，以保證其能達到期望的性能，要特別注意控制室系統(tǒng)隨時間變化的動態(tài)性能。 控制室系統(tǒng)核準的目標是：評價控制室系統(tǒng)各部分之間的交互作用，確定系統(tǒng)能否按其要求的方式安全與可靠地運行。 在核準過程中，應注意對管理方面的評價，例如輪班作業(yè)、工作組織、人員培訓、技能提高和操作規(guī)程改進等。7.2.1 核準的范圍與方式7.2.1.1 核準的范圍 核準的范圍限于四種可能的交互作用： a) 控制室與操作員； b) 控制室與操作規(guī)程； c) 控制室與培訓大綱； d) 操作員與控制室內(nèi)外其他人員。7.2.1.2 核準大綱 核準大綱是一份文件，它描述適合于核準方法所選擇的運行工況。它應真實地反映系統(tǒng)的情況，包括正常運行、多重故障事件加上干擾的混合工況，以及應急工況。大綱必須描述初始條件，系統(tǒng)響應的正確順序和可應用的征兆。應給出系統(tǒng)運行預期的發(fā)展途徑，以便編寫核準用的評價準則。 為了盡量減少設計缺陷，核準大綱還應包括調(diào)試、試驗的要點。7.2.1.3 核準方式的選擇 控制室系統(tǒng)的核準方式有： a) “圓桌”法：包括對所提交的核準大綱，按其程序的步驟，逐步進行深入的討論，其實質(zhì)是通過對技術(shù)要求的分析，由專家作出判斷； b) 排演法：按照核準大綱，由操作員為評價組進行各個程序的操作表演，而不實現(xiàn)真實的控制功能，排演宜準備一個模型，最簡單的模型是一個房間，在房間的墻上懸掛控制屏的圖紙； c) 模擬器法：在核準大綱指導下，由操作員在評價工作組面前，在模擬器上執(zhí)行真實的控制功能； d) 試運行(現(xiàn)場投運)。 四種評價方式優(yōu)缺點比較如表1所示。具體的評價方法的選用可參考附錄A。 表1 四種核準方式優(yōu)缺點比較 核準方式優(yōu) 點缺 點“圓桌”法出結(jié)果快、投資少周密性與適當性不足排演法對特殊功能可獲得可靠結(jié)果功能間交互作用不足模擬器法可動態(tài)集成各項功能難于實現(xiàn)(尤其是全范圍實時模擬)，出結(jié)果慢試運行可分析全范圍真實情況在設計最后階段，修改設計困難  在實際應用中，這些核準方法可以按核準范圍進行不同組合。例如，用“圓桌”法和排演法核準時，對于包含有隨時間變化的參數(shù)的情況，可以用專項功能模擬器或局部功能模擬器來演示。 核準方式的繁簡，隨控制室的規(guī)模與復雜程度而定。7.2.2 工作程序7.2.2.1 核準的工作程序應包括準備、評審和判定三個階段，詳見第5章。在此階段中，運行經(jīng)驗將特別重要。 為了便于多重評價，應設置多重的性能測量。相互有關(guān)的性能測量，應檢查定性方法與定量方法兩者的一致性，以便確認評價的結(jié)果。 在估價各種環(huán)境因素的影響時，應考慮單個因素和多種因素的綜合影響。 評價的準則應與所有相關(guān)的管理條例、標準和導則等一致。 在任何情況下，如果控制室系統(tǒng)作了修改，則核準工作應重新進行。7.2.2.2 評價工作組所需設施可以包括實物模型和(或)模擬器，準備中應提出這些設施的詳細技術(shù)要求，包括： a) 試驗范疇的代表性； b) 結(jié)構(gòu)逼真程度(從簡介、草圖到實物模型和參照原型)； c) 功能逼真程度，包括信息內(nèi)容(如使用隨機數(shù)據(jù)、簡單數(shù)據(jù)和完整數(shù)據(jù)、精確數(shù)據(jù))和動態(tài)過程(從靜態(tài)到動態(tài)實時)。7.2.3 控制室系統(tǒng)的核準準則 為了評價人機接口與控制室其他組成部分(控制室人員配備、操作規(guī)程和培訓大綱)之間、以及人機接口自身的交互作用，需制定相應準則。7.2.3.1 一般評價準則的制定 評價應涉及下列具體目標： a) 確定控制室所提供的系統(tǒng)狀態(tài)信息、控制手段、反饋和必要的輔助裝置，是否能使操作員在正常(包括關(guān)閉狀態(tài))、異常或緊急情況下有效實現(xiàn)其功能和任務； b) 鑒定現(xiàn)有的控制室儀表、控制器、顯示器、其他設備和物質(zhì)，其配置特點是否會因操作員操作而損壞。7.2.3.2 控制室與操作員交互作用的評價7.2.3.2.1 一般評價準則 a) 分配給控制室工作人員和自動裝置的各項功能，其組成的功能順序應具有一致性和完整性。 b) 在功能要求中所提出的操作原則應統(tǒng)一用于所有的控制功能，以使操作特性相似的各子系統(tǒng)，可進行相同的操作。 c) 分配給控制室工作人員的任務，應在人的能力限度之內(nèi)。要求過快、過慢或復雜的控制及信息處理任務，不應分配給操作員。 d) 考慮到人的個體差異，與操作員能力限度有關(guān)的因素宜留有足夠的裕度(例如時間限制) 。 e) 在視覺、聽覺、觸覺和振動等方面，對操作員敏感能力的要求，應在規(guī)定的限度之內(nèi)。 f) 對操作員在操作中的位移、伸展、操作、體力和耐力等方面的活動能力的要求，應在人的體能耐受限度之內(nèi)。 g) 操作的思維處理負荷應在他們的能力變化限度內(nèi)。在信息處理、感覺、信息記憶的持久力(短時和長時)和記憶的容量等方面，由于警覺與疲勞程度不同，其能力亦隨之變化。 h) 工作于異常的溫度、濕度和壓力，異常的照明(照度、對比度、眩光等)，控制室內(nèi)異常的噪聲和聲學特性，有毒和輻射等不利的環(huán)境中，操作員的工作負荷應在他們的工作能力之內(nèi)。 i) 分配給操作員的任務應適當，工作負荷不超出操作員的能力限度。 j) 在各種運行狀態(tài)及其變化過程中，操作員執(zhí)行其任務所需的全部信息應容易接收到，并應提供所需的控制設備。在手動控制情況下，向操作員充分提供系統(tǒng)的反饋信息。 k) 如使用屏幕顯示，信息應易于檢索。同一時刻所需的不同變量的信息，只要可能，宜同時顯示在同一個屏幕顯示器上。為獲得穩(wěn)定而清晰的圖像，顯示系統(tǒng)宜具有足夠的顯示面積和分辨率。鍵盤和其他操作設備應使信息系統(tǒng)簡單而可靠地操作。顯示格式應符合公認的標準。顯示的信息應清晰易懂。 l) 呈現(xiàn)信息的模式(例如引進計算機和顯示屏的控制室)所引起的某些問題，特別是與操作員視覺能力有關(guān)的問題(視覺疲勞、閱讀能力、對比效應、反射效應)，應對其進行評價。 m) 核準應包括對改善操作員認知特性的評價，應通過適當?shù)脑囼?，評價操作員認知特性的改善。操作員的認知活動可分為： 1)發(fā)覺和觀察系統(tǒng)狀態(tài)變化； 2)對變化作出診斷并考慮糾正措施； 3)選擇和執(zhí)行控制動作(可根據(jù)操作規(guī)程)。 n) 核準應包括工作站布置和環(huán)境的評價，即設置的場所、安裝的通話設備及環(huán)境特征(溫度、噪聲、照明)，應使操作員能舒適和有效地工作。 o) 對人機接口的評價，一方面應驗證對話和信息表達模式(就其內(nèi)在邏輯、選擇的交互作用方式和效能來說)彼此之間是相關(guān)的和協(xié)調(diào)的；另一方面應驗證工作站所具備的可用信息和操作方法是適當?shù)暮陀行У摹?p) 控制室人員配備應與安全和可靠運行的要求一致，并與操作規(guī)程和培訓大綱相適應。7.2.3.2.2 具體的評價準則舉例 a) 作為提示信號用的報警系統(tǒng)(例如光字牌)、儀表或顯示器，能否足以提醒操作員執(zhí)行所需的操作； b) 控制器是否便于接近，顯示器是否易于讀??； c) 儀表和控制器的標志牌是否足夠清晰、易辨，以使操作員不借助其他文件便能找到所需要的屏和控制器； d) 提供的指示能否給出滿意的信息，能否讓操作員確定某個工序已經(jīng)完成或某個工況已實現(xiàn)； e) 若主要的提示信息、控制器和指示器不可用時，為完成規(guī)定工序，是否還有其他途徑； f) 當操作員采取某項操作以期待某個過程參數(shù)達到某個數(shù)值時，能否從相應的測量儀表清晰地讀出該數(shù)值； g) 按刻度和時間分辨能力，全部儀表的刻度與量程是否適合所要求的讀數(shù)精度； h) 評價計算機化的控制室應考慮工作站使用方面的問題，包括操作員獲取信息和傳遞指令的手段； i) 對操作員支持系統(tǒng)，應驗證其是否能提高操作員的工作效能，而且不會產(chǎn)生可能干擾操作員進行決斷(例如監(jiān)控和高級思維活動)的副作用； j) 人機接口系統(tǒng)應能充分提供所需的來自控制室外設施的信息。7.2.3.3 控制室與操作規(guī)程交互作用的評價 操作規(guī)程應與人機接口和預期的系統(tǒng)響應要求相適應，它包括控制室的全部預期的任務和功能序列。操作規(guī)程的陳述應正確、完整和一致，并易于解釋。其評價準則如下： a)能否按規(guī)定的順序執(zhí)行規(guī)程中規(guī)定的操作； b)是否有替代的有效途徑未包含在被評審的規(guī)程中； c)在規(guī)定的時間內(nèi)，能否完成規(guī)程中規(guī)定的動作； d)從所配置的儀表中，操作員能否獲得規(guī)程中所要求的必需信息； e)配置的儀表與顯示設備能否提供足夠的冗余信息，供操作員選用； f)操作員為完成任務，是否必須使用規(guī)程中未規(guī)定的信息或設備； g)控制室中顯示的系統(tǒng)工況是否與規(guī)程中描述的同一工況相一致； h)操作員能否按提供的標記、縮寫、符號和地址信息找到正確的設備； i)儀表的量程是否與規(guī)程中說明的測量數(shù)值一致； j)規(guī)程使用中是否要求操作員承擔過重的記憶負荷； k)應急操作規(guī)程是否容易與其他規(guī)程相區(qū)分(顏色、外形、位置)； l)規(guī)程與控制室的實際情況是否協(xié)調(diào)； m)控制室中是否有放置規(guī)程的適當部位，裝訂成冊的規(guī)程在打開后能否平放在規(guī)定位置上； n)裝訂成冊的規(guī)程是否太大或太重，使用是否方便。7.2.3.4 控制室與培訓大綱交互作用的評價 培訓大綱應與操作規(guī)程和人機接口的要求相符，應為操作員提供系統(tǒng)安全與可靠運行所需的技能與知識，包括處理非預期事件。其評價準則如下： a) 借助現(xiàn)有的控制與顯示裝置，能否保證系統(tǒng)和所有設備的安全與正確運行； b) 是否會由于對系統(tǒng)中的任一子系統(tǒng)或設備缺乏了解而產(chǎn)生不正確的操作； c) 對報警的響應(例如光字牌的指示)，能否采取相應的操作； d) 來自控制器和顯示器的信息是否會被誤解； e) 控制器和顯示器是否會引出錯誤的結(jié)論； f) 培訓能否彌補控制室或規(guī)程的設計缺陷。 應規(guī)定操作者所需最低限度技能(技巧熟練)的核準測試，測試結(jié)果可反饋用于修改培訓大綱。7.2.3.5 操作員與控制室內(nèi)外人員交互作用的評價 應檢驗控制室設計對完成班組集體工作和組織的需求的適合性，應特別注意工作站的組織。 涉及集體方面的評價由兩部分組成： a) 控制室操作員個人活動的組織結(jié)構(gòu)(分配給他們的任務、他們之間的配合)； b) 操作員和控制室外人員(輔助操作員、維修人員、管理人員)之間的關(guān)系，特別是運行人員與其他控制點以及位于控制室之外人員之間的通信必須方便，這是檢驗的重點； 對組織結(jié)構(gòu)方面的評價，應考慮與系統(tǒng)組織工作有關(guān)的項目，即班組組織、工作持續(xù)時間、班組輪換、培訓等。 由于實物模型、參考原型與實際工作有一定差距，因此組織結(jié)構(gòu)方面的評價應分開進行，待對實際工作情況的補充研究完成后再作評價。在一般情況下，評價工作組可對組織結(jié)構(gòu)方面的完整性和合理性(主要是對安全的考慮)作出初步評價，涉及到運行效率的進一步評價，可在試運行后，由設計方與用戶自行組織。 8 改進型設計或技術(shù)改造項目的檢驗和核準 8.1 概述8.1.1 先進型設計與改進型設計 前面第47章敘述的評價要求，主要適用于全新的先進型的控制室設計?！跋冗M”是指一個控制室與以往設計有很大不同(例如，以VDT作為顯示和控制的人機接口、以及報警顯示、操作方法、控制室人機接口、對系統(tǒng)故障綜合響應等方面)，且采用先進技術(shù)。而改進型設計與以往控制室相比，只是作了一些適當?shù)母淖儭８倪M型設計，是將有代表性的、可操作的、經(jīng)核準的數(shù)據(jù)(設計信息、操作規(guī)程、培訓材料、操作經(jīng)驗和控制室評審信息等的數(shù)據(jù))恰當?shù)貞玫皆O計的各個方面。 就現(xiàn)有控制室的技術(shù)改造而言，改造的性質(zhì)和程度將決定它是成為一個改進型的還是先進型的控制室。一般而言，改造只是作適當?shù)母淖?，應屬改進；不過，一個控制室若作廣泛的改造，例如大規(guī)模地將常規(guī)的面板儀表用VDT置換，便可產(chǎn)生一個先進型控制室。 改進型設計的檢驗與核準，可根據(jù)工程的特殊要求和情況，從本標準的要求中進行選取調(diào)整，提出準備、評審、判定的要求，并在工程項目開始時就形成適當?shù)奈募?.1.2 改進的程度 改進的程度有很大不同，從幾乎不需要檢驗與核準的現(xiàn)有設計的翻版，到需有選擇的檢驗與核準的改進型設計，到需全部檢驗與核準的先進型設計。對改進型設計，檢驗與核準主要集中在改變部分，及其與現(xiàn)有的已被驗證的設計的接口部分。 改進可以是控制室人機接口設計方面的和(或)控制室工作人員結(jié)構(gòu)方面的。8.1.3 類似判定 重復先前成功的設計，除少冒風險外還有一個節(jié)約的效果，不但可減少設計的工作量，還可減少重復檢驗與核準。 類似判定是一種論證。設計者在設計范疇內(nèi)可進行取舍，重復現(xiàn)有設計是為了節(jié)約設計的投入。論證包括檢驗和核準兩方面，因此被稱之為“類似判定”，而不是檢驗或核準。 類似判定適用于那些與原先合格的或成功地運行的系統(tǒng)(或設備)的某個參數(shù)或多個參數(shù)相同的系統(tǒng)(或設備)，而這些參數(shù)已被證明是適合的或優(yōu)于規(guī)定的性能。通過比較這些參數(shù)可判定新老系統(tǒng)(或設備)之間的差異，即性能的改變情況。這種論證可用于與原有系統(tǒng)(有成功運行經(jīng)驗)有相同設計(或相同的功能和任務分配、自動化水平、信息通道、維護程度)的新控制室系統(tǒng)。 為實施類似判定論證，有必要對原有系統(tǒng)進行一次系統(tǒng)運行評審，以表明沒有重大運行問題。8.2 功能設計的檢驗 對改進型設計并不需要進行全面的功能分析。原有設計文件應能表明設計的實用性， 類似判定論證對那些成功的設計的重復部分是適用的，然而，有必要在宏觀層次上對系統(tǒng)的基本功能、甚至對設計重復部分進行鑒定，這些功能鑒定不必包括各組成部分的功能水平， 但需包括基本的系統(tǒng)功能。對設計改進部分，有必要進行更詳細(直至各組成部分)的功能鑒定。 設計重復部分的功能分配可按類似判定論證。改變?nèi)魏稳藱C功能分配及其與其他功能的集成，均應進行檢驗，以證明它們是適合人的生理特點和認知能力的。8.3 功能設計的核準 對功能分配改變的范圍和功能重新分配的集成，應表明其功能特性和功能分配的變化是與人的生理特點和認知能力相適應的。 鑒定潛在的超負荷狀態(tài)應以典型事件結(jié)果和操作者的負荷為出發(fā)點，專家判定是依據(jù)原有設計可利用的運行資料，估計潛在的超負荷狀態(tài)，而不是詳細的正式的工作負荷分析。應以運行資料的有效程度來判定符合人機工程的程度。8.4 控制室系統(tǒng)的檢驗 整個控制室系統(tǒng)的檢驗，重點放在控制室的變化部分及其系統(tǒng)集成。 全部有關(guān)的設計應已達到規(guī)定要求(見7.1)，它體現(xiàn)為：所有規(guī)定的控制、顯示和報警系統(tǒng)均已實現(xiàn)；人機接口變化部分的特征與原設計是符合的；人的因素所產(chǎn)生的影響已予以說明和證實(例如，關(guān)于人失誤的可能性)；貫穿于新系統(tǒng)的可用的信息與原系統(tǒng)的可用的信息是相容的。8.5 控制室系統(tǒng)的核準 核準應將重點放在控制室新設計部分及其系統(tǒng)集成。應保證新設計與原設計之間交互作用的協(xié)調(diào)性。 控制室系統(tǒng)的核準，一般要有能反映控制室真實動態(tài)的演示。對改進型設計，實物模型和(或)原設計的模擬器可經(jīng)修改后用于核準工作(稍加修改的方法是節(jié)約的)。此外，原設計的操作規(guī)程和培訓材料在核準時亦可使用。 對新建的項目，人員的部分前期培訓任務，可在能執(zhí)行所有程序的控制室培訓模擬器上進行。這有利于對改進型設計的全面評價。這些活動的成效應包含在控制室設計的正式進程中。8.5.1 交互作用的審查 需審查的交互作用如7.2.1.1所述，主要包括： a) 控制室與操作員； b) 控制室與操作規(guī)程； c) 控制室與培訓大綱； d) 操作員與控制室內(nèi)外人員。 由于這些交互作用與改變部分及其系統(tǒng)集成有關(guān)，因此需對其進行審查。每項交互作用需審查的程度取決于改進的性質(zhì)和范圍。 對改進型設計，側(cè)重點應是緊急工況的操作規(guī)程和選用的正常操作規(guī)程。 改進型設計使用傳統(tǒng)的人機接口(控制和監(jiān)視)的運行特性，因而可減少核準的工作量，不過，緊急工況的操作規(guī)程因與安全有關(guān)，應全面審查。核準主