JPH01112278A - 運転操作評価方法、及び、運転操作評価装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プラン１−の運転を制御する操作盤の操作が
適正であるか否かを自動的に評価して、その結果を操作
者に告知する運転操作評価方法、及び、上記評価方法を
実施するに適した運転評価装置に関するものであって、
実機のプラントのみならず訓練用シミュレータにも適用
し得るものである。

〔従来技術〕

この種の評価技術に関しては特願昭６１−１２１１１号
公報に記載の技術が公知である。この公知技術はプラン
１−の事象推移に関する知識、及び運転操作に関する知
識を駆使し、実際に行われた操作を判定し、ヒユーマン
エラーを摘出するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の従来技術は、プラントの定常状態を仮定し、その
状態から過渡事象が推移する場合には、有効である。し
かし多重事故や、操作の失敗が重なり、複雑な事象推移
となる場合には、対応が困難となる。

以下に、具体例をとり挙げて問題点を明らかにする。

〔不具合例１〕 沸騰水型原子カプラントにおいて、通常運転時の原子炉
スクラム事故が発生した場合、運転員は事故原因究明と
、多くの対応操作及び復旧操作が必要となる。この対応
操作の一つに、「不要機器の停止Ｊとして、モータ駆動
給水ポンプ（以下、Ｍ／Ｄ−ＲＦＰと略称）の１台停止
操作、復水ポンプ（ｃｐ）の１台停止操作がある。通常
原子炉スクラムであれば、スクラムにより原子炉水位が
一旦低下後再び上昇する過程で常用給水ポンプであるタ
ービン駆動給水ポンプ（以下、Ｔ／Ｄ−ＲＦＰと略称）
２台を手動でトリップさせる。このとき、前記Ｍ／Ｄ−
ＲＦＰ２台が自動起動するが、スクラム後の原子炉給水
は、定格給水流量の２５％の能力をもつＭ／Ｄ−ＲＦＰ
の１台で十分間に合うので、１台を運転のままとし、他
の］−台を停止（待機）させる。同様に、給水ポンプの
」−流側にある復水ポンプも２台運転から１−台運転と
する。

上記のｒＭ／Ｄ−ＲＦＰＩ台停止」操作に関する運転操
作の知識は、 ■ｉ（（スクラム）＆（Ｔ／Ｄ−ＲＦ　Ｐ　トリップ）
）Ｔｈｅｎ　　（Ｍ／Ｄ−ＲＦＰＩ台停止）　　　−（
］、）となる。ところが、Ｔ／Ｄ−ＲＦＰ手動トリップ
が遅れて、原子炉水位が主タービントリップレベル（以
下Ｌ８レベルと略称）まで」二昇すると、給水ポンプは
Ｔ／Ｄ−ＲＦＰ、Ｍ／Ｄ−ＲＦＰすべて自動トリップす
る。このような事態を考慮すると、（１）式に示した知
識では不充分であるから、Ｌ（（スクラム）＆（Ｔ／Ｄ
−ＲＦＰ　トリップ）＆（Ｌ８レベル））Ｔｈｅｎ　　
（Ｍ／Ｄ−ＲＦＰＩ台停止）　　　・（２）とする。

他方、Ｌ８に至った場合には水位の回復を待ってＭ／Ｄ
−ＲＦＰを１台起動させなければならない。このことも
考慮して、次の操作知識も必要である。

■ｆ（スクラム）＆（Ｔ／Ｄ−ＲＦＰ　トリップ）＆（
Ｌ８レベル））Ｔｈｅｎ　　（Ｍ／Ｄ−ＲＦＰＩ台起動
’Ｉ　　　・（３）このように、（２）、　（３）式に
示す運転操作の知識とすることにより、柔軟性は向上す
る。しかし、原子炉スクラム以前にＭ／Ｄ−ＲＦＰの１
台が故障で自動起動しないように操作スイッチがポンプ
作動位置に操作され保持されていたと仮定すると、上記
（２）、　（３）式の知識では不十分である。このよう
に、あらゆる機器状態を考慮して、Ｉｚ条件部に組み込
むことは、工１条件部が拡大し、知識の挿入ミスや処理
時間延長を招くので好ましくない。

〔不具合例２〕 また、エエ条件部は状態変化が非可逆の事象には適して
いるが、セット／リセッ１〜．オン／オフ。

運転／停止等、排反でかつ可逆の状態が繰り返される場
合に適しておらず、このようなときには特別の処理が必
要となる。例えば、原子炉スクラムは、誤スクラム防止
という観点からＡ、８２つのチャンネルが同時に作動し
ないとスクラムしないが、これを前記事象推移知識では
、次のように表現される。

工ｆ（（Ａ系スクラム）＆（Ｂ系スクラム））Ｔｈｅｎ
　（原子炉スクラム）　　　　　　　・・・（４）ここ
で、Ａ系スクラムが発生したが、修理完了したので、リ
セット後、今度はＢ系スクラムが発生したとすると、Ｂ
系スクラム発生時点で原子炉スクラムと判定してしまう
。このような不都合を避けるにはＡ系スクラムがリセッ
トされたときに、Ｉｔ条件部の内容を更新する必要があ
るが、このような処理を行うのはプログラム処理方法が
複雑となる。

次に、操作エラーの判定は、操作開始条件がすべて成立
した場合にのみ正常操作と判断し、それ以前の操作はシ
ステム誤選択のみの判断しかしていない。このため、タ
イミング尚早の操作エラーが判定できなかった。又、正
常操作が許容されるのは、操作開始条件成立後の時間で
規定していた。

すなわち、操作開始条件成立後、所定時間を遅ぎていれ
ば、タイミング遅れとしていた。しかし、本来運転操作
は、プラント状態の推移に対応して行われるのであって
、所定の時間で規定するのは好ましいことでない。

本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、（ｉ）故
障や誤操作などの異常が重畳しても適正な対処を容易な
らしめることができ、 （ｊｊ）ヒユーマンエラーを生じたとき、詳細かつ正確
にこれを操作者に告知することができる、運転操作評価
方法、及び、上記方法の実施に好適な装置を提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、事象、所定のプロセス量変動機器状態が変
化したとき、その信号に直ちに応答する記憶手段（以下
状態テーブルと称す）を■７条件部とは別個に設けるこ
とにより、繰り返し状態が変化する場合でも柔軟に対応
できるようにする。

さらに、プラント構成機器単体の運転／停止／引保持、
増／減／、オン／オフ、セット／リセッ１−といった個
々の操作に分解して、その操作が必要となる条件を、前
記状態テーブルより判定し、実際の操作との時間的前後
関係より操作エラーを判定する。このように、従来はシ
ナリオ依存のエラー判定法であったが、操作具単位の状
態依存エラー判定法とすることにより、複合故障、複合
操作エラー等が重なった場合でも適切な操作エラーを的
確に摘出することが可能となる。

〔作用〕

機器の操作を必要とするプロセス量変化、事象推移なら
びに対象機器の動作状態等を表わすために、これらの状
態を記憶する状態テーブルを設ける。原子炉スクラム等
の重要事象の有無にかかねらずプロセス量変化や、機器
操作によっても状態テーブルは変更される。一方、機器
運転変更条件は、操作の知識として記憶された工ｉ（条
件）部に書かれた条件が成立しているか否かを状態テー
ブルを参照して判定する。このため機器状態が条件の一
つになっている場合には、当該の状態テーブルを参照す
れば良い。このように、過去の運転経過にかかわらず、
現状のプラント状態に従って、成すべき操作の知識から
機器運転変更条件の判定ができる。

また、従来のエラー判定は、特願昭６１−１２１１１号
にみられるように、関連する一連の複数操作を対象とす
るので、正常操作及び代替操作を知識として記憶してお
き、これらと実操作のトレンドとの比較照合や、実操作
結果としてのプロセス量を評価してヒユーマンエラーを
摘出していた。

このため、関連操作の操作例を数多く用意しなければな
らなかった。これに対し、本発明では関連を有する一連
の操作に対しても個々の操作単位で機器運転変更条件を
作成するので、多くの操作パターンを予め準備する必要
がなくなる。

〔実施例〕

次に、本発明に係る運転操作評価装置の１実施例を用い
て本発明の運転操作方法を実施した］例について説明す
る。

第１図は本実施例の装置のブロック図である。

２はプラントであるが、訓練シミュレータで代替するこ
とも出来る。

上記プラント２は、操作盤１からの操作により運転され
、プラント２のプロセス量、機器状態に関する信号はす
べて操作盤１に表示されている。

演算処理装置３では操作盤１からの入力信号を処理し、
記憶装置４に記憶させるほか、入力された操作信号と記
憶装置に記憶された操作に関する知識を用いて操作エラ
ーを摘出し、その結果を表示装置５に表示する。

次に、上記の演算処理装置３．記憶装置４を用いた処理
について第２図に示す処理フロー線図とともに説明する
。

■入力処理部３ａでは操作盤からのプロセス量。

警報信号、操作スイッチの接点信号２表示ランプ信号等
を入力し、事象推移、プロセス量２機器状態を表わすた
めの処理を行い、状態テーブル４ａに記憶する。この部
分は第２図に示すフローチャートの５ａ、５ｂの処理に
相当する。

■操作条件判定部３ｂでは、操作条件の知識４ｂに格納
される機器運転変更条件と、状態テーブル４ａの内容が
一致するか否かを判定する。この処理は、第２図の５０
である。

■エラー同定部３ｃでは、操作信号について、機器運転
変更条件の成否変化時刻との前後関係を判定し、操作エ
ラーを同定する。この処理は第２図の５ｄ、５ｅに相当
する。

■エラー摘出部３ｄで許容プロセス量４ｃの記憶値と実
際のプロセス量を比較し、表示装置５に操作エラーを表
示する。これは第２図のフロー線図では５ｆ、５ｇの処
理に相当する。エラー摘出部３ｄの処理は、操作した結
果が直接的にプロセス量の変化または警報に表われる場
合、重要なエラーが直ちに判明し、非常に有効であ／ｌ
’ｌ＞ る。

前記状態テーブル４ａの記憶方法について、第３図を参
照しつつ次に述べる。

ここでは多様な情報を記憶するに適した知識工学の分野
で利用されるフレーム表現を用いる。

状態テーブルは３つのフレームから構成される。

事象フレームでは、スロット部に事象の内容、ファセッ
ト部に状態名称、バリュ一部に状態を０Ｎ１０ＦＦ等で
表現する。また、プロセス量は、変化の最大、最小の幅
を主に警報レベルで分割し、ここでもフレーム形式で記
憶する。次に、機器状態は、モータ駆動給水ポンプであ
れば、運転中。

停止（待機）、停止（不待機）の状態を表わす。

従って、本処理装置の処理を起動するには、状態テーブ
ルの各位を初期化することが必要となる。

この初期化は、プラント状態に合致して記憶させること
は言うまでもない。なお、ファセットに記載された内容
は、スロット部の項目（事象、プロセス量、及び機器状
態）について総ての状態を網羅し、かつ相互に排反とな
るように定めである。

そして、バリュ一部には、その時の状態を判定し、唯一
つのＯＮが存在するようにしである。

次に、第２図に示した処理５ｄ、５ｅにおけるエラー判
定方法について、第４図を参照しつつ次に述べる。機器
運転変更操作の開始条件は■、■。

■の論理積で決まるものとし、時刻ｔｌて■が成立、１
工／で■＋　ｊ２で■がそれぞれ成立する。しかし、■
はｔ３で不成立になるとする。一方、操作タイミングが
これらの時刻のどの時点でなされたかによって、操作エ
ラーの内容が判定する。すなわち、ｔ１以前は操作開始
条件が一つも成立していないのであるから、その操作は
システムの選択を間違えた操作エラーとみなす。次に条
件が一つ以上成立すれば、操作タイミング尚早であると
判定する。ｔ２〜ｔ３間は操作開始条件が成立している
ので正常動作と判定する。ｔ３以降は、タイミング遅れ
の操作エラーとなる。また、オミッションエラーはすべ
ての条件が不成立となるも４以降で判定する。ここでは
、操作開始条件と終了条件は同一信号であるとしたが、
異なる信号であっても良い。以上の操作エラー判定処理
をＰＡＤ（プログラム　アナライシス　ダイヤグラム）
で表わすと第５図のようになる。

次に、機器運転変更開始条件が単数である場合には第６
図のように、タイミング尚早とタイミング遅れの操作エ
ラーが存在せず、システム誤選択と、オミッションエラ
ー及び正常操作の３つに分類される。一般に単一で開始
条件となるのは希である。

次に、従来技術でとり挙げた例について、操作エラー判
定の方法を以下に述べる。

まずｒＭ／Ｄ−ＲＦＰ１台停止」の操作開始条件は、第
７図に示すようにスクラム後に限定すると、次のように
なる。

（原子炉スクラム）＆　（Ｔ／Ｄ２台停止）＆　（Ｍ／
Ｄ　−ＲＦ、Ｐ　２台運転）＆（原子炉圧力≧３０ｋｇ
／ａ＆）＆　（ｌ子炉水位≧Ｌ　４．　）　　・・・（
５）このように、−膜化した条件とすることにより初期
スクラムの原因や、途中経過に依存せずに適用可能とな
る。また、第８図に示すように原子炉水位が上昇しＬ８
に至った場合を考慮して、［Ｍ／Ｄ−ＲＦＰＩ台起動」
の操作開始条件は次のようになる。

（原子炉スクラム）＆（Ｔ／Ｄ−ＲＦＰ２台停止）＆（
Ｍ／Ｄ−ＲＦＰ２台停止）＆（復水ポンプ１台以上運転
）　　＆　（ＪＪＫ子炉子方圧力０ｋｇ／ｃｎ？）＆（
原子炉水位＜Ｌ７）＆（電源正常）　　　　　　・・・
（６）すなわち、休止したポンプを起動するには、ポン
プの周囲条件が整わなければならないため「停止」時の
知識より多くの知識が必要となる。

操作開始条件に対応する状態の成立の可否を、状態テー
ブルとは別に記憶させることも可能であり、このように
すれば、操作開始条件が個々に成立／不成立を繰り返す
場合にも、 Ｉ　ｉ（Ｍ／　Ｄ　　ＲＦ　Ｐ　１台停止条件成立）Ｔ
ｈｅｎ　（Ｍ／　Ｄ　−ＲＦ　Ｐ　１台停止）というよ
うに簡明となる。

なお、上述のケースで、スクラムの条件を加えたことは
次の理由による。

（イ）通常運態ではプラント出方レベルに応じて予め定
まった手順が決められて操作するが、スクラム等の事故
時には、プラントの状態推移が急激で、状況把握と適切
な対応操作が要求されるので、大局的な判断を誤らない
ことと、通常時は起り得ない状況をも考慮した機器運転
変更条件を知識として持つ必要がある。

（ロ）スクラム発生時にこれらの知識を纏めて参照でき
るので、処理時間の知識を図ることができる。

第９図は、運転員が第７図に示すｒＭ／ＤＲＦＰ１台停
止」の開始条件に対し「タイミング尚早エラー」を犯し
た場合に対する表示の例を示している。判定結果の表示
では、操作対象、エラーのタイプ、及びエラーの判定理
由を示す。エラーの判定理由では、操作開始条件（正し
い操作の開始時期に関する知識の内容）と状態テーブル
の内容（実際のプラントの状況）とを並設することによ
り、何故「タイミング尚早エラー」と判断されたかが解
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の運転操作評価方法によれ
ば、プラントの状態（機器状態、プロセス量２重要事象
等）の経時変化を逐次取り込んだ状態テーブルと、機器
操作の開始、終了条件とを逐次比較することにより、如
何なる事象、例えば多重故障や操作失敗が重畳するよう
な複雑な事象に対しても対処できる。また、開始、終了
条件の成立可否を詳細に判定するため、操作タイミング
の微妙なずれも判定でき、ヒユーマンエラーの種類の判
定がより詳細かつ正確になる。したがって運転訓練シミ
ュレータであれば、ヒユーマンエラーの詳細な判定結果
が表示されるため運転員の教育に有効である。また実プ
ラントであれば、正しい操作タイミングが表示されるだ
けでなく、誤まった操作に対するプロテクションをかけ
る等の処置によりヒユーマンエラー低減の効果が期待で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示すブロック図、第２
図は第１図の処理の流れを示すフロー線図、第３図は第
１図に示す状態テーブルの記憶の方法を示す説明図、第
４図は操作開始条件が複数の論理積である場合のエラー
判定方法を説明する図表、第５図は第４図の処理を計算
機で処理する手順のＰＡＤ表現図、第６図は操作開始条
件が単一である場合のエラー判定方法説明図、第７図は
、Ｍ／Ｄ−ＲＦＰＩ台停止の操作開始条件を示すブロッ
ク図、第８図はＭ／Ｄ−ＲＦＰＩ台起動の操作開始条件
を表わしたブロック図、第９図は表示画面の１例を示す
模式図である。 １・・・操作盤、２・・・プラント（又はプラントシミ
ュレータ）、３・・・演算処理装置、４・・・記憶装置
、５・・・表示装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プラント用及び訓練シミュレータ用の少なくとも何
   れか一方の操作盤に演算処理装置・記憶装置・表示装置
   を設けて、操作対象である複数の機器のそれぞれに対す
   る操作の内容が適正であるか否かを評価し、該操作の適
   否を指摘・警告する方法において、 （ａ）前記操作対象機器について、該機器の操作項目を
   定めるとともに、該操作項目の操作が許容されるための
   複数の必要条件を、アンド条件の形式で予め設定して、
   これを記憶させておき、（ｂ）上記複数の必要条件のそ
   れぞれについて、当該操作が許容される時間帯を設定し
   て、これを記憶させておき、 （ｃ）前記の操作盤によつて運転操作が行われた際、そ
   の操作が行われた機器の個々について、その操作が許容
   される複数の必要条件が満たされているか否かを評価す
   るとともに、 （ｄ）上記それぞれの必要条件ごとに、その操作が許容
   時間帯内に行われたものであるか否かを評価し、 （ｅ）上記の評価結果を表示装置に表示して、操作内容
   が適正であるか否かを操作者に告知することを特徴とす
   る運転操作評価方法。 ２、（ａ）プラント用操作盤及び訓練シミュレータ用操
   作盤の少なくとも何れか一方の操作盤と、（ｂ）上記操
   作盤の出力信号、並びに、プラント又は訓練シミュレー
   タを構成している各機器のプロセス量及び機器状態を表
   わす情報を入力される演算処理装置と、（ｃ）上記演算
   処理装置に付設された記憶装置と、（ｄ）上記演算処理
   装置の演算結果に基づいて、前記各機器のそれぞれにつ
   いての操作内容の適否を表示する表示装置とを備えた運
   転操作評価装置において、 （ｅ）前記の演算処理装置は入力処理回路（３ａ）と、
   操作条件判定回路（３ｂ）と、エラー同定回路（３ｃ）
   と、エラー摘出回路（３ｄ）とを備えたものであり、 （ｆ）前記の記憶装置は状態テーブル（４ａ）と、操作
   条件の知識記憶部（４ｂ）と、許容プロセス量記憶部（
   ４ｃ）とを備えたものであり、 （ｇ）前記の入力処理回路（３ａ）は、操作盤の操作信
   号及び各機器からの情報を入力されて、事象推移・プロ
   セス量・機器状態を表わす為の処理を行うものであり、 （ｈ）前記の状態テーブル（４ａ）は、上記の事象推移
   ・プロセス量・機器状態が変化したとき、その信号に直
   ちに応答する記憶機能を備えたものであり、 （ｉ）前記の操作条件の知識記憶部（４ｂ）は、各機器
   の操作を行うべき状態・時間帯を記憶する機能を備えた
   ものであり、 （ｊ）前記の操作条件判定回路（３ｂ）は、前記の状態
   テーブル（４ａ）の内容と、前記操作条件知識記憶回路
   （４ｂ）の記憶内容とが一致するか否かを判定する機能
   を有するものであり、 （ｋ）前記のエラー同定回路（３ｃ）は、操作盤によつ
   て為された操作の信号内容について、前記操作条件知識
   記憶回路（４ｂ）が記憶している各機器の操作を行うべ
   き状態・時間帯と比較して操作エラーを同定する機能を
   有するものであり、（ｌ）前記の許容プロセス量記憶部
   （４ｃ）は、各機器のプロセス量を記憶するものであり
   、 （ｍ）前記のエラー摘出回路（３ｄ）は、上記許容プロ
   セス量記憶部（４ｃ）の記憶値と実際のプロセス量とを
   比較してエラーをピックアップして前記の表示装置に表
   示させる機能を備えたものであることを特徴とする運転
   操作評価装置。