DL575.111999T控制中心人机工程设计导则第11部分控制室的评价原则

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1、A 25备案号：67592000 中华人民共和国电力行业标准DLT 575.11-1999控制中心人机工程设计导则第11部分：控制室的评价原则Ergonomic principles for the design of control centresPart11：Principles for the evaluation of control rooms2000-02-24 发布 2000-07-01 实施中华人民共和国国家经济贸易委员会 发布控制中心人机工程设计导则总 前 言 本系列标准是根据原电力工业部1997年电力行业计划项目(技综199515号文)的安排制定的，其内容以ISOTC 15

2、9有关文件为基础，并参考和融入了其他国外标准、国家标准和新近研究成果。 现代工业的特点是高度自动化，工业控制已由局部控制、就地控制，逐步发展为以在各类控制室的集中控制为主，而系统管理也发展为在各级调度室的集中调度管理。 生产系统的安全与效率不仅取决于它自身的技术水平，而且还取决于它与人和环境的协调程度。在IEC964(=GBT 136301992)核电厂控制室的设计中明确提出，控制室的设计和评价，应包括两个方面：技术方面和人机工程方面。制定本系列标准的目的，就是要求在设计电力系统控制中心时，应充分运用人机工程学准则，结合生产、运行要求，使控制中心的布局、人机界面、环境和组织等方面能适合人的生理

3、、心理特点，实现人、机、环境间的协调和整体优化，使人能安全、健康、舒适和高效地进行工作。目前，控制中心的人一机一环境系统的协调水平，已是电力系统现代化的重要标志之一。 电力系统控制中心(包括调度中心)的功能是监视和控制发电、输电或配电网的运行。控制中心的人机工程设计要求，就是设计时应特别注意人的因素和人的特性，例如，人体尺寸、人的反应能力和限度；把人机工程准则及所需的技术方法渗透到控制中心的设计之中。强调以人为核心，使所设计的机器(包括设施)和环境条件适应于人，这既是对一些经验教训的总结，又是提高人的工作质量的需要，也是获取良好经济效益和社会效益的途径之一。 将人机工程学(人类工效学)的诸多研

4、究成果进行标准化，是将人机工程学原理应用于工程实际的重要环节。1975年国际标准化组织(ISO)专门设立了“Ergonomics”标准化技术委员会(ISOTC159)。我国于1980年成立了相应的“全国人类工效学标准化技术委员会”，开展了卓有成效的工作。该标准化技术委员会积极支持并参与了本系列标准的制定工作。 本系列标准DLT575以控制中心人机工程设计导则为总标题，包括12个子标准： DLT575.1 控制中心人机工程设计导则 第1部分：术语及定义； DLT575.2 控制中心人机工程设计导则 第2部分：视野与视区划分； DLT575.3 控制中心人机工程设计导则 第3部分：手可及范围与操作

5、区划分； DLT575.4 控制中心人机工程设计导则 第4部分：受限空间尺寸； DLT575.5 控制中心人机工程设计导则 第5部分：控制中心设计原则； DLT575.6 控制中心人机工程设计导则 第6部分：控制中心总体布局原则； DLT575.7 控制中心人机工程设计导则 第7部分：控制室的布局； DLT575.8 控制中心人机工程设计导则 第8部分：工作站的布局和尺寸； DLT575.9 控制中心人机工程设计导则 第9部分：显示器、控制器及相互作用； DLT575.10 控制中心人机工程设计导则 第10部分：环境要求原则； DLT575.11 控制中心人机工程设计导则 第11部分：控制室的

6、评价原则； DLT575.12 控制中心人机工程设计导则 第12部分：视觉显示终端(VDT)工作站。 本系列标准基本上涵盖了控制中心各个层次设计所应考虑的人机工程学的基本原则。但人机工程学是一门多学科交叉科学，涉及众多技术领域，不可能在一个系列标准中给出全部的具体参数，对各专业或专题性问题的解决，可参考列在各子标准中相应的附录“主要参考文献”。 本系列标准所给出的人机工程学基本原则，是一些通用原则，它适用于电力行业，也可用于其他行业的控制中心的设计。本系列标准基本上能满足大中型控制中心设计的需要，对于小型控制室或就地控制点，可视具体情况，简化设计步骤，选用有关内容进行设计。 本系列标准中所列的

7、原则和参数，是人机工程学研究成果的浓缩。然而，考虑到某些设计准则还比较笼统，给出的某些具体参数也是在特定条件下的测量统计值，并非是严格的数值界定， 在应用各种设计准则与参数时，必须具体考虑其相互影响和制约，不应过于强调单个原则和单个参数，而应全面理解；再者，人机工程学准则在电力系统控制中心设计中的应用，是对现有技术设计的一种补充，可根据实际情况综合协调，以取得系统整体的优化。 鉴此，本系列标准在名称中加入了“导则”二字，即控制中心人机工程设计导则，并作为推荐性标准提供使用。 本系列标准由原中华人民共和国电力工业部提出。 本系列标准由国家电力公司电力自动化研究院归口。 本系列标准由国家电力公司电

8、力自动化研究院负责起草，中国标准化与信息分类编码研究所、国家电力公司劳动保护科学研究所、国家电力公司苏州热工研究所、南京铁道医学院、南京航空航天大学参加了编写。 本系列标准由国家电力公司电力自动化研究院负责解释。目 录控制中心人机工程设计导则 总前言DLT575.111999 控制中心人机工程设计导则前 言 本标准系参考国内外人机工程标准化研究成果(见附录B)中有关控制室人机特性评价的内容编制而成。 本系列标准DLT 575以控制中心人机工程设计导则为总标题，包括12个子标准： DLT 575.1 控制中心人机工程设计导则 第1部分：术语及定义； DLT 575.2 控制中心人机工程设计导则

9、第2部分：视野与视区划分； DLT 575.3 控制中心人机工程设计导则 第3部分：手可及范围与操作区划分； DLT 575.4 控制中心人机工程设计导则 第4部分：受限空间尺寸； DLT 575.5 控制中心人机工程设计导则 第5部分：控制中心设计原则； DLT 575.6 控制中心人机工程设计导则 第6部分：控制中心总体布局原则； DLT 575.7 控制中心人机工程设计导则 第7部分：控制室的布局； DLT 575.8 控制中心人机工程设计导则 第8部分：工作站的布局和尺寸； DLT 575.9 控制中心人机工程设计导则 第9部分：显示器、控制器及相互作用； DLT 575.10 控制中

10、心人机工程设计导则 第10部分：环境要求原则； DLT 575.11 控制中心人机工程设计导则 第11部分：控制室的评价原则； DLT 575.12 控制中心人机工程设计导则 第12部分：视觉显示终端(VDT)工作站。 本标准的附录A、附录B均是提示的附录。 本标准由原中华人民共和国电力工业部提出。 本标准由国家电力公司电力自动化研究院归口。 本标准主要起草单位：国家电力公司电力自动化研究院、南京铁道医学院、中国标准化与信息分类编码研究所。 本标准主要起草人：童时中、符文琛、马长山、张锦华、滑东红、刘伟。目 次前言1 范围2 引用标准3 定义4 设计过程及人机特性评价5 评价的一般工作程序6

11、功能设计的评价7 控制室系统的评价8 改进型设计或技术改造项目的检验和核准附录A(提示的附录) 控制室人机特性评价方法及其选用附录B(提示的附录) 主要参考文献中华人民共和国电力行业标准DLT 575.111999控制中心人机工程设计导则第11部分：控制室的评价原则Ergonomic principles for the design of control centresPart11:Principles for the evaluation of control rooms中华人民共和国国家经济贸易委员会2000-02-24批准 2000-07-01实施1 范围 本标准规定了各类控制室(调度

12、室)的人机特性评价原则，包括评价工作程序、功能分配和控制室系统的检验与核准，以及改进型设计和现有控制室技术改造的类似判定及其评价方法等。 本标准适用于各类控制室(或调度室)的人机特性评价。 本标准适用于新设计的控制室；也适用于改进型设计的控制室；还可用于对现有控制室的评价，以便为控制室的技术改造提供依据。2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 DLT 575.1 -1999 控制中心人机工程设计导则 第1部分：术语及定义 DLT 575.5 -1999 控

13、制中心人机工程设计导则 第5 部分：控制中心设计原则3 定义 本标准采用的定义见DLT 575.1-1999。4 设计过程及人机特性评价4.1 控制室人机工程设计过程 根据DLT 575.5-1999，控制室的人机工程设计过程可分为11个步骤、5个阶段。4.1.1 第一阶段阐明问题 步骤1：阐明目的和基本要求。4.1.2 第二阶段功能设计 步骤2：功能分析和描述。 步骤3：任务分析。 步骤4：人机功能分配。 步骤5：作业设计。 步骤6：功能设计的评价。4.1.3 第三阶段概念设计 步骤7：控制中心(控制室系统)的概念设计。 步骤8：概念设计的评价。4.1.4 第四阶段详细设计 步骤9：详细设计

14、，包括如下： 步骤9A：控制中心的总体布局； 步骤9B：控制室的布局； 步骤9C：工作站布局和尺寸； 步骤9D：显示器和控制器的设计； 步骤9E：环境设计； 步骤9F：运行和管理的要求。 步骤10：详细设计的评价。4.1.5 第五阶段运行反馈 步骤11：运行经验的收集和积累。4.2 控制室人机特性评价要点 控制室设计的评价包括二个方面：技术方面和人机工程方面。控制室的人机特性评价与技术方面评价同时进行(同一个评价工作组)。本标准主要针对人机特性评价。4.2.1 检验和核准 评价是检验和核准相结合的过程。核准应在检验后进行，检验结果是核准的重要依据。 a) 检验：检验是对照人机工程准则、操作和功

15、能要求，对控制室系统的组成要素(如显示器、控制器、其他设施等)进行一系列分析检查的过程。 b) 核准：核准是指对检验结果进行评审，确定系统的各要素是否符合系统的功能、性能和接口的要求，进而分析设计是否有利于运行人员最大限度地发挥其能力，并最后对评价对象认可的过程。核准可以有通过、不通过、或修改设计后通过三种结果。4.2.2 人机特性评价工作基本点 控制室人机特性评价的内容很多，在进行评价时应抓住其基本点： a) 控制室人机系统最终都会影响电力系统的运行，因而在对控制室系统进行评价和修改时，重点应放在最容易影响电力系统运行状态的系统特性上； b) 评价控制室人机系统时，应着重评价这些系统的安全效

16、果，其结果可以是定性的，也可以是定量的，最后要确定被评价系统对电力系统安全的影响； c) 对人机系统运行的可靠性进行评价，有些方法中可以给出定量结果，但目前对人机系统安全效果的评价方法，主要是相对排列被评价系统的次序或进行定性评价。所谓排序，指评价中可能会发现系统设计在人机特性方面有缺陷，但它们对系统安全的影响程度有差异，可以采用不同的方法确定这些缺陷影响的相对重要程度，并进行排序。4.2.3 人机特性评价的基本要求 对人机系统进行评价，应明确三个方面的要求：一致性、可理解性和有效性。这也是评价工作的次序。4.2.3.1 一致性 操作员对整个系统的所有运行目标，都应能识别其显示内容、施加控制作

17、用和使用所提供的设备。此时，给操作员的信息显示和预期从操作员得到的响应，应考虑与人的接受和付出能力及其限度相一致。4.2.3.2 可理解性 人机系统对话的结构、格式和内容，对信息的交流应是有意义的。系统显示的信息应容易理解，操作员对系统施加控制操作应能得到系统预期的响应。4.2.3.3 有效性 人机接口应能够以某种方式帮助运行人员提高操作效能。操作效能的提高可以使复杂的任务简化，也可以使运行人员易于完成某些难以完成的任务。4.2.4 人机特性评价内容 DLT 575.111999a) 功能分析； b) 人机功能分配； c) 任务分析； d) 作业分析； e) 控制中心的布局； f) 控制室的布

18、局； g) 工作站的布局与尺寸； h) 控制和显示系统的设计和布局(包括报警系统)； i) 视觉显示终端工作站； j) 通信系统； k) 环境与防护； l) 人员配备与组织结构； m) 操作规程与培训大纲； n) 软件与显示格式。4.2.5 评价时机的选定4.2.5.1 主要评价阶段 根据4.1，在功能设计、概念设计和详细设计之后，均有一个评价的程序。在一般情况下， 功能设计与概念设计阶段的评价可合并进行，即仅对概念设计和详细设计进行评价。 a) 概念设计的评价：对概念设计评价的目的是，审查控制室系统的设计是否完整和适当， 并选取最佳的设计方案。概念设计方案被核准后，方可进行详细设计。 b)

19、详细设计的评价：对详细设计的最终评价，一般是在工程项目完工，并试运行一段时间之后进行。4.2.5.2 设计过程中的评价 设计过程中的评价，是指为保证设计质量，由工程设计部门内部所进行的评价。设计过程中的评价应考虑下述几点： a) 评价应是一个连续过程，它贯穿于整个工程的设计和建造之中，即对4.1所述的每个设计步骤的结果，均应以适当的方式进行评价，评价的结果可作为修改设计的依据，以保证系统各个环节设计的正确性。设计过程中的评价应视具体情况反复进行，并与设计过程融合在一起。 b) 日常的评价工作可在一定范围内进行(一个设计组内或若干设计组联合)，并可邀请某些专家参加。 c) 设计过程中的评价重点是

20、，对功能分配的评价和对详细设计技术文件的评价： 1) 功能设计的评价：正确的功能分配是控制室功能设计的主要目标，它可以使操作员和系统能最大限度地发挥其能力，并且它是下一步控制室系统整体设计的基本依据。功能设计的评价应吸收相关专家和用户参加，力求评价具有较大的客观性。 2) 详细设计技术文件的评价：其目标是在建造过程开始之前，检查技术要求的正确性， 评价可以分别进行。由于工程项目的不同部分之间的进度不同，检验与核准过程可以延续一段时间。4.2.6 适用的评价程序及内容 本标准给出的评价程序和评价内容，适合于规模大而复杂的控制室(例如：网、省级调度控制室，大型电厂、核电厂的中央控制室)。对于其他不

21、同类型的控制室，可根据实际情况进行取舍。 评价的繁简与规模取决于被评价对象及其工作量、所需时间和预期从评价结果得出的结论。 对一些次要的、小型的、辅助的控制室的评价和对改进型设计的评价，允许对评价内容与程序进行合并和简化。5 评价的一般工作程序 检验和核准的工作程序应包括准备、评审和判定三个阶段。5.1 准备阶段 准备应包括审定原始文件，制定评价准则，组建评价工作组和拟定评价计划。对于文件的完整性和评价工作组的独立性应予以特别注意。5.1.1 制定评价准则 制定评价准则是为评价和判定提供依据。5.1.2 审定原始文件 设计部门应向评价工作组提供全部可用的原始文件(同时评价工作组应主动收集有关文

22、件)，并由评价工作组进行审定。5.1.3 组建评价工作组5.1.3.1 工作组成员应与从事初始功能分配或控制室系统总体设计的设计者无关，但无需阻止同这些设计者的联系；相反，他们可以参与讨论和说明设计构想。5.1.3.2 工作组成员应包括相关学科的专家 a) 专业(例如电力)工程； b) 建筑设计与土木工程； c) 系统工程； d) 仪表控制系统； e) 信息与计算机系统； f) 人机工程； g) 运行经验与培训。5.1.3.3 为保证有效的工作，工作组成员不宜多。若问题涉及评价工作组没有包括的技术范畴时，应向工作组以外的专家咨询。5.1.3.4 工作组应根据所提供的原始文件和规定的测试结果完成

23、评审。除工作组成员外，操作员应参与试验和讨论。评价工作组应根据需要，对操作员的参与及其方式进行选择： a) 在早期设计阶段，例如对人机功能分配、作业分析及实物大模型的评价，可请操作员参与； b) 在详细设计评价阶段，操作员的参与是不可缺少的，但不宜吸收前一阶段已参与过评价工作的操作员，因为他们已经以一种或多种方式参与了先前的设计步骤。5.1.3.5 工作组需要工程负责方的支持，以及管理方面的协调和协助，工程负责方亦应对评价进度表负责。5.1.4 确定评价工作组的工作场所和设备 应给评价工作组和临时参加讨论的人员和专家提供合适的办公室、会议室和其他必要设施。5.1.5 拟定评价计划 制定评价工作

24、组活动的详细进度表，应特别注意各项任务间的依从关系及完成每项任务所需时间，列入表内的任务应保持连续性，从准备阶段直至完成设计评审报告均应列入进度表。应给评价工作组的成员分配独立的任务，并最后纳入整个评价过程。5.2 评审阶段 评审应是系统的，它的工作程序应按便于追溯的方式形成文件。在评审阶段，应有操作员参与测试和讨论。5.2.1 确定评审的方式和方法 根据评价内容和评价准则，确定相应的检验和核准的工具与手段，并按7.2.1.3和附录A选择适当的评价方法。还可采用问卷形式对操作员进行调查。5.2.2 评审过程 按评价准则和相关原始文件，采用5.2.1所确定的工具和方法，进行验证和测试。对计划中的

25、每项测试，应规定量化的验收准则。5.2.3 拟定报告文件5.2.3.1 记录评审过程中所获得的各类信息，同时列出评价准则的各项要求， 如两者有不符之处，应评估这些差异对人机系统性能的潜在影响及其严重程度。报告文件宜使用标准的格式。所制定的表格将用于建立资料管理系统。5.2.3.2 所需表格类型 a) 控制室(各组成部分)或设计特点的记录检查表； b) 不符合人机工程原则记录表(鉴定其缺陷和描述其性质，以供改进需要)； c) 记录控制室各组成部分清单； d) 专门测量表格； e) 控制方式的记录表格； f) 操作员问卷表或调查表； g) 记录操作员对专项试验响应(如使用模拟器)的表格； h) 包

26、括核查方法或附有短评(保证追踪质量)的表格。5.2.3.3 将评审资料(如任务分析资料、控制室清单和调查结果)输入数据库， 使用计算机进行辅助分析和管理。5.3 判定阶段5.3.1 在评审中鉴别出来的不符合人机工程准则之处，必须分别地作出评价， 并反复予以修正，直至实际功能满足全部评价准则。如果在检验或核准中发现了任何不适当之处，则应进行设计的修改(包括功能的重新分配)或评价准则的修改。5.3.2 如有下列情况，应对相关部分重新进行判定和核准： a) 选择了替换的设计； b) 改进功能要求或功能分配； c) 改进设计； d) 修订操作规程； e) 改进培训。5.3.3 如果发现了重大缺陷，判定

27、工作应细致地进行并作记录，使得那些在先前的评价中已认为是适当的设计概念不致受到有害的影响。6 功能设计的评价6.1 功能设计的检验 检验的目的是，验证系统运行和安全所必需的所有功能，验证控制室概念设计的完整性。6.1.1 工作程序 检验的工作程序应包括准备、评审和判定三个阶段，见第5章。 审定的原始文件包括： a) 合同要求和主管部门要求； b) 系统描述； c) 系统技术条件； d) 任务分析文件； e) 功能分配文件(包括人机功能分配、远距离和就地手动控制功能分配)； f) 控制中心总体布局简图； g) 控制室布局简图； h) 工作站布局简图； i) 面板布局简图； j) 软件说明； k)

28、 有关规范、标准和公认惯例； l) 先前的类似控制室的设计经验(包括使用者的意见)和反馈资料(有用的)； m) 先前设计的重大(或偶然)事件和事故分析报告(有用的)； n) 事故树、失效模型和影响分析(有用的)； o) 安全分析报告。6.1.2 检验的基本评价准则 检验概念设计的所有有关要求。检验和修改(纠正错误或重新分配)必须反复进行，直至所有准则得到满足。这些要求包括： a) 系统运行目标和安全目标所需的全部功能要求； b) 所拟定的功能分配应符合常规的分配准则； c) 每项功能的全部要求(例如：时间限制、精度)； d) 当较高级的功能目标体现在较低级功能之中时，在所有运行方式下应无冲突；

29、 e) 保养、维修原则； f) 实用性和可靠性要求； g) 行之有效的轮班作业； h) 先前设计的经验反馈； i) 操作和显示接口原则； j) 来自其他标准、规则、导则的人机工程要求； k) 工作站布置应适合控制室人员完成任务。根据功能分析提出的要求，对照操作规程、显示器、控制器及其他设备的设计。6.2 功能设计的核准 控制室功能分配是否适当应予核准，以证明系统能完成所有功能目标。包括在专项自动化功能出现故障时，可手控取代；分析层次体系随时间变化的特性，以保证功能分配适当。6.2.1 工作程序 a) 核准工作程序应包括准备、评审和判定三个阶段，见第5章。 b) 核准基本上是以提供的原始文件为基

30、础进行；对孤立的问题，也可辅以由操作员执行的试验。 c) 应制定事件选择准则，以便保证所选事件具有代表性。选出了有代表性的事件之后，确定每个事件所要求的功能，并按时间顺序予以综合。为评价分配给人的功能，应考虑多重故障所产生的事件。6.2.2 核准的基本准则 应按所有正常运行和有代表性的事件，评价各项功能的实施。核准的基本准则包括： a) 控制室工作人员承担的功能目标的数目和工作负担，应不超过其能力； b) 给控制室工作人员和就地操作员分配的功能要适当，尤其应要求他们能够独立执行紧急的或对系统安全与可用性有关的重要任务； c) 自动化水平(包括控制、保护、联锁、显示、记录、数据管理、通信、以及不

31、同的运行方式与方式的转换)必须依据人的能力限度来选择，例如，人没有能力控制很快的、很慢的或很复杂的过程；并受记忆力限制，在不可接近或距离较远的情况下，应检验远距离操作的可能性等； d) 对于每个子过程及其相互作用、运行状态和状态的转换，其运行速度和(或)精度方面的功能要求，若人难以满足，则必须选择自动控制的方法； e) 应提供足够的仪表和控制设备，以便操作员安全地处理那些自动功能不可能解决的突发事件。7 控制室系统的评价 在整个控制室系统的概念设计完成之后，应检验与核准其设计是否合理。 检验时应对照控制室系统的功能要求、设计要求和准则。 控制室系统的核准是评价控制室、操作员、操作规程和培训大纲

32、之间的交互作用，以便保障系统的安全与可靠运行。 本章规定既可用于控制室系统概念设计阶段的评价(4.1之步骤8)，也可用于控制室系统详细设计并建成后的最终评价(4.1之步骤10)。不同阶段的评审在内容取舍上可以有所区别。7.1 控制室系统的检验7.1.1 工作程序 检验的工作程序应包括准备、评审和判定三个阶段。 审定的原始文件包括： a) 所有人机接口布局及附图(包括面板布置图、工作站图等)； b) 报警处理规则和清单； c) 手动控制原理； d) 显示格式和程序清单(草案)； e) 操作规程(草案)(包括紧急情况处理和操作)； f) 培训大纲(草案)； g) 控制室的环境条件； h) 控制室初

33、步评价(当需要时)； i) 控制室系统总体设计评审报告； j) 控制室使用的缩写词汇表及人机接口惯用代码； k) 计算机处理技术要求(报警处理、软件程序、显示)； l) 人员配备与组织管理说明。7.1.2 控制室系统检验的基本准则 控制室系统应正确地贯彻所有的功能要求和其他技术要求。 当正式制定检验准则时，应使用两种主要的资料来源：控制室的功能要求和控制室设计时应用的规则与准则。根据这两个资料来源所制定的检验准则，应包括技术方面和人机工程方面。7.1.2.1 控制室设计应满足下列基本准则 a) 人机接口的功能技术要求应满足设计准则和有关的管理条例、标准与导则，应正确地贯彻在控制、显示和其他控制

34、室设备与设施的设计之中； b) 培训大纲应正确地体现操作规程，使操作员能获得对人机接口的功能和操作规程的正确了解。7.1.2.2 具体的检验准则举例： a) 在控制室内提供的仪表与显示设备应表达有关的过程参数； b) 控制与显示设备应按一致的和有序的模式排列； c) 出现故障时应易于识别有故障的仪表和显示器； d) 观察显示器的视线应无阻挡，控制器应易于接近，其通道不受阻碍； e) 应提供适当的温度、湿度和通风控制设备； f) 相关的显示器能为控制器提供反馈信息。7.2 控制室系统的核准 在控制室系统的详细设计前和设计过程中，控制室系统都应进行核准，以保证其能达到期望的性能，要特别注意控制室系

35、统随时间变化的动态性能。 控制室系统核准的目标是：评价控制室系统各部分之间的交互作用，确定系统能否按其要求的方式安全与可靠地运行。 在核准过程中，应注意对管理方面的评价，例如轮班作业、工作组织、人员培训、技能提高和操作规程改进等。7.2.1 核准的范围与方式7.2.1.1 核准的范围 核准的范围限于四种可能的交互作用： a) 控制室与操作员； b) 控制室与操作规程； c) 控制室与培训大纲； d) 操作员与控制室内外其他人员。7.2.1.2 核准大纲 核准大纲是一份文件，它描述适合于核准方法所选择的运行工况。它应真实地反映系统的情况，包括正常运行、多重故障事件加上干扰的混合工况，以及应急工况

36、。大纲必须描述初始条件，系统响应的正确顺序和可应用的征兆。应给出系统运行预期的发展途径，以便编写核准用的评价准则。 为了尽量减少设计缺陷，核准大纲还应包括调试、试验的要点。7.2.1.3 核准方式的选择 控制室系统的核准方式有： a) “圆桌”法：包括对所提交的核准大纲，按其程序的步骤，逐步进行深入的讨论，其实质是通过对技术要求的分析，由专家作出判断； b) 排演法：按照核准大纲，由操作员为评价组进行各个程序的操作表演，而不实现真实的控制功能，排演宜准备一个模型，最简单的模型是一个房间，在房间的墙上悬挂控制屏的图纸； c) 模拟器法：在核准大纲指导下，由操作员在评价工作组面前，在模拟器上执行真

37、实的控制功能； d) 试运行(现场投运)。 四种评价方式优缺点比较如表1所示。具体的评价方法的选用可参考附录A。表1 四种核准方式优缺点比较核准方式优 点缺 点“圆桌”法出结果快、投资少周密性与适当性不足排演法对特殊功能可获得可靠结果功能间交互作用不足模拟器法可动态集成各项功能难于实现(尤其是全范围实时模拟)，出结果慢试运行可分析全范围真实情况在设计最后阶段，修改设计困难 在实际应用中，这些核准方法可以按核准范围进行不同组合。例如，用“圆桌”法和排演法核准时，对于包含有随时间变化的参数的情况，可以用专项功能模拟器或局部功能模拟器来演示。 核准方式的繁简，随控制室的规模与复杂程度而定。7.2.2

38、 工作程序7.2.2.1 核准的工作程序应包括准备、评审和判定三个阶段，详见第5章。在此阶段中，运行经验将特别重要。 为了便于多重评价，应设置多重的性能测量。相互有关的性能测量，应检查定性方法与定量方法两者的一致性，以便确认评价的结果。 在估价各种环境因素的影响时，应考虑单个因素和多种因素的综合影响。 评价的准则应与所有相关的管理条例、标准和导则等一致。 在任何情况下，如果控制室系统作了修改，则核准工作应重新进行。7.2.2.2 评价工作组所需设施可以包括实物模型和(或)模拟器，准备中应提出这些设施的详细技术要求，包括： a) 试验范畴的代表性； b) 结构逼真程度(从简介、草图到实物模型和参

39、照原型)； c) 功能逼真程度，包括信息内容(如使用随机数据、简单数据和完整数据、精确数据)和动态过程(从静态到动态实时)。7.2.3 控制室系统的核准准则 为了评价人机接口与控制室其他组成部分(控制室人员配备、操作规程和培训大纲)之间、以及人机接口自身的交互作用，需制定相应准则。7.2.3.1 一般评价准则的制定 评价应涉及下列具体目标： a) 确定控制室所提供的系统状态信息、控制手段、反馈和必要的辅助装置，是否能使操作员在正常(包括关闭状态)、异常或紧急情况下有效实现其功能和任务； b) 鉴定现有的控制室仪表、控制器、显示器、其他设备和物质，其配置特点是否会因操作员操作而损坏。7.2.3.

40、2 控制室与操作员交互作用的评价7.2.3.2.1 一般评价准则 a) 分配给控制室工作人员和自动装置的各项功能，其组成的功能顺序应具有一致性和完整性。 b) 在功能要求中所提出的操作原则应统一用于所有的控制功能，以使操作特性相似的各子系统，可进行相同的操作。 c) 分配给控制室工作人员的任务，应在人的能力限度之内。要求过快、过慢或复杂的控制及信息处理任务，不应分配给操作员。 d) 考虑到人的个体差异，与操作员能力限度有关的因素宜留有足够的裕度(例如时间限制) 。 e) 在视觉、听觉、触觉和振动等方面，对操作员敏感能力的要求，应在规定的限度之内。 f) 对操作员在操作中的位移、伸展、操作、体力

41、和耐力等方面的活动能力的要求，应在人的体能耐受限度之内。 g) 操作的思维处理负荷应在他们的能力变化限度内。在信息处理、感觉、信息记忆的持久力(短时和长时)和记忆的容量等方面，由于警觉与疲劳程度不同，其能力亦随之变化。 h) 工作于异常的温度、湿度和压力，异常的照明(照度、对比度、眩光等)，控制室内异常的噪声和声学特性，有毒和辐射等不利的环境中，操作员的工作负荷应在他们的工作能力之内。 i) 分配给操作员的任务应适当，工作负荷不超出操作员的能力限度。 j) 在各种运行状态及其变化过程中，操作员执行其任务所需的全部信息应容易接收到，并应提供所需的控制设备。在手动控制情况下，向操作员充分提供系统的

42、反馈信息。 k) 如使用屏幕显示，信息应易于检索。同一时刻所需的不同变量的信息，只要可能，宜同时显示在同一个屏幕显示器上。为获得稳定而清晰的图像，显示系统宜具有足够的显示面积和分辨率。键盘和其他操作设备应使信息系统简单而可靠地操作。显示格式应符合公认的标准。显示的信息应清晰易懂。 l) 呈现信息的模式(例如引进计算机和显示屏的控制室)所引起的某些问题，特别是与操作员视觉能力有关的问题(视觉疲劳、阅读能力、对比效应、反射效应)，应对其进行评价。 m) 核准应包括对改善操作员认知特性的评价，应通过适当的试验，评价操作员认知特性的改善。操作员的认知活动可分为： 1)发觉和观察系统状态变化； 2)对变

43、化作出诊断并考虑纠正措施； 3)选择和执行控制动作(可根据操作规程)。 n) 核准应包括工作站布置和环境的评价，即设置的场所、安装的通话设备及环境特征(温度、噪声、照明)，应使操作员能舒适和有效地工作。 o) 对人机接口的评价，一方面应验证对话和信息表达模式(就其内在逻辑、选择的交互作用方式和效能来说)彼此之间是相关的和协调的；另一方面应验证工作站所具备的可用信息和操作方法是适当的和有效的。 p) 控制室人员配备应与安全和可靠运行的要求一致，并与操作规程和培训大纲相适应。7.2.3.2.2 具体的评价准则举例 a) 作为提示信号用的报警系统(例如光字牌)、仪表或显示器，能否足以提醒操作员执行所

44、需的操作； b) 控制器是否便于接近，显示器是否易于读取； c) 仪表和控制器的标志牌是否足够清晰、易辨，以使操作员不借助其他文件便能找到所需要的屏和控制器； d) 提供的指示能否给出满意的信息，能否让操作员确定某个工序已经完成或某个工况已实现； e) 若主要的提示信息、控制器和指示器不可用时，为完成规定工序，是否还有其他途径； f) 当操作员采取某项操作以期待某个过程参数达到某个数值时，能否从相应的测量仪表清晰地读出该数值； g) 按刻度和时间分辨能力，全部仪表的刻度与量程是否适合所要求的读数精度； h) 评价计算机化的控制室应考虑工作站使用方面的问题，包括操作员获取信息和传递指令的手段；

45、i) 对操作员支持系统，应验证其是否能提高操作员的工作效能，而且不会产生可能干扰操作员进行决断(例如监控和高级思维活动)的副作用； j) 人机接口系统应能充分提供所需的来自控制室外设施的信息。7.2.3.3 控制室与操作规程交互作用的评价 操作规程应与人机接口和预期的系统响应要求相适应，它包括控制室的全部预期的任务和功能序列。操作规程的陈述应正确、完整和一致，并易于解释。其评价准则如下： a)能否按规定的顺序执行规程中规定的操作； b)是否有替代的有效途径未包含在被评审的规程中； c)在规定的时间内，能否完成规程中规定的动作； d)从所配置的仪表中，操作员能否获得规程中所要求的必需信息； e)

46、配置的仪表与显示设备能否提供足够的冗余信息，供操作员选用； f)操作员为完成任务，是否必须使用规程中未规定的信息或设备； g)控制室中显示的系统工况是否与规程中描述的同一工况相一致； h)操作员能否按提供的标记、缩写、符号和地址信息找到正确的设备； i)仪表的量程是否与规程中说明的测量数值一致； j)规程使用中是否要求操作员承担过重的记忆负荷； k)应急操作规程是否容易与其他规程相区分(颜色、外形、位置)； l)规程与控制室的实际情况是否协调； m)控制室中是否有放置规程的适当部位，装订成册的规程在打开后能否平放在规定位置上； n)装订成册的规程是否太大或太重，使用是否方便。7.2.3.4 控

47、制室与培训大纲交互作用的评价 培训大纲应与操作规程和人机接口的要求相符，应为操作员提供系统安全与可靠运行所需的技能与知识，包括处理非预期事件。其评价准则如下： a) 借助现有的控制与显示装置，能否保证系统和所有设备的安全与正确运行； b) 是否会由于对系统中的任一子系统或设备缺乏了解而产生不正确的操作； c) 对报警的响应(例如光字牌的指示)，能否采取相应的操作； d) 来自控制器和显示器的信息是否会被误解； e) 控制器和显示器是否会引出错误的结论； f) 培训能否弥补控制室或规程的设计缺陷。 应规定操作者所需最低限度技能(技巧熟练)的核准测试，测试结果可反馈用于修改培训大纲。7.2.3.5

48、 操作员与控制室内外人员交互作用的评价 应检验控制室设计对完成班组集体工作和组织的需求的适合性，应特别注意工作站的组织。 涉及集体方面的评价由两部分组成： a) 控制室操作员个人活动的组织结构(分配给他们的任务、他们之间的配合)； b) 操作员和控制室外人员(辅助操作员、维修人员、管理人员)之间的关系，特别是运行人员与其他控制点以及位于控制室之外人员之间的通信必须方便，这是检验的重点； 对组织结构方面的评价，应考虑与系统组织工作有关的项目，即班组组织、工作持续时间、班组轮换、培训等。 由于实物模型、参考原型与实际工作有一定差距，因此组织结构方面的评价应分开进行，待对实际工作情况的补充研究完成后

49、再作评价。在一般情况下，评价工作组可对组织结构方面的完整性和合理性(主要是对安全的考虑)作出初步评价，涉及到运行效率的进一步评价，可在试运行后，由设计方与用户自行组织。8 改进型设计或技术改造项目的检验和核准8.1 概述8.1.1 先进型设计与改进型设计 前面第47章叙述的评价要求，主要适用于全新的先进型的控制室设计。“先进”是指一个控制室与以往设计有很大不同(例如，以VDT作为显示和控制的人机接口、以及报警显示、操作方法、控制室人机接口、对系统故障综合响应等方面)，且采用先进技术。而改进型设计与以往控制室相比，只是作了一些适当的改变。改进型设计，是将有代表性的、可操作的、经核准的数据(设计信

50、息、操作规程、培训材料、操作经验和控制室评审信息等的数据)恰当地应用到设计的各个方面。 就现有控制室的技术改造而言，改造的性质和程度将决定它是成为一个改进型的还是先进型的控制室。一般而言，改造只是作适当的改变，应属改进；不过，一个控制室若作广泛的改造，例如大规模地将常规的面板仪表用VDT置换，便可产生一个先进型控制室。 改进型设计的检验与核准，可根据工程的特殊要求和情况，从本标准的要求中进行选取调整，提出准备、评审、判定的要求，并在工程项目开始时就形成适当的文件。8.1.2 改进的程度 改进的程度有很大不同，从几乎不需要检验与核准的现有设计的翻版，到需有选择的检验与核准的改进型设计，到需全部检

51、验与核准的先进型设计。对改进型设计，检验与核准主要集中在改变部分，及其与现有的已被验证的设计的接口部分。 改进可以是控制室人机接口设计方面的和(或)控制室工作人员结构方面的。8.1.3 类似判定 重复先前成功的设计，除少冒风险外还有一个节约的效果，不但可减少设计的工作量，还可减少重复检验与核准。 类似判定是一种论证。设计者在设计范畴内可进行取舍，重复现有设计是为了节约设计的投入。论证包括检验和核准两方面，因此被称之为“类似判定”，而不是检验或核准。 类似判定适用于那些与原先合格的或成功地运行的系统(或设备)的某个参数或多个参数相同的系统(或设备)，而这些参数已被证明是适合的或优于规定的性能。通

52、过比较这些参数可判定新老系统(或设备)之间的差异，即性能的改变情况。这种论证可用于与原有系统(有成功运行经验)有相同设计(或相同的功能和任务分配、自动化水平、信息通道、维护程度)的新控制室系统。 为实施类似判定论证，有必要对原有系统进行一次系统运行评审，以表明没有重大运行问题。8.2 功能设计的检验 对改进型设计并不需要进行全面的功能分析。原有设计文件应能表明设计的实用性， 类似判定论证对那些成功的设计的重复部分是适用的，然而，有必要在宏观层次上对系统的基本功能、甚至对设计重复部分进行鉴定，这些功能鉴定不必包括各组成部分的功能水平， 但需包括基本的系统功能。对设计改进部分，有必要进行更详细(直

53、至各组成部分)的功能鉴定。 设计重复部分的功能分配可按类似判定论证。改变任何人机功能分配及其与其他功能的集成，均应进行检验，以证明它们是适合人的生理特点和认知能力的。8.3 功能设计的核准 对功能分配改变的范围和功能重新分配的集成，应表明其功能特性和功能分配的变化是与人的生理特点和认知能力相适应的。 鉴定潜在的超负荷状态应以典型事件结果和操作者的负荷为出发点，专家判定是依据原有设计可利用的运行资料，估计潜在的超负荷状态，而不是详细的正式的工作负荷分析。应以运行资料的有效程度来判定符合人机工程的程度。8.4 控制室系统的检验 整个控制室系统的检验，重点放在控制室的变化部分及其系统集成。 全部有关

54、的设计应已达到规定要求(见7.1)，它体现为：所有规定的控制、显示和报警系统均已实现；人机接口变化部分的特征与原设计是符合的；人的因素所产生的影响已予以说明和证实(例如，关于人失误的可能性)；贯穿于新系统的可用的信息与原系统的可用的信息是相容的。8.5 控制室系统的核准 核准应将重点放在控制室新设计部分及其系统集成。应保证新设计与原设计之间交互作用的协调性。 控制室系统的核准，一般要有能反映控制室真实动态的演示。对改进型设计，实物模型和(或)原设计的模拟器可经修改后用于核准工作(稍加修改的方法是节约的)。此外，原设计的操作规程和培训材料在核准时亦可使用。 对新建的项目，人员的部分前期培训任务，

55、可在能执行所有程序的控制室培训模拟器上进行。这有利于对改进型设计的全面评价。这些活动的成效应包含在控制室设计的正式进程中。8.5.1 交互作用的审查 需审查的交互作用如7.2.1.1所述，主要包括： a) 控制室与操作员； b) 控制室与操作规程； c) 控制室与培训大纲； d) 操作员与控制室内外人员。 由于这些交互作用与改变部分及其系统集成有关，因此需对其进行审查。每项交互作用需审查的程度取决于改进的性质和范围。 对改进型设计，侧重点应是紧急工况的操作规程和选用的正常操作规程。 改进型设计使用传统的人机接口(控制和监视)的运行特性，因而可减少核准的工作量，不过，紧急工况的操作规程因与安全有关，应全面审查。核准主