(57)【要約】【課題】常時のプラント応答が複雑で、運転状態の表示内容が多様で、対応操作機器が多数ある原子力発電所の運転操作において、中央制御室設計の運転操作容易度を定量的に評価する運転訓練シミュレータを提供する。 【解決手段】複数の表示様式をもつ表示操作盤の運転シナリオをシミュレーションし、これに対応する運転員の視点情報と脳活動情報を計測して、その結果から熟練者の操作や判断のタイミングを比較して、種々の構成を持つ原子力発電所の中央制御室の運転操作容易度を定量的に評価する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力発電所プラントの運転状態を表示する表示手段及び運転指示を行う操作手段と、各種設計設備をもつ原子力発電所の運転シナリオを模擬して前記表示手段に表示する原子力発電所模擬手段とを有し、運転員の視点を計測する視点計測手段と、運転員の脳活動を計測する脳活動計測手段とを備えた原子量発電所の運転訓練シミュレータにおいて、
前記視点計測手段の視点信号および脳活動計測手段の脳活動信号に基づき、運転員の前記表示手段および操作手段に対する運転操作容易度を評価する運転操作容易度評価手段を有することを特徴とする原子力発電所の運転訓練シミュレータ。
【請求項２】
請求項１において、前記運転訓練シミュレータは、前記原子力発電所模擬手段の情報により前記表示手段及び操作手段の複数の運転状態表示方式と複数の操作方式を切替える表示切替手段を有することを特徴とする原子力発電所の運転訓練シミュレータ。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記運転訓練シミュレータは、前記原子力発電所模擬手段の訓練シナリオを設定する訓練シナリオ設定手段を有することを特徴とする原子力発電所の運転訓練シミュレータ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記運転訓練シミュレータは、前記表示手段及び操作手段の表示方式をあらかじめ選択して前記表示切替手段に指示する表示方式選択手段を有することを特徴とする原子力発電所の運転訓練シミュレータ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記運転訓練シミュレータの前記表示手段及び操作手段は、原子力発電所の表示制御盤に設けられていることを特徴とする原子力発電所の運転訓練シミュレータ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、前記原子力発電所模擬手段の運転シナリオは異常事象に関するシナリオを含むことを特徴とする原子力発電所の運転訓練シミュレータ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、前記運転操作容易度評価手段は、熟練者の脳活動情報を含む基準情報を用いて、運転員の運転操作容易度を評価することを特徴とする原子力発電所の運転訓練シミュレータ。
【請求項８】
請求項７において、前記基準情報はさらに熟練者の対応操作情報を含むことを特徴とする原子力発電所の運転訓練シミュレータ。
【請求項９】
請求項７において、前記基準情報はさらに熟練者の表示確認対象情報を含むことを特徴とする原子力発電所の運転訓練シミュレータ。
【請求項１０】
請求項１乃至４のいずれかに記載された原子力発電所の運転訓練シミュレータにおいて、前記運転操作容易度評価手段は、前記視点計測手段の視点信号及び前記脳活動計測手段の脳活動信号により運転者の表示認識レベルを決定する表示認識レベル決定手段と、前記脳活動計測手段の脳活動信号により運転者の脳活動レベルを決定する脳活動レベル決定手段と、熟練者の表示確認対象情報／対応操作情報／脳活動情報を含む基準情報と前記表示認識レベル決定手段および前記脳活動レベル決定手段の情報を比較して運転者の運転操作容易度を決定する比較手段を有することを特徴とする原子力発電所の運転訓練シミュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電所における運転操作の容易度を評価する運転訓練シミュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所プラントの運転は、中央制御室において運転員によりオペレータコンソール（表示操作盤）を介して制御されている。運転員は中央制御室の表示操作盤の表示装置に表示される圧力、温度、流量等のプラントパラメータと、ポンプ起動／停止状態、弁開閉状態、警報状態等の運転状態表示から原子力発電所の運転状態を把握し、異常時にはその異常の影響が拡大しないように、また異常の影響を緩和するように、対応する操作機器を選択して手動操作により制御を行う。
【０００３】
現在、日本国内の原子力発電所において、中央制御室等に設置されている表示操作盤の、表示する制御対象機器やプラントパラメータの項目、それらのシンボル、及び配置等の表示内容は、国内の研究開発結果に基づき、設計され採用されている。また運転員に対しては、上記表示操作盤を用いた原子力発電所の実際の運転前に、あらかじめ運転操作に熟練するように運転訓練シミュレータを用いた訓練を実施している。
【０００４】
また、近年の原子力産業のグローバル化に伴い、国内用原子力発電所の中央制御室の設計設備を海外の原子力発電所に適用する機会が増加する傾向にあり、社会環境や教育環境が相違する海外の運転員に対して国内用の中央制御室の設計設備が運転操作しやすいものであるかを定量的に評価する必要が出てきた。上述のように、原子量発電所における運転操作の容易度を客観的に評価する技術が求められている。
【０００５】
従来、訓練効果と脳の働きとを対比して訓練を最適化する技術として、例えば特許文献１が知られている。これは比較的簡単な表示内容に対する被験者の単純な操作応答と脳活動を評価して訓練を最適化する技術である。
【０００６】
また脳機能の活動を精度よく計測する技術として、例えば特許文献２が知られている。これは被験者あるいは被験者の状態に応じて刺激の強度や課題の難易度を調整する汎用技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２９４５９３号公報
【特許文献２】特開２００７−５４１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１は比較的簡単な表示内容に対する被験者の単純な操作応答と脳活動を評価して訓練を最適化する技術であり、原子力発電所の運転操作のように、常時のプラント応答が複雑で、運転状態の表示内容が多様で対応操作機器が多数ある場合の、中央制御室設計の運転操作容易度を評価する場合には適用できなかった。
【０００９】
また、特許文献２は、被験者あるいは被験者の状態に応じて刺激の強度や課題の難易度を調整する汎用技術であり、原子力発電所の中央制御室の設計に特化した運転操作容易度の評価には不十分であった。
【００１０】
本発明の目的は、原子力発電所のように、常時のプラント応答が複雑で運転状態の表示内容が多様であり、多数の対応操作機器を持つプラント設備の運転操作において、中央制御室の表示操作盤の運転操作容易度を客観的、定量的に評価する運転訓練シミュレータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、原子力発電所プラントの運転状態を表示する表示手段及び運転指示を行う操作手段と、各種設計設備をもつ原子力発電所の運転シナリオを模擬して前記表示手段に表示する原子力発電所模擬手段とを有し、運転員の視点を計測する視点計測手段と、運転員の脳活動を計測する脳活動計測手段とを備えた原子量発電所の運転訓練シミュレータにおいて、前記視点計測手段の視点信号および脳活動計測手段の脳活動信号に基づき、運転員の前記表示手段および操作手段に対する運転操作容易度を評価する運転操作容易度評価手段を有することを特徴とする。
【００１２】
また、運転訓練シミュレータは、前記原子力発電所模擬手段の情報により前記表示手段及び操作手段の複数の運転状態表示方式と複数の操作方式を切替える表示切替手段を有することを特徴とする。
【００１３】
また、運転訓練シミュレータは、前記原子力発電所模擬手段の訓練シナリオを設定する訓練シナリオ設定手段を有することを特徴とする。
【００１４】
また、運転訓練シミュレータは、前記表示手段及び操作手段の表示方式をあらかじめ選択して前記表示切替手段に指示する表示方式選択手段を有することを特徴とする。
【００１５】
また、運転訓練シミュレータの前記表示手段及び操作手段は、原子力発電所の表示制御盤に設けられていることを特徴とする。
【００１６】
また、原子力発電所模擬手段の運転シナリオは異常事象に関するシナリオを含むことを特徴とする。
【００１７】
また、運転操作容易度評価手段は、熟練者の脳活動情報を含む基準情報を用いて、運転員の運転操作容易度を評価することを特徴とする。基準情報はさらに熟練者の対応操作情報を含むことを特徴とする。基準情報はさらに熟練者の表示確認対象情報を含むことを特徴とする。
【００１８】
さらに、運転訓練シミュレータにおいて、前記運転操作容易度評価手段は、前記視点計測手段の視点信号及び前記脳活動計測手段の脳活動信号により運転者の表示認識レベルを決定する表示認識レベル決定手段と、前記脳活動計測手段の脳活動信号により運転者の脳活動レベルを決定する脳活動レベル決定手段と、熟練者の表示確認対象情報／対応操作情報／脳活動情報を含む基準情報と前記表示認識レベル決定手段および前記脳活動レベル決定手段の情報を比較して運転者の運転操作容易度を決定する比較手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、運転訓練シミュレータにおいて、あらかじめ設定した異常事象を含む各種運転シナリオに対応した表示を行い、運転員が運転状態の変化を認識した対象表示とその認識タイミング、及び対応操作までの脳活動状態を計測し、熟練者の脳活動情報と比較して、運転操作容易度を評価する。
【００２０】
また、運転員に対して、各々の運転状態表示内容と操作機器を有する各種表示操作盤における運転シナリオを実行させ、上記運転操作容易度評価のデータを採取することにより、各種表示操作盤の表示方式に対する運転操作容易度を定量的に評価可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による運転訓練シミュレータの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明による運転訓練シミュレータの運転操作容易度評価手段の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の説明を行う。図１は本発明による運転訓練シミュレータの概略構成を示すブロック図である。表示方式選択手段８０１は、運転操作容易度を評価する対象について、予め設定してある複数の表示操作盤表示方式の一つを選択し、選択結果を表示方式選択信号８０２として表示操作盤４００の表示切替手段８０３に出力する。
【００２３】
訓練シナリオ設定手段７０１は、予め設定してある機器の訓練シナリオ及び、異常発生機器、異常の程度、異常発生のタイミング等を含む訓練シナリオ情報７０２を原子力発電所模擬手段６０１に出力する。また、訓練シナリオ設定手段７０１は、熟練情報ＤＢ（データベース）７０４に格納された訓練シナリオに関する熟練者の操作／判断タイミング情報を含む表示確認対象情報／対応操作情報／脳活動情報を有する比較情報７０３を運転操作容易度評価手段３０１に出力する。熟練情報ＤＢ７０４は、訓練シナリオ設定手段７０１以外に設けても良い。
【００２４】
原子力発電所模擬手段６０１は訓練シナリオ情報７０２に基づき原子力発電所のプラント挙動をシミュレーションし、また運転員の操作結果である操作機器信号５０４を表示操作盤４００から取り込んでプラント挙動に反映し、ポンプ起動／停止状態、弁開閉状態、警報状態を含むシミュレーション結果としての運転状態情報４０４を表示切替手段８０３に出力する。
【００２５】
表示切替手段８０３は、表示方式選択信号８０２に基づき表示手段４０１と操作手段５０１のポンプ起動／停止状態、弁開閉状態、警報状態の表示の大きさ、シンボルの形状、状態と表示色の組み合わせ、配置等の表示方式を切り替えるとともに、運転状態情報４０４に基づき、表示手段４０１の運転状態表示内容Ａ及びＢの表示状態を変更する。
【００２６】
運転員は表示手段４０１の運転状態表示内容Ａ及びＢからポンプ起動／停止状態、弁開閉状態、警報状態等の運転状態表示を認識し、対応操作を決定し、操作手段５０１の操作機器Ｓ１とＳ２から必要な機器を選択して操作する。
【００２７】
表示操作盤４００は、運転員の対応機器とその対応量、例えば弁番号と弁開度などの対応操作情報である操作機器信号５０４を原子力発電所模擬手段６０１にフィードバックし、同時に運転操作容易度評価手段３０１に出力する。
【００２８】
脳活動計測手段１０１は運転員の脳活動を脳血流測定装置等を用いて計測し、脳活動信号１０２を運転操作容易度評価手段３０１に出力する。また、視点計測手段２０１は運転員が表示手段４０１のどの運転状態表示内容を見ているかを計測し、視点信号２０２を運転操作容易度評価手段３０１に出力する。
【００２９】
図２は運転操作容易度評価手段３０１の構成を示すブロック図である。表示認識レベル決定手段３１０は、脳活動信号１０２と視点信号２０２から運転員が何時何を認識したかを判断し、運転員の表示認識レベルを決定して比較手段３１２に送信する。
【００３０】
脳活動レベル決定手段３１１は、脳活動信号１０２から運転員の脳活動レベルを決定して比較手段３１２に送信する。
【００３１】
比較手段３１２は、訓練シナリオ設定手段７０１から出力された表示確認対象情報／対応操作情報／脳活動情報を含む比較情報７０３を基準情報として取り込む。次いで、運転員の表示確認対象を視点信号２０２と表示方式選択信号８０２から判断し、表示確認対象の確認タイミングを脳活動信号１０２の重み付け処理と視点信号２０２の重み付け処理から判断する。
【００３２】
次いで、これらの判断情報と操作機器信号５０４の受信タイミングの重み付け処理から運転操作容易度を評価して、表示操作盤の表示方式に対応した運転操作容易度を含む運転操作容易度評価情報３０２を運転操作容易度評価ＤＢ３０３に出力する。
【００３３】
図１において、運転操作容易度表示手段３０５は運転操作容易度評価ＤＢ３０３から運転操作容易度総合情報３０４を受信し、表示操作盤表示方式に対する運転操作容易度を表示する。
【符号の説明】
【００３４】
１０１  脳活動計測手段
１０２  脳活動信号
２０１  視点計測手段
２０２  視点信号
３０１  運転操作容易度評価手段
３０２  運転操作容易度評価情報
３０３  運転操作容易度評価ＤＢ
３０４  運転操作容易度総合情報
３０５  運転操作容易度表示手段
３１０  表示認識レベル決定手段
３１１  脳活動レベル決定手段
３１２  比較手段
４００  表示操作盤
４０１  表示手段
４０４  運転状態情報
５０１  操作手段
５０４  操作機器信号
６０１  原子力発電所模擬手段
７０１  訓練シナリオ設定手段
７０２  訓練シナリオ情報
７０３  比較情報
７０４  熟練情報ＤＢ
８０１  表示方式選択手段
８０３  表示切替手段
【図１】
2011158685.tif 000003
【図２】
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