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INSS JOURNAL,Vol.17(2010),pp259-268

原子力プラントの手順書機械化表示システムの現場適用性の検証
Feasibility Study of Computerized Presentation of Procedures of a Nuclear Plant
高川健一（Kenichi Takagawa)＊ 1

丹羽雄二（Yuji Niwa)＊ 2

浦上正公（Masahiro Urakami)＊ 3

要約 最近の原子力プラントでは計装システムのデジタル化が進んでおり，「コンピュータベース手順」（CBP）の導入が検討されている．これに該当するシステムとして，原子力安全システム研究所
は，2002 年度までにモデルプラントの事故時運転手順書の全項目を表示可能にした手順書機械化表示システム（CPP）を開発した．2003 年度に，実際のシミュレータ訓練において紙ベースの手順書のかわりにこの CPP を使用した運転員訓練を行い，現場適用性を検証した．その結果に基づいて，今後の CBP 導入にあたっての課題を考察した．複数手順の並行操作に対応できるようにすること，およびそのためのナビゲーションの充実等が CPP の実用化に向けた課題として指摘されたが，この点は，CBP 導入においても新たな課題になると考えられる．
キーワード

原子力発電所，手順書機械化表示システム，コンピュータベース手順，運転員，シミュレータ

Abstract
Introduction of a digital instrumentation control system is in progress in recent
nuclear power plants, and an application of Computer Based Procedures (CBP) is being considered.
The Institute of Nuclear Safety System, Incorporated has developed a system for a Computerized
Presentation of Procedures (CPP) which corresponds to CBP. By fiscal year 2002, all items in theemergency operation procedures of a model plant were made displayable on the CPP. In 2003, theCPP instead of the paper based procedures was used for trial by the operators of a nuclear power
plant in an actual training simulator, and feasibility of its practical application was evaluated. Basedon the result, we considered subjects which should be taken into account in the future. As a result,improvements of CPP and its navigation system, etc. to enable operations with multi-procedures inparallel were extracted as primary subjects for introduction of CBP in the future as well as practicalapplication of CPP.
Keywords

nuclear power plant, Computerized Presentation of Procedures system, Computer Based
Procedure operator, simulator

1. はじめにする規格の制定に向けて検討を進めており (1)，今後，海外のプラントを中心として CBP の導入が進んコンピュータの処理能力や信頼性の向上とともに，でいくものと予想されている(2)．

最近の原子力プラントでは計装システムのデジタル

国内の加圧水型原子炉では，デジタル計装システ化が進んでいる．コンピュータが介在するデジタルムを全面的に採用した新型中央制御盤が北海道電力

計装システムにおいては，コンピュータによる大量

泊 3 号機で導入され(3)，既設プラントにおいても新のデータ処理・蓄積の能力を活かして，自動操作範型中央制御盤への更新が計画されており，すでに一囲を拡大するとともに，「コンピュータベース手順部のプラントでは実施されている(4)．この新型中央（CBP：Computer Based Procedure）」の導入が図ら制御盤には CBP が実装できるように準備されていれている．この動きに対応して，IEC（Internation-る．現時点の CBP の例としては，警報発信時に電子

al Electrotechnical Commission：国際電気標準会議）

化した対応手順書を連動させて画面に表示するシスの技術委員会のワーキンググループでは，CBP に関テムがある．

＊1
＊2
＊3

(株)原子力安全システム研究所
名古屋工業大学
MHI 原子力エンジニアリング

技術システム研究所

260

国際的な動向を踏まえると，今後，既設プラントれた手順書に対する逸脱行為から重大な事態に至っにおいて新型中央制御盤への更新の機会には CBP のたことが報告されていた．そのため，手順書に記述本格導入に向けた検討が望まれる．

された操作の遵守が安全確保につながると考えられ一方，原子力安全システム研究所（INSS）では，るようになり，事故時には手順書を遵守した確実な事故時のストレスがかかった状態での運転員の確実操作が以前にも増して要求されてきた．原子力発電な操作と負担軽減を目的に，使用すべき事故時対応所では紙ベースの EOP（以下，「紙の手順書」とい手順の探索と抜け落ちをなくすための事故時運転手う）が使用されており，事故時のストレスのかかっ順書機械化表示システム（CPP: Computerized Pre-た状態で当該手順書を開いて，抜け落ちなく参照しsentation of Procedures System）を開発し(5),(6),(7),

操作することは運転員に対する負担になると予想さ(8)，その後，運転員の意見を聞きつつ改良を加え，れる．そこで本研究では使用すべき手順を探索し操

モ デ ル プ ラ ン ト の 事 故 時 運 転 手 順 書（EOP：

作の抜け落ちをなくして運転員の負担軽減を図るた

Emergency Operation Procedure）の全項目が表示

めに，EOP を機械化したシステムを開発することと可能なシステムを 2002 年度までに開発した．

した．

2003 年度に発電所への適用を目標として，事故を模擬した環境でシステムを検証し，実用化に向けた

2.2

CPP の特徴課題を抽出した．CPP は当初からスタンドアロンシステムとして研究開発されてきたが，抽出した課題

CPP の設計の詳細については，すでに報告していの解決には新たにシステム連携を考慮する必要があるので (5)，本稿では，その概要のみを説明する．

ったため，その後のハード面の性能向上に期待し，CPP は図 1 のとおり基本的には紙の手順書のかわり一旦研究を中断していた．現在では，新型中央制御に，コンピュータ画面上に手順を表示し，マウスを盤の導入が本格化しており，ハード面での実現性がクリックすることによりチェックを入力するもので高まってきているため，ここで実用化に向けた課題ある．実際の画面を図 2 に示すが，文章による手順を抽出した 2003 年度の研究成果を報告しておくことの記述を条件・操作・コメントに分解して明確化し，は意義があると考える．

複雑な条件をグラフィック化している点に大きな特

この研究では，多くの運転員が実際のシミュレー徴があるほか，ナビゲーション（位置案内），チェッタ訓練において CPP を使用し，その現場適用性をア

ク対象の手順だけを自動選択した表示，チェック時ンケートへの回答から検証した．この検証は，2002

刻の自動記録等により使いやすく工夫されている．

年までに開発された CPP と，その後，運転員からの指摘を踏まえ改良した CPP に対し行い，両者を比較した．その結果から実用化に向けた具体的な課題を現状のＥＯＰCPP評価した．これらの課題には今後の CBP 導入にも参手順考となる知見が含まれると考察された．

条件に合致しているか

そこで，本稿では，まず CPP の設計概要について説明した上で，①現場適用性の検証とその評価の方

手順

注意事項

［操作］
−Ｘを実行せよ

法，②システムの変更前の検証結果，③これに基づくシステムの変更内容，④システムの変更後の検証結果と，これに基づく現場適用性の評価および実用コンピュータ
画面上でチェック

注意事項

化に向け残された課題を順に報告し，最後に⑤今後の CBP の導入に向けた課題について考察する．

2.

CPP の設計概要

2.1

開発の目的

1990 年代には，多くの事故において，予め定めら

図1

CPP の概要

261

図2

CPP の画面と特徴

262

3.

現場適用性の検証とその評価の方法② 上記訓練で検証した事象以外については，直員連携訓練中に待機中の運転員が適宜，任意の事

3.1検証の方法

象の CPP を参照し，紙の手順書のかわりに適用できるかどうかを検証する．

実際の原子力発電所の運転員が，当直班単位で行③ 検証後，上記のどちらの方法で検証したかを区うフルスコープシミュレータ訓練（以下「直員連携別の上，アンケートに回答する．

訓 練」という）に お い て，紙 の 手 順 書 の か わり に
CPP を使用した訓練を実施し，CPP が実際の事故を3.2

アンケートの内容模擬した環境で使用できるかを検証する．CPP は当直長コンソールの横のドキュメント参照用コンピュ

検証した結果を回答するアンケート項目（システム変更前後とも同じ項目）を表 1 に示す．アンケーータにインストールした．
検証は以下の手順で実施する．

ト項目は，過去のシステム開発段階の評価に使用し① 直員連携訓練において，数事象行われる訓練のた項目に加え，システムの現場適用性の観点から，うちから任意に選択された 2 事象に対し，当直実用性の評価として「実際のトラブル時に使おうと長または当直長を補佐するポジションについた思うか」「教育訓練用に使おうと思うか」の 2 問を追運転員が CPP を使用し，指示・確認を行い，紙加し，満足度に応じて，非常に不満 0 点，不満 1 点，の手順書のかわりに適用できるかどうかを検証

やや不満 2 点，どちらでもない 3 点，やや満足 4 点，

する．

満足 5 点の 5 段階評価を選択する設問が 18 問，自由
表1

CPP の現場適用性の評価のアンケート内容

1. 既存の事故時運転手順書（EOP）との類似性(1) CPP の表示は，既存の EOP を参照される場合と比べ，違和感はないですか．
2. 手順の同定(1) CPP で手順書の検索が容易になったと思いますか．
(2) メニュー画面のアイコンは理解しやすいですか．
(3) メニュー画面は使いやすいですか．
(4) ホップアップメニューまたはダイヤログボックスによる手順書の選択は理解しやすいですか．
3. ナビゲーション，フォーマット
(1) CPP で，適切な手順に問題なく行き着けますか．
(2) 手順書表示画面で CPP に表示される「操作の条件」は，理解できますか．
(3) CPP に表示される「操作」は明確に理解できますか．
(4) CPP の「コメント」は明確に書かれていますか．
4. CPP の動き(1) CPP で自分の実施しているステップは，フロー全体のどこを実施しているか明確になっていますか．
(2) チェック欄にチェックする時は，自分のしようとしている内容（条件確認，操作指示等）が明確になっていますか．
(3) CPP で，すでに実施した操作が明確になっていますか．
5. システム応答
CPP の応答速度は十分に速いですか．
6. 満足度(1) CPP は必要な情報をすべて満足していますか．
(2) マウスでの入力（選択・チェック）は問題なくできますか．
(3) CPP を使用することは簡単ですか．
(4) 実際のトラブル時に CPP を使おうと思いますか．
(5) 教育訓練用に CPP を使おうと思いますか．
7. もし CPP を中央制御室で使おうとすると何が問題になるか書いてください．
8. CPP にさらにつけるべき機能があれば書いてください．
9. その他，日頃の運転業務や将来のことを考え，困っていることや不安に思うことで，研究機関等で支援できそうな研究内容があれば書いてください．
10. その他，自由に意見を書いてください．（不具合内容も含めて）（回答方法：質問 1 から 6 は 5 段階評価（非常に不満〜満足），質問 7 から 10 は自由記述）

263

表2

アンケート結果に基づくシステムの変更要件と対応

システム変更要件

対応・チェックを入れないと先に進めない・手順を意図して保留する機能の付加・重要手順だけに絞り込んだ表示・チェック対応化

・複合事象に対応できない
・並行操作に対応できない
・自動チェックを望む

・画面の Window 化等による複数手順の並行実施対応化（実施不可）

・CPP の位置に人が固定される・専任のチェック者が必要になる

・画面の Window 化によるノートパソコン対応化（根本対策は実施不能）

・システムへのチェック入力が，事象の進展について行けない

・重要手順だけに絞り込んだ表示・チェック対応化

・手順書改正と同時に CPP システムの改正が必要にな （ユーザーマニュアルの作成）
る

記述する設問が 4 問の計 22 問である．

結果を得た．
(1)満足度が低い項目

3.3 検証結果の評価方法

a.

紙の手順書に対し，CPP の画面表示は，違和感がある．

アンケートの点数と自由記述から検証の結果を次b.の 2 段階で評価する．
(1)システム変更前の評価

実際のトラブルにはあまり使おうとは思わない．
(2)理由2002 年度までに開発した CPP の検証結果を回答

a.

したアンケートで，満足度が低い項目について関連各手順に必ずチェックを入れないと先に進めないので使いにくい．

する自由記述の回答からその理由を評価し，システb.

並行操作，複合操作に対応できない，等．

ムの変更要件を抽出する．
(2)システム変更後の評価

4.3

システム変更要件と対応の検討

システム変更要件に基づき変更した CPP の検証結果を回答したアンケートで，満足度の変化を確認し，アンケートの結果を評価しシステムの変更要件を満足度が低下した項目や，依然低い項目について，抽出し，表 2 のとおり対応することとした．CPP は関連する自由記述の回答から，CPP の現場適用性を当初からスタンドアロンシステムとして研究開発さ評価し，適用に向けて残された課題を抽出する．

れてきたため，自動チェックと複数台設置の要件には対応できなかった．

4. 検証 1（システム変更前）
4.1 検証の実績

5.

システムの変更
スタンドアロンシステムとして対応可能な以下の2003 年 8 月から 2004 年 1 月の間に実施された直員連携訓練において 2002 年度までに開発した CPPを使用した訓練を行い，40 人からアンケートの回答を得た．

変更を実施した．
(1)

手順を意図して保留する機能の追加

マウス操作により手順または画面単位に手順を意
図して保留し，後でチェックできるようにする．保
留した手順やそれが含まれるステップは明確に表示

4.2 アンケートの結果されるようにする．（図 3）(2)アンケート結果から，満足度が低かった項目と理重要手順だけに絞り込んだ表示・チェック機能の追加（上級者モードの充実）

由は以下のとおりである．メニュー画面，操作内容重要手順の絞込みを行い，上級者モード用のデーの表示およびシステム応答は，比較的満足度が高いタベース設定を可能とする機能を追加する．重要ス

264

テップを強調することにより大局的判断を支援でき易化を図る．並行操作については並行操作を要るようにする．（図 4）

求するステップの関連ステップ情報を追加する．

(3)

（図 5）

画面の Window 化等による複数手順の並行実施機能の追加
a.

b.

手順の実行中に別条件が成立し，別ステップ複数手順を 1 台のコンピュータ画面に表示でへの移行が要求される場合に対応するため，画きるようにし，Window 化した画面で任意に選面に専用エリアを用意し，関連ステップを表示択できるようにする．複合事象または事象の進するとともに相互に移動できるようにする．（図展に伴う手順の移行に対し，画面切り替えの容6）

図 3 手順を意図して保留する機能の追加

図4

重要手順だけに絞り込んだ表示・チェック機能の追加

265

図 5 複数手順の並行実施機能の追加（複数手順の多重起動）

୩⾔᧧ష 䚮᮪௲䜼 䝧䝷䝛ḅ䜘シ⨠䚮ᣞᏽ䛛䜒䛥ᡥ㡨䛱⛛⾔䛟䜑䚯㻃

図 6 複数手順の並行実施機能の追加（並行操作，条件ジャンプ欄設置）

266

Ћ୘‫‮     ‮‬㊂Ѝ㻓㻔㻕㻖㻗㻦㻳㻳⾪♟䛴㐢࿰វ㻘ን᭞๑ን᭞ᚃᡥ㡨᭡᳠⣬䛒ᐖ᪾䝥䝏䝩䞀⏤㟻⌦ゆ䝥䝏䝩䞀⏤㟻౐⏕ᛮ䝥䝏䝩䞀⏤㟻㐽ᢝᛮᡥ㡨䛾䛴฽㐡ᛮ᧧ష᮪௲䛴⌦ゆ᧧షහᐖ䛒᪺☔䜷䝥䝷䝌䛒᪺☔⌟䜽䝊䝇䝛䛒᪺☔⌟䝅䜫䝇䜳䛒᪺☔䝅䜫䝇䜳ᐁ⦴䛒᪺☔ᚺ➽㏷ᗐ᝗ሒ䛴‫‮‬㊂ᗐ䝢䜪䜽䛴ථງᛮ㻦㻳㻳᧧ష䛒ᐖ᪾䝌䝭䝚䝯䛭䛴ฺ⏕ᛮᩅ⫩䛭䛴ฺ⏕ᛮ図 7 システムの変更前後のアンケート結果

6.

検証 2（システム変更後）

面表示は違和感がないか）指摘されていた違和感はほぼ解消したものと考え

6.1

検証の実績

られる．関連する自由記述では，チェックを意図して保留する機能の付加や画面の Window 化で確認入2004 年 2 月に実施されたシミュレータでの直員連力等の自由度が増したことが寄与したものと考えら携訓練において変更した CPP を使用した訓練を行れる．ただし，「紙のように自由に扱えるようになっい，14 人からアンケートの回答を得た．なお，このたことで，機械化するメリットが感じられなくなっ検証 2 の回答者は検証 1 の回答者の 40 人とは重複した」という意見もあった．ていない．

(2)

満足度が低いままの点・トラブルでの利用性（実際のトラブルで使おうと6.2

アンケートの結果思うか）
関連する自由記述では，「実際の事故状況では，確システムの変更前後のアンケート結果の比較を図認者が CPP に固定され，ひとりで複数の手順を並行7 に示す．システム変更により満足度が変化した，して確認入力するのは困難であり，紙の手順書のよまたは低いままであった項目とその理由は以下のとうに手軽に全体を把握できないため，積極的に使いおりである．

たいとは評価できない」という意見であった．

(1)

(3)

満足度が改善した点

・CPP 表示の違和感（紙の手順書に対し，CPP の画満足度が低下

・現ステップが明確（フロー全体のどこを実施して267

いるか明確か）であらかじめ用意された紙の手順書をどのように全関連する自由記述では，「画面の Window 化で複体的に抜けなく把握し確認しているかを分析し，そ数手順の並行実施機能を追加しても，CPP が 1 台だ

れをシステム上のナビゲーションとして実現する方けである以上，1 人の確認者が並行操作中に同時進法を検討しておくことが課題になると考えられる．

行している操作のステップを常に意識しておく必要があるが，画面上ではそれぞれ実行中のステップが8.

まとめわかりにくく，確認者の負担は増大する」という意見であった．

(1)2002 年度までに開発したモデルプラントの EOPの全項目を表示可能にした CPP を，実際のシミュ

6.3

CPP の現場適用性の評価と課題

レータ訓練において運転員が紙の手順書のかわりに CPP を使用して訓練を行い，現場適用性を検証

実際の事故状況での CPP の利用性の満足度が低いした．

ことから，自動チェックと複数台設置の要件に未対(2)初期の検証後，運転員からのアンケート結果に基応である以上は CPP の現場適用性はまだ低いと評価

づき，手順を意図して保留する機能の付加やシスする．

テムを複数手順の並行実施に対応するなどの変更

CPP の実用化に向けて残された課題として次の 3を行い，再度検証した．

点が指摘される．このうち，①と②は CPP をスタン(3)変更後の CPP に対して，複数手順の並行実施機ドアロンシステムとして開発することとした段階で能の追加化により，実行中のステップの位置がやある程度予測されたが，③は，今回の検証により明らかになった課題である．

やわかりにくくなったとの指摘があった．
(4)CPP の変更にかかわらず，プラントコンピュー① 機械化のメリットを活かすため，プラントコン

タとリンクした自動チェック機能の追加および複ピュータとの連携による自動チェック機能の追数端末の設置とネットワーク化により各端末から加が望まれる．の入力機能の追加が望まれていた．

② 並行操作に対応させる対策として，複数の端末(5)CPP の現場適用性の検証結果から，複数手順のを設置し，ネットワーク化することにより各担並行操作に対応できる機能とそれに対応して一人当箇所による確認入力機能の追加が望まれる．の確認者がそれぞれの操作のステップを把握しや③ 実際の操作は複数手順を運転員が分担して同時すくするナビゲーションの充実が課題として指摘に進行する並行操作になるため，それに対応しされた．これは今後の CBP の導入に向けた新たなて，一人の確認者が，並行操作はそれぞれどこ課題として参考になる．のステップを実施しているのかを抜けなく把握しやすくするように，ナビゲーションの充実が文献望まれる．
(１) 五福明夫，コンピュータ化手順の国際規格制定

7. CBP の導入に向けた課題の考察の動向，日本原子力学会 2010 年春の年会予稿集，TN14, pp. 778-779 (2010).

本研究は CPP の現場適用性を検証したが，ここで(２) 北村雅司，原子力発電所の制御室の設計にかか得られた知見は今後の CBP の導入に向けた課題とし

わる IEC 規格の WG の活動，日本原子力学会て参考になる．特に，複数手順の並行操作対応化と2009 年春の年会予稿集，TN02, pp. 733-734

それに対応して一人の確認者がそれぞれの操作のス(2009).

テップを把握しやすくするナビゲーションの充実は，(３) 成田誠一，他，新型中央制御盤への異常時・事本研究の検証の結果から新たに明らかになった課題

故時運転支援システムの適用，日本原子力学会

である．

2006 年 秋 の 大 会 予 稿 集，L46, L47, pp.

事故時操作に対応した CBP の導入を検討する場合

662-663 (2006).には，実際の運転員の事故対応訓練を調査し，並行(４) 森川宏，渡辺浩，伊方発電所 1，2 号機中央制操作，複合操作，または場合によっては操作の準備

御盤等の更新工事について，日本保全学会，保268

全学 Vol. 8 No. 4, pp. 19-25 (2010).
(５) 丹羽雄二事故時手順書表示の機械化：「安全の探究」北村正晴，木村逸郎編，第 2 編第 4章，ERC 出版，pp. 253-311 (2002).
(６) 丹羽雄二，エリックホルナゲル，原子力プラント事故時手順書表示機械化に関する研究（ステップ− 1

基 本 概 念 と 仕 様 の 考 察）
，INSS

JOURNAL No. 1, p. 214 (1994).
(７) 丹羽雄二，エリックホルナゲル，岩城利夫，

原子力プラント事故時手順書表示機械化に関する研究（ステップ− 2

プロトタイプのガイド

ラ イ ン），INSS JOURNAL No. 2, p. 202(1995).
(８) 丹羽雄二，エリックホルナゲル，岩城利夫，

原子力プラント事故時手順書表示機械化に関する研究（ステップ− 3

プロトタイプの製作とユ ー ザ ー 評 価），INSS JOURNAL No. 3, p.
216 (1996).