[发明专利]一种基于操作单元的一体化画面系统生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于操作单元的一体化画面系统生成方法。

背景技术

操作规程是用来指导操纵员执行任务的，它广泛应用于核电等复杂工业系统。在核电领域，事故会带来巨大损失，比如历史上的三哩岛、切尔诺贝利、福岛核电站事故等。故而在运行中(正常、异常、事故)，操纵员需要严格按照运行规程进行操作，它能指导操纵员班组监视、决策、控制电厂。

但是，对于目前基于计算机呈现的规程系统，仍然存在着一些问题。在数字化控制室中，因为显示屏的大小有限，目前通过视觉显示单元(VDU)来呈现的数字化规程系统都设计为计算机系统中一个独立的子系统或功能，与提供了电厂参数和控制、通常基于管道仪表设备图的运行显示画面是分割的。操纵员在运行时，需要查看规程，查看运行显示画面中的参数，做出决策，再进行操作。所以，无论是在一个VDU中呈现运行显示画面和数字化规程系统，还是通过两个VDU分别呈现，操纵员都需要在规程和运行显示画面间来回切换。这些切换操作并不属于实际的监控操作，对操纵员效能有着不利的影响，因为它占用了操纵员响应时间，增加了操纵员的工作量以及记忆负担，并且来回切换常使操纵员感到迷失。特别是在紧急情况下，操纵员面临着巨大的压力，并需要在有限的时间内将电厂恢复到安全状态，这种分离的设计方式使得操纵员失效概率大大增加了。而本发明提出的一体化方法则可以帮助改善上述问题。

目前已有的研究中，大多将运行显示画面的系统状态信息整合到规程画面中。这种方式最方便操纵员执行规程，但这些研究通常是以研究规程为目的的，缺少运行的全局考虑。若实际应用，由于锁孔效应，操纵员只关注到当前步骤相关的系统状态信息，而无法注意到核电站的全局信息，可能会严重损害操纵员的情境意识。由于数字化核电站在监控中都会采用运行显示画面，无论数字化规程系统等操纵员支持系统如何发展，一直都扮演着人机接口系统中的核心角色。所以，无论在规程系统中如何整合运行显示画面的信息，都无法取代运行显示画面，切换带来的问题依然存在。本发明则在深入研究操纵员习惯和运行模式的基础上，采用操作单元的概念将规程整合到运行显示画面中，形成一个一体化的系统，来彻底解决上述问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种基于操作单元的一体化画面系统生成方法，能够基于操作单元的理念，将核电站的操作规程和运行显示画面整合到一个系统中，从而提高操纵员在紧急情况下的操作绩效。

本发明提供一种基于操作单元的一体化画面系统生成方法，包括：

将原规程被分解成很多片段，嵌在运行显示画面的相应部件旁边，按顺序突出显示，每个规程片段和它对应的运行显示画面中的系统状态信息组成一个显示模块，这里将其定义为操作单元，即每个操作单元由规程部分和系统状态部分两个部分组成；

定义每一个操作单元的规程部分和系统状态部分的范围；

设置操作单元的视觉突出程度，其中，将当前正在被执行的操作单元设置为视觉上最突出的，将当前不被执行的操作单元的规程部分隐藏，将上一步操作单元的系统状态部分设置为中等视觉突出程度；

展示操纵员操作规程的历史纪录。

优选地，定义每一个操作单元的规程部分的范围，包括：

将同一目的的相邻步骤或子步骤合并到一个操作单元中，一同显示。

优选地，定义每一个操作单元的系统状态部分的范围，包括：

找到与其相关的系统设备或参数，确定系统状态部分的范围，和规程部分组合成操作单元，其中，相关的系统状态不只包含与该规程部分直接相关的设备或参数，还包括直接系统信息所隶属的设备，及与直接系统信息相连的设备。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明基于操作单元的理念，将核电站的操作规程和运行显示画面整合到一个系统中，从而提高操纵员在紧急情况下的操作绩效，这种操作单元的整合方式和现有的将规程整合到运行显示画面的不同之处在于：

不是机械地按步骤分解规程，每次只显示一步，而是将一些相同目的的相邻步骤或子步骤同时显示；

突出显示的运行显示画面信息不止当前规程直接相关的信息，还包括直接系统信息所隶属的设备，及与直接系统信息相连的设备；

将上一步的操作单元设置为中等视觉突出程度，来帮助操纵员追踪上一步操作的影响。

附图说明

图1为基于操作单元的一体化画面系统生成方法的操作单元系统状态视觉效果示意图。

图2为基于操作单元的一体化画面系统生成方法的基于操作单元的一体化显示画面示意图。