基于人因可靠性的核电厂数字化人机界面功能布局优化方法研究

监视信息过程中,人的可靠性很大程度上取决于数字化人机界面中功能块之间的布局。本文提出了基于人因可靠性的核电厂数字化人机界面功能布局优化方法,对该优化方法建立了一个完整的优化流程,提出了线性逆向杂交方法,使用人因可靠性作为优化标准。对该优化方法进行实验分析,实验结果表明,线性逆向杂交方法有较好的稳定性,本文提出的优化方法有较好的精确性及收敛性。

基于TOPSIS的数字化人机界面体验度量评价

体验度量是评价数字化人机界面方案设计优劣时的重要参考标准。针对如何有效地解决方案筛选过程对专业知识和往复试验过度依赖的问题,以某新型远程操控清障车的数字化人机界面设计为例,基于模糊逼近理想点排序方法对其体验度量评价进行研究,从内容传达、易用性和感性因素等方面构建了评价标准体系,实现了对3款数字化人机界面设计方案的优先级排序,验证了该方法的有效性。

数字化人机界面的多目标意象设计决策研究

用户的感性需求愈来愈受到设计者和企业的重视.为解决实际中多目标意象要求下数字化人机界面方案选择过程中存在的复杂性与主观性问题,提出一种三角模糊数与逼近理想解排序法相结合的模糊逼近理想解排序法(F-TOPSIS).结合某新型远程操控清障车的数字化人机界面设计,在通过运用因子分析方法获取用户对数字化人机界面典型样本的4类感性意象的基础上,应用F-TOPSIS实现了决策者多目标意象特定要求下对10个数字化人机界面设计方案的优先级排序,验证了该方法的可行性.研究表明F-TOPSIS对数字化人机界面设计方案的区分度较好,能在多目标意象需求下进行较为合理、准确的设计决策.

基于人因可靠性的核电厂数字化人机界面功能单元数量优化方法

核电厂数字化人机界面功能块中的构件数量给操纵员带来了极大负荷并影响人误事件的发生。本文对功能块中的参数数量建立了一完整的优化流程图,对流程图中的几个关键部分进行详细研究:对因子数量采用动态模糊分段法产生模糊数量段;在模糊数量段因子的搜索中,建立了模糊数量段的取中查找提取方法,大幅提高了搜索性能;对人机界面参数量设计了失误亲和率函数。试验结果表明:模糊数量段的取中查找提取方法明显优于顺序查找提取方法,失误亲和率函数具有较好的稳定性、收敛性及灵敏度。

核电厂主控室数字化人机界面失误模式及原因分析

人因失误是核电厂需解决的核心问题,对电厂安全保障起重要作用。为此,文章对人因失误开展了失误模式、原因分析及对策分析。在文献分析和调研基础上,分析了数字化核电厂主控室人机交互每个认知过程中可能存在的失误模式。如,监视过程的失误模式有目标错误、遗漏、误读、听觉失误、时间延迟等。分析了每种失误模式产生的原因,如,监视过程中的目标错误原因有信息负荷过大、紧张、信息显示不醒目、人机界面结构、经验、显示方式的动态变化性。文章基于主要的失误原因,从整体角度分析了预防措施,包括:经验与培训水平、组织管理、人机界面、任务相似性。这些成果对减少核电厂数字化人机界面下的人因失误具有理论和实践指导意义。

面向复杂数字化人机界面的感性意象设计研究

随着数字化仪控技术的不断发展,以数字化人机界面为主的操作方式正在工业控制系统领域得到广泛应用,有效地满足用户的生理和心理需求是设计师开发过程中面对的重要任务。以某新型远程操控清障车的复杂数字化人机界面设计为依托,提出基于BP神经网络对该数字化人机界面感性意象设计进行研究,确定界面布局样式、主要色彩样式、字体样式以及核心元件表现方式等4方面作为其界面设计要素,并构建其与感性意象间的非线性映射及数学预测模型,最后检验了该方法的可行性,能有效匹配用户对复杂数字化人机界面的特定感性需求,并用于后期构建设计决策支持数据库。

数字化人机界面操纵员监视过程中信息搜集失误试验研究

数字化人机系统人因可靠性数据非常匮乏。验证数字化人机界面操纵员在监视过程中可能存在信息收集失误,并获得其失误概率。其中信息搜集失误主要包括4种失误类型:1)未搜集到相关信息;2)搜集到多余干扰信息;3)信息搜集不充分;4)信息搜集超时。通过模拟试验验证这4种类型失误的存在,并运用相关性分析、回归分析和曲线拟合分析对数据进行处理。结果表明,数字化人机界面操纵员在监视过程中会出现信息收集失误,并且信息搜集失误概率为0.018 7,其中,未搜集到相关信息失误概率为0.000 9,搜集到多余干扰信息次数失误概率为0.002 7,信息搜集不充分失误概率为0.007 1,超时失误概率为0.008 0。信息搜集任务反应时与信息数量水平存在显著相关性,回归方程为^y=6639.87+599.311x;信息搜集任务总体失误率与信息数量水平之间存在显著相关性,拟合函数为ln^y=-6.292+0.214x。但信息搜集任务主要的4种失误类型的失误率和信息数量水平之间没有显著相关性。

数字化人机界面操作员目标定位眼动试验

为了验证数字化监控室操作员在监视过程中存在目标定位失误,并得到相关的目标定位失误率及反应时间,进行了眼动试验。试验设置了箭头、数字、图形及颜色4种目标信息,验证了目标定位延迟及目标定位失败两类目标定位失误的存在,并获得了被试对目标信息的首次进入时间及注视持续时间。通过对4种目标信息的目标定位眼动数据分析,发现不同的目标信息类型对目标信息区的眼动首次进入时间及注视持续时间的影响是显著的,对目标定位的总失误率影响也是显著的。通过SPSS软件分析发现,目标定位总失误率与首次进入时间及注视持续时间都存在线性相关关系。

数字化人机界面监视过程影响因子的可靠性测试研究

在数字化人机界面中,监视过程扮演了重要角色,因为监视过程是引发人因事故的重要原因之一。针对这种状况,以监视过程重要影响因子为研究对象来分析这些因素的可靠度,从而不断改进和完善这些影响因子,达到减少由监视引起人因事故的目的。在研究中,每个影响因子分成3种不同的水平,每个影响因子的每一水平均通过相应的模拟试验平台进行可靠度测试。试验结果表明,经验因子在监视时间和失误率方面有重要影响;对时间方面最有影响的因子是心理压力;任务复杂度在失误率和监视时间方面也有影响。

基于人员绩效的核电厂数字化人机界面评价研究

与传统的操作界面相比,核电厂数字化人机界面有了很大变化,在诸多方面都变得更为复杂,这无疑影响了操纵员的情景意识和人员绩效。为识别当前数字化界面存在的问题,为核电厂人机界面的设计和优化提供理论支持,本文对数字化核电厂相关人员进行问卷调查,问卷内容涉及数字化人机界面的6个方面,分别为信息显示系统、数字化SOP系统、软控制系统、报警系统、操纵员支持系统和情景交互。通过分析,发现当前数字化界面在操作画面的信息分配、风险提示、操作难度、辅助功能等方面存在不足,整体情景交互效果不佳,需进行优化完善。

核电厂主控室的数字化人机界面设计和评价

核电厂的发展与安全因素密切相关,任何安全事故都会造成不可预估的损失。为了更好地开展核电厂控制工作,良好的数字化人机界面设计十分关键,能够降低人为失误所致核电事故发生率。通过查阅相关文献资料,对比核电厂主控室数字化人机界面及传统人机界面,与评价指标优化标准相结合,结合多因子综合算法原理做出相应改进,优化整个评价指标体系,并建立核电厂主控室数字化人机界面评价指标体系综合评价系统。

人因视觉下核电厂数字化人机界面布局优化方法探讨

数字化人机界面给操纵员带来方便的同时,也带来挑战,其中人因事件为常见的系统失效形式。为减少核电厂运行过程中的人因失误,该文从人机界面布局角度入手,以人因为基础,对同一人机界面内功能区、不同显示屏参数信息、任务画面布局方法分别进行了探讨,建立了布局优化过程及算法,可为界面动态智能布局提供方法指导。

数字化人机界面操作员听觉失误实验验证研究

对数字化监控室操作员在监视过程中的听觉失误进行了实验验证研究。实验设置了控制组与实验组,实验组分为视觉任务干扰和手动操作干扰,其中视觉任务干扰包括数字干扰、图形干扰和颜色干扰。实验结果表明,控制组的听觉失误率为0.02%,平均反应时间为6.51s;数字干扰下的听觉失误率为0.33%,平均反应时间为14.81s;图形干扰下的听觉失误率为0.15%,平均反应时间为12.32s;颜色干扰下的听觉失误率为0.04%,平均反应时间为9.07s;手动操作干扰下的听觉失误率为0.58%,平均反应时间为7.89s。通过SPSS软件分析发现,不同的干扰类型对听觉失误率的影响是显著的,对反应时间的影响也是显著的。

基于生理数据定量评价的人机界面设计研究

随着核电技术的发展,新一代核电厂主控室全面应用集中化、自动化与精确化的数字控制系统,因此数字化人机界面也得到了越来越广泛的应用。但在数字化人机界面带来丰富的信息量与便捷的控制方式的同时,也引发了操纵员认知负荷过大、锁孔效应等一系列新的问题与挑战。因此,优化现有人机界面设计,建立对数字化人机界面的评价模型以指导人机界面设计优化至关重要。在对人机界面设计评价方法的调查与研究的基础上,提出一种以生理与眼动数据评价数字化人机界面的新思路,并设计相关试验来验证该评价方法的可行性。通过处理分析试验数据与试验结果,建立了一种基于生理数据定量评价人机界面设计的评价模型,并取得了较好的匹配分析效果。在后续的研究中,可以进一步深入细化评价模型,并增加更多客观生理指标,对人机界面进行更加精确和全面的评价,并以此为依据优化人机界面设计。

半数字化核电厂控制室事故后HRA操纵员诊断模型

概率安全评价中人的可靠性分析(HRA)能较好地量化和评价事故后操纵员行为,事故后操纵员行为主要包括诊断和操纵两部分,诊断对于事故缓解至关重要。针对半数字化核电厂控制室的特点,提出了一种基于电厂界面的诊断任务流程分析的HRA诊断模型。模型一方面考虑时间对诊断的影响,另一方面考虑半数字化控制室中人机界面的变化对操纵员诊断行为产生的影响。所提出的诊断模型可较好地满足采用半数字化人机界面的核电厂PSA的数据和安全改善的需求。