本文關鍵詞：核電站主控室的預測性顯示研究：預測準確度和界面設計

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【摘要】：隨機計算機的推廣和數字化技術的發(fā)展,數字化主控室正在逐步取代傳統主控室。自動化系統的增加,使得操作員的角色從控制員向監(jiān)控員轉變,但是這種轉變往往會引起操作員主觀負荷兩極化。在日常監(jiān)控任務中,操作員主觀負荷過低,注意力容易分散,不利于操作員完成任務。而異常或者緊急狀況出現時,為了保證系統安全穩(wěn)定地運行,操作需要快速應對,但是系統和操作員做出反應都有一定的滯后性,在高時間壓力下,操作員的績效也會受到影響。一旦事故不能得到有效控制,帶來的經濟損失甚至社會損失是非常巨大的。為了輔助操作員監(jiān)視數以百計的設備或參數,保證控制設備或參數在正常范圍內運行,提前察覺或發(fā)現異常并采取相應的補償措施就顯得很有必要了。本研究從監(jiān)控策略的角度分析了輔助操作員更好地完成監(jiān)控任務的可能性。一般地,可以將監(jiān)控策略分為被動式監(jiān)控(又稱反應式監(jiān)控)和主動式監(jiān)控兩類。異常已經發(fā)生,操作員在警報提醒之后采取應對措施,稱之為反應式監(jiān)控;如果異常還沒有發(fā)生,操作員提前察覺或發(fā)現異常,主動采取預防措施避免異常發(fā)生,稱之為主動式監(jiān)控。主動式監(jiān)控可以有效地提高操作員的績效水平,而預測性顯示是實現主動式監(jiān)控重要手段之一。由文獻綜述可知,影響預測性顯示的因素包括預測準確度和界面設計,預測準確度越高,操作員績效和情境意識越高,主觀負荷越低,但是預測時間和投入成本也會相應地增加。如果預測準確度過低,不會提高、甚至會削弱操作員的績效和情境意識,增加主觀負荷。界面設計主要涉及的兩個原則是接近兼容性原則和控制-顯示兼容性原則,為了更好地支持核電站主控室的監(jiān)控任務,與離散界面相比,集成界面更有優(yōu)勢,但是信息密度的增加也會增加操作員的主觀負荷。因此,本研究希望通過人因學實驗,探究預測準確度和界面設計對操作員績效、情境意識和主觀負荷的影響。實驗結果表明,與傳統顯示相比,預測性顯示可以顯著地縮短操作員發(fā)現異常的時間,減少實際警報次數。從預測準確度的角度來看,對于任務復雜度較低的任務,更高的準確度并不能顯著地提高參試者的績效,設計預測性顯示時要綜合考慮預測時間和投入成本。從界面設計的角度來看,除了界面的幾何表達形式,還需要考慮操作員的監(jiān)控策略,與之匹配的界面設計可以更好地輔助操作員完成監(jiān)控任務。
【學位授予單位】：清華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM623

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