數(shù)字化控制系統(tǒng)目前廣泛應用在航空、鐵路運輸、化工、核電等各種工業(yè)企業(yè)中,其中核電行業(yè)尤為明顯。采用數(shù)字化控制系統(tǒng)給核電產業(yè)的發(fā)展帶來了機遇,但也帶來了挑戰(zhàn)。比如說這種新型的人機交互就給操作員帶來了新的復雜性,它不僅降低了操作員的情景意識,同時還增加了操作員的認知負荷,這都可能造成人因失誤。而核電行業(yè)對安全要求極高,就算一些不起眼的失誤都有可能影響到核電生產的效率,嚴重的還有可能會危害公眾的安全。所以,研究核電廠數(shù)字化控制系統(tǒng)人機交互的復雜性就有很大的意義。那么核電廠DCS人機交互的復雜性到底在哪里?又有多復雜?能否進行量化?對此文章進行了一定研究。首先文章深入分析了核電廠數(shù)字化控制系統(tǒng)的特征,接著介紹了數(shù)字化人機交互的特點還有復雜性科學,在這些基礎上提出了用熵的方法來計算核電廠DCS人機交互的復雜度。其次用此方法對某數(shù)字化核電廠蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂事故應急操作規(guī)程的人機交互復雜性進行了量化,結果通過視頻分析獲取了數(shù)據(jù),證明了該度量方法的合理性和可行性。最后,分析了研究結果,并提出了一些減少人機交互復雜性的建議。通過研究,得到以下結論：(1)文章比較了幾種計算復雜度的方法,認為信息熵理論能夠較好的描述信息的復雜性,即能夠量化核電廠數(shù)字化控制系統(tǒng)人機交互的復雜性。(2)文章提出了人機交互的復雜性影響機制模型,通過調研觀察,發(fā)現(xiàn)了五個關鍵影響因子,量化這五個關鍵因子可以量化核電廠數(shù)字化控制系統(tǒng)人機交互的復雜性。文章用專家調查法給五個指標分配了權重,并利用圖形熵計算了各指標的熵值,以及人機交互的總熵值。(3)在研究蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂事故中,得出結論Step18比Step19的復雜度要大,還有它的各個指標的復雜值也比Step19的大。在實際應用中,可以用此方法對規(guī)程的方案進行擇優(yōu)選擇,還可對一些高復雜性的方案采取針對性措施來降低其復雜性。此研究對操作員的培訓,操作時間的分配,還有規(guī)程方案的選擇以及人機界面的優(yōu)化都有一定指導作用。
【學位單位】：南華大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：TM623
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內容與擬解決的問題
    1.4 論文結構
第2章 核電廠DCS人機交互的復雜性
    2.1 核電廠DCS概述
        2.1.1 核電廠DCS的歷史
        2.1.2 核電廠DCS的特征
    2.2 人機交互
        2.2.1 人機交互的定義
        2.2.2 核電廠DCS人機交互的特點
    2.3 復雜性的度量
        2.3.1 復雜性概述
        2.3.2 度量復雜性
        2.3.3 復雜人-機系統(tǒng)
    2.4 本章小結
第3章 核電廠DCS人機交互復雜度的計算方法
    3.1 熵
        3.1.1 熵的介紹
        3.1.2 圖形熵
    3.2 核電廠DCS人機交互的復雜度計算流程
        3.2.1 方法選擇
        3.2.2 度量流程
        3.2.3 核電廠DCS人機交互復雜性的指標
        3.2.4 核電廠DCS人機交互復雜性指標權重
        3.2.5 核電廠DCS人機交互復雜度計算
    3.3 本章小結
第4章 應用案例分析
    4.1 度量過程
        4.1.1 確定研究對象
        4.1.2 確定指標權重
        4.1.3 任務分析
        4.1.4 繪制行為控制圖、信息流圖、知識層次圖與工程決策水平圖
        4.1.5 建立一階和二階熵表
        4.1.6 計算指標復雜度
        4.1.7 計算人機交互的復雜度
        4.1.8 視頻證明
    4.2 結果分析
    4.3 本章小結
第5章 結論與展望
    5.1 工作總結
    5.2 不足與展望
參考文獻
作者攻讀學位期間的科研成果
致謝

【參考文獻】

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本文編號：2836270