JP4417301B2 - 運転支援装置 - Google Patents

Description

この発明は、プラントの運転や衛星の遠隔操作を支援する運転支援装置に関し、特に操作手順を表示する技術に関する。

従来のプラントの運転支援装置では、操作手順は、一連の個別操作と条件分岐により表現されている。このような運転支援装置では、操作手順の実行時に、既に実行された操作手順の部分は、その履歴情報を用いて、所定のステップ数だけ表示され、一方、未実行の操作手順の部分については、プラントの状態と操作の予測に基づいて分岐先が選ばれ、この選ばれた分岐先から所定のステップ数だけ表示される。さらに、現時点から近傍の操作手順の部分については、対応するマニュアルが検索され、この検索により得られた操作手順の部分が表示される。

関連する技術として、特許文献１は、運転マニュアルの開始から最終目標までの全体の流れと、流れ上における、現在点の位置と、現在点の詳細な運転ガイドとを同時に表示することができる運転支援システムを開示している。この運転支援システムは、出発点から現在時点までは階層的に構成した運転マニュアルの重要度が高く、かつ同一重要度では現在時点に近いほうから選択し、一方、現在時点および予め定めた範囲内のステップでは、詳細な運転ガイドを表示し、それから先、到達点までは、代表的なパラメータのみで判断することにより、プラントの状況を判断し、予め定めた優先度で表示事項を表示する。なお、実際の運転とプラントの状況とを優先度計算部で運転マニュアルのステップ差に変換して、優先度を表すこともできる。

特開平８−１７９８２０号公報

しかしながら、上述した従来の運転支援装置は、手順実行の経路については、分岐部における判定条件にしたがって唯一の経路を選択し、その経路について、表示可能な手順を示すのみである。このため、選択されなかった分岐先の部分について、どのような手順が存在するかは、分岐先の予測を修正して表示するため、同一表示において複数の経路を表示することができず、また、複雑な操作手順の全体を文書等の形式にて印刷する場合、操作手順を分割して表示する必要があるが、全体を適切に分割して表示することができず、操作性に劣るという問題がある。

この発明は、上述した問題点を解消するためになされたものであり、適切な操作手順を表示できる操作性に優れた運転支援装置を提供することを目的とする。

この発明に係る運転支援装置は、操作手順において個々の操作の遷移を示す遷移部に、個別操作部または分岐部から他の個別操作部または分岐部に進む比率を表す遷移比率を導入し、その遷移比率を操作手順の各個別操作部および分岐部の間の距離の計算に用い、遷移比率と距離とを表示範囲の決定に利用するように構成されている。すなわち、この発明に係る運転支援装置は、個別の操作に対応する個別操作部と、条件に従って手順の流れを分岐させる分岐部と、個別操作部または分岐部から他の個別操作部または分岐部への遷移を示し、該遷移の比率を表す遷移比率が付された遷移部とによって記述された操作手順を格納した記録装置と、前記記録装置から読み出した操作手順の中の特定の個別操作部を起点とし、該起点からの距離を、個別操作部の表示に必要な領域の大きさ、個別操作部間の遷移部の表示に必要な長さおよび分岐部から分岐先への遷移部の表示に必要な長さに分岐先の表示に必要な領域の大きさを加えた結果に遷移比率の逆数を乗じた長さを合計することによって算出し、該算出した起点からの距離に基づき操作手順の表示範囲を決定する表示範囲判定部と、表示範囲判定部によって決定された表示範囲を表示する表示部とを備えている。

この発明に係る運転支援装置によれば、個別の操作に対応する個別操作部と、条件に従って手順の流れを分岐させる分岐部と、個別操作部または分岐部から他の個別操作部または分岐部へ遷移する比率を表す遷移比率が付された遷移部とによって記述された操作手順を記憶しておき、この記憶された操作手順に含まれる遷移部に付された遷移比率に応じて表示範囲を決定し、この決定された表示範囲を表示するように構成したので、例えば通常の操作への遷移比率を高く、例外操作への遷移比率を低くしておくことにより、通常の操作の操作手順が表示される頻度が高くなる。その結果、複雑で大規模な操作手順であっても、適切な操作手順を表示させることができ、操作性に優れた運転支援装置を提供できる。

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。この運転支援装置は、記録装置１、入力装置２、表示範囲判定部３、表示レイアウト生成部４および出力装置５から構成されている。この発明の表示部は、表示レイアウト生成部４および出力装置５から構成されている。

記録装置１は、表示対象である操作手順を格納する。この記録装置１に格納されている操作手順は、表示範囲判定部３に送られる。入力装置２は、表示のための選択条件を入力する。この入力装置２から入力された選択条件は、表示範囲判定部３に送られる。表示範囲判定部３は、記録装置１から送られてくる操作手順を、入力装置２から送られてくる選択条件に従って選択し、操作手順の表示範囲を決定する。この表示範囲判定部３において決定された操作手順の表示範囲は、表示レイアウト生成部４に送られる。

表示レイアウト生成部４は、表示範囲判定部３から送られてきた操作手順の表示範囲に従って操作手順を構成する要素をレイアウトし、このレイアウトにより得られた表示画面データを生成する。この表示レイアウト生成部４で生成された表示画面データは、出力装置５に送られる。出力装置５は、表示レイアウト生成部４から送られてくる表示画面データに従って操作手順を表示する。

この実施の形態１に係る運転支援装置が宇宙機の追跡管制装置に適用される場合は、例えば、記録装置１はディスク装置や計算機の主記憶から構成され、表示範囲判定部３および表示レイアウト生成部４は計算機の演算処理実行部から構成され、入力装置２はキーボードやデータ収集装置から構成され、出力装置はＣＲＴディスプレイ装置やプリンタ装置から構成される。

図２は、この発明の実施の形態１に係る運転支援装置において表示対象とされる操作手順をフローチャート形式で表したものである。

この操作手順の実行は、開始１０から始まり、操作Ａ１１、操作Ｂ１２と進み、分岐１３において操作Ｃ１４または操作Ｄ１６〜操作Ｆ１８に進み、終了１５で終了する。分岐１３から操作Ｃ１４に進む遷移部（遷移を表示する部分）には遷移比率として０．８が付与され、操作Ｄ１６に進む遷移部には遷移比率として０．２が付与されている。遷移比率は、各操作から遷移する各方向に対して定義され、その合計は１となるものとする。例えば、分岐１３に関しては、遷移比率は０．８と０．２との和で１となる。また、操作Ｂ１２に関しては、遷移する方向は１つのみであるため、遷移比率は１となる。なお、操作Ａ１１〜操作Ｆ１８は個別操作と呼ばれ、この発明の個別操作部に対応する。また、分岐１３は、この発明の分岐部に対応する。

図３は、図２にフローチャート形式で表した操作手順を、グラフ構造を用いて表現した図である。図２に示す個別操作および分岐はノードによって表現され、遷移部はノード間の遷移としてアークによって表現されている。表示領域の大きさは、ノードの大きさで表現されている。また、個別操作間の遷移部および個別操作と分岐との間の遷移部の表示には１の大きさ（表示長：１で表している）が必要であるものとする。

図４は、操作Ｂ１１２を起点として、各個別操作までの距離を計算した例を示す図である。この例では、各個別操作に関して、操作Ｃ１１４には表示領域として２の大きさが必要であり、それ以外の個別操作は１の大きさが必要である。また、各遷移部の表示領域の大きさは全て１としている。ここで、操作Ｂ１１２から分岐１１３までの距離は２である。これは、遷移部の表示領域の大きさ１と分岐１１３の表示領域の大きさ１を加算したものである。分岐１１３から操作Ｃ１１４までの距離は、遷移比率が０．８であるため、遷移部の表示領域の大きさ１と操作Ｃ１１４の表示領域の大きさ２との和である３に、遷移比率の逆数１．２５を乗じて得られる３．７５である。このため、操作Ｂ１１２から操作Ｃ１１４までの距離は、２と３．７５との和である５．７５となる。

同様の方法で計算すると、操作Ｂ１１２から操作Ｄ１１６までの距離は、１２となる。操作Ｂ１１２から終了１１５までの距離は、操作Ｃ１１４を経由する距離８．２５と、操作Ｄ１１６〜操作Ｆ１１８を経由する距離４２の小さい方、すなわち距離８．２５となる。操作Ｂ１１２から操作Ａ１１１までの距離は、実行順序を逆方向に遡るため、距離に重み付けがなされている。図４では、実行順序を順方向に辿る場合に、重み付けのために、距離に１．５の重み係数が乗じられる。そのため、操作Ｂ１１２から分岐１１３までの距離が２であるのに対し、操作Ｂ１１２から操作Ａ１１１までの距離は、その１．５倍、すなわち３となっている。

図５は、遷移比率によって表示範囲を選択した例を示す。この例では、遷移比率０．５未満の経路の要素については非表示としている。従って、操作Ｄ１１６、操作Ｅ１１７および操作Ｆ１１８が非表示とされる。図６は、距離によって表示範囲を選択した例を示す。この例では、距離１５以上の経路については非表示としている。従って、操作Ｅ１１７および操作Ｆ１１８が非表示とされる。

図７は、図５に示した遷移比率によって選択された表示範囲の操作手順を、表示レイアウト生成部４を介して、出力装置５にフローチャート形式で表示した例を示す。この例においては、操作Ｄ１６、操作Ｅ１７および操作Ｆ１８が非表示となっている。図８は、遷移比率によって操作手順を分割し、分割された操作手順の各部分をフローチャート形式で表示した例を示す。

次に、上述したように構成される、この発明の実施の形態１に係る運転支援装置における距離計算の処理手順を、図９、図１０および図１１に示すフローチャートを参照しながら説明する。この距離計算では、入力された起点となる個別操作からの距離が求められる。なお、以下に説明する例では、グラフ構造のノードに関して、起点から広さ優先でノードを巡回し、起点からの最短距離を印付けていく処理として実現されている。

図９は、距離計算のメイン処理を示すフローチャートである。距離計算が開始されると、まず、表示対象である、フローチャート形式で記述された操作手順が読み込まれ、グラフ構造に変換される（ステップＳＴ１）。すなわち、表示範囲判定部３は、記録装置１から、図２に示すような表示対象である、フローチャート形式で記述された操作手順を読み込み、図３に示すようなグラフ構造に変換する。

次いで、グラフ構造の全てのノードの距離属性が未定義と印付けされる（ステップＳＴ２）。次いで、距離計算の起点となる個別操作に対応する起点のノードＮＸが入力される（ステップＳＴ３）。すなわち、入力装置２から入力された個別操作が、起点のノードＮＸとして表示範囲判定部３に送られる。次いで、起点となる個別操作に対応するノードＮＸの距離属性が０に初期化され、そのノードＮＸがノード集合ＮＳに格納される（ステップＳＴ４）。

次いで、距離の計算（順方向）の処理が実行される（ステップＳＴ５）。このステップＳＴ５では、個別操作間の距離計算において、フローチャート形式で記述された操作手順を辿る順序が操作の実行順序と同じである場合の距離が計算される。このステップＳＴ５で実行される処理の詳細は後述する。

次いで、ノード集合ＮＳにノードＮＸが格納される（ステップＳＴ６）。次いで、距離の計算（逆方向）の処理が実行される（ステップＳＴ７）。このステップＳＴ７では、個別操作間の距離計算において、フローチャート形式で記述された操作手順を辿る順序が操作の実行順序と逆である場合の距離が計算される。このステップＳＴ７で実行される処理の詳細は後述する。以上の処理により、距離計算の処理は終了する。

次に、上記ステップＳＴ５で実行される距離の計算（順方向）の処理の詳細を、図１０に示すフローチャートを参照しながら説明する。

距離の計算（順方向）の処理が開始されると、まず、ノード集合ＮＳが空であるかどうかが調べられる（ステップＳＴ５０１）。このステップＳＴ５０１において、ノード集合ＮＳが空であることが判断されると距離の計算（順方向）の処理は終了する。一方、ノード集合ＮＳが空でないことが判断されると、シーケンスはステップＳＴ５０２に進む。図９に示すメイン処理において、ノード集合ＮＳには、起点となる個別操作に対応するノードＮＸが１つ格納されている。従って、メイン処理から呼び出された直後のステップＳＴ５０１ではノード集合ＮＳは空でないと判断され、シーケンスはステップＳＴ５０２に進む。

ステップＳＴ５０２では、ノード集合ＮＳの先頭要素がノードＮとされるとともに、この先頭要素はノード集合ＮＳから取り除かれる。次いで、ノードＮに繋がる枝のうち、その枝による遷移が、操作手順の実行順序と同じであるものが取り出されて枝集合ＡＳに挿入される（ステップＳＴ５０３）。次いで、枝集合ＡＳが空であるかどうかが調べられる（ステップＳＴ５０４）。このステップＳＴ５０４において、枝集合ＡＳが空であることが判断されると、シーケンスはステップＳＴ５０１に戻り、ノード集合ＮＳから、次のノードが取得され（ステップＳＴ５０２）、これに繋がる枝のうち、遷移の向きが合致するもののみが枝集合ＡＳに挿入される（ステップＳＴ５０３）。以下、ステップＳＴ５０１〜ＳＴ５０４の処理が繰り返される。

上記ステップＳＴ５０１〜ＳＴ５０４の処理の繰り返しにおいて、ステップＳＴ５０４において、枝集合ＡＳが空でないことが判断されると、シーケンスはステップＳＴ５０５に進む。そして、ステップＳＴ５０５〜ステップＳＴ５１１において、枝集合ＡＳに格納される各枝の先のノードに対する距離が求められる。

すなわち、まず、枝集合ＡＳの先頭要素が枝Ａとされるとともに、この先頭要素が枝集合ＡＳから取り除かれる（ステップＳＴ５０５）。次いで、枝Ａに繋がるノードのうち、ノードＮでない方がノードＮＸとされる（ステップＳＴ５０６）。次いで、ノードＮに繋がるノードＮＸの起点からの距離（ＮＸ．距離）として、ノードＮの起点からの距離（Ｎ．距離）に、枝Ａの表示サイズ属性（Ａ．表示サイズ）とノードＮＸの表示サイズ属性（ＮＸ．表示サイズ）との和を加算、枝Ａに対する遷移比率で割ったものが加算されて距離Ｄとされる（ステップＳＴ５０７）。

次いで、ノードＮＸの距離属性が未定義である（未だ設定されていない）かどうかが調べられる（ステップＳＴ５０８）。ここで、未定義であることが判断されると、シーケンスはステップＳＴ５１０に進む。一方、未定義でないことが判断されると、次いで、距離ＤがノードＮＸの距離属性より小さいかどうかが調べられる（ステップＳＴ５０９）。ここで小さくないことが判断されると、シーケンスはステップＳＴ５０４に戻る。一方、小さいことが判断されると、距離ＤがノードＮＸの起点からの距離として設定される（ステップＳＴ５１０）。そして、ノードＮＸが処理候補を格納するノード集合ＮＳに追加される（ステップＳＴ５１１）。その後、シーケンスはステップＳＴ５０４に戻り、ノードＮに隣接する次のノードについて処理が続行される。このステップＳＴ５０４において、枝集合ＡＳが空、つまりノードＮに隣接する次のノードがないことが判断されると、シーケンスはステップＳＴ５０１に戻り、ノード集合ＮＳの先頭の要素をノードＮとして、上述した処理手順が繰り返される。

次に、上述した距離の計算（順方向）の処理によって算出される起点からの距離の具体例を、図２に示すフローチャート形式で記述された操作手順の場合を例にとり、数値を挙げて説明する。最初、ノード集合ＮＳには、ステップＳＴ４において、操作Ｂ１１２が挿入され、ノード集合ＮＳは｛操作Ｂ１１２｝となる。次に、ステップＳＴ５０２において、ノード変数Ｎに操作Ｂ１１２が設定され、ステップＳＴ５０３において、枝集合ＡＳに枝１２０が挿入され、ステップＳＴ５０６において、ノードＮＸに分岐１１３が設定される。そして分岐１１３の距離として、「０＋（１＋１）／１＝２」が求められる。二巡目において、ノードＮに分岐１１３が設定される。分岐１１３に繋がる順方向の枝は枝１２１と枝１２２である。枝１２１についてステップＳＴ５０６〜ＳＴ５１０で処理され、この結果、操作Ｃ１１４までの距離は、ステップＳＴ５０７において、「２＋（１＋２）／０．８＝５．７５」となる。同様に、操作Ｄ１１６については、「２＋（１＋１）／０．２＝１２」となる。

次に、上記ステップＳＴ７で実行される距離の計算（逆方向）の処理の詳細を、図１１に示すフローチャートを参照しながら説明する。この図１１に示すフローチャートは、図１０に示したフローチャートのステップＳＴ５０３およびＳＴ５０７が、ステップＳＴ６０３およびＳＴ６０７にそれぞれ置き換えられて構成されている。以下では、図１０に示すフローチャートと同一の処理を実行するステップには、図１０と同一の符号を付して説明を省略する。

ステップＳＴ６０３では、ノードＮに繋がる枝のうち、その枝による遷移が、操作手順の実行順序と逆のものが取り出されて枝集合ＡＳに挿入される。また、ステップＳＴ６０７では、ノードＮに繋がるノードＮＸの起点からの距離（ＮＸ．距離）として、ノードＮの起点からの距離（Ｎ．距離）に、枝Ａの表示サイズ属性（Ａ．表示サイズ）とノードＮＸの表示サイズ属性（ＮＸ．表示サイズ）との和に枝Ａに対する重み係数Ｗを掛けたものが加算されて距離Ｄとされる。

次に、上述した距離の計算（逆方向）の処理によって算出される起点からの距離の具体例を、図２に示すフローチャート形式で記述された操作手順の場合を例にとり、数値を挙げて説明する。最初、ノード集合ＮＳには、ステップＳＴ４において、操作Ｂ１１２が挿入され、ノード集合ＮＳは｛操作Ｂ１１２｝となる。次に、ステップＳＴ５０２において、ノード変数Ｎに操作Ｂ１１２が設定され、ステップＳＴ５０３において、枝集合ＡＳに枝１３０が挿入され、ステップＳＴ５０６において、ノードＮＸに操作Ａ１１１が設定される。そして操作Ａ１１１の距離として、「０＋（１＋１）／１＝２」が求められる。二巡目において、ノードＮに操作Ａ１１１が設定される。枝１２１についてステップＳＴ５０６〜５１０で処理され、この結果、操作Ａ１１１までの距離は、ステップＳＴ５０７において、「０＋（１＋１）＊１．５＝３」となる。同様にして、開始１１０までの距離は、「３＋（１＋１）＊１．５＝６」となる。

以上説明したように、この発明の実施の形態１に係る運転支援装置によれば、分岐処理を含む複雑で大規模な操作手順を、通常実行される経路や、あまり実行されない部分を省略して部分的に表示する際、あるいは、分割して表示する際に、表示領域の選択が必要となるが、操作手順の処理が分岐する部分に、その分岐先に対して処理が進む可能性を表す遷移比率が数値として比較可能な形式で設定されているので、表示領域の選択を算術演算により行うことができ、処理が容易となる。

また、表示範囲判定部３は、記録装置１から読み出した操作手順に含まれる遷移部に設定された遷移比率に応じて分岐先の表示または非表示を決定し、この決定に従って表示範囲を決定するように構成したので、遷移比率を比較するだけで、実行される可能性が低い部分を省略して表示することができる。

また、表示範囲判定部３は、記録装置１から読み出した操作手順に含まれる遷移部に設定された遷移比率が低い方の分岐先を含む操作手順を分割し、分割した操作手順および分割された操作手順を個別に表示するための表示範囲を決定するように構成したので、操作手順のうち、例外処理の部分を省略した主たる手順を抽出することができる。これにより、複雑な操作手順のうちの主たる操作手順と例外的な操作手順とを別々に表示することができる。

また、表示範囲判定部３は、各個別操作部に対して任意の個別操作部からの距離を求める際に、遷移比率の逆数を乗ずるように構成したので、実行される可能性が高い（遷移比率が大きい）経路上の個別操作部と、実行される可能性が低い（遷移比率が小さい）経路上の個別操作部を比較した場合、実行される可能性が高い個別操作部の方が、距離が小さくなる。従って、操作手順の表示において、距離の近い個別操作部の集合が表示対象とされるので、実行される可能性の高い一連の個別操作を表示することができる。

また、実行中の操作手順を表示する際に、現在実行中の個別操作部を起点として入力装置２から指示することにより、近々に実行される可能性の高い操作手順の部位を選択的に表示することができる。

また、距離が近い、すなわち実行される可能性が高いものを固まりとして、操作手順を分割していくことにより、操作手順のうち、例外処理の部分を省略した、主たる手順を抽出することができる。これにより、複雑な操作手順のうちの主たる操作手順と例外的な操作手順とを別々に表示することができる。

操作手順の表示において、現在実行中の個別操作部を起点として、ある距離以下の個別操作部を表示する場合、既実行の操作手順の部分については、未実行の操作手順の部分に比較して距離が大となるように構成したので、表示において、実行済みの操作手順の部分に対する表示が抑制され、未実行の操作手順の部分について、より多くの情報を提示することができる。

この発明の実施の形態１に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る運転支援装置において表示対象とされる操作手順をフローチャート形式で表した図である。 図２にフローチャート形式で表した操作手順を、グラフ構造を用いて表現した図である。 図３に示すグラフ構造において、各ノードまでの距離を計算した例を示す図である。 図４に示すグラフ構造において、遷移比率によって表示範囲を選択した例を示す図である。 図４に示すグラフ構造において、距離によって表示範囲を選択した例を示す図である。 図５に示した遷移比率によって選択された表示範囲をフローチャート形式で表示した例を示す図である。 図５に示した遷移比率によって操作手順を分割し、分割された各領域の操作手順をフローチャート形式で表示した例を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る運転支援装置において実行される距離計算のメイン処理を示すフローチャートである。 図９に示す「距離の計算（順方向）」処理の詳細を示すフローチャートである。 図９に示す「距離の計算（逆方向）」処理の詳細を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 記録装置、２ 入力装置、３ 表示範囲判定部、４ 表示レイアウト生成部、５ 出力装置、１１，１２，１４，１６〜１８ 操作Ａ〜操作Ｆ、１３ 分岐、１５ 終了、２０ 開始。

Claims (4)

1. 個別の操作に対応する個別操作部と、条件に従って手順の流れを分岐させる分岐部と、個別操作部または分岐部から他の個別操作部または分岐部への遷移を示し、該遷移の比率を表す遷移比率が付された遷移部とによって記述された操作手順を格納した記録装置と、
   前記記録装置から読み出した操作手順の中の特定の個別操作部を起点とし、該起点からの距離を、個別操作部の表示に必要な領域の大きさ、個別操作部間の遷移部の表示に必要な長さおよび分岐部から分岐先への遷移部の表示に必要な長さに分岐先の表示に必要な領域の大きさを加えた結果に遷移比率の逆数を乗じた長さを合計することによって算出し、該算出した起点からの距離に基づき操作手順の表示範囲を決定する表示範囲判定部と、
   前記表示範囲判定部によって決定された表示範囲を表示する表示部とを備えた運転支援装置。
2. 操作手順の中の特定の個別操作部を指定する入力装置を備え、
   表示範囲判定部は、前記入力装置から指定された個別操作部を起点とし、該起点からの各個別操作部までの距離を算出し、該算出した距離に基づき操作手順の表示範囲を決定することを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
3. 表示範囲判定部は、算出された起点からの距離が所定値より大きい個別操作部を含む操作手順の部分を分割し、該分割により残った操作手順の部分および分割された操作手順の部分を個別に表示するための表示範囲を決定することを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
4. 表示範囲判定部は、起点から既実行の操作手順の部分まで距離を求める際は、未実行の操作手順の部分まで距離を求める場合に比較して大きい距離になるように、算出した起点からの距離に重み係数を乗じることを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。

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