JP6150553B2

JP6150553B2 - 運転操作評価装置、運転操作評価方法および運転操作評価プログラム

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Publication number: JP6150553B2
Application number: JP2013033898A
Authority: JP
Inventors: 浩三岡
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2017-06-21
Anticipated expiration: 2033-02-22
Also published as: JP2014164055A

Description

本発明は、運転操作評価装置、運転操作評価方法および運転操作評価プログラムに関する。

従来、発電プラントなどにおいて、運転訓練用のシミュレータが利用されており、シミュレータを用いて実行される訓練の内容に基づいて、訓練を行う者の運転操作の評価が行われている。例えば、特許文献１では、訓練員の操作に基づくプラントの運転上主要となる主蒸気圧力等のプロセス量と、これに対応する予め記憶部に記憶させていた標準データとを比較して、訓練員の運転操作を評価する運転訓練シミュレータ装置が開示されている。また、訓練員の運転操作によるプロセス量が標準データの許容範囲を逸脱したとき、自動的に標準データを現在のプロセス量に合わせて再設定することにより、訓練員の運転レベルを認識できるようにしている。

特開平３−２８８８８２号公報

しかしながら、操作の評価を行う上で、時間的な対応時間も重要な要素であり、従来の特許文献１に記載している訓練員の運転操作によるプロセス量と標準データと比較し、プロセス量に合わせて標準データを再設定する評価方法では、訓練員の操作開始までの反応時間（即応能力）が上手く評価されていない。よって、訓練員の運転操作が必ずしも適切に評価されているとはいえないという問題がある。

本発明は、訓練員の運転操作を適切に評価するための指標を得ることができる運転操作評価装置、運転操作評価方法および運転操作評価プログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る運転操作評価装置は、１つの態様として、発電プラントにおいて実行される複数の運転操作ごとの開始時刻、及び前記運転操作によって変化する前記発電プラントのプロセス量の経時的な推移を示す基準データを記憶する記憶部と、前記運転操作の模擬訓練における前記開始時刻、及び前記模擬訓練における前記プロセス量を前記模擬訓練の結果として取得して、前記模擬訓練における前記開始時刻、及び前記プロセス量の経時的な推移を示す訓練結果を算出する訓練結果算出部と、前記基準データ及び前記訓練結果のデータの各々において初動の操作とみなすことができる時点を基準時とし、前記基準データと前記訓練結果のデータとの間で前記基準時を一致及び所定時間ずらした複数の条件毎に前記基準データと前記訓練結果のデータとの間の隔たりを算出し、前記隔たりが最も小さくなる平行移動のときの前記基準データと前記訓練結果のデータとの間の時間的なずれ量、及び前記プロセス量のずれ量を求め、求めた前記時間的なずれ量及び前記プロセス量のずれ量を、前記模擬訓練における前記運転操作の評価指標として出力する評価部とを有することを特徴とする。

すなわち、本発明は、プロセス量のずれと時間的なずれ量を組み合わせて評価するため、訓練員の運転操作を適切に評価するための指標を得ることができる。

本発明に係る運転操作評価装置において、前記評価部は、前記基準データに基づく第１の関数に対して、前記訓練結果のデータに基づく第２の関数を所定時間刻みごとに平行移動させて、前記第１の関数と前記２の関数との間のマハラノビス距離を前記所定時間刻みごとに算出し、前記所定時間刻みごとに算出した前記マハラノビス距離の平均値が最小となるときの前記第１の関数に対する前記第２の関数の時間軸方向のずれ量と、及び前記第１の関数に対する前記第２の関数のプロセス量軸方向のずれ量とをそれぞれ求め、前記評価指標として出力することを特徴とする。

すなわち、本発明は、マハラノビス距離を利用して評価するため、訓練員の運転操作を適切に評価するための指標を簡易な演算で取得することができる。

本発明に係る運転操作評価方法は、１つの態様として、運転操作評価装置に実行させる運転操作評価方法であって、発電プラントにおいて実行される複数の運転手順に対応する運転操作の模擬訓練における前記運転操作ごとの操作開始時刻、及び前記運転操作ごとのプロセス量を取得するステップと、取得した前記模擬訓練における前記操作開始時刻、及び前記プロセス量の経時的な推移を示す訓練結果を算出するステップと、前記訓練結果を評価するための、前記操作開始時刻の経時的な推移、及び前記プロセス量の経時的な推移を示す基準データを記憶する記憶部から前記基準データを読み込むステップと、前記基準データ及び前記訓練結果のデータの各々において初動の操作とみなすことができる時点を基準時とし、前記基準データと前記訓練結果のデータとの間で前記基準時を一致及び所定時間ずらした複数の条件毎に前記基準データと前記訓練結果のデータとの間の隔たりを算出し、前記隔たりが最も小さくなる条件での前記基準データと前記訓練結果のデータとの間の時間的なずれ量、及び前記プロセス量のずれ量を求め、求めた前記時間的なずれ量及び前記プロセス量のずれ量を、前記模擬訓練における前記運転操作の評価指標として出力するステップとを含むことを特徴とする。

すなわち、本発明は、プロセス量のずれと時間的なずれを組み合わせて評価するため、訓練員の運転操作を適切に評価するための指標を取得する方法を実現することができる。

本発明に係る運転操作評価プログラムは、１つの態様として、運転操作評価装置に、発電プラントにおいて実行される複数の運転手順に対応する運転操作の模擬訓練における前記運転操作ごとの操作開始時刻、及び前記運転操作ごとのプロセス量を取得するステップと、取得した前記模擬訓練における前記操作開始時刻、及び前記プロセス量の経時的な推移を示す訓練結果を算出するステップと、前記訓練結果を評価するための、前記操作開始時刻の経時的な推移、及び前記プロセス量の経時的な推移を示す基準データを記憶する記憶部から前記基準データを読み込むステップと、前記基準データ及び前記訓練結果のデータの各々において初動の操作とみなすことができる時点を基準時とし、前記基準データと前記訓練結果のデータとの間で前記基準時を一致及び所定時間ずらした複数の条件毎に前記基準データと前記訓練結果のデータとの間の隔たりを算出し、前記隔たりが最も小さくなる条件での前記基準データと前記訓練結果のデータとの間の時間的なずれ量、及び前記プロセス量のずれ量を求め、求めた前記時間的なずれ量及び前記プロセス量のずれ量を、前記模擬訓練における前記運転操作の評価指標として出力するステップとを実行させることを特徴とする。

すなわち、本発明は、プロセス量のずれと時間的なずれを組み合わせて評価するため、訓練員の運転操作を適切に評価するための指標を得るための方法を実現するためのプログラムを得ることができる。

本発明に係る運転操作評価装置、運転操作評価方法および運転操作評価プログラムは、訓練員の運転操作を適切に評価するための指標を得ることができるという効果を奏する。

図１は、本実施例に係るシステムの概念的な構成の一例を示すブロック図である。図２は、本実施例に係る運転操作評価装置の機能構成の一例を示すブロック図である。図３は、本実施例に係る運転操作評価装置により実行される処理の流れを示すフローチャートである。図４は、本実施例に係る運転操作評価装置により実行される処理を説明するための図である。図５は、過熱器における蒸気漏洩時の主蒸気温度に関する理想操作曲線と、主蒸気温度の上昇に対する初動の対応が遅れた場合の訓練操作曲線とを示す図である。図６は、運転操作評価装置により実行された模擬訓練の評価結果の表示例を示す図である。図７は、運転操作評価装置により実行された模擬訓練の評価結果の表示例を示す図である。図８は、運転操作評価装置により実行された模擬訓練の評価結果の表示例を示す図である。

以下に、本発明に係る運転操作評価装置、運転操作評価方法および運転操作評価プログラムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。さらに、この実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。以下の実施例では、発電プラントにおける各種のオペレーションを実践さながらに模擬訓練することが可能なシミュレーションにおいて、訓練員により実行された模擬訓練の結果を評価するための指標を提供する方法の一例について説明する。

［システム構成］
図１は、本実施例に係るシステムの概念的な構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、本実施例に係るシステムは、制御装置モデル管理サーバ１０と、プラントモデル管理サーバ２０と、操作端末３０と、運転操作評価装置１００とを含んで構成される。制御装置モデル管理サーバ１０、プラントモデル管理サーバ２０、操作端末３０、及び運転操作評価装置１００は、ハブ、スイッチなどの通信機器などを用いて構築される通信ネットワーク１を介して、各種データの送受信が可能な状態で構成される。

制御装置モデル管理サーバ１０は、発電プラントにおける制御装置の挙動を仮想的に再現することが可能な制御装置モデルを管理する装置である。プラント管理サーバ２０は、発電プラントの起動、稼働中、事故発生時などにおけるプラントの圧力や温度などの実際の状態を仮想的に再現することが可能なプラントモデルを管理する装置である。操作端末３０は、発電プラントにおける実際のオペレーションルームにて実行される運転操作を模擬的に実行することができる情報処理装置である。運転操作評価装置１００は、制御装置モデル管理サーバ１０、プラントモデル管理サーバ２０、及び操作端末３０を用いて実行される発電プラントの運転操作に関する模擬訓練の結果を評価する装置である。

模擬訓練の実行開始時は、操作端末３０上で、発電プラントにおける所定の運転操作の模擬訓練を実現するためのプログラムが起動されることにより、模擬訓練のシミュレーションが開始される。模擬訓練の実行中は、操作端末３０上で入力される訓練者の運転操作の内容に関するデータ、及び運転操作に対応する制御装置の挙動及びプラントの状態を再現するデータが、操作端末３０と、制御装置モデル管理サーバ１０及びプラント管理サーバ２０との間でやり取りされる。そして、模擬訓練の実行中に、操作端末３０と、制御装置モデル管理サーバ１０及びプラント管理サーバ２０との間でやり取りされるデータ（時系列のデータ）が、模擬訓練の結果に関するデータとして、運転操作評価装置１００に送信される。なお、模擬訓練の結果に関するデータは、例えば、模擬訓練が完了するまで、操作端末３０あるいはプラント管理サーバ２０にて管理され、模擬訓練完了後に運転操作評価装置１００に提供されてもよいし、模擬訓練の進行と平行して、運転操作評価装置１００にて直接提供されてもよい。運転操作評価装置１００は、模擬訓練の結果を取得して、模擬訓練の結果を評価する。

［運転操作評価装置の構成］
図２は、本実施例に係る運転操作評価装置の機能構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、運転操作評価装置１００は、表示部１１０と、入力部１２０と、通信部１３０と、媒体読取部１４０と、制御部１５０と、記憶部１６０とを備える。

表示部１１０は、液晶パネルまたは有機ＥＬ（Organic Electro−Luminescence）パネル等の表示装置を有し、制御部１５０から送信される制御信号に基づいて、文字、記号、および図形等の各種情報を表示する。入力部１２０は、キーボード等の入力装置を有し、利用者が入力装置に対して行った操作に対応する信号を制御部１５０へ出力する。通信部１３０は、所定の通信プロトコルに基づいて、他の装置との間での情報の送受信を制御する。媒体読取部１４０は、光ディスク、光磁気ディスク、メモリカード等の可搬の非一過的（non-transitory）な記憶媒体からプログラムやデータを読み取る。

制御部１５０は、演算装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）１５１と、記憶装置であるメモリ１５２とを備え、これらのハードウェア資源を用いてプログラムを実行することによって各種の機能を実現する。具体的には、制御部１５０は、記憶部１６０に記憶されているプログラムを読み出してメモリ１５２に展開し、メモリ１５２に展開されたプログラムに含まれる命令をＣＰＵ１５１に実行させる。そして、制御部１５０は、ＣＰＵ１５１による命令の実行結果に応じて、メモリ１５２および記憶部１６０に対してデータの読み書きを行ったり、通信部１３０等の動作を制御したりする。

記憶部１６０は、磁気記憶装置または半導体記憶装置等の不揮発性を有する記憶装置を備え、各種のプログラムおよびデータを記憶する。記憶部１６０に記憶されるプログラムには、運転操作評価プログラム１６１が含まれる。記憶部１６０に記憶されるデータには、運転操作基準データ１６２が含まれる。

図２において記憶部１６０が記憶するプログラムおよびデータの全体または一部は、媒体読取部１４０が読み取り可能な記憶媒体に記憶されていてもよい。あるいは、図２において記憶部１６０が記憶するプログラムおよびデータの全体または一部は、通信部１３０による通信によって他の装置から取得されてもよい。例えば、本実施例において、運転操作の模擬訓練の結果に関するデータが書き込まれた記憶媒体を、媒体読取部１４０により読み取ってもよい。あるいは、運転操作の模擬訓練の結果に関するデータを管理する装置から、通信部１３０による通信によって取得してもよい。

基準データ１６２は、発電プラントにおいて実行される複数の運転操作ごとの開始時点の経時的な推移、及び運転操作によって変化する発電プラントのプロセス量の経時的な推移を示す基準的なデータである。開始時点とは、発電プラントにおいて実施される各運転操作の開始タイミングを示す時刻の情報である。プロセス量とは、発電プラントにおいて運転操作によって変化するプラント内の蒸気の圧力や温度などの状態を示す情報である。運転操作基準データ１６２は、例えば、開始時点を示すデータの時系列の集合と、プロセス量を示すデータの時系列の集合とで構成される。運転操作基準データ１６２は、訓練員を監督する熟練者などが作成してもよいし、熟練者の実際の運転操作の記録しておいて利用してもよい。運転操作基準データ１６２は、後述する評価部１６１ｂにおいて、運転操作の模擬訓練を評価するために用いられる。

運転操作評価プログラム１６１は、制御装置モデル管理サーバ１０、プラントモデル管理サーバ２０、及び操作端末３０を用いて実行される発電プラントの運転操作に関する模擬訓練の結果の評価指標を得るための機能を提供する。例えば、運転操作評価プログラム１６１は、図２に示すように、訓練結果算出部１６１ａと、評価部１６１ｂとを含む。

訓練結果算出部１６１ａは、発電プラントの模擬訓練の結果を取得して、模擬訓練における運転操作ごとの開始時点、及び運転操作によって変化する発電プラントのプロセス量の経時的な推移を示す訓練結果を算出するための機能を提供する。模擬訓練の結果は、開始時点（時刻）を示すデータの時系列の集合と、プロセス量を示すデータの時系列の集合とで構成される。訓練結果算出部１６１ａは、模擬訓練における運転操作ごとの開始時点の分布と、模擬訓練におけるプロセス量の分布とに基づいて訓練操作曲線を算出する。例えば、訓練結果算出部１６１ａは、運転操作ごとの開始時点（時刻）及びプロセス量のデータ間をなめらかに接続する曲線（あるいは近似関数）を算出する。例えば、プロセス量が主蒸気温度である場合には、主蒸気温度を示すデータと、主蒸気温度に対応する運転操作の開始時点（時刻）のデータとに対応する点を接続した曲線が算出される。主蒸気温度の変化に対して実行される運転操作には、発電機負荷を下げる、燃料投入量を減少させる、給水量を上げる、スプレー量を増やす等の操作が含まれる。プロセス量が主蒸気温度であるときの訓練操作曲線に含まれる各点は、これらの運転操作の開始時点と、その開始時点における主蒸気温度との経時的変化を示すこととなる。

評価部１６１ｂは、基準データと訓練結果のデータの基準時を所定時間ずらした複数の条件毎に基準データと訓練結果のデータとの間の隔たり（乖離量）を算出し、隔たりが最も小さくなる条件の基準データと訓練結果のデータとの間の時間的なずれ量、及び前記プロセス量のずれ量を求め、求めた前記時間的なずれ量及び前記プロセス量のずれ量を、前記模擬訓練における前記運転操作の評価指標として出力するための機能を提供する。時間的なずれ量は、理想的な運転操作と比較したときの訓練員の初動の対応操作の時間的な遅れ（反応時間の遅れ）に相当する。プロセス量のずれ量は、発電プラントの運転操作の模擬訓練において、刻々と変化する発電プラントの状態の変化に対する対応操作（操作の程度）と、理想的な運転操作との間のずれに相当する。

具体的に説明すると、評価部１６１ｂは、運転操作基準データ１６２における運転操作ごとの開始時点の分布と運転操作ごとのプロセス量の分布とに基づいて理想操作曲線を算出する。続いて、評価部１６１ｂは、訓練結果算出部１６１ａにより算出された訓練操作曲線及び理想操作曲線を、時間軸方向及び経時的なプロセス量の増減方向を示すプロセス量軸方向を特定することができる処理領域に展開する。続いて、評価部１６１ｂは、理想操作曲線及び訓練操作曲線における運転操作のそれぞれの開始時点（初動の操作とみなす時点）を基準時とし、それぞれの基準時を一致させた後、理想操作曲線と訓練操作曲線との間のマハラノビス距離を単位時間刻みで算出し、単位時間刻みで算出したマハラノビス距離の平均値を算出する。なお、単位時間は、予め設定されるものとする。続いて、評価部１６１ｂは、単位時間に相当する距離だけ、訓練操作曲線を時間軸方向に平行移動させて、平行移動させるたびに上記マハラノビス距離の平均値を算出する処理を、予め設定する評価開始時点から評価終了時点までの所定の範囲内で繰り返し実行する。なお、評価開始時点は、理想操作曲線及び訓練操作曲線における運転操作の開始時点（初動の操作とみなす時点）であってもよいし、それ以外の時点であってもよい。そして、評価部１６１ｂは、マハラノビス距離の平均値が最小となるときの理想操作曲線に対する訓練操作曲線の時間軸方向のずれ量（訓練操作曲線の時間軸方向の移動量）を操作遅れの指標として出力する。さらに、評価部１６１ｂは、マハラノビス距離の平均値が最小であるときの理想操作曲線に対する訓練操作曲線のプロセス量軸方向のずれ量（理想操作曲線と訓練操作曲線により囲まれる面積）を操作ずれの指標として出力する。

本実施例において、理想操作曲線により示されるデータ分布及び訓練操作曲線により示されるデータ分布が、ともに相関があるデータ分布（正規分布に従って存在するデータの集合）であると考えられるので、マハラノビス距離を利用することができる。評価部１６１ｂは、理想操作曲線と訓練操作曲線との間のマハラノビス距離を算出することにより、２曲線間の隔たり（乖離量）を簡易な演算で取得することができる。評価部１６１ｂは、マハラノビス距離が大きい場合には、理想操作曲線と訓練操作曲線との間の隔たり（乖離量）が大きいと評価し、マハラノビス距離が小さい場合には、理想操作曲線と訓練操作曲線との間の隔たり（乖離量）が小さいと評価できる。なお、評価部１６１ｂは、理想操作曲線と訓練操作曲線との間の距離として、ユークリッド距離を算出してもよい。

［運転操作評価装置による処理］
図３及び図４を用いて、本実施例に係る運転操作評価装置により実行される処理について説明する。図３は、本実施例に係る運転操作評価装置により実行される処理の流れを示すフローチャートである。図４は、本実施例に係る運転操作評価装置により実行される処理を説明するための図である。図３に示す処理は、制御部１５０が、記憶部１６０に記憶されている運転操作評価プログラム１６１を読み込むことにより実行される。

図３に示すように、制御部１５０は、運転操作の模擬訓練のデータを取得して（ステップＳ１０１）、取得した模擬訓練のデータに基づいて、訓練操作曲線を算出する（ステップＳ１０２）。続いて、制御部１５０は、運転操作の基準データを取得して（ステップＳ１０３）、取得した基準データに基づいて、理想操作曲線を算出する（ステップＳ１０４）。

続いて、制御部１５０は、訓練操作曲線及び理想操作曲線を時間軸方向及びプロセス量軸方向を特定することができる処理領域に展開する（ステップＳ１０５）。続いて、制御部１５０は、理想操作曲線及び訓練操作曲線における運転操作の開始時点（初動の操作とみなす時点）を一致させた後、理想操作曲線と訓練操作曲線との間のマハラノビス距離を単位時間刻みで算出する（ステップＳ１０６）。続いて、制御部１５０は、Ｓ１０６において単位時間刻みで算出したマハラノビス距離の平均値を算出する（ステップＳ１０７）。

続いて、制御部１５０は、単位時間刻みの距離算出を完了するかを判定する（ステップＳ１０８）。制御部１５０は、判定の結果、単位時間刻みの距離算出を完了しない場合には（ステップＳ１０８，Ｎｏ）、単位時間に相当する距離だけ、訓練操作曲線を時間軸方向に平行移動させた後（ステップＳ１０９）、上記Ｓ１０６に移り、上記マハラノビス距離の平均値を算出する処理を実行する。上記マハラノビス距離の平均値を算出する処理は、予め設定される評価開始時点から評価終了時点までの所定の範囲内で繰り返し実行される。

そして、制御部１５０は、判定の結果、単位時間刻みの距離算出を完了する場合、すなわち上記マハラノビス距離の平均値を算出する処理を完了する場合には（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）、マハラノビス距離の平均値が最小となるときの上記理想操作曲線に対する上記訓練操作曲線の時間軸方向のずれ量（上記訓練操作曲線の時間軸方向の移動量）を操作遅れの指標として出力する（ステップＳ１１０）。さらに、評価部１６１ｂは、マハラノビス距離の平均値が最小であるときの上記理想操作曲線に対する上記訓練操作曲線のプロセス量軸方向のずれ量（理想操作曲線と訓練操作曲線により囲まれる面積）を操作ずれの指標として出力して（ステップＳ１１１）、図３に示す処理を終了する。

図４を用いて、図３に示す処理における操作遅れ及び操作ずれの算出について説明する。図４に示すように、制御部１５０は、理想操作曲線ＢＬ１及び訓練操作曲線ＳＬ１における評価開始時点ＳＰ１（初動の操作とみなす時点）を一致させた後、理想操作曲線ＢＬ１と訓練操作曲線ＳＬ１との間のマハラノビス距離ＭＤ１を単位時間刻みでそれぞれ算出し、単位時間刻みで算出したマハラノビス距離の平均値を算出する（例えば、Ｓ１１参照）。制御部１５０は、単位時間に相当する距離ｔ_αだけ、訓練操作曲線ＳＬ１を時間軸方向に平行移動させて、平行移動させるたびにマハラノビス距離の平均値を算出する処理を、予め設定される範囲内で繰り返し実行する。

そして、制御部１５０は、単位時間に相当する距離ｔ_αだけ、訓練操作曲線ＳＬ１を時間軸方向に平行移動させて、平行移動させるたびにマハラノビス距離の平均値を算出する処理を実行した結果、例えば、訓練操作曲線ＳＬ１を時間軸方向に距離ｔ_ｘだけ移動させたときの理想操作曲線ＢＬ１と訓練操作曲線ＳＬ１との間のマハラノビス距離ＭＤ２（例えば、Ｓ１２参照）の平均値が最小であることを導出したとする。この場合には、制御部１５０は、ステップＳ２１に示すように、理想操作曲線ＢＬ１と訓練操作曲線ＳＬ１との時間軸方向のずれ量ＴＤ１（ｔ_ｘ）を操作遅れの指標として出力する。さらに、ステップＳ２２に示すように、制御部１５０は、ずれ量ＴＤ１、つまり、訓練操作曲線ＳＬ１を時間軸方向に距離ｔ_ｘだけ移動させたときの理想操作曲線ＢＬ１と訓練操作曲線ＳＬ１との間のプロセス量軸方向のずれ量ＯＤ１（理想操作曲線ＢＬ１と訓練操作曲線ＳＬ１とに囲まれる面積）を操作ずれの指標として出力する。

上述してきたように、本実施例において、運転操作評価装置１００は、基準データと訓練結果のデータとを比較して、基準データと訓練結果のデータとの間の隔たり（乖離量）が最も小さくなるときの基準データと訓練結果のデータとの間の時間的なずれ量、及びプロセス量のずれ量を出力する。すなわち、運転操作評価装置１００は、発電プラントの運転操作の模擬訓練の結果を取得して、理想的な運転操作と比較したときの訓練員の初動の対応操作の時間的な遅れ（操作遅れ）の評価指標として時間的なずれ量を提供し、理想的な運転操作と比較したときの発電プラントの状態の変化に対する対応操作の程度のずれ（操作ずれ）の評価指標としてプロセス量のずれ量を提供する。このため、本実施例によれば、操作遅れ及び操作ずれとの２つの側面から、訓練員の運転操作を適切に評価するための指標を得ることができる。

図５を用いて、上記実施例の適用事例について説明する。図５は、過熱器における蒸気漏洩時の主蒸気温度に関する理想操作曲線と、主蒸気温度の上昇に対する初動の対応が遅れた場合の訓練操作曲線とを示す図である。

過熱器における蒸気の漏洩により、過熱器のチューブを通る給水量が減少し、熱量を少ない給水で受ける。このため、主蒸気温度が上昇するが、この上昇の傾向を迅速に察知することができれば、発電機負荷を下げる、燃料投入量を減少させる、給水量を上げる、スプレー量を増やす等の対応操作で主蒸気温度の変化を最小限にとどめることができる。これに対し、初動の対応操作が遅れた場合には、主蒸気温度の過度の上昇に対応しなければならない。このため、難しい対応操作が求められ、主蒸気温度が安定するまでに長い時間がかかることとなる。

上記実施例で説明したように、図５のステップＳ２１に示す理想操作曲線ＢＬ２と訓練操作曲線ＳＬ２との間の隔たり（乖離量）が最小となるときの時間軸方向のずれ量ＴＤ２を求めることにより、初動の対応操作の遅れに関する評価指標を得ることができる。これにより、主蒸気温度の上昇に対する運転操作の模擬訓練において、初動の対応遅れがどの程度あったのかを評価する目安を得ることができる。さらに、図５のステップＳ２２に示すように、主蒸気温度の上昇に対する初動の対応が遅れた場合の訓練操作曲線ＳＬ２を、初動の対応操作の遅れの分（ＴＤ２）だけ、蒸気漏洩開始時点（評価開始時点）であるｔ_０までを平行移動させる。このようにすることで、操作遅れの分のずれ量を除外することができ、訓練操作曲線ＳＬ２と理想操作曲線ＢＬ２との間のプロセス量軸方向（主蒸気温度方向）のずれ量に基づいて、操作遅れ以外の対応ずれ（プロセス量の変化に対する対応力）を評価することができる。また、上記実施例の方法であれば、理想操作曲線と訓練操作曲線との間の隔たり（乖離量）が最小となるポイントで、訓練操作曲線の評価開始点を決定できるので、運転操作ごとに評価開始のポイント設定する必要がない。

図６〜図８は、運転操作評価装置により実行された模擬訓練の評価結果の表示例を示す図である。図６〜図８に示すように、運転操作評価装置１００は、表示部１１０に、評価結果の画面Ｐ１〜図Ｐ３を表示させる。

図６に示す画面Ｐ１は、評価結果を概要を示すトップ画面であり、訓練の実施日時、訓練者の名前、訓練のコース名、訓練ファイル名、操作の概要などが表示される。

さらに、図７に示すように、運転操作評価装置１００は、図６に示す画面Ｐ１に対する利用者の操作に応じて、模擬訓練の評価結果の詳細を示す画面Ｐ２を表示部１１０に表示させる。画面Ｐ２には、本実施例による処理により算出された操作遅れを評価するための評価指標（例えば、７０ｓｅｃ．）が表示される。この評価指標は、上述したように、理想操作曲線と訓練操作曲線との間の隔たり（乖離量）が最小となるときの時間軸方向のずれ量に対応する値である。

また、図７に示す画面Ｐ２には、発電プラントの状態を示す複数のプロセス量の項目が表示される。画面Ｐ２では、発電プラントの状態を示す複数のプロセス量の項目として、発電機出力（ＧｅｎｅｒａｔｅｒＭＷ）、主蒸気圧力（Ｍａｉｎｓｔｅａｍｐｒｅｓｓ）、主蒸気温度（Ｍａｉｎｓｔｅａｍｔｅｍｐ）、合計空気流量（Ｔｏｔａｌａｉｒｆｌｏｗ）、合計給水流量（Ｔｏｔａｌｆｅｅｄｗａｔｅｒｆｌｏｗ）、合計給炭量（Ｔｏｔａｌｃｏａｌｆｌｏｗ）、火炉ガス温度（Ｆｕｒｎａｃｅｇａｓｔｅｍｐ）、タービン第一段蒸気温度（Ｔｕｒｂｉｎｅ１ｓｔｓｔａｇｅｓｔｅａｍｔｅｍｐ）、タービン第一段メタル温度（Ｔｕｒｂｉｎｅ１ｓｔｓｔａｇｅｍｅｔａｌｔｅｍｐ）、タービン回転数（Ｔｕｒｂｉｎｅｓｐｅｅｄ）、復水器真空（Ｃｏｎｄｅｎｃｅｒｖａｃｃｕｍ）、火炉ドラフト（Ｆｕｒｎａｃｅｄｒａｆｔ）、煤塵量（Ｏｐａｃｉｔｙ）、節炭器出口ガス０２濃度（ＥｃｏｏｕｔｌｅｔｇａｓＯ２）、高圧タービン外被メタル温度(上部／底部)（ＨＰｔｕｒｂｉｎｅｏｕｔｅｒｃａｓｉｎｇｍｅｔａｌｔｅｍｐ（Ｔｏｐ／ｂｏｔｔｏｍ））、中圧タービン外被メタル温度（上部／底部）（ＩＰｔｕｒｂｉｎｅｏｕｔｅｒｃａｓｉｎｇ（Ｔｏｐ／ｂｏｔｔｏｍ））がある。上記図５の説明では、主蒸気温度が上昇した場合には、発電機負荷を下げる、燃料投入量を減少させる、給水量を上げる、スプレー量を増やす等の対応操作をとることができる。また、例えば、主蒸気圧力が上昇した場合には、水燃比を下げるため燃料投入量を減少させる、給水量を減少させる、主蒸気管の蒸気逃がし弁を開ける等の対応操作をとることができる。

また、図７に示す画面Ｐ２には、発電プラントの状態を示す複数のプロセス量の項目（７−１参照）ごとに、本実施例による処理を行わない場合（Ｏｒｉｇｉｎａｌ）のプロセス量に関する評価値（７−２参照）と、本実施例による処理を行った場合（Ｄｅｌａｙｔｉｍｅｓｈｉｆｔ）のプロセス量に関する評価値（７−３参照）とが表示される。本実施例による処理を行った場合のプロセス量に関する評価値（７−３参照）は、上記評価指標（例えば、７０ｓｅｃ．）に基づいて、訓練操作曲線を移動させたときの理想操作曲線と訓練操作曲線との間のプロセス量軸方向のずれ量を評価する値である。

また、図７に示す画面Ｐ２には、本実施例による処理を行わない場合のプロセス量に関する評価値（７−２参照）と、本実施例による処理を行った場合のプロセス量に関する評価値（７−３参照）に対応するグラフ（Ｏｒｉｇｉｎａｌ／Ｄｅｌａｙｔｉｍｅｓｈｉｆｔ）がそれぞれ表示される。

さらに、図８に示す画面Ｐ３には、模擬訓練が行われた運転操作の項目に関する理想操作曲線と訓練操作曲線とが表示される。運転操作評価装置１００は、例えば、図７に示す画面Ｐ２（７−１）に対する利用者の操作に応じて、画面Ｐ３を表示部１１０に表示させる。

なお、上記図５では、運転操作評価装置１００は、発電プラントの主蒸気温度に基づいて、操作遅れの評価指標と操作ずれの評価指標を算出して取得する例を説明したが、主蒸気温度の場合と同様に、上記図７に示す各プロセス量の項目についても、操作遅れの評価指標と操作ずれの評価指標を算出して取得することができる。このようにして、発電プラントのプロセス量のいずれかに基づいて、操作遅れ（時間的なずれ）及び操作ずれ（プロセス量のずれ）を評価するための指標を得ることができる。

また、運転操作評価装置１００は、発電プラントの複数のプロセス量を用いて、操作遅れ及び操作ずれを評価するための指標を得ることもできる。例えば、運転操作評価装置１００は、上記図７に示す各プロセス量の項目のうち、運転操作において重要な項目などの特定の項目について、本実施例による処理（図３及び図４参照）を実行して、理想操作曲線と訓練操作曲線との間の隔たり（乖離量）が最小となるときの時間軸方向のずれ量を算出することにより、操作遅れの評価指標（例えば、上記７０ｓｅｃ．に対応する値）を取得する。あるいは、運転操作評価装置１００は、上記図７に示す各プロセス量の項目のうち、運転操作において重要な項目をいくつか選択して、選択した複数の項目について本実施例による処理（図３及び図４参照）を実行して、項目ごとに算出された時間軸方向のずれ量の平均値を算出することにより、操作遅れの評価指標を取得する。そして、運転操作評価装置１００は、算出した操作遅れの評価指標に基づいて訓練操作曲線を時間軸方向に移動させ、プロセス量方向のずれ量を算出することにより、操作ずれの評価指標を出力する。このようにして、発電プラントの複数のプロセス量に基づいて、操作遅れ（時間的なずれ）及び操作ずれ（プロセス量のずれ）を評価するための指標を得ることができる。

上記の実施例では、発電プラントの運転操作の模擬訓練結果を評価するための指標を提供する方法の一例を説明したが、航空機の操縦、船舶の操縦、高度医療機器の操作などの模擬訓練結果を評価するための指標を提供する場合についても、上記の実施例の処理を適用することができる。

なお、上記の実施例で示した本発明の態様は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更することができる。例えば、上記の実施例で示したプログラムは、複数のモジュールに分割されていてもよいし、他のプログラムと統合されていてもよい。

１通信ネットワーク
１０制御装置モデル管理サーバ
２０プラントモデル管理サーバ
３０操作端末
１００運転操作評価装置
１１０表示部
１２０入力部
１３０通信部
１４０媒体読取部
１５０制御部
１６０記憶部
１６１運転操作評価プログラム
１６２基準データ

Claims

発電プラントにおいて実行される複数の運転操作に関する模擬訓練の評価結果の詳細を示す画面を表示する表示部と、
前記複数の前記運転操作ごとの開始時刻、及び前記運転操作によって変化する前記発電プラントのプロセス量の経時的な推移を示す基準データを記憶する記憶部と、
前記運転操作の模擬訓練における前記開始時刻、及び前記模擬訓練における前記プロセス量を前記模擬訓練の結果として取得して、前記模擬訓練における前記開始時刻、及び前記プロセス量の経時的な推移を示す訓練結果を算出する訓練結果算出部と、
前記基準データ及び前記訓練結果のデータの各々において初動の操作とみなすことができる時点を基準時とし、前記基準データと前記訓練結果のデータとの間で前記基準時を一致及び所定時間ずらした複数の条件毎に前記基準データと前記訓練結果のデータとの間の隔たりを算出し、前記隔たりが最も小さくなる平行移動のときの前記基準データと前記訓練結果のデータとの間の時間的なずれ量、及び前記プロセス量のずれ量を求め、求めた前記時間的なずれ量及び前記プロセス量のずれ量を、前記模擬訓練における前記運転操作の評価指標として出力する評価部と
を有し、
前記評価部は、前記運転操作の評価指標を出力する際、少なくとも前記時間的なずれ量に対応する時間そのものを、前記運転操作の操作遅れを評価するための評価指標として前記画面に含めて前記表示部に表示させることを特徴とする運転操作評価装置。
前記評価部は、前記基準データに基づく第１の関数に対して、前記訓練結果のデータに基づく第２の関数を所定時間刻みごとに平行移動させて、前記第１の関数と前記２の関数との間のマハラノビス距離を前記所定時間刻みごとに算出し、前記所定時間刻みごとに算出した前記マハラノビス距離の平均値が最小となるときの前記第１の関数に対する前記第２の関数の時間軸方向のずれ量と、及び前記第１の関数に対する前記第２の関数のプロセス量軸方向のずれ量とをそれぞれ求め、前記評価指標として出力することを特徴とする請求項１に記載の運用操作評価装置。
運転操作評価装置に実行させる運転操作評価方法であって、
発電プラントにおいて実行される複数の運転手順に対応する運転操作の模擬訓練における前記運転操作ごとの操作開始時刻、及び前記運転操作ごとのプロセス量を取得するステップと、
取得した前記模擬訓練における前記操作開始時刻、及び前記プロセス量の経時的な推移を示す訓練結果を算出するステップと、
前記訓練結果を評価するための、前記操作開始時刻の経時的な推移、及び前記プロセス量の経時的な推移を示す基準データを記憶する記憶部から前記基準データを読み込むステップと、
前記基準データ及び前記訓練結果のデータの各々において初動の操作とみなすことができる時点を基準時とし、前記基準データと前記訓練結果のデータとの間で前記基準時を一致及び所定時間ずらした複数の条件毎に前記基準データと前記訓練結果のデータとの間の隔たりを算出し、前記隔たりが最も小さくなる条件での前記基準データと前記訓練結果のデータとの間の時間的なずれ量、及び前記プロセス量のずれ量を求め、求めた前記時間的なずれ量及び前記プロセス量のずれ量を、前記模擬訓練における前記運転操作の評価指標として出力するステップと
を含み、
前記出力するステップは、前記運転操作の評価指標を出力する際、少なくとも前記時間的なずれ量に対応する時間を、前記運転操作の操作遅れを評価するための評価指標として、前記運転操作に関する模擬訓練の評価結果の詳細を示す画面に含めて表示部に表示させることを特徴とする運転操作評価方法。
運転操作評価装置に、
発電プラントにおいて実行される複数の運転手順に対応する運転操作の模擬訓練における前記運転操作ごとの操作開始時刻、及び前記運転操作ごとのプロセス量を取得するステップと、
取得した前記模擬訓練における前記操作開始時刻、及び前記プロセス量の経時的な推移を示す訓練結果を算出するステップと、
前記訓練結果を評価するための、前記操作開始時刻の経時的な推移、及び前記プロセス量の経時的な推移を示す基準データを記憶する記憶部から前記基準データを読み込むステップと、
前記基準データ及び前記訓練結果のデータの各々において初動の操作とみなすことができる時点を基準時とし、前記基準データと前記訓練結果のデータとの間で前記基準時を一致及び所定時間ずらした複数の条件毎に前記基準データと前記訓練結果のデータとの間の隔たりを算出し、前記隔たりが最も小さくなる条件での前記基準データと前記訓練結果のデータとの間の時間的なずれ量、及び前記プロセス量のずれ量を求め、求めた前記時間的なずれ量及び前記プロセス量のずれ量を、前記模擬訓練における前記運転操作の評価指標として出力するステップと
を実行させ、
前記出力するステップは、前記運転操作の評価指標を出力する際、少なくとも前記時間的なずれ量に対応する時間を、前記運転操作の操作遅れを評価するための評価指標として、前記運転操作に関する模擬訓練の評価結果の詳細を示す画面に含めて表示部に表示させることを特徴とする運転操作評価プログラム。