JPH02139590A - 学習訓練シミュレータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はプロセスプラントの運転訓練に好適な学習訓練
用シミュレータに係り、特に学習訓練者の学習レベル、
学習の進展具合に応じて適切な学習コースを選択するこ
とにより、より効率的に学習を行うことができるように
した学習訓練シミュレータ装置に関する。

（従来の技術） 原子力発電所や製鉄プラント等のプロセスプラントは近
年規模が拡大し、監視操作システムは大規模、複雑化し
ている。このようななかで計梓機技−桁の進歩による各
種の運転支援システムの開発やヒユーマンファクターの
観点から人間に適合した使いやすいシステムとしての改
良が進められてきている。

一方、プラントの安全運転にとって特に異常時・事故時
の判断および対応操作は運転員の技量に負うところが大
きく、各種の運転支援システムが開発されても最終的な
防護壁としての人間の存在の重要性は変わらない。した
がって、運転員は通常の業務におけるＯＪＴはもちろｌ
υのこと、シミュレータを用いた運転訓練を周期的に繰
り返し、技量の向上を図っている。、なかでも、異常時
・事故時の訓練は、実機で行うことができないため、シ
ミュレータによる訓練が主体となっている。

（発明が解決しようとする課題） これまでの学習訓練シミュレータでは、原則として予め
、あるいは模擬した事象の途中で、いくつかの故障状態
を発生させて異常な状態を作り出し、それに対して運転
員が適切な判断、対応操作をするか否かをインストラク
タがチエツクして訓練終了後のミイーティングで各種の
反省を行い、技量を高めていくという方法をとっている
。

このような方法では、インストラクタが運転員の操作ミ
スを見落とすことも考えられるし、また一連の対応操作
がどの程度プラントの安全、財産保護に関して有効であ
っζかの定量的評価ができないなどの問題がある。また
、学習者に適した事象すなわらプラントの初期状態およ
び模擬すべき故障の組み合わせをきめる場合にも経験に
頼る部分が大きくなり、インストラクタの能力に依存す
ることになる。さらに、最近は小型の学習訓練シミュレ
ータがしだいに増えてきており、これらの学習訓練シミ
ュレータは独学できることがメリットである反面、独学
の場合は上記のようなインストラクタに頼るべき学習上
の重要な機能が失われる。

本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、学習訓
練者の操作ミスを見落とすことなく、その技量の定量的
評価を行い、学習訓練の進展度合に応じたシミュレーシ
ョンシナリオ、すなわち模擬すべきプラントの初期状態
および故障の組み合わせの候補を提示し、インストラク
タの支援をするとともに、独学の場合には学習訓練の進
行を効率化することができる学習訓練シミュレータ装置
を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、学習訓練用のシミュレータと、このシミュレ
ータで学習訓練者が行った一連の操作の結果プロセスパ
ラメータが最も厳しくなった値および時刻を記録する重
要パラメータ記録装置と、この重要パラメータ記録装置
からの重要パラメータ記録データを基に操作内容を評価
する操作評価装置と、上記シミュレータからの操作デー
タを基に操作の誤りを判定する操作判定装置と、この操
作判定装置からの操作判定データおよび上記操作評価装
置からの操作得点データを基に操作の誤りがプラントに
与えた影響との関連を分析する影響分析装置と、この影
響分析装置の分析結果に基づき学習訓練者に適した一１
練用スケジュールを立案するとともに上記シミュレータ
に初期設定値を出力する訓練シナリオ立案装置と、この
訓練シナリオ立案装置から処理結果を入力して表示する
とともに訓練用スケジュールに対する変更要求の入力を
行う入出力装置とを備えたものである。

（作用） 学習訓練者がシミュレータにより操作を行うと、シミル
−タからプロセスデータが重要パラメータ記録装置に取
り込まれ、一連の操作の結果プロセスパラメータが最も
厳しくなった値および時刻が記録される。操作評価装置
では、重要パラメータ記録装置で記録された各パラメー
タごとの値をプラントの主要な機能ごとに集約し、操作
の評価として点数をつけた操作得点データを作成する。

一方、シミュレータから操作判定装置が操作データを取
り込み、その操作データを基に学習訓練者の操作がタイ
ミングとして速すぎたのか遅れたのか、あるいは操作を
行わなかったのかをオンライン実時間処理にて判定し、
操作判定データを作成する。影響分析装置は、その操作
判定データおよび上記操作評価装置からの操作得点デー
タを取り込み、学習訓練者による操作の誤りがプラント
に与えた影響との関連を分析する。

訓練シナリオ立案装置では、影響分析装置の分析結果に
基づき、学習訓練者に適した訓練用スケジュールを立案
するとともに、シミュレータに初期設定値を出力する。

上記各装置の出力は入出力装置によって表示画面などに
表示されるとともに、この入出力装置を介して訓練用ス
ケジュールに対する変更要求等の入力が行われる。

（実施例） 本発明の一実施例について添付図面を参照して説明する
。

本発明に係る学習訓練シミュレータ装置は、原子力発電
プラントの学習訓練シミュレータ装置として好適に用い
られ、第１図に示すように、学習訓練用のプラントシミ
ュレータ１と、このプラントシミュレータ１で学習訓練
者が行った一連の操作の結果プロセスパラメータが最も
厳しくなった値および時刻を記録する重要パラメータ記
録装置２と、この重要パラメータ記録装置２からの重要
パラメータ記録データを基に操作内容を評価する操作評
価装置３と、上記プラントシミュレータ１からの操作デ
ータを基に操作の誤りを判定する操作判定装置４と、こ
の操作判定装置４からの操作判定データおよび上記操作
評価装置３からの操作得点データを基に操作の誤りがプ
ラントに与えた影響との関連を分析する影響分析装置５
と、この影響分析装置５０分析結果に基づき学習訓練者
に適した訓練用スケジ１−ルを立案するとともに上記シ
ミュレータ１に初期設定値を出力する訓練シナリオ立案
装置６と、この訓練シナリオ立案装置６から処理結果を
入力して表示するとともに訓練用スケジュールに対する
変更要求の入力を行う入出力装置７とが備えられる。

プラントシミュレータ１は原子力発電プラントを模擬し
た模擬プラントやこの模擬プラントの運転を遠隔制御す
る模擬中央制御盤を有し、この模擬中央制御盤上の各種
スイッチなどの操作器を学習訓練者が操作することによ
り、実プラントの運転技術を体験的に習得することがで
きるようになっている。

このプラントシミュレータ１で学習訓練者が行った一連
の操作によるプロヒスデータ１１を、オンライン実時間
処理により重要パラメータ記録装置２が取り込む。重要
パラメータ記録装置２は、原子力発電プラントの安全上
および財産保護的な観点から重要である原子炉水位、原
子炉圧力、格納容器圧力、タービン軸振動、発電機冷却
材温度等のパラメータを監視しており、各パラメータが
一連の学習訓練のなかで最も厳しい値になった場合の数
値とその時刻を記録した第２図に示すような重要パラメ
ータ記録表を作成するようになっている。

操作評価装Ｈ３は、重要パラメータ記録装置２で記録さ
れた各パラメータごとの値をプラントの主要な機能ごと
に集約し、操作の評価として点数をつけた操作得点表を
作成するようになっている。

すなわち、操作器ｌ１Ｉｆｉ装Ｂ３は、第２図に示す重
要パラメータ記録表を重要パラメータ記録データ１２と
して入力し、重要パラメータ記録表の各パラメータがプ
ラントの機能例えば原子炉水位維持、圧力制御、タービ
ン健全性、発電機健全性などに与える影響を正常値から
のずれとして計算し、第３図に示すような操作得点表を
作成するようになっている。この計算の過程では、予め
どのパラメータがどの機能にどの程度関連するかの重み
係数を持たせておき、パラメータの適切な集約ができる
ようにしておく。なお、操作評価装置３による処理は学
習訓練が終了した後に行われる。

操作判定装置４は、プラントシミュレータ１で学習訓神
者が行った一連の操作についての操作データ１３をオン
ラインで入力し、実時間処理を行って学習訓練者の操作
が正しく行われたかどうかを判定するようになっている
。このため、操作判定装置４はプラント状態に対応して
とるべき操作ごとのタイミングをロジックとして備え、
このロジックと実際に行われた操作とを比較することに
より、第４図に示すような操作判定表を作成するように
なっている（特願昭６１−１６２号参照）。

影響分析装置５は、上記操作評価装＠３から操作得点表
を操作得点データ１４として入力するとともに、操作判
定装置４から操作判定表を操作判定データ１５として入
力し、誤った操作ごとにどのプラント機能に影響を与え
るかを記録したテーブルを用いて、操作得点表に誤った
操作を割り付けていくと同時に、操作ごとの重み係数を
用いてプラント機能ごとの誤った操作合計点数を計算す
るようになっている。影響分析装置５は、このようにし
て学習訓練者の行った操作がプラント機能ごとの得点お
よび関連して誤った操作の組み合わせとして、第５図に
示す操作影響分析表にまとめるようになっている。

訓練シナリオ立案装置６は、影響分析装置５から第５図
に示す操作影響分析表を操作影響分析データ１６として
入力し、この操作影響分析データ１６から得点の低いプ
ラント機能あるいは誤った操作の合計点数の高い機能を
抽出するようになっている。次に、訓練シナリオ立案装
置６は、第６図に示すプラントシミュレータ１の持つ故
障発生リストからプラント機能に関連する故障の組み合
わせを選択する。この場合、リストの何番目を選択する
かは乱数を用いて任意の故障が選択できるようにし、か
つ故障には難易度をつけておき、操作影響分析表におい
てプラント機能に与えた影響が少ないほど、あるいは誤
った操作の得点が低いほど学習訓練者の技量レベルが高
いと考えられるので、技量レベルに合わせた難易度とす
る。すなわち、難易度が低い故障であれば組み合わけ数
が増えるし、あるいは難易度の高い故障の場合は組み合
わせ数が減ることになる。これらの処理は、乱数を用い
るので毎回界なった組み合わせとなり、マンネリ化した
訓練にならない効果がある。

また、訓練シナリオ立案装置６はプラントシミュレータ
１の初期状態の選択を行い、プラントシミュレータタ１
へ初期設定信号１７を出力するようになっている。初期
状態の選択は、操作影響分析表から原子炉水位などプラ
ントの安全性に関する訓練が必要と判断されれば、定格
出力から訓練を始めるし、またタービン関係の訓練が必
要と判断されれば、タービン併入前を初期状態とする。

この初期状態は、図示しないシミュレータの初期条件リ
ストから選択される。訓練シナリオ立案装置６は、これ
らの設定データすなわち故障の組み合わせおよび初期状
態を初期設定信号１７としてプラントシミュレータ１に
出力する。ここで、故障の組み合わせは学習訓練の初め
にセットされるが、セットの仕方としてなんらかの条件
を挿入することで、事象の途中で故障が実際に作用する
ように設定することができる。

入出力装置７は例えばＣＲＴ、キーボードなどを備え、
入力信号１８を介して上記各装置２，３゜４．５．６に
よる処理の結果を表示画面に表示してインストラクタや
学習訓練者に提供するようになっている。また、入出力
装＠７はインストラクタがいる場合に、特に訓練シナリ
オ立案装置６の出力である故障の組み合わせと初期状態
の設定が次の訓練シナリオ立案の参考となり、これに対
して例えばキーボードを利用して一部修正・変更を加え
ることができるようになっている。なお、独学の場合に
は、予め故障の内容を知ってしまうと学習効果が落ちる
と判断されれば、その情報を訓練後に見るようにするこ
ともできる。

次に上記実施例の作用について説明する。

プラントシミュレータタ１からのプロセスデータ１１は
、順次オンラインで重要パラメータ記録装置２に取り込
まれ、予め決めておいたプラントの安全性および財産保
護的観点から重要と考えられるパラメータごとに学習訓
練を通して達した最も厳しい値および時刻を記録した重
要パラメータ記録表が作成される。

次に、操作評価装＠３に重要パラメータ記録データ１２
が入力され、この操作評価装置３により重要パラメータ
記録袋＠２で記録された各パラメータごとの値がプラン
トの主要な機能ごとに集約され、操作の評価として点数
をつけた操作得点表が作成される。

一方、プラントシミュレータ１から学習訓練者が行った
一連の操作が操作データ１３としてオンラインで操作判
定装置４に入力され、この操作判窓装置４が内部に備え
たロジックにより学習者の操作がタイミングとして速い
か遅いかあるいは操作を行わなかったかを判定して、操
作判定表が作成される。

操作判定装Ｈ４からの操作判定データ１５および操作評
価装Ｍ３からの操作得点データ１４は、影響分析装置５
に入力され、この影響分析装置５により学習訓練者の行
った操作のプラント機能ごとの得点およびＩｌｌ連して
誤った操作の組み合わせとして操作影響分析表にまとめ
られる。

訓練シナリオ立案装置６では影響分析装置５かう操作影
響分析データ１６を入力して、評価の低いプラント機能
あるいは誤った操作の合計点数の高い機能を抽出し、次
にシミュレータの持つ故障発生リストからプラント機能
に関連する故障の組み合わせを選択する。

また訓練シナリオ立案装置６によりプラントシミュレー
タ１の初期状態が初期条件リストから選択され、これら
の故障の組み合わせおよび初期状態が初期設定信号１７
としてプラントシミュレータ１へ出力される。

これらの６装ｆｆ１２，３．４．５．６による処理結果
は入出力装置７の表示画面に表示されるとともに、キー
ボード等を操作することにより訓練シナリオ立案装置６
に対して必要に応じ、訓練シナリオの変更を要求する。

このように、上記実施例によれば学習訓練者の技量の定
量的評価を自動的に行い、学習訓練の進展度合に適した
シミュレーションシナリオ、すなわち模擬すべきプラン
トの初期状態および故障の組み合わせの候補を自動的に
立案し、さらにシミュレータの訓練シナリオとして自動
的にセットすることができ、インストラクタの支援をす
ることができるとともに、独学の場合には学習訓練の進
行を効率化することができる。また、各装置２゜３．４
．５．６による処理内容は入出力装置７により学習訓練
者やインストラクタに表示されるため、処理内容がブラ
ックボックス化することなく提示内容のわかりやすい装
置となっている。

このように上記実施例は、学習訓練の効率化、高度化に
大きな効果を果たすものであり、原子炉発電プラントの
安全性・信頼性のいっそうの向上に寄与するところ大で
ある。

〔発明の効果〕

本発明に係る訓練シミュレータ装置は、学習訓練用のシ
ミュレータと、このシミュレータで学習訓練者が行った
一連の操作の結果プロセスパラメータが最も厳しくなっ
た値および時刻を記録する重要パラメータ記録装置と、
この重要パラメータ記録装置からの重要パラメータ記録
データを基に操作内容を評価する操作評価装置と、上記
シミュレータからの操作データを基に操作の誤りを判定
する操作判定装置と、この操作判定装置からの操作判定
データおよび上記操作評価装置からの操作得点データを
基に操作の誤りがプラントに与えた影響との関連を分析
する影響分析装置と、この影響分析装置の分析結果に基
づき学習訓練者に適した訓練用スケジュールを立案する
とともに上記シミュレータに初期設定値を出力する訓練
シナリオ立案装置と、この訓練シナリオ立案装置から処
理結果を入力して表示するとともに訓練用スケジュール
に対する変更要求の入力を行う入出力装置とを備えたか
ら、学習訓練者の操作ミスを見落とすことなく技量の定
量的評価を行い、学習訓練の進展度合に適したシミュレ
ーションシナリオ、すなわち模擬すべきプラントの初期
状態および故障の組み合わせの候補を提示し、インスト
ラクタの支援をするとともに、独学の場合には学習訓練
の進行を効率化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１−は本発明に係る学習訓練シミュレータ装置の一実
施例を示す構成図、第２図は上記実施例における重要パ
ラメータ記録表の一例を示す図、第３図は上記実施例に
おける操作得点表の一例を示す図、第４図は上記実篇例
における操作判定表の一例を示す図、第５図は上記実施
例における操作影響分析表の一例を示す図、第６図は上
記実施例における故障発生リストの一例を示す図である
。 １・・・プラントシミュレータ、２・・・重要パラメ−
少記録装置、 ３・・・操作評価装置、 ４・・・操作判定 装置、 ５・・・影響分析装置、 ６・・・訓練シナリオ立案 装置、 ７・・・入出力装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 学習訓練用のシミュレータと、このシミュレータで学習
   訓練者が行った一連の操作の結果プロセスパラメータが
   最も厳しくなった値および時刻を記録する重要パラメー
   タ記録装置と、この重要パラメータ記録装置からの重要
   パラメータ記録データを基に操作内容を評価する操作評
   価装置と、上記シミュレータからの操作データを基に操
   作の誤りを判定する操作判定装置と、この操作判定装置
   からの操作判定データおよび上記操作評価装置からの操
   作得点データを基に操作の誤りがプラントに与えた影響
   との関連を分析する影響分析装置と、この影響分析装置
   の分析結果に基づき学習訓練者に適した訓練用スケジュ
   ールを立案するとともに上記シミュレータに初期設定値
   を出力する訓練シナリオ立案装置と、この訓練シナリオ
   立案装置から処理結果を入力して表示するとともに訓練
   用スケジュールに対する変更要求の入力を行う入出力装
   置とを備えたことを特徴とする学習訓練シミュレータ装
   置。