JPH08241027A - プラントの運転訓練用シミュレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 実際の操作盤を操作するのと同様な臨場感を
与える静止画と動画と音声の情報を訓練生に与えるプラ
ントの運転訓練用シミュレータを提供する。 【構成】 操作すべき項目あるいはスイッチを選択する
手段６と、選択されたスイッチを代表スイッチ５によっ
て操作して現場の機器の運転を模擬する現場操作盤２
と、現場操作盤２の操作を入力し、シミュレーションデ
ータの計算や運転訓練用シミュレータ全体の制御を行う
シミュレータ計算機３と、画像表示装置９と、音声出力
装置１０と、画像情報と音声情報を記憶する記憶装置
７，８と、記憶装置７，８から画像情報および音声情報
を取り出し、画像表示装置９と音声出力装置１０に現場
の音と現場の写真と実機の操作パネル画像を出力するデ
ータ処理装置１１とを備えた現場模擬盤４とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプラントの運転訓練用の
シミュレータに係り、特に運転訓練に現場の臨場感を与
えることによって教育効果を向上させる運転訓練用シミ
ュレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】プラントの運転は、多数の運転パラメー
タを考慮し、かつ、複雑な制御系統を熟知した上で行わ
なければならないので、一般に運転員がプラントを実際
に運転する前に運転訓練用シミュレータを用いて運転訓
練を行っている。

【０００３】従来の運転訓練用シミュレータは、実際の
機器の操作盤を模擬する現場操作盤と、シミュレーショ
ンデータの計算と制御を行うシミュレータ計算機とから
なり、現場操作盤は、操作項目や操作スイッチを選択す
るスイッチ選択ボタンと、実際の操作スイッチと同一の
機能をその都度割り当てられる代表スイッチとを備えて
いる。

【０００４】図５に従来の運転訓練シミュレータの代表
的な構成を示す。図において、従来の運転訓練用シミュ
レータ３１は、現場操作盤３２とシミュレータ計算機３
３とからなり、現場操作盤３２は、代表スイッチ３４
と、代表スイッチ３４の機能を切り替えるスイッチ選択
ボタン３５を備えている。一方、シミュレータ計算機３
３は、操作項目を特定等する操作項目選択装置３６と、
操作項目に対応するデータを格納する操作項目データベ
ース３７を備えている。

【０００５】この運転訓練用シミュレータ３１におい
て、訓練生は、最初にスイッチ選択ボタン３５によって
操作したい現場操作項目を設定する。設定されたスイッ
チ選択ボタン３５の番号は、シミュレータ計算機３３の
操作項目選択装置３６に入力され、操作項目選択装置３
６は、操作項目データベース３７から選択された操作ス
イッチの情報を読み込み、代表スイッチ３４にその機能
を割り当てる。

【０００６】上記環境が整った後に、訓練生は、代表ス
イッチ３４を操作することで現場操作の訓練を行う。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来のプラント運転訓練用シミュレータは、設置スペース
等の問題から、一つの運転訓練用の現場操作盤で操作ス
イッチ選択ボタンを用いて操作スイッチを選択し、代表
スイッチによって操作を模擬していたので、現実の操作
盤のスイッチ等の配列が分からず、かつ、現場の様子を
実感できない問題があった。

【０００８】これに対して、実際の操作パネルと同一の
スイッチ配列を訓練を受ける者に表示するとともに、現
場の写真や操作の基礎知識となる図面を含む静止画や、
中央制御室から現場までの経路や機器の操作手順や機器
の動作の様子を含む動画や、現場の音声を訓練生に与え
る運転訓練用シミュレータの開発が待たれていた。

【０００９】そこで、本発明の目的は、上記従来の技術
の問題を解決し、実際の操作盤を操作するのと同様な臨
場感を与える静止画と動画と音声の情報を訓練生に与え
るプラントの運転訓練用シミュレータを提供することに
ある。

【００１０】また、従来の運転訓練用シミュレータで
は、たとえば静止画、動画、音声等の情報は、別々の記
憶装置に格納しており、データの追加、修正等の管理が
容易ではなかった。

【００１１】そこで、本発明の他の目的は、静止画、動
画、音声の情報を同一の記憶装置上で容易に管理可能な
プラントの運転訓練用シミュレータを提供することにあ
る。

【００１２】本発明のさらに他の目的は、訓練生に機器
の配置、系統図等の操作に関する基礎知識を与えるプラ
ントの運転訓練用シミュレータを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本願第一の発明による運
転訓練用シミュレータは、操作すべき項目あるいはスイ
ッチを選択する手段と、選択されたスイッチを代表スイ
ッチによって操作して現場の機器の運転を模擬する現場
操作盤と、前記現場操作盤の操作を入力し、シミュレー
ションデータの計算や運転訓練用シミュレータ全体の制
御を行うシミュレータ計算機と、画像表示装置と、音声
出力装置と、画像情報と音声情報を記憶する記憶装置
と、前記シミュレータ計算機の命令によって前記記憶装
置から前記画像情報および音声情報を取り出し、前記画
像表示装置と音声出力装置に現場の音と現場の写真と実
機の操作パネル画像を出力するデータ処理装置とを備え
た現場模擬盤からなることを特徴とするものである。

【００１４】本願第二の発明による運転訓練用シミュレ
ータは、上記第一の発明において、上記記憶装置が、建
屋配置図、系統図、インタロック線図、機器機構図の少
なくとも一つを含む静止画情報を格納しており、シミュ
レータ計算機の命令により、前記静止画情報を前記画像
表示装置に出力するように前記現場模擬盤を構成したこ
とを特徴とするものである。

【００１５】本願第三の発明による運転訓練用シミュレ
ータは、上記第一の発明において、上記記憶装置が、中
央制御室から現場までの経路、機器の操作手順、機器の
動作状態の少なくとも一つを含む動画情報を格納してお
り、シミュレータ計算機の命令により、前記動画情報を
前記画像表示装置に出力するように前記現場模擬盤を構
成したことを特徴とするものである。

【００１６】本願第四の発明による運転訓練用シミュレ
ータは、上記第三の発明において、上記記憶装置が、静
止画情報と動画情報と音声情報を単一装置上で記憶する
追記型レーザーディスク装置と、現場操作盤の操作パネ
ルの画像情報を記憶する補助記憶装置とからなることを
特徴とするものである。

【００１７】本願第五の発明による運転訓練用シミュレ
ータは、上記第一ないし第四の発明において、データ処
理装置が、前記シミュレータ計算機から操作結果のプロ
セス値とを含むシミュレーションデータを入力する手段
を有し、操作に応じて前記シミュレーションデータを前
記画像表示装置あるいは音声出力装置へ出力するように
構成されていることを特徴とするものである。

【００１８】

【作用】本願第一の発明の運転訓練用シミュレータによ
れば、訓練生が現場操作盤で操作項目選択手段によって
操作項目を選択すると、シミュレータ計算機が現場模擬
盤に命令を発し、これによって現場模擬盤のデータ処理
装置が記憶装置から画像情報および音声情報を取り出
し、現場音と現場の写真と実機の操作パネルの画像を画
像表示装置と音声出力装置に出力する。これら現場模擬
盤の情報により、訓練生は実際の操作盤の操作パネルの
様子と、その操作盤周辺の状況と、実際の操作の様子を
予め学習でき、操作訓練を効果的に行うことができる。

【００１９】本願第二の発明の運転訓練用シミュレータ
によれば、記憶装置が建屋配置図、系統図、インタロッ
ク線図、機器機構図の少なくとも一つからなる静止画情
報を格納しており、必要に応じて訓練生に示すことがで
きる。これら建屋配置図、系統図、インタロック線図、
機器機構図等は、操作の基礎となる知識であり、これら
を操作に応じて訓練生に示すことにより、操作を行う理
由等を確認でき、操作訓練の学習効果を向上させること
ができる。

【００２０】本願第三の発明の運転訓練用シミュレータ
によれば、記憶装置がさらに中央制御室から現場までの
経路、機器の操作手順、機器の動作状態の少なくとも一
つからなる動画情報を格納しており、必要に応じてこれ
ら動画を訓練生に示す。これら動画により、訓練生は、
現場までの移動の様子や、機器の操作の手順や、操作し
た結果の機器の動作状態を動画によって学習でき、実際
の運転にあたって戸惑うことを防止することができる。

【００２１】本願第四の発明の運転訓練用シミュレータ
は、記憶装置が追記型レーザーディスク装置と補助記憶
装置からなる。前記追記型レーザーディスク装置によれ
ば、静止画情報と動画情報と音声情報を同一装置上で取
り扱うことができるので、データの管理が容易である。
特に、画像や音声等異なる種類のデータを追加・修正す
る場合は、記憶装置の追加や変更を行う必要がなく、維
持管理が容易な運転訓練用シミュレータを得ることがで
きる。

【００２２】本願第五の発明の運転訓練用シミュレータ
によれば、データ処理装置がシミュレータ計算機から操
作結果のプロセス値を含むシミュレーションデータを記
憶装置に入力し、訓練生の操作に対してこのシミュレー
ションデータを画像表示装置あるいは音声出力装置へ出
力する。これによって、訓練生は行った操作に対して操
作結果を動画等によって感覚的に認識でき、学習効果を
一層向上させることができる。

【００２３】

【実施例】本発明に係わる運転訓練用シミュレータの一
実施例について添付図面を参照して説明する。

【００２４】図１は、本発明の一実施例による運転訓練
用シミュレータの構成を示している。本実施例の運転訓
練用シミュレータ１は、現場の操作盤を模擬する現場操
作盤２と、シミュレーションデータの計算や運転訓練用
シミュレータ全体の制御を行うシミュレータ計算機３
と、静止画や動画の画像や音声を出力して現場の様子や
操作の様子を模擬する現場模擬盤４とからなる。

【００２５】現場操作盤２は、実際の操作盤のスイッチ
を代表する代表スイッチ５と、操作したいスイッチを選
択するスイッチ選択ボタン６を備えている。

【００２６】現場模擬盤４は、静止画情報と動画情報と
音声情報を記憶する追記型レーザーディスク装置７と、
実際の操作盤の操作パネルの画像情報を記憶する補助記
憶装置８と、前記追記型レーザーディスク装置７と補助
記憶装置８から静止画情報と動画情報と音声情報を入力
し、データ処理を行った後にＣＲＴ（ブラウン管）９と
スピーカ１０へ出力するデータ処理装置１１とを有して
いる。

【００２７】ここで、前記ＣＲＴ９は、ブラウン管に限
られず、当業者にとって置換可能な画像表示装置、たと
えば液晶パネルやプロジェクタであっても良い。同様
に、前記スピーカ１０は、イヤホン、ヘッドホン等の音
声出力装置であっても良い。

【００２８】本実施例の追記型レーザーディスク装置７
には、現場写真等の静止画情報のファイル１２と、現場
の音等の音声情報のファイル１３と、現場への移動経路
等の動画情報のファイル１４が格納されている。

【００２９】補助記憶装置８には、実際の操作盤の操作
パネルをイメージしたコンピュータアニメーション情報
のファイル１５が格納されている。

【００３０】次に上記構成に基づく本実施例の作用につ
いて以下に説明する。

【００３１】本実施例の運転訓練用シミュレータ１で
は、現場操作盤２のスイッチ選択ボタン６の操作は、識
別信号ａとしてシミュレータ計算機３に送られる。この
識別信号ａは、操作スイッチや操作項目を特定し、表示
すべき情報の種類を特定するためのものであり、シミュ
レータ計算機３はこの識別信号ａによって操作スイッチ
を特定し、現場模擬盤４へ識別信号ａを送る。現場模擬
盤４のデータ処理装置１１は、識別信号ａによって追記
型レーザーディスク装置７や補助記憶装置８からデータ
を取り出し、ＣＲＴ９やスピーカ１０に初期状態の画像
情報や音声情報を表示する。

【００３２】次に、現場操作盤２の代表スイッチ５の操
作は、操作量信号ｂとしてシミュレータ計算機３へ送ら
れる。この操作量信号ｂは、スイッチ選択ボタン６によ
って選択された操作スイッチの操作量を示しており、シ
ミュレータ計算機３は、操作量信号ｂに示された操作ス
イッチの操作量に対するシミュレーションデータ（操作
結果のプロセス値等）を計算し、シミュレーションデー
タ信号ｃとして操作量信号ｂととも現場模擬盤４へ送
る。

【００３３】現場模擬盤４のデータ処理装置１１は、操
作量信号ｂとシミュレーションデータ信号ｃにより、初
期状態に対して操作量に相当する分だけ変化した画像情
報や音声情報を追記型レーザーディスク装置７や補助記
憶装置８から取り出し、ＣＲＴ９やスピーカ１０へ出力
する。

【００３４】図２は、データ処理装置１１における処理
の流れの一例を示している。

【００３５】処理が開始されると、データ処理装置１１
は、シミュレータ計算機３から選択された操作スイッチ
に対応する識別信号ａ、操作スイッチの操作量信号ｂ、
及びシミュレーションデータ信号ｃを周期的に読み込む
（ステップ１００）。

【００３６】次に、データ処理装置１１は、読み込んだ
識別信号ａに対応する現場の写真情報や現場の音声情報
を追記型レーザーディスク装置７から読み込み、ＣＲＴ
９やスピーカ１０に出力する（ステップ１１０）。

【００３７】次に、データ処理装置１１は、現場操作パ
ネルのコンピュータアニメーションに関する情報を補助
記憶装置８より読み込みＣＲＴ９に表示する（ステップ
１２０）。また、データ処理装置１１は、周期的に読み
込むシミュレータ計算機３からのシミュレーションデー
タ信号ｃをもとに操作パネルのコンピュータアニメーシ
ョンを変更し（ステップ１３０）、あるいは場面に合致
した現場の音声をスピーカ１０に出力する（ステップ１
４０）。

【００３８】本実施例の運転訓練用シミュレータ１の作
用については概略上記した通りであるが、本実施例の運
転訓練用シミュレータ１は、追記型レーザーディスク装
置７を有しているので、静止画情報と動画情報と音声情
報を同一装置で取り扱うことができ、データ管理を容易
に行うことができる。この追記型レーザーディスク装置
７のデータ管理について以下に説明する。

【００３９】追記型レーザーディスク装置７のデータベ
ースは、図３に示す様に、静止画情報、動画情報、音声
情報がアドレス単位で管理される構成となっている。す
なわち、ある現場に対応する静止画情報Ｍは追記型レー
ザーディスク装置のアドレス０ないし９に格納されてお
り、動画情報Ｎはアドレス１０ないし１９に、音声情報
Ｏはアドレス３０以降に格納されている。データ処理装
置１１は、このアドレスを指定することで、静止画情
報、動画情報、音声情報の種類にかかわらず読み込むこ
とが可能となる。また、所定の現場の静止画情報と動画
情報と音声情報は、アドレス番号で関連付けておくこと
により、容易に取り扱うことができる。

【００４０】また、静止画情報、動画情報、音声情報の
各情報はアドレス単位で管理されている為、データの追
加が必要な場合は、最後尾のアドレスに入力し、そのア
ドレスをデータ処理装置に認識させればよいこととな
り、データの追加も容易に可能となる。

【００４１】このように本実施例の運転訓練用シミュレ
ータ１によれば、ＣＲＴ９に表示された現場へ向かう道
順をあたかも自分が歩いているごとく動画に表示でき、
現場写真によって実機運転において運転員が見る現場の
様子を見ることができ、さらに操作パネルのコンピュー
タアニメーションによって実機の操作パネルと同等の操
作スイッチ、指示計、押しボタンの状態を確認すること
が可能となる。また、これら視覚的な効果のみならず、
現場の音を出力することによって、聴覚の面からも現場
の様子を体験することができる。

【００４２】さらに、追記型レーザーディスク装置を用
いることで、動画、静止画、音声等の多種類の情報を単
一の装置で扱うことができ、データベースはアドレス単
位でデータ管理が可能となり、データの追加等が装置を
変更することもなく容易にできる。

【００４３】これによって、フルスコープシミュレータ
の本来の目的である実物と同等の臨場感を持つ運転訓練
に近い効果を現場模擬盤４によって実現でき、現場操作
に関する教育効果を向上させることが可能となる。

【００４４】次に、本発明に係わる運転訓練シミュレー
タ現場模擬盤の他の実施例について添付図面を参照して
説明する。なお、図１と同一部分については、同一符号
を付し、重複する説明を省略するものとする。

【００４５】図４は、本発明の他の実施例の運転訓練用
シミュレータ２１の構成を示す。図１に示した構成に加
えて、この実施例の追記型レーザーディスク装置７に
は、建屋設計図面の中での操作盤の位置を示した建屋配
置図情報のファイル２２、プラントの配管系統の図面の
中で、操作対象となる機器を示した系統図情報のファイ
ル２３、操作する機器のインタロック回路を示したイン
タロック情報のファイル２４、操作する機器の機構を示
した機器機構情報のファイル２５、機器の操作方法を動
画にて記録した機器操作の動画情報のファイル２６、機
器の始動状態や定格動作状態を動画にて記録した機器動
作の動画情報のファイル２７が記憶されている。

【００４６】運転訓練用シミュレータ２１の好ましい処
理の流れの一つを以下に説明する。

【００４７】データ処理装置１１は、シミュレータ計算
機３から選択された操作スイッチに対応する識別信号
ａ、操作スイッチの操作量信号ｂ及びシミュレーション
データ信号ｃを周期的に読み込み、識別信号ａに対応す
る建屋配置図情報、系統図情報、インタロック情報、機
器の機構情報及び現場の写真情報等の静止画情報を追記
型レーザーディスク装置７から取り出してＣＲＴ９に表
示するとともに、対応する音声情報をスピーカ１０に出
力する。

【００４８】次に、データ処理装置１１は、機器の操作
方法を記録した機器操作の動画情報を追記型レーザーデ
ィスク装置７から読み込み、ＣＲＴ９に出力し、操作量
信号ｂが入力された場合は、機器動作の動画情報を追記
型レーザーディスク装置７より読み込んで出力する。

【００４９】次に、データ処理装置１１は、操作盤の操
作パネルのコンピュータアニメーションに関する情報を
補助記憶装置８より読み込み、ＣＲＴ９に表示する。こ
の場合、データ処理装置６は、周期的にシミュレータ計
算機３からシミュレーションデータ信号ｃを読み込み、
このシミュレーションデータをもとに操作パネルのコン
ピュータアニメーションの計器の数値を変更する。

【００５０】むろん、上記処理において、各種の静止画
や動画や音声を順不同に表示したり、要求によって各種
の情報を切り替えて出力できるようにしても良い。

【００５１】このように上記実施例によれば、ＣＲＴに
表示された現場写真によって、実機運転において、運転
員が見る現場の様子を見ることが出来るとともに、機器
操作動画情報によって、実際に運転員が現場機器を操作
する様子を動画にて確認することができ、これによっ
て、訓練生は操作手順を学習するとともに、操作によっ
て機器が動作する様子を動画で確認することができる。

【００５２】また、建屋配置図情報により、操作すべき
場所を理解でき、系統図情報により、操作盤がプラント
系統のどの部分に位置するのかが理解できる。さらに、
操作盤に関するインタロックによっては、ポンプ、ファ
ン等の起動シーケンスや、弁等の開閉条件を学習でき、
機器の機構情報によっては、機器構成を学習することが
出来る。

【００５３】

【発明の効果】以上で述べた様に、本願の発明の運転訓
練用シミュレータによれば、現場の写真や図面等の静止
画、現場までの道順や操作パネルや操作手順等の動画、
現場の音声等のマルチメディアを駆使することにより、
運転訓練用シミュレータの現場操作盤で臨場感をもって
運転訓練を行うことが可能となるとともに、運転操作の
基礎となる知識を学習ができ、現場運転訓練の学習効果
を大幅に向上させることができる。

【００５４】また、追記型レーザーディスク装置を用い
ることで、動画や静止画や音声など異なる種類のデータ
を同一装置上で取り扱うことができ、データの追加、修
正等の管理が容易な運転訓練用シミュレータを得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるプラント運転訓練用シミュレータ
の一実施例の構成図。

【図２】本発明の運転訓練用シミュレータによる処理の
流れを示したフローチャート。

【図３】追記型レーザーディスク装置のデータベース構
成を示した図。

【図４】本発明によるプラント運転訓練用シミュレータ
の他の実施例の構成図。

【図５】従来のプラント運転訓練用シミュレータの構成
図。

【符号の説明】

１ 運転訓練用シミュレータ ２ 現場操作盤 ３ シミュレータ計算機 ４ 現場模擬盤 ５ 代表スイッチ ６ スイッチ選択ボタン ７ 追記型レーザーディスク装置 ８ 補助記憶装置 ９ ＣＲＴ １０ スピーカ １１ データ処理装置 ２１ 運転訓練用シミュレータ

フロントページの続き (72)発明者 小屋越 直 喜 福井県敦賀市白木２丁目１番地 動力炉・ 核燃料開発事業団 高速増殖炉もんじゅ建 設所内 (72)発明者 大 野 真 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操作すべき項目あるいはスイッチを選択す
   る手段と、選択されたスイッチを代表スイッチによって
   操作して現場の機器の運転を模擬する現場操作盤と、 前記現場操作盤の操作を入力し、シミュレーションデー
   タの計算や運転訓練用シミュレータ全体の制御を行うシ
   ミュレータ計算機と、 画像表示装置と、音声出力装置と、画像情報と音声情報
   を記憶する記憶装置と、前記シミュレータ計算機の命令
   によって前記記憶装置から前記画像情報および音声情報
   を取り出し、前記画像表示装置と音声出力装置に現場の
   音と現場の写真と実機の操作パネル画像を出力するデー
   タ処理装置とを備えた現場模擬盤からなることを特徴と
   するプラントの運転訓練用シミュレータ。
2. 【請求項２】前記記憶装置は、建屋配置図、系統図、イ
   ンタロック線図、機器機構図の少なくとも一つを含む静
   止画情報を格納しており、シミュレータ計算機の命令に
   より、前記静止画情報を前記画像表示装置に出力するよ
   うに前記現場模擬盤を構成したことを特徴とする請求項
   １に記載のプラントの運転訓練用シミュレータ。
3. 【請求項３】前記記憶装置は、中央制御室から現場まで
   の経路、機器の操作手順、機器の動作状態の少なくとも
   一つを含む動画情報を格納しており、シミュレータ計算
   機の命令により、前記動画情報を前記画像表示装置に出
   力するように前記現場模擬盤を構成したことを特徴とす
   る請求項１に記載のプラントの運転訓練用シミュレー
   タ。
4. 【請求項４】前記記憶装置は、静止画情報と動画情報と
   音声情報を単一装置上で記憶する追記型レーザーディス
   ク装置と、現場操作盤の操作パネルの画像情報を記憶す
   る補助記憶装置とからなることを特徴とする請求項３に
   記載のプラントの運転訓練用シミュレータ。
5. 【請求項５】前記現場模擬盤のデータ処理装置は、前記
   シミュレータ計算機から操作結果のプロセス値とを含む
   シミュレーションデータを入力する手段を有し、操作に
   応じて前記シミュレーションデータを前記画像表示装置
   あるいは音声出力装置へ出力するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに
   記載のプラントの運転訓練用シミュレータ。