JPS60135984A - 運転訓練用シミユレ−タ - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、大規模プラントなどを運転する運転員を訓練
するための運転訓練用シミュレータに係り、特に運転操
作評価機能を有した運転剖卜練用シミュレータに関する
ものである。

〔発明の背景〕

火力発電所や原子力発電所などの大規模プラントにおけ
る運転員に対する運転の訓練としては、プラントシミュ
レータによるのが有効と外っている。実際のプラントで
は経験し得ないような異常や事故の現象をシミュレータ
では繰シ返し発生し得ることから、シミュレータによる
場合は訓練の効果が太きいと考えられるからである。し
かしながら、シミュレータによるとしても運転操作結果
の良否や評価はあくまでも人間による観察に依存してお
シ、評価者としては専門知識は勿論のこと、注意深い観
察が必要となっている。

〔発明の目的〕

よって、本発明の目的は、運転操作結果の良否や総合的
評価が定館的、且つ客観的に行ない得る評価機能を具備
した運転訓練用シミュレータを供するにある。

〔発明の概要〕

この目的のため本発明は、運転操作内容とこれにもとづ
くパラメータの変化とを最適経路としての最適な運転操
作内容とパラメータの変化と比較し、運転操作結果の良
否の程度を評価指標とじて出力するようになしたもので
ある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を第１図から第５図によシ説明する。

先ず本発明による退転訓練用シミュレータの構成につい
て説明する。第１図はその構成の一例での概要を大規模
プラント用のものとして示したものである。これによる
と運転員４はプラント監視制御卸部３を介しプラントの
状態を監視し、また、プラントを操作するものとなって
いる。また、プラントシミュレーション部１においては
シミュレーション制御部２からの信号によってプラント
初期状態の設定、シミュレーションの始動・停止、マル
ファンクション（誤動作あるいは異常模擬の機能）の挿
入などが行なわれるようになっている。

プラントシミュレーション部１は物理モデル関数近似な
どの数式モデルを有しプラント監視制御部３にプラント
パラメータを出力する一方、プラント監視制御部３から
の操作信号などに応じプラントパラメータの変化を算出
するところとなるものである。

運転員４はプラント監視制御部３に設置のＣＲＴや計器
、警報器、表示灯などを監視することによって、プラン
ト状態を把握したうえ、必要に応じてプラント監視制御
部３に設置されている操作器によって運転操作を行なう
わけであるが、運転訓練は以下のように行なわれるもの
となっている。

即ち、運転訓練は一般に通常時操作と事故時対応操作と
に分けられるが、通常時操作は更にプラント停止状態か
ら定格状態への起動操作と、これとは逆の定格状態から
プラント停止状態への停止操作とに分けられるようにな
っている。いくつかのプラント初期状態を予めシミュレ
ーション制御部２に記憶しておく場合は、任恩のプラン
）？、７７期状態を選択したうえでその状態からの起動
または停止の操作を行なうことが可能となるものである
。

また、事故時対応操作はシミュレーション制御部２よシ
ブラントシミュレーション部１にマルファンクションを
挿入し、運転員４はそれに対しプラントを安定な状態に
収束させるべくプラント監視制御部３によって対応操作
を行なうようになっているものである。

ところで、運転員４によるプラント操作がどの程度妥当
であるかは評価部５によって評価されるものとなってい
る。評価部５ではプラントシミュレーション部１、シミ
ュレーション制御部２およびプラント監視制御部３から
の各Ｓ信号にもとづき運転操作結果の良否判定や総合的
な評価が行なわれ、それら判定や評価の結果は出力制御
部６を介しＣＲＴ７やタイプライタ８などによって表示
記録されるところとなるものである。

第２図はその評価部のａ要構成を示したものである。図
示の如くプラント監視制御部、プラントシミュレーショ
ン部からはそれぞれ操作信号、プラントパラメータが、
また、シミュレーション制御部からは運転区分信号およ
びマルファンクション信号が取込されるようになってい
る。ここでプラントが原子力発電所であるとして以下説
明すれば、ここにいう“運転区分”とは通常時操作にあ
っては一連の操作をグループ化したブレークボイントに
相当し、また、事故時対応操作にあっては原子炉水位確
保、減圧冷却などの安全機能単位に相当する。即ち、運
転区分内では操作の目的やプラントパラメータの制限条
件などが同一とされるものでろる。なお、マルファンク
ション否々は一般に複数の運転区分を含むものとなって
いる。

さて、評価部においては先ず運転区分信号およびマルフ
ァンクション信号にもとづき最適経路算出部１１で判定
・評価基準としての運転操作およびプラントパラメータ
の最適経路が算出されるものとなっている。各運転区分
毎の最適な連転操作内容とプラントパラメータの変化と
が最適経路としてめられるわけであるが、運転区分対応
の最適経路は例えば予め専門家なとによる運転操作をシ
ミュレータによシ実行しその結果を客観的なものとして
記憶しておくことで容易に得られるものである。マルフ
ァンクションぽ号についても同様にして最適経路がめら
れるが、このようにして得られた最適経路は操作条件判
定部１２およびパラメータ判定部１３で実際の操作信号
およびプラントパラメータと比較されるところとなるも
のである。操作条件判定部１２においては操作タイミン
／をも考慮して最適な運転操作自答と実際に実行された
操作信号とを比較しその良否が判定されるわけである。

操作タイミングに関しては所定の許容操作時間内にその
深作が行なわれ、不要な警報やイベントを引き起こさな
ければ良として判定するものである。もしも操作前提条
件の成立後許容操作時間を経過しても操作が行なわれな
かった場合、あるいは不要な警報やイベントを引き起こ
した場合には不良（否）と判定し、不具合内容は総合評
価部１４に報告されるところとなるものである。一方、
パラメータ判定部１３においては最適経路算出部１１か
らの最適なパラメータの変化と実際のパラメータの変化
とが比較され、パラメータ対応に評価指標が算出された
うえ総合評価部１４に報告されるものとなっている。何
れのパラメータが比較評価されるかは、運転区分、挿入
マルファンクション対応に予め定められるようになって
いる。

さて、パラメータ判定部での評価指標算出などについて
具体的に説明すれば、評価指標の算出方法は種々考えら
れるものとなっている。

第３図は評価指標を最適なパラメータ変化Ｘ＋４と実際
のパラメータ変化ｘＩｊとの自乗偏差にもとづいて算出
する場合を示しだものである。これによる場合評価指標
Ｐｇは以下のようにめられるものとなっている。

但し、サフィックス”＋Ｊはそれぞれパラメータ番号、
運転区分番号を示し、またＴＩは運転区分ｊの時間を示
している。

したがって、パラメータＸｉについての評価指標Ｐ＋は
式（２）の如くにしてめられることになる。

Ｐ＋＝ΣＰＩ４　・・・・・・・・・（２）−１ 但し、Ｊは運転区分の総数である。

第４図はパラメータ変化Ｘｌｊの最大値Ｘ雪８と最小値
ｘ　７ｊ’″との間の範囲内にパラメータ変化ＸＮが収
まらない範囲にもとづき評価指標ＰＨを得る場合を示し
たものである。

・・・・・・・・・（３） 即チ、Ｘ　’Ｂ”　＜ｘ　ｔ　ｊ＜Ｘｕ”テｈ　ルｔ’
＆ｌ１ｉｌＷ　ＶＣツいては（、ｘ７；’−ＸＮ）およ
び（Ｘ　ｉｒ　Ｘ？′Ｊ”　）の項は何れも苓として取
シ扱われるものである。

この場合にもパラメータｘＩの評価指標Ｐｔは式（２）
の如くにしてめられるものである。

第５図はパラメータ変化Ｘｌｊがその上下限値を逸脱す
る回数を以て評価指標をめる場合を示しだものである。

プラントパラメータの上限値Ｌｌｌおよび下限値ＬＬを
運転区分毎に定めておき、上限値Ｌ１と下限値Ｌｔとの
間の範囲外に収まらなくなった回数を以てパラメータＸ
Ｉに対する評価指標とするわけである。この場合上限値
Ｌ１および下限値ＬＬは多段なものとして設定しておく
ことが可能でアシ、警報値、トリップ値、運転制限値な
どに対応させ得る。運転制限値としては温度上昇率など
、プラントパラメータの微分値などの演算値が使用可と
なっている。

以上評価指標の算出方法について説明したが、これらを
組合せることも、また、他の算出方法によってもよいこ
とは勿論である。

最後に総合評価部での運転操作結果の総合的な評価につ
いて説明すれば、総合評価指標はパラメータに関しての
評価指標と運転操作内容についての評価指標とにもとづ
いてめられるようになっている。操作条件判定部からの
操作不具合内容はプラントへの影響度に応じ分類された
うえ重み係数が定められる。即ち、運転操作内容の評価
指標Ｑ＋は以下のようにめられる。

Ｑ、−Σ　（ｎｈｊＷｋＪ）　−−・・・（４）ｋ、１ 但し、ｎ、ｗ、にはそれぞれ操作不具合回数、重み係数
、プラントへの影響度分類を示す。

したがって、全運転区分に亘る評価指標Ｑは式（５）と
してめられるものである。

Ｑ−ΣＱ、　・・・・・・・・・（５）−１ これと評価指標Ｐｉよシ総合評価指標Ｒは以下のように
められるものである。

Ｒ＝ΣＰ　１　＋Ｑ　・・・・・川・（６）ｍｌ 但し、■は被評価パラメータ数である。

このようにして得られる最終的な総合評価指標やその内
訳はＣＲＴやタイプライタなどに表示記録されるわけで
あるが、必要に応じ途中段階での各種の評価指標をその
内訳とともに表示記録させることも勿論可能である。ま
た、不具合な操作が行なわれだ場合や評価指標が一定以
上の値となった場合にシミュレーション制御部を介しシ
ミュレーションを一旦停止させ、るとともに、その旨を
プラント監視制御部に表示し、その状態から所定の時間
セットバンクした後否度操作を従がすようにすることも
可能である９ なお）以上の例では評価指標は運転操作内容およびプラ
ントパラメータの変化にもとづき得られているが、これ
以外に運転員の発した音声を認識嘔せ、確認や操作呼称
などの有無を評価項目として考ｌ硬、することも可能で
ある。また、マルファンクション挿入を指導員によるこ
となく計算機によってプログラム的に、あるいはランダ
ムに発生させる場合は、運転員だけでも訓練が可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明による場合は、運転操作結果
が即定量的、客観的に評価され得ることから、ｖ１１練
の効果が具体的、客観的に把握され極めて効率的に運転
訓練を行ない得るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１・図は、本発明による運転訓練用シミュレータの一
例での構成の概要を示す図、第２図は、その構成におけ
る評価部の一例での構成の概要を示す図、第３図、第４
図および第５図は、何れもパラメータについての評価指
標を算出する方法を説明するだめの図である。 １・・・プラントシミュレーション部、２・・・シミュ
レーション制御部、３・・・プラント監視制御部、５・
・・評価部、６・・・出力制御部、７・・・ＣＲＴ、８
・・・タイプライタ。 代理人　弁理士　秋本正実 茅　１　固 茅２　目 ２ 茅　３　区 府同 茅４−　固 Ｅ　ｔｚ　ｔ　ｔ　府町 　４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被制御対象の特性をパラメータの変化として模擬す
   るシミュレーション手段と、該シミュレーション手段へ
   の初期設定、シミュレーションの始動・停止およびマル
   ファンクションの挿入を少なくとも行なうシミュレーシ
   ョン制御手段と、上記シミュレーション手段からのパラ
   メータの変化を表示したうえ該シミュレーション手段で
   のパラメータの変化全外部からの操作によって制御する
   監視制御手段と、上記シミュレーション制御手段からの
   指示によって発生あるいは選択された評価基準としての
   最適な運転操作内容およびパラメータの変化とを上記シ
   ミュレーション手段および監視制御手段からのパラメー
   タの変化、運転操作内容とを比較したうえ評価指標をめ
   る評価手段と、該評価手段からの評価指標を外部に表示
   記録する出力手段とからなる構成を特徴とする運転訓練
   用シミュレータ。 ２、評価手段においては、評価基準は運転操作目的毎に
   定められた運転区分およし挿入マルファンクションに対
   応して発生あるいは選択されたうえ運転区分単位に評価
   指標がめられるとともに、該運転区分単位の評価指標の
   総合としての評価指標が少なくともめられる特許請求の
   範囲第１項記載の運転ν１１練用シミュレータ。 ３゜評価手段での運転区分単位の評価指標が一定以上と
   なった場合、シミュレーション制御手段を介シシミュレ
   ーション手段でのシミュレーション動作が一旦停止され
   る特許請求の範囲第１項または第２項記載の運転訓練用
   シミュレータ。