JPS6091403A - シミユレ−タ音声入出力装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はブランｌ運転する時にシミュレータの助けをか
りて現状のより詳細なプラント状況の把握と将来のプラ
ントの変化状況を予測し、確実な運転？行なうシステム
に係り、特に原子力発電所等の事故発生時の安全確保の
ための運転方法の探索に好適なシミュレータへの音声入
出力装置に関するものである。

〔発明の背景〕

従来より、シミュレータを用いて実際のプラントの状況
を予測することは行なわれている。又、シミュレータや
実際のプラントの動作を音声で指示したり、その動作状
況を音声で運転政に告知することもなされている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、プラントの運転操作室に実際にプラン
トを制御・監視する制御盤とシミュレータ及びシミュレ
ータの制御卓が並設された状況に対し、同一の運転員が
実際のプラント制御とシミュレータ？自由に使い分ける
ことが出来るシステム、および運転員が音声出力によっ
て知らされる情報が実際のプラントに関するものか、シ
ミュレータに関するものかを容易に識別し、認識するこ
とが出来る装置全構成することである。

〔発明の概要〕

本発明は、音声入力を行なう場合実際Ｃ）プラントの制
御盤への操作入力とこのプラント特性全シミュレーショ
ンするための装置（シミュレータ）へｃＬ）入力の）種
類が同じ意味を持つ命令体系から構成され、かつこれら
の操作全同一の運転員が行なわねばならない状況下にお
いて、運転員が発する音声命令がプラント制御盤に対す
るものか、シミュレータに対するものかを、運転員の発
する言葉の種類、あるいは運転員の動作を組み合わせる
ことによって識別する。さらに、これら入力に対する音
声応答がプラントからのものか、シミュレータからのも
のか倉識別して運転員に告知させるようにしたことであ
る。

〔発明の実施例〕

以下、原子力発電所の運転操作を行なう制御室の場合の
実施例を示す。

第１図には従来の制御室の基本構成全示す。即ち、原子
力発電所ｌに対して制御盤２が設けられ、この間を情報
伝送路３が結んでいる。運転員は制御盤に表示される各
種情報？総括判断し、制御盤上のスイッチ類を操作して
原子力発電所（以下プラントと略記）を所望の状態に維
持する。さらに第１図の変形例として、音声の入出力装
置４を制御盤とは別に、あるいは一体化して設け、運転
員に対するプラント状態全音声で告知し、おるいは、運
転員の発する音声によってプランｌｌｒ制御することも
考えられている。

一方、第２図に示すごとく制御室にプラントのシミュレ
ータ４を設けて、プラントの現在の状態？シミュレーシ
ョンによって確認したり、プラントの将来の状態を予測
したりすること？行なわせる考案例もある。換言すれば
事故の発生時等においてシミュレータと実際の運転シス
テムヲ有機的に結合させて、より安全で迅速な運転方法
全決定したり、逆に決定した運転方法全決定することも
考えられている。

本発明は、同一制御室にシミュレータと実際の制御盤が
並設される状況において、音声入出力によってシミュレ
ータと実際の制御盤ケ有機的に結合させる場合に問題と
なる次の諸点ケ解決しようとするものである。

（ａ）第２図の如く同一制御室内に実際のプラントｌと
入出力が直結している制御盤２と、シミュレータ４に入
出力が直結している制御卓５があるとする（以下、制御
盤と制御卓の名称をこのように使い分けるものとする）
。

しかし、実際上は第３図の如く制御卓が制御盤Ｃ）−機
能として組込まれて、外見上は一体化されている場合も
あるが、説明の分りやすさの都合上、制御盤と制御卓が
分離している場合？取り上げる。

この制御盤３、制御卓５にはそれぞれ第４図、第５図に
示すような音声入力端子（マイクロ・フォノ）６，１０
、スピーカ７、ｌＯが設置されている。運転員の声は同
時にマイクロフォンに取り込まれるため、たとえば「高
圧炉心スプレー系起動１」という音声を発した場合、運
転員の意志が制御卓に対するものであっても、制御盤の
方にも入力され実際の高圧炉心スプレー系が起動してし
まう。

あるいは、逆に制御盤への指令のつもりが、制御卓への
入力にもなってしまう場合もある。

このように、制御盤と制御卓への音声人カケ分離選択す
る必要がある。

（ｂ）一方、運転員に対する告知自答が、シミュレーシ
ョンの結果発せられたものであるか、実際のプラント状
態に関して発せられたものである■か、あるいはこれら
の相互比較によって発せられたものであるのか全容易に
運転員が音声上で識別できるようにする必要がある。

ここで、第４図において、ＶＰ＋　、ＶＰｏ　。

ＳＰｓ　、ＳＰｏはそれぞれ制御盤の音声入力、出力、
盤への操作信号、盤からの状態用カケ示す。

ＭＰは運転懺の入力、ブロック９は音声と盤の信号の間
の論理判断機構ケ示す。

第５図のＶＳｒ　、Ｖ８ｏ　、ＳＳｔ　、ＳＳｏ　。

ＭＳおよびブロック１３も制御卓に関する同様の意味金
有する。

本発明では、（ａ）の問題、課題に対して次の方法全実
施するものである。

まず、本発明になる装置が音声入力端子は入れる相手（
人間）を識別することは特に原子力発電所では重要であ
る。このため音声者の声紋、指紋（指紋読み取り装置が
必要である）、発声者の記憶する暗唱番号、発生者の保
有する識別証（磁気カード、鍵）等々によって発声者が
音声入カケするに価する人（有資格運転員と称する）で
あるがどうかを識別するのは前提である。

有資格運転員の発する意味のある音声（ここでいう意味
のあるとは、制御盤への入力、シミュレータへの入力で
あらかじめ登録された範躊の言葉である）がシミュレー
タに対するものか、制御盤に関するものであるか金識別
するための方法の列挙、及びこれらの組み合わせを考え
る。

（＋）　シミュレータに対しては、その機能が明確に規
定できる言葉を制御卓を介して入力する。たとえば、状
態ケ予側する状況では、「高圧炉心スズ炉心スプレー系
起動」などと明らにシミュレータを用いた予測？行なお
うとしている言葉（上記文章の下線部）を識別情報とし
て用いる。さらに、過去に発生したプラント状態をシミ
ュレータで再現したいときには、［逃し安全弁が２０％
開固着したときの原子炉水位変化をトレースせよ」など
の言葉ケ付加する。

（４）制御盤に対しては、安全運転の観点から不用意に
音声入力を受け付けぬように特に留意する必要がある。

制御盤への入力は次の形態が考えられる。

（１）−１；通常の制御盤は設けず、音声入力だけで全
てのプラント状態音制御する。

（ＩＩ）−１従来の制御盤と同じく、各種操作スイッチ
類ケ制御盤上に設け、音声入力と並用する。

（ＩＩ）−１の場合には、音声入力情報として決して有
資格運転員の意志以外のものが入らぬよう、言葉に対し
ても（１）と同様、制御盤への入力であることが明確に
認識できる言葉を付加することも考えられる。さらに、
制御盤への入力であることを明確にするため、第４図に
示す如く特定の押しボタン８や鍵を操作した上で入力す
べき音声を発することが考えられる。

（ＩＩ）−２の場合には、制御盤上のスイッチを操作す
ることと音声入力が同時に成立した時にのみ入力が成立
するようにする。具体的には、音声を発してから一定時
間内に音声内容に該当する押しボタン８を操作したとき
入力が許可される。入力が許可されれば音声による応答
、ランプによる応答が示される。もし入力に失敗したと
きは、押しボタン全押したまま再度、同一音声入力内容
を繰り返えせばよい。

以上のような機能を持つ本発明の装置により、運転員の
発声する任意の音声全取捨選択し、シミュレータとプラ
ントに対するもの全適切に類別することが可能である。

次に、本発明では運転員に対する告知内容が実際のプラ
ントに関するものか、予測シミュレータに関するものか
？識別させるため次の方法を採る。

（１）　入力の場合と同様に、告知内容から明らかに両
者が区別できるような語表現あるいは文章表現とする。

たとえば、「シミュレーションの結果では・・・・・・
となります」、［実プラントｃｌ）・・・・・・ケすぐ
起動して下さい」、「予測では、あと５分で水位が低く
なりすぎます」等々である。

（２）告知の音声の性質が一聞して分かるように、音声
の音色、音の高低、音の強弱に差異のある音声出力とす
る。たとえば、一方は女性、他方は男性とする。

（３）　あるいは、告知の伝達媒体をスピーカではなく
、イヤホーンにし、運転員のうち特性の人（たとえば直
長）のみがイヤホーンを介してシミュレータの）結果を
聞く。このときには、ランプ等によってシミュレータか
らの音声告知があるということを直長に知らせ、直長が
イヤホーン？取り上げて聞くような構成としてもよい。

即ち告知に用いる装置を分離する方法である。

以上、音声入力と音声出力に分けて実施例金示したが、
入力あるいは出力でこれらの案を組み合わせることは積
極的に行なうことは当然である。

たとえば、入力の場合に語表現とスイッチ全組合わせる
とか、出力の場合にも語表現と男・女の区別全組み合わ
せる方法やその他の組み合わせは、本発明の範囲に入る
。

さらに重要なことは、はぼ同時刻に制御盤と制御卓から
音声出力がある場合が考えられる。このときには、当然
ながら制御盤からの出力を優先する。すなわち、あらゆ
る局面において、シミュレータの結果全告知せんがため
に、制御盤からの出力（実プラントに係る情報）が遅れ
たり、失なわれることがあってはならない。

このため第６図に示すように、制御卓からの音声出力Ｖ
　Ｓ　ｏは、制御盤からの音声出力Ｖ　Ｐ　ｏがあると
きには（１）　１時メモリー１１に記憶しておき、その
状況をランプ１２等で知らせると共に、要求信号１３に
よって後で音声で知らせる。（２）音声出力は省略して
、当然備えられるであろう２次出力装置１５（たとえば
ラインプリンタ）へ音声出力は省略したという印と共に
打ち出す。この２次出力装置１５は本発明が原子力発電
所に適用される場合には、必須のもので、制御卓と制御
盤に係る音声入出力に関する全ての記録をとっておくだ
めのものである。

（１１） ブロックｌＯは、制御盤からの音声出力情報をもらい、
現時点でＶ　Ｓ　ｏとＶＰｏが同時に出力要求下にある
か、あるいは、ＶＰｏが連続して、多数出力される状況
におるかを判断し、スィッチ５Ｗｌｋ操作して１時、シ
ミュレータに関する音声出力を抑制する。（ここで、ス
イッチＳＷｉはＶ　Ｓ　ｏの情報をスピーカあるいはイ
ヤホーンである１１に直接出力するときａの側に接続す
る。さらにＳＷ２は運転員の要求があった時点で記憶部
１１から音声出力を取り出す。通常はｄ側である。）こ
のような一連の論理判断も、第５図ブロック１３で行な
う。

ここで、さらに具体的に状態予測シミュレータ及び制御
卓と実際の制御盤が同−中操内にある場合の異常や事故
が発生したときの運用法を示す。

１ず、異常や事故が発生すると原子炉は緊急安全の措置
がとられ核反応は停止する。次のステップは、各種のプ
ラント状態挙動から運転員は原因を採ぐろうとする。

計算機の助けによって、原因究明が自動的に行（１２） なわれ、［逃し弁開固着５チ推定」という候補が上げら
れ、第７図の原因のところに表示及び音声出力されたと
する。運転員はまずこの結果を尊重し、シミュレータを
用いてもしこの原因のとき、シミュレーションの結果は
どうなるかを過去の４分間に亘って行なった（運転員は
［シミュレータ争トレース」という言葉を発した）。そ
の結果、過去のプラントデータとシミュレーションの結
果が右の画面に比較して示され、その結果が左下の部分
に「相似度２０チ」として表示及び音声出力された（１
００％の相似度で両者のグラフは一致する）。運転員は
ここで経験から原因は逃し弁開固着はあたっているもの
の、その開度がおかしいと判断し、次に「シミュレータ
パラメータ自動探索、逃し弁開度初期値５チ」と音声入
力し、同一内容の繰り返し音声レスポンスがあったのち
、「１回目弁開度５チで相似度２０．２回目・・・・・
・、４回目弁開度２０％で相似度８０チ」という応答ツ
ブ」、「予測画面」と音声入力すると、次に第（１３） ８図が自動的に表示される。運転員が「予測スタート」
と入力すると、「手動操作設定なし、現状予測します」
と応答があり、第８図に示すトレニドが６０分間に亘っ
て表示された。運転員は圧力が３０分後に急上昇しはじ
めるので炉心に注水金したらどうかと考え、「４０分後
後高圧炉心注水起動時状態予測」の指令？発し、確認用
応答があったのち再び予測が行なわれ、その結果が表示
される。運転員はさらに他の状態量も観察したいと思い
、「原炉水位と炉心流量の予測結果表示」を指令し、画
面上に結果が表示される。引続いて、予測結果評価のサ
マリー画面、等々全随時呼びだし、予測や過去のデータ
のトレース？行なう。

そして、運転員は最終的な決定（たとえば１０分後に高
圧炉心注水系ケ起動したのち４０分後これ全停止し、直
後に低圧炉心注入系を起動する）ケ行なったのち、１０
分後までプラント状況を観察しつつ実際に１０分経過後
、「実プラント高圧炉心注水系手動起動」の指令ケ発し
くこのとき盤入力用の押しボタンを押す）、実プラント
の状態ＣＩＡ） 會監視する。この後、「実プラントの水位現在上昇中で
す」、「実プラントの自動減圧装置が自動起動し捷した
」等々の状況報告がなされる。

この例では、下線部を施こした言葉によって、入力・出
力の選択・分類が行なわれ、シミュレータ関連は男性の
声で、かつイヤホーンケ介して直長が聞く、実際の盤関
係の音声出力は女性で、スピーカを用いている。

特に予測シミュレーション全行なう場合の入力はあらか
じめ標準パターンが組み入れられており、音声入力によ
って、これを修正することで入出力交換量を最小にする
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、同−中操室内に実際のプラントを制御
する制御盤とこのプラントの動特性を模擬するシミュレ
ータとその制御卓が共存する状況下において、制御盤と
制御卓に関する入力・出力を音声で行なうとき、音声入
力が制御盤に対するものか制御卓に対するものか、ある
いは音声出力が制御盤からのものか、制御卓からのもの
かを迅（１５） 速、かつ確実に識別することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はプラント制御盤の構成図、第２図は本発明の一
実施例のシミュレータを有する制御盤の構成図、第３図
は第１図と第２図の融合形の制御盤の構成図、第４図は
プラント制御盤への音声入出力構成図、第５図はシミュ
レータに対する音声入出力構成図、第６図はプラント制
御盤とシミュレータ制御卓の間の優先処理構成図、第７
図は予測用シミュレータの原因評価画面と音声入出力情
報図、第８図は予測用シミュレータの状態予測画面と音
声入出力情報図である。 ｌ・・・プラント、２・・・制御盤、４・・・シミュレ
ータ、１０・・・ブロック、ｌｌ・・・記憶部。 代理人　弁理士　高橋明夫 （１６） 第　１　目 茅２　目 茅３　目 茅４　目 ６　６ 茅５　固

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プラントの特性を模擬するシミュレータを前記プラ
   ントの運転操作室に設置し、前記プラントと前記シミュ
   レータの運転操作に係る情報の交換ケ音声を介して行な
   う構成において、 前記音声が前記プラントに対する入力であるか、前記シ
   ミュレータに対する入力かを識別する機能、および前記
   音声が、前記プラントに関する出力であるか前記シミュ
   レータに関する出力であるかを識別する機能を備えたこ
   とを特徴とするシミュレータ音声入出力装置。