JPS62165684A - 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〕 本発明は運転訓練用シミュレータに係り、特に専任の指
導者が不在な場合でも運転訓練するに好適な運転訓練用
シミュレータに関する。

〔発明の背景〕

運転員の運転手順が模範的な運転手順といかに異なるか
を明確にする方法として、例えば特開昭６０−９４１３
４号公報に示されるように、模範運転手順と運転員の行
なった操作及びそれによるプラント特性の変化を同時に
表示することによって、模範運転手順と運転員の操作と
の比較を容易にし、両者の相違を明確にして運転訓練効
率の向上を図る方法が知られている。

この方法は、模範運転手順が運転員の実際に操作した手
順と同時に表示されるので、その操作が正しかったのか
否か両者を見比べながら容易に判断しうるものではある
が、単純にタイムチャートとして両者を並べて表示する
だけであるので全ての操作について正しいか否かを比較
しなければならず、また、時間的に前後してもかまわな
い操作を誤りと判断する可能性もあった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、運転員の操作結果を表示するとともに
模範操作手順と相違した手順のみについて正しい操作を
表示し、運転員がその理由を知シたい場合はその旨を入
力すると、それに対する理由、根拠等を表示することに
よシ、専任の指導者が不在でも、運転訓練し得る運転訓
練用シミュレータを提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は、標準的な操作手順や異常時の操作手順、運転
制限値、根拠、理由等の知識をデータベースに記憶して
おき、これらの知識を用いていわユルフロダクションシ
ステムとシミュレータヲ組合わせることＫより、運転員
の質問に答えうるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図によシ説明する。第１
図において、１はプラントの物理特性と制御装置の機能
を模擬する演算装置、？は演算装置に与える演算の条件
やデータを設定するとともに模擬演算の開始や停止等の
演算装置の制御を指令することのできるインストラクタ
コンソール、３は実プラントの制御盤を模擬した各種の
操作器具ないし類似装ｆを備え、運転員の各種操作や設
定データを入力するとともに演算装置で模擬したプラン
ト状態を表示する機能を有する模擬制御盤、４は運転員
の操作内容と演算装置への入力条件および演算結果を記
憶するとともに、予め標準的な運転手順や異常時の操作
手順を記憶しておく記憶装置、５は模擬制御盤から入力
されたデータを分析して、それに対する回答を作成する
質問応答処理装置、６は上記した各装置、即ち演算模擬
装置、インストラクタコンソール、模擬制御盤、記憶装
置、質問応答処理装置と接続してそれらの各装置とのデ
ータ授受を制御し、入出力データの変換。

加工等を行うデータ処理装置である。

以上の構成で運転訓練を行う場合、まずインスト２クタ
がインストラクタコンソール２を用いて、プラントの特
性や制御装置を模擬する演算装置１の初期条件、たとえ
ば原子カプラントであれば原子炉の出力、炉心流量、給
水流量、主蒸気流量等の定常値や弁、スイッチ類の開閉
状況等の初期値を設定する。また種々の故障、事故の内
からいずれか（場合によっては複数の故障）を選んでそ
れらを発生させる時刻等を合わせて設定し、模擬演算を
開始させる。

運転員は模擬操作盤３に表示される各種情報を監視し、
異常の発生を認めるとそれに対応した種種の操作を行う
。模擬操作盤に対して行なった操作は操作信号に変換さ
れてデータ処理装置６へ送られ、適切な処理が加えられ
てプラント特性等を模擬する演算装置１のシミュレーシ
ョン条件を変える処理を実現する。運転員が操作した事
項は、操作した時刻と演算装置１の出力信号と共にデー
タ処理装置６内の演算結果一時記憶領域に送られ、更に
記憶装置４へ送られて時系列的に記憶される。

演算装置１の出力信号はデータ処理装置６の一時記憶領
域に送られるとともに過渡応答グラフ用のデータに変換
され７’ｃ！ｌ）、制限値と比較してアラーム信号を発
生さぜたりし、それらがインストラクタコンソール２や
模擬操作盤３へ送られて表示される。

そしである機器の一連の操作あるいは全体の一連の操作
が終了すると、記憶装置４に記憶した運転員の操作およ
び演算結果の記録を呼び出して標準の操作手順とともに
質問応答処理装置５へ送る。

そこで両者を比較することによシ、誤操作があるかない
か、あるとすればどのような誤操作なのかを判断する。

この判断結果をデータ処理装置６へ送ると、そこで一連
の操作の記録に加えて誤操作と判断した項目に印をつけ
、またどのような誤操作かの情報および標準的な操作を
追加し、それらを合わせて表示しうるように処理を加え
てインストラクタコンソール２と模擬操作盤３の表示装
置へ表示信号を送出する。

この表示を見て運転が誤操作に気がつき、納得すればそ
の旨を模擬操作盤から入力（たとえばＯＫとキーイン）
シ、このケースの訓練は終了する。しかし、運転員の操
作記録に対して追加表示された誤操作に関する判断の表
示について納得できない場合は、その理由の問合せや別
の操作を実施してもよいか否かの間合せすることを許す
。それらが入力された場合には、質問応答処理装置内で
質問内容を分析し、必要があれば標準的な操作手順や運
転制限、糧々の定数の根拠等の知識およびプラント特性
や制御装置の機能を模擬する演算装置１を用いて回答を
作成し表示する。理由の問合せを全て終了すればこのケ
ースの訓練は終了する。以上の処理を時間的な流れに添
って表わしたのが第２図である。

ここで問題となるのは次のような事項である。

（１）運転員の操作を、どのような基準で誤操作と判定
するか。

（１１）どのような理由で誤操作と判断したかを、運転
員にいかなる形で伝えるか。

（曲　正しい操作を運転員にいかに伝えるか。

（１ｖ）運転員からの問合せをいかなる形で入力するか
。

（Ｖｌ　　運転員からの問合せをどのように分析するか
。

（ＶＤ　　運転員からの間合せに対してどのような形で
回答するか。

以上の点について以下に詳細な処理手順を示す。

まず、誤操作の判定法を説明する。一般に誤操作は次の
いずれかに分類される。

■　オミッションエラー二必要な操作をしなかった。

■　コミッションエラー：操作はしたが誤っていた。

■　シーケンシャルエラー：操作の順序を間違えた。

■　タイムエラー二所定の時間に操作をしなかった（早
すぎた場合、遅すぎた 場合）。

■　余分な操作：やってはならない不必要な操作をした
。

これらのエラーはそれぞれ単独で考えると判別は容易で
あるが、いくつかの分類を同時に満たすようなエラーは
判別が容易でなくなる。たとえば、次になすべき操作を
所定の時刻になっても実行せず、時刻が過ぎてから別の
誤まった操作をしてしまった場合に、■のオミッション
エ゛ラーと■の余分な操作と判定できるし、■のタイム
エラーと■のコミッションエラーと判定することもでき
る。

ここではこれらの誤操作を第３図のような手順で判定す
ることとする。

すなわち、全体を５段階に分けて判定する。第１のステ
ップでは、オミッションエラーを探す。

オミッションエラーは、本来運転員が操作すべき項目を
忘れて操作しなかったエラーであるので、標準的な操作
手順には含まれているが、運転員の操作記鎌には残って
いない。従って、標準的な操作手順を基準とし、運転員
の操作子１１−を比較して含まれていない操作があれば
、それが運転員の実行しなかった操作項目である。そこ
で、それをオミッションエラーとして記憶すればよい。

このオミッションエラーを探す概略手順を第４図に示す
。

第４図ではＡ＋を１番目の標準的な操作項目、Ｂｊを運
転員の実行したｊ番目の操作項目とする。

標準的な操作手順はＮ項目、運転員が実行した操作項目
はＭ項目あるものとしている。

第３図の第２のステップでは、運転員の実行した操作項
目のなかで、標準操作手順に含まれない余分な操作を探
す。これは、第１のステップの処理で基準を逆にすれば
できる処理である。すなわち、運転員の実行した操作項
目を基準とし、標準的な操作手順を比較して含まれない
操作項目があれば、それが標準的操作手順にない余分な
操作項目である。そこで、それを余分な操作として記憶
すればよい。この余分な操作を探す手順を第５図に示す
。第５図の記号の意味は第４図と同じである。

第３のステップでは、運転員の実行した操作項目の順序
が、標準的な操作手順と異なっていないかどうかを調べ
る。運転員が操作の順序を間違える場合には単純に１つ
の操作を誤るだけでなく、同時に多数の操作もまとめて
誤るので、ここでは第６図の手順で判定を行なう。第６
図で用いている記号は第４図と同じである。

この手順では、標準的な操作手順を基準として第１番目
の操作項目から順に運転眞の実行した操作項目（ただし
余分な操作は除き、欠除している操作を加えておく）を
比較する。運転員の実行した操作手順の一覧表の中で先
頭の項目と一致すれば、１１＠序は合っているものとし
てその項目を一覧表から落す。２番目以降の項目と一致
すればその項目にシーケンシャルエラーの印をつける。

ただし、一覧表の中で先頭の項目にシーケンシャルエラ
ーの印があれば、その項目は既に照合済みなので一覧表
から落して処理する。ただし、順序の違いは相対的なも
のであるので、ＡＩ（！：ＢＪを入れ替えた処理も必要
である。

第４のステップは、タイミングエラーを探す。

この処理は、標準的な操作手順の時間的な制約条件に対
し、運転員の実行した操作項目がそれぞれの時間的な制
約条件内に入っているか否かによって判定する。具体的
には、運転員の実行した操作項目を、実行した時刻と共
に一覧表とし、その一覧表から余分な操作項目を除くと
共にオミッションエラーとして記憶された操作項目を追
加した上で、実行した操作項目の時間が標準的な操作手
順の各項目の時間的な許容範囲に入っているか否かを判
定する。

第５のステップでは、コミッションエラーに該当する操
作項目を操すステップである。これは本来実施すべき操
作項目をやらず（オミッションエラー）、そのうえ別な
操作をやっている（余分な操作に該当することが多い）
ので、前述の判定でオミッションエラーと余分な操作の
実行が時間的にほぼ同時刻に近いと考えられる項目があ
ればオミッションエラーの記憶を消去すると共に余分な
操作の記憶をコミッションエラーに変更する。

以上の処理手１１で誤操作を判定する例を第７図に示す
。図でＡＩは標準的な操作手順をＩＭに示したもので各
模作項目は簡単のためにアルファベットで示しである。

またＢ、は運転員の操作した項目である。第３図〜第６
図の処理を行なうとすると、まずオミッションエラーを
探すが、８４図に従ってＡＩの項目でＢ＋に含まれない
ものを探すのでＣが欠除していることが分る。そこでＣ
を別途記憶することになる（図では追加した形に表わし
ている）。次に第５図に従って処理するとＢ１の項目ｋ
がＡＲＫ含まれないことがわかる。そこオミッションエ
ラーと判定されて欠除していることがわかっている項目
Ｃを加えて処理をすることになる。標準的な操作手順を
基準として比較すると８の欄に示す如＜ｆ、ｇが、逆に
運転員の操作を基準に比較するとＳ′の欄の如＜、Ｊ　
　’＋　Ｊが誤りと判定される。この時点ではｓ、ｓ’
欄のいずれを採用するかの判定はしがたい。図には示さ
ないが、ＡＩの各操作項目に対して予め操作する上での
許容時間を与えておいてそれとＢｊの各操作時刻を比較
することにより、どの程度時間的なずれがあるかを評価
できる。従ってその時間的なずれの評価と合わせて、Ｓ
、Ｓ′いずれの項目が標準的な操作手順からずれている
かを判定しうる。更に、オミッションエラーの項目の操
作されるべき時刻と、余分な操作の実行された時刻がほ
ぼ一致すれば、それはコミッションエラーと考えた方が
よいので、ｋについてＢの欄を消してＣの欄に印を記入
すればよい。

次にこのようにして判定した結果をどのように運転員に
伝えれば、よいかが問題である。これらの情報をＣＲＴ
で表示することを考えると、運転員が実施した操作項目
を操作誉号（す付）、操作時刻と合わせて表示すると共
に、誤操作と判定した項目については色を変えてはつき
シとわかるようにする。操作時刻等も合わせて表示する
が、上記のように誤操作と判定した結果をオミッション
エラー、シーケンシャルエラー等とし正しい操作と合わ
せて追加表示をさせる。従って、ＣＲＴ上に一連の操作
項目を表示すると共に誤った操作項目の色が変り、エラ
ーの分類内容と正しい操作を表示することになる。

以上で誤操作の判定に関する説明を終り、次に以上の判
定結果に対する運転員の質問をどのように処理するかを
説明する。

運転員の質問形態としては次の３種類がある。

Ｏ誤操作と判定した理由がわからない。詳細な説明がほ
しい。

■　実行結果として表示されている操作項目の中のある
項目を別な操作にしてはいけないか。

■　ある操作項目以降をもう一度操作してみたい。

これらについては、次の如き方法によって問合せの入力
を可能とする。

（ａ）　　問合せを終了する場合はキーボードからＯＫ
と入力する。又は専用のボタンを用意する。

（ｂ）　　理由のみを求める場合、詳細な説明がほしい
場合は、？＋（操作項目の番号）と入力する。

（Ｃ）　　表示されている操作項目を変えてみた贋とき
は１．／す（操作項目の番号）ＣＤす（他に削除する番
号）＆・・・・・・〕と入力しておき操作盤を操作する
。これにより、該当する番号の操作が入れかわることに
なる。同様に１．／Ｔ（時刻）［：Ｉｎ（他に削除する
番号）＆・・・・・・〕と入力して操作盤を操作するこ
とにより、入力した時刻の値に対応する操作項目を書替
える。

（ｄ）　　キーインした項目のところからシミュレーシ
ョンを再開したい場合、入力の最初を〃に変えて以下前
項と同様の入力を与えることにする。

これにより途中から操作条件を変えた場合の模擬が容易
に実行可能となる。

また、このような入力に対して、？の入力であれば、誤
操作判定の理由を探して表示すればよい。

更に、／の入力に対しては運転操作手順に関するデータ
ベースを用いて回答を作成すればよい。その際に必要が
あれば演算装置１ｔ−用いてシミュレーションを行ない
、結果を表示することとする。

シミュレーションを再開する場合には、それ以後通常の
ケースと同じように演算すればよい。

なお、本発明においては、一連の操作が終了してから運
転員の誤操作判断を行なっているが、質問応答処理装置
５や演算装置１の演算速度が十分速ければリアルタイム
で処理することが可能であり、その場合には、運転訓練
用シミュレータだけでなく、実際のプラントに適用する
ことが可能となる。そのような用途においては、プラン
ト運転操作盤に運転員の操作を監視する装置を付加し、
運転員が操作器を動かすとその操作が誤操作であるか否
かを判定して誤操作であれば操作信号を阻止する機能や
、プラントの状態を知りたい場合やいずれの操作をすれ
ばよいか運転員が判断に迷う場合に問合せをすればそれ
に対して状況等を説明して回答する機能を持った操作盤
を提供しうるようになる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、操作を誤った場合に、誤
りである理由を納得しうるまで間合せることができる。

また、操作項目を変えた場合も模擬しうるので、初級者
が専任インストラクタなしでもシミュレータを動かしな
がら学習しうると言う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の装置の全体構成図、第２図
は全体の処理手順を示す説明図、第３図は誤操作を判定
する手順全体の処理を示す説明図、第４図はオミッショ
ンエラー判定の処理図、第５図は余分な操作判定の処理
図、第６図はシーケンシャルエラー判定の処理図、第７
図は誤操作判定の処理例の説明図である。 １・・・演算装置、２・・・インストラクタコンソール
、３・・・模擬操作盤、４・・・記憶装置、５・・・質
問応答処理装置、６・・・データ処理装置。 １７　　図 第２０ 第３図 覚４Ｚ 第５図 第７図 （ｃｔ）（ｂ） Ｌ　？　８１　ｆ：　ｋ　−１％　　　　　　　。、・
・・オミッゾヨソエラーＥ　　−ｉづ）ｔｊ　判ンイｐ Ｓ−−−シーしシτルＬラー　（１１１ε基４）Ｓｏ−
−−ンーγンシイルエラ−（１に物と基準）Ｔ−−一タ
イミン７゛エラー Ｃ−・コミノションＬウー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、システムの物理特性を模擬する演算装置と、該演算
   装置への入力データを設定する操作盤と、システムに関
   する知識を記憶する記憶装置と、該操作盤からの入力お
   よび該記憶装置に記憶したデータを入力データとして該
   操作盤に処理結果を表示する質問応答処理装置から成る
   運転訓練用シミユレータであつて、操作盤からの入力デ
   ータを、該記憶装置に記憶したデータと照合し、そのデ
   ータが真あるいは偽となる条件を該記憶装置のデータを
   用いて推論し、誤操作があつたことを操作盤に表示する
   ことを特徴とする運転訓練用シミユレータ。