JPS62170994A

JPS62170994A - エラ−判定装置

Info

Publication number: JPS62170994A
Application number: JP61012111A
Authority: JP
Inventors: 氏田　博士; 隆雄佐藤; 柴田　祥彦; 西沢　靖雄
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-01-24
Filing date: 1986-01-24
Publication date: 1987-07-28
Also published as: JPH0584907B2

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、プラントの運転監視制御装置や運転訓練用シ
ミュレータに係り、特にヒユーマンエラーの内容を判定
表示することによって、ヒユーマンエラーを防止したり
、運転を教育するのに好適とされたエラー判定装置に関
するものである。

〔発明の背景〕

従来、ヒユーマンエラーの判定方法としては、ヒユーマ
ンエラーデータ収集を目的として原子カプラントの訓練
用シミュレータに設置された“バーフオーマンス　メジ
ャーメント　システム”（Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｓ　Ｍ
ｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）　　（ＮＵＲＥ
Ｇ／ＣＲ〜３３０９）が知られている。これは、米国原
子力規制局（ＵＳＮＲＣ）による論文“ア　シミュレー
ターベースド　スタディ　オブ　ヒユーマン　エラー　
イン　ニュクリア　パワー　プラント　コントロール　
ルーム　タスクズ（Ａ　５ｉＩｌｕｌａｔｏｒ　−Ｂａ
ｓｅｄ　５ｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｈｕｍａｎ　Ｅｒｒｏｒ　
ｉｎ　Ｎｕｃｌｅａｒ　ＰｏｗｅｒＰｌａｎｔ　Ｃｏｎ
ｔｒｏｌ　Ｒｏｏａ＋　Ｔａ５ｋｓ　）”に示されでい
るものである。このシステムでは事故訓練の時のヒユー
マンエラーを同定すべく予め事故のシナリオを定め、そ
れに従って正しい一連の操作内容が定められるようにな
っている。もしも運転員がその一意に定められた操作手
順と異なった操作をすれば。

ヒユーマンエラーとして判定されるようになって　　−
１いるものである。

しかしながら、この方法には以下のような問題がある。

即ち、ｉ）事故事象が予め定められていることから、実
際のプラントのように如何なる事象が発生するか予測し
得ない場合には適用し得ないことになる。■）ヒユーマ
ンエラーの発生のために事象が大幅に変化してしまう場
合には、同様に適用し得ないというものである。■）多
重の故障を想定したシナリオの作成は極めて困難である
６〜）運転員の操作にはその順番を入れ換えてもよい場
合や、他の代替操作でもよい場合があるが、これら操作
もヒユーマンエラーとして判定されてしまう、ｖ）教育
・訓練用のシステムに用いるためには、エラーが発生し
た場合にそれが如何なる種類のものであるかを知る必要
があるが、それが知れないというものである。例えばエ
ラーが発生してもその原因が必要な操作を忘れたことに
あるのか、誤った操作をしたことにあるのか、タイミン
グが悪かったことにあるのか、その原因が不明であると
いうわけである。そのシステムではヒユーマンエラーを
安全性への重要度で分類するのみであり、ヒユーマンエ
ラーの種類は分類されていないというものである。ｖｉ
）運転員の操作には正しい操作ではないがしかし誤った
操作でもないといった具合に、いわゆる任意性のあるも
のがあるが、そのシステムではヒユーマンエラーとして
判断されてしまうというものである。

一方、上記公知例とは別にヒユーマンエラーを防止する
ためのものとしては、例えば特開昭６０−９４１３４号
公報や特開昭６０−３６９４号公報挙げられるが、これ
らのものは予め定めた運転手順と比較するものであり、
本質的には既述の公知例について指摘した問題点をもっ
ている。

正しい操作の問題に対する対策としては、例えば特開昭
５７−１５９３０７号公報に示されているように。

徴候をベースとして正しい運転操作のガイダンスを表示
するものが知られている。

また、これとは別に主要プロセス量のトレンド情報と系
統の作動状況に応じ、即ち、徴候に応じて正しい操作手
順を選択し、実際の運転操作と比較してヒユーマンエラ
ーを摘出する方法が考えられる。これらの方法ではプラ
ントの発生徴候に応じた正しい操作手順を予め記憶して
おき、現時点のプラント徴候に応じて正しい操作手順が
その記憶内容より選択されるようになっているわけであ
るが、先に示した問題のうちｉ）に対しては有効である
も、他の問題に対しては有効とはなっていない６問題の
ｉｉ）と１ｉｉ）に対しても、−見徴候に応じて正しい
操作手順を選択することで解決し得そうである。しかし
ながらヒユーマンエラーや多重故障を想定すると事象は
千差万別であり、やはり予め莫大数の組合せの操作手順
を作成しておく必要があり、事実上実際には適用し得な
いものとなっている。これの理由の第１は、千差万別の
徴候に対する正しい操作手順の作成は困雛であり、第２
は正しい操作手順がたとえ定まったとしても、ヒユーマ
ンエラーや多重故障が発生すれば事象は次から次へと変
化していくので、正しい操作手順も次から次へと変えて
いく必要が出てくるからである。結局、複雑に推移する
事象に対し、プラントの徴候に応じ正しい対応操作手順
を予め作成しておくことは困難であるというものである
。

正しい操作手順を定める方法の他の例としては特開昭５
６−１４０４０１号公報に記載のように、予測シミュレ
ータを用いる方法がある。この方法では正しい運転操作
手順を予め作成、記憶しておくのではなく、プラントの
徴候に応じた処置法のいくつかを作成、記憶しておき、
そのうちの何れを用いるかはその時点までのプラントデ
ータを用い将来のプラント状態をシミュレーションによ
り予測し。

重要なプロセス量の限界値に対し余裕量が最大となる処
置法を選択する方法である。この方法では前記の問題の
ｈ）と■）に対し、いわゆる徴候ペースの処置法に比し
より柔軟に対応し得るものとなっている。しかし、事象
が変化する度に予測シミュレータにより幾種類かの処置
法を計算する必要が生じるため、やはり事象が複雑に推
移する事象には対応し得ないものとなっている。

以上述べたように、種々の正しい操作を定める従来方法
では前記問題点のｉｉ）　、　ｆｉｔ）に対し本質　１
、的な解決策を提供していなく、また、ヒユーマンエラ
ーを判定する際での問題であるｔｖ）〜ｖｉ）に対する
対策は未だ提案されていないのが実状である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、プラントのプロセス量の経時変化に応
じ正しい操作手順を設定することによって、如何なる事
象推移の場合でも対処し得、かつ正しい操作手順と実操
作との比較にもとづきヒユーマンエラーを判定し得るエ
ラー判定装置を供するにある。

〔発明の概要〕

この目的のため本発明は熟練した運転員の運転操作に関
する種々の知識を予め記憶しておき、ある時点のプラン
ト状態を取り込んでその時点て操作すべき操作項目をそ
の知識を利用して生成し、エラーを判定すべくなしたも
のである。これにより正しい操作手順作成上の問題点ｉ
）〜１ｉｉ）が解決され得るものである。

〔発明の実施例〕以下、本発明を第１図から第１１図により説明するが、
その前にその理論的背景について説明すれば以下のよう
である。

即ち、既述したように本発明の最も大きな特徴とすると
ころは、熟練保守員の運転に関する知識を断片的に記憶
しておき、プラントの状態に対応して使用する知識を選
択し、正しい操作手順を逐次作成させることにある。例
えば、現象の推移に関する知識は以下のように表現され
得る。

Ｉｆ（スクラム発生）　　Ｔｈｅｎ（中性子束急減少）
また、操作に関する知識も同様に表現され得る。

Ｉｆ（スクラム発生）　−Ｔｈｅｎ　（原子炉モードス
イッチ切替）このように表現される知識を種々記憶しておくようにす
れば、種々の断片的知識を次から次へと辿ることによっ
て、如何なる事象に対しても正しい対応操作を作成する
ことが可能となるものである。

ところで、前記問題点のＮ）の運転員の操作に存在する
任意性に対しては以下の方法で対処する。

即ち、操作の順序の任意性に対しては、順序を変えてよ
い操作を−まとめにした規則とする。また、代替操作に
対しては規則の並記を行なう。例えば、Ｉｆ（炉水位低
）　−Ｔｈｅｎ　（給水流量増加）Ｉｆ（炉水位低）　
−Ｔｈａｎ　（隔離時冷却系作動）といった具合に並記
すことにより対応し得る。この際、Ｔｈａｎ部に優先順
位を含めておけば、よりプラントの実態に即した知識と
なる。勿論プラント状態に応じ優先順位を変更する規則
をもてば、更に実プラントの運転と調和したものにし得
る。

さて、ヒユーマンエラーは米国サンプイア（Ｓａｎｄｉ
ａ）国立研究所のスワイン（Ｓｖａｉｎ　）博士によれ
ば、以下のような種類に分けられるものとなっている。

（ａ）コミッションエラーすべき操作と異なった操作を行なうこと（ｂ）オミッシ
ョンエラーすべき操作を忘れること（ｃ）タイムアウトエラー正しく操作をしたが、操作のタイミングを誤ること（ｄ）シーケンスエラー操作の順序を間違えることこれらは、同じヒユーマンエラーであるにしても原因が
異なるものであるので、教育・訓練用システムではこの
相違を判断し表示することが望ましいといえる。これｌ
こ対しては、規則群と実操作とをパターンマツチングす
ることによって、その不一致の具合から判断する知識を
持っておくことで対処し得る。例えば、ｉｆ（操作規則
マツチしない、かつ操作規則のｉｆ部とＴｈｅｎ部を入
れ替えるとマツチする）Ｔｈｅｎ（シーケンスエラー）
のような規則を知識として有しておくものである。

最後に、ｖｉ）の正しい操作でもなく、また、誤った操
作でもないものに対しては、プラントへの悪影響を与え
るか否かにより判別する。即ち、プラントへの影響が大
きい主要なプロセス量に対しその許容値を予め定めてお
き、操作により許容プロセス量を超す場合はヒユーマン
エラーとして、許容プロセス量以下であればしてもしな
くてもよ　　、い操作として判断するものである。

さて、本発明を原子カプラントの事故時対応操作に適用
した場合に例を採ってより具体的に説明すれば、第１図
は本発明による装置の一例での全体構成を示したもので
ある。この第１図において。

１はプラント、あるいは訓練用シミュレータにおける操
作盤、２は演算処理装置、３は記憶装置。

４はプラント、あるいは訓練用シミュレータ（以下プラ
ントと称す）である。図示のように本例での演算処理装
置２はプラント状態把握部２ａ、正常操作手順作成部２
ｂ、エラー同定部２Ｃおよびエラー摘出部２ｄより、ま
た、記憶装置３は状態把握知識記憶部３ａ、正常操作手
順記憶部３ｂ、エラー判別法記憶部３Ｃおよび許容プロ
セス量記憶部３ｄより構成されたものとなっている。

次にこの装置におけるエラー判定処理手順を第２図に示
す処理のフローに沿って順に説明すれば以下のようであ
る。

（１）処理５ａではプラント４からプロセスデータ、機
器の作動状況、警報データ等をプラント状態把握部２ａ
に判断用データとして取り込み、状態把握知識記憶部３
ａにおける知識にもとづきプラントの状態が判定され、
この後の処理５ｂではプラント４の安全運転、または安
全運転確保にとって重要なパラメータの変化量、あるい
は変化の傾向がプロセスデータから判断されるようにな
っている。重要なパラメータとしては炉水位や炉圧、給
水流量等が挙げられるものとなっている。

（２）次に、正常操作手順作成部２ｂでは処理５ｃとし
て、プラントの安定な運転や安全確保にとって必要な操
作が正常操作手順記憶部３ｂからの正常手順にもとづき
作成され、処理５ｄでは作成されたそれぞれの操作を実
行した場合での効果と、悪影響の有無が状態把握知識記
憶部３ａからの知識を用い判断されるようになっている
。

（３）更に、正常操作手順作成部２ｂでは処理５ｅとし
て同様の効果をもたらす他の代替操作が検討され、その
時点における操作項目の一覧が決定されるものとなって
いる。

（４）エラー同定２ｃにおいては処理５ｆとして、正常
操作手順作成部２ｂにおいて作成された正常操作と、操
作盤１から入力された実際の運転員による操作とが比較
・照合され、照合すれば運転員による操作は正常操作５
ｇとして、照合しなければ操作エラー候補５ｈとして判
断されるようになっている。更にエラー同定部２Ｃにお
いては操作エラー候補５ｈを、２つの操作の異なり方か
ら、エラー判別法記憶部３ｃからの知識を用いコミッシ
ョンエラー、オミッションエラー、シーケンスエラー、
タイムアウトエラーの何れかに分類するものとなってい
る。

（５）エラー摘出部２ｄにおいては処理５１として、・
エラー同定部２ｃからのエラー候補５ｈによるプラント
４でのプロセス量の変動が。

許容プロセス量記憶部３ｄからの許容プロセス量を超え
なければ、プラントへの影響が少ない、正常操作でもな
く、また、操作エラーでもないその他の操作５ｊとして
判断する一方、許容プロセス量を超えた場合はプラント
へ悪影響を及ぼすので、操作エラー５にとして判断する
ようになっている。

以上により全ての処理過程が終了した場合には、最終的
な評価結果が操作盤１上に表示されるところとなるもの
である。表示内容としては、正常操作の表や実操作、ヒ
ユーマンエラーの個所、ヒユーマンエラーの種類、プラ
ントへの悪影響の内容などが表示されるようになってい
る。なお、訓練用シミュレータの場合には、投入された
アルファンクションも併せて表示されるものとなってい
る。

なお、第２図中におけるＨＰＯ３，ＲＣＩＣはそれぞれ
高圧炉心スプレィ系、原子炉隔離時冷却系を示す。

本発明の概要は以上のようであるが、より詳細に説明す
れば、第３図は既述の処理５ａ、５ｂにおけるプラント
状態とその推移を把握するための知識の例としてスクラ
ム発生（ＭＳＩＶ　（主蒸気隔離弁）閉）時での現象の
推移についてまとめて示したものである。

スクラム発生により全制御棒が挿入され、スクラム排出
容器（ＳＤＶ）のベント弁、ドレン弁が全閉となり、炉
水位の設定点がセットダウンされる。次に全制御棒が挿
入されると規則４，５により熱流束とボイドの急減少が
あることを推論する。

モしてボイド急減少の結果として規則８，９により炉水
位の急降下および主蒸気流量の急減少を知る。このよう
な知識をもつことによって、スクラム発生時での諸現象
と炉水位、主蒸気流量等の主要パラメータの変化が把握
され得るものである。

しかも、これらの知識は如何なる原因でスクラムした場
合でも共通となっている。なお、第３図中におけるＰＣ
ｌ５．５ＧＴＳ、　ＣＯＷはそれぞれ格納容器隔離制御
系、非常用ガス処理系、炉水浄化系を示す。

次に処′ＲＪ、５ｃにおける正常操作手順作成のための
知識の例について説明すれば、第４図は同じくスクラム
発生（ＭＳＩＶ開）時における原子炉側運転員の標準操
作を示したものである。

これは運転手順書に記載されている最も基本的な対応操
作であり、正常操作手順記憶部３ｂに記憶されるように
なっている。この標準操作を基本として作成された対応
操作の規則を第５図に示す。

これによると、全制御棒挿入が判定されれば、原子炉モ
ードスイッチは「停止」位置に切替えされる必要がある
などの規則が示されている。なお、第４図中ＡＮＮはア
ナンシェータ（警報器）を、また、第５図中Ｔ／Ｄ−Ｒ
ＦＰ、’Ｍ／Ｄ−ＲＦＰはそれぞれタービンｇ動給水ポ
ンプ、モータ駆動給水ポンプを、更に、ＩＲＭ、ＰＬＲ
はそれぞれ中間領域中性子モニタ、再循環系を示す。

また、処理５ｅとして第６図に示す代替操作の知識にも
とづいて、ある現象に対して可能な運転操作の候補リス
トが作成される。例えば、スクラム（ＭＳＩＶ閉）時に
は炉水位紙となるが、この炉水位紙の現象に対しては規
則１〜５に示すように給水流量増加、原子炉隔離時冷却
系（ＲＣＩＣ）　、高圧炉心スプレィ系（ＨＰＯ３）　
、低圧炉心スプレィ系（ＬＰＣ５）　、または低圧炉心
注入系（ＬＰＣＩ）による注水等で対処し得るものとな
っている。第６図の規則６以降は、運転操作を実施する
ために必要な条件や操作を示している。給水流量増加に
よる水位回復には、規則６〜９に示す条件が成立してい
ることが必要であり、この条件が成立していれば優先順
位が最も高いと見なす。これが満たされていなければ、
規則１０〜１２の条件が成立することを確認したうえＲ
ＣＩＣによる注水が優先度１となり、これを用いること
を正して操作とするものである。なお、処理５ｄにおけ
るプラントで発生する現象の予測は第３図に示す現象の
知識を再度利用することによって行なわれる。

さて、処理５ｆにおける実操作との比較によりヒユーマ
ンエラーが判定・分別されるが、このたるの知識を第７
図、第８図に示す。このうち第７図はオミッションエラ
ー、コミッションエラー、シーケンスエラーを摘出する
ための規則を示したものである。オミッションエラーは
代替操作も含む正常操作の組であるルール群ＡのＴｈａ
ｎ部に相当する実操作がないことにより判別されるよう
になっている。

ルール群Ａ　：　Ｉｆ　Ａ　Ｔｈｅｎ　ＡｘＩｆ　Ａ　
Ｔｈａｎ　Ａｚまた、コミッションエラーはルール群ＡのＴｈａｎ部と
異なる実操作があることにより、シーケンスエラーはル
ールＢのＴｈａｎ部にある一連の操作と順序の異なる実
操作があることにより判別されるようｔこなっている。

ルールＢ　：Ｉｆ　Ｂ　Ｔｈｅｎ　ＢＩＢｚ　　Ｂａ　
　−オミッションエラー、コミッションエラー、シーケ
ンスエラーに対する判定・分別は以上のようであるが、
第８図はタイムアウトエラーを摘出するための規則を示
したものである。タイムアウトエラーは操作の手順とし
ては正しいが、ただその操作タイミングが通常時でのそ
れよりも早過ぎ（Ｆ）たり、または遅過ぎ（Ｌ）るだけ
であり、他のエラーの場合と同様にしては摘出し得ない
ものとなっている。このような場合には、操作結果とし
て現われる現象によりタイムアウトエラーが判定される
ようになっている。即ち、規則としては一般的なもので
はなく、各現象に対し操作が早過ぎた場合、遅過ぎた場
合の変化を規則化し、それと実際のプロセス量変化から
判断するものである。

最終にプラントへの悪影響の有無により操作エラーを判
断する処理５１では許容プロセス量が予め定められてお
り、この数値は許容プロセス量記憶部３ｄに記憶されて
いるようになっている。この許容プロセス量にもとづく
ものの例としては。

炉水位、炉圧力などに関しての制御盤に設置されている
アナンシェータが挙げられる。アナンシェータは１プラ
ントに１５００個程あ９、エラーを判定する基準として
は十分な量となっている。炉水位を例に採れば、タービ
ン側の安全を守る水位嵩高のレベルよりも低目にアナン
シェータ水位高が設定され、また、燃料棒の露出を防ぐ
ための水位低低の少し上にアナンシェータ水位高が設定
されるようになっている。これらはプラントへの影響を
判定する基準として妥当なものである。

第９図は標準操作と運転員Ｘ、Ｙにより操作の例を示し
たものである。これはこれまでと同じくスクラム発生時
でのものである。標準操作では１〜９へと順に操作が実
施されることになっている。

さて、この場合運転員Ｘは９の操作を相当早めに実施し
たが、スクラム対応操作の知識からすれば、エラーでは
ないとして判定されている。これに対し運転員Ｙは４の
操作を忘れるオミッションエラーと、７と８の順番を間
違えるシーケンスエラーを犯していることが判る。なお
、第９図中ＳＲＭ。

ＣＰはそれぞれ中性子源領域モニタ、復水ポンプを示す
。

第１０図は運転員Ｙが犯したシーケンスエラーに対する
表示の例を示す。本例でのものは運転訓練シミュレータ
の場合を示しており、投入マルファンクションの種類と
時刻、更には正常操作と運転員Ｙによる実操作、エラー
の種類と判定理由が表示されるようになっている。

第１１図は運転員の理解を助ける参考情報の例として、
関連プロセス量と関連系統構成を表示する例を示したも
のである。第１０図、第１１図に示された表示より運転
員は自分の犯したエラーの内容を知れるものである。

なお、本発明はヒユーマンエラーの判定に用いる装置で
あるが、正しい操作手順を作成する機能はインストラク
ションシステムの事故時処置法を決定する機能としても
有効なものである。また。

本装置は正しい操作手順に加えて、自動起動をする系統
・機器の運転手順も含めて記憶しこれと実際の系統・機
器状態を比較することによっては、ヒユーマンエラーば
かりではなく、系統・機器の作動失敗も判別し得ること
になる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、プラントのプロセ
ス量の経時変化に応じ正しい操作手順を設定することで
、如何なる事象の推移に対しても対処し得、かつ正しい
操作手順と実操作との比較によってヒユーマンエラーと
その種類を判定し得る。したがって、運転訓練シミュレ
ータにおいてはヒユーマンエラーが自動的に判別表示さ
れることで運転員の教育に有効であり、また、実プラン
トでは正しい操作手順が表示され得るだけではなく、正
しい操作手順に違反する運転操作にプロテクションをか
けるなどの処置によってはヒユーマンエラーを低減し得
ることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による装置の一例での全体構成を示す
図、第２図は、その装置によるエラー判定処理のフロー
を示す図、第３図、第４図、第５図、第６図、第７図、
第８図は、その処理の詳細を説明するための図、第９図
は、本発明に係る標準操作と実操作の例を対比して示す
図、第１０図は、ヒユーマンエラーに対する表示例を示
す図、第１１図は、実操作に対する補助参考情報の表示
例を示す図である。１・・・操作盤、２・・・演算処理装置、２ａ・・・プ
ラント状態把握部、２ｂ・・・正常操作手順作成部、２
ｃ・・・エラー同定部、２ｄ・・・エラー摘出部、３・
・・記憶装置、３ａ・・・状態把握知識記憶部、３ｂ・
・・正常操作手順記憶部、３ｃ・・・エラー判定法記憶
部、３ｄ・・・許容プロセス量記憶部、４・・・プラン
ト、あるいは訓練用シミュレータ。

Claims

【特許請求の範囲】１、演算処理手段における状態把握部ではプラント、あ
るいはプラントシミュレータからの状態量、各機器作動
状況の少なくとも何れかと記憶手段からの状態把握知識
とにもとづきプラント状態が判定され、判定されたプラ
ント状態が安全側におかれるべく正常操作手順作成部で
は上記記憶手段からの正常操作手順にもとづき必要な操
作が作成され、作成された操作はエラー同定部にて操作
・表示手段からの実操作内容との間で上記記憶手段から
のエラー判別手順にもとづき比較・照合されることによ
ってヒューマンエラーと該エラーの種別が判定される一
方、エラー摘出部においてはプラントからの実操作結果
としてのプロセス量と上記記憶手段からの許容プロセス
量との比較より特定のヒューマンエラーが判定され、該
摘出部および上記エラー同定部からの判定結果は上記操
作・表示段に表示されるべくなした構成を特徴とするエ
ラー判定装置。２、記憶手段に記憶されている正常操作手順には多くの
代替操作が含められ、正常操作手順作成部では複数の操
作候補が作成される特許請求の範囲第１項記載のエラー
判定装置。３、エラー同定部では、作成された操作の手順と実操作
内容のトレンド情報とが比較され、異なりの態様に応じ
てヒューマンエラーの種別が判定される特許請求の範囲
第１項記載のエラー判定装置。４、エラー摘出部では、プラントからのプロセス量が許
容プロセス量の範囲外にある場合に、特定のヒューマン
エラーが存在すると判定される特許請求の範囲第１項記
載のエラー判定装置。５、複数の操作候補各々に対してはプラントの状態に応
じ優先度が与えられる特許請求の範囲第２項記載のエラ
ー判定装置。