高媛　李菁　陳潔

【摘 要】核電廠主控室是控制室工作人員的主要工作場所，主控室盤臺作為重要的人機接口設(shè)備應(yīng)能夠及時、準(zhǔn)確和完整的向操縱員提供關(guān)于電廠設(shè)備和系統(tǒng)的功能狀態(tài)的信息，并能夠使操縱員快速、無誤的完成相應(yīng)的操作。這就要求盤臺設(shè)計應(yīng)符合人體工效學(xué)原則，最大限度的降低操縱員在工作過程中可能產(chǎn)生的人因失誤。本文將以后備盤為例介紹控制室盤臺人體工效學(xué)驗證過程及方法。

【關(guān)鍵詞】人體工效學(xué)；主控室盤臺；后備盤

0 引言

主控制室的主要目標(biāo)是實現(xiàn)核電廠在其所有運行和事故工況下安全有效的運行。主控制室為主控制室工作人員提供實現(xiàn)電廠運行目標(biāo)所必需的人機接口和有關(guān)的信息和設(shè)備，此外，主控制室為主控制室工作人員提供適宜的工作環(huán)境，以利于執(zhí)行任務(wù)，而無不適之感和人身危險。

而主控室盤臺作為控制室工作人員執(zhí)行各項指令的工作場所，其設(shè)計應(yīng)統(tǒng)一考慮操縱員工作效率、身心健康、人體安全和舒適度、控制室功能實現(xiàn)等多重要素，且需滿足人體工效學(xué)理論的要求。

1 法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)

人體工效學(xué)是研究人機交互作用，把人的特點引入工程設(shè)計，獲得安全和高效的工藝設(shè)備與系統(tǒng)的新興工程技術(shù)領(lǐng)域。近年來國際原子能機構(gòu)也對其推薦的核安全法規(guī)進行了修訂補充，進一步明確了防范與緩解嚴(yán)重事故、提高安全可靠性和改善人機功效學(xué)等方面的要求。

美國核管會技術(shù)報告NUREG-0700文件對人因工程進行了總結(jié)性歸納，核電站在滿足此的基礎(chǔ)上，更細致了主控室盤臺的人因要求，使其更適于操縱員操作[1]。

2 驗證流程

主控室盤臺人體工效學(xué)驗證貫穿于盤臺外形設(shè)計過程中，并且需要根據(jù)控制室各類盤臺的功能分配以及操縱員角色劃分和任務(wù)分配[2]，同時結(jié)合操縱員人體尺寸進行分析評估。本文將以主控室后備盤為例詳細介紹盤臺人體工效學(xué)驗證的方法及流程。

圖1 盤臺人體工效學(xué)驗證流程

3 后備盤人體工效學(xué)驗證

3.1 主控室后備盤功能分配概述

一般來說，機組正常運行期間操縱員在操縱員工作站上通過計算機化信息系統(tǒng)來監(jiān)視和控制電廠。

當(dāng)電廠喪失計算機化控制方式，操縱員將在后備盤進行操作。

后備盤的最基本任務(wù)是在計算機化的工作站不可用期間（無論是計劃的或非計劃的不可用），在相關(guān)機組工況條件下，后備盤都可將機組帶入并維持到安全狀態(tài)。為了完成這一任務(wù)，后備盤應(yīng)能向運行人員提供處理相應(yīng)工況時必需的信息和控制。

后備盤為帶有附接臺的立式控制臺形式，主要安裝有常規(guī)監(jiān)視和控制設(shè)備。

3.2 人體尺寸的確定

根據(jù)HAF J0055（1995）《核電廠控制室設(shè)計的人因工程原則》中給出的5%成年女性到95%成年男性的人體測量數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)進行評估，對于HAF J0055中未提供的數(shù)據(jù)，參考采用GB 10000（1988）中的數(shù)據(jù)[3]。

具體采用數(shù)據(jù)如下表所示：

3.3 后備盤可視性和可操作性驗證

根據(jù)主控室人員任務(wù)分配和電廠運行原則，主控室后備盤的人體工效學(xué)指標(biāo)主要集中在后備盤控制設(shè)備的可操作性和監(jiān)視設(shè)備的可視性兩方面。

3.3.1 后備盤可操作性驗證

根據(jù)NUREG0700，對于站姿控制盤臺可操作性的要求如下表：

結(jié)合人體尺寸對后備盤可操作性進行驗證，如圖2所示，可見按目前BUP操作區(qū)劃分（附接臺為操作區(qū)），控制器均布置在5%成年女性和95%成年男性站姿功能伸展范圍內(nèi)。滿足人體工效學(xué)需求。

3.3.2 后備盤可視性驗證

根據(jù)NUREG0700中的要求，對于站姿控制盤臺可視性的要求如下表：

由BUP視角分析結(jié)果可知5%成年女性視角與BUP報警設(shè)備的夾角小于45°。然而在操作過程中，根據(jù)實際使用習(xí)慣，人在看較高處顯示設(shè)備時通常會有一定距離的后退，并且BUP盤面上最上面一排一般不布置馬賽克設(shè)備。

假設(shè)操縱員在對報警區(qū)域進行觀察時，身體后退約140mm（5%成年女性腳長的三分之二），并且BUP盤面最上面一排不布置馬賽克設(shè)備，重新對5%成年女性視角進行評估，如圖4所示。進行調(diào)整性分析后，5%成年女性視線與BUP報警設(shè)備之間的夾角為45°，滿足人體工效學(xué)需求。

5 結(jié)論

人體工效學(xué)原則作為核電廠的人因工程的重要部分在支持電廠安全和提供縱深防御中起著重要作用，在設(shè)計過程初期就需要系統(tǒng)的考慮人機接口的人體工效學(xué)原則，并將其貫穿于設(shè)計全過程。目前，在各核電廠中人體工效學(xué)僅僅應(yīng)用到了主控室設(shè)計中，但隨著人們對人體工效學(xué)重要性的認(rèn)識越來越深入，未來還會擴展到核電廠其它的工藝系統(tǒng)和領(lǐng)域。

【參考文獻】

[1]U.S.NRC.Human-System Interface Design Review Guidelines， NUREG -0700.Rev.2.2002.

[2]馮燕，張云波，王忠秋.核電廠人因工程人機接口設(shè)計的探討.

[3]陳剛，嚴(yán)敏.基于人機工效學(xué)的主控室盤臺設(shè)計與測試方法研究.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]