DLT575.5-1999控制中心人机工程设计导则第5部分：控制中心设计原则.pdf 11页

'DL/T575.5一1999前言本标准系参考国内外人机工程标准化研究成果(见附录B)中有关控制中心设计的内容编制而成「本系列标准DL/T575以《控制中心人机工程设计导则》为总标题，包括12个子标准:DI,/T575.1控制中心人机工程设计导则第1部分:术语及定义;DL/T575.2控制中心人机工程设计导则第2部分:视野与视区划分:DL/T575.3控制中心人机工程设计导则第3部分:手可及范围与操作区划分;Dl,/T575.4控制中心人机工程设计导则第4部分:受限空间尺寸;DL/T575.5控制中心人机工程设计导则第5部分:控制中心设计原则;DL/T575.6控制中心人机工程设计导则第6部分:控制中心总体布局原则;DL/T575.7控制中心人机工程设计导则第7部分:控制室的布局:Dl-/T575.8控制中心人机工程设计导则第8部分:工作站的布局和尺寸;DI,/T575.9控制中心人机工程设计导则第9部分:显示器、控制器及相互作用:DL/T575.10控制中心人机工程设计导则第10部分:环境要求原则;DI广T575.11控制中心人机工程设计导则第11部分:控制室的评价原则;Dl./T575-12控制中心人机工程设计导则第12部分:视觉显示终端(VDT)工作站。本标准的附录A是提示的附录〔，本标准的附录B是提示的附录本标准由原中华人民共和国电力工业部提出。本标准由国家电力公司电力自动化研究院归口。本标准主要起草单位:中国标准化与信息分类编码研究所、国家电力公司电力自动化研究院、南京铁道医学院。本标准主要起草人:刘伟、童时中、滑东红、符文深、马长山、张锦华 中华人民共和国电力行业标准控制中心人机工程设计导则第5部分:控制中心设计原则DL/T575.5-1999ErgonomicprinciplesforthedesignofcontrolcentresPart5:Principlesforthedesignofcontrolcentres1范围本标准规定了控制中心人机工程设计的基本原则和程序本标准适用于各级新控制中心的设计，也适用于对现有控制中心的技术改造设计。2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所不版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性Dl./T575.1-1999控制中心人机工程设计导则第1部分:术语及定义DL/T575.6-1999控制中心人机工程设计导则第6部分:控制中心总体布局原则D曰T575.7--1999控制中心人机工程设计导则第7部分:控制室的布局DI-/T575.8-1999控制中心人机工程设计导则第8部分:工作站的布局和尺寸DL/T575.9-1999控制中心人机工程设计导则第9部分:显示器、控制器及相互作用DL/T575.10-1999控制中心人机工程设计导则第10部分:环境要求原则DL/T575.11-1999控制中心人机工程设计导则第11部分:控制室的评价原则DI-/T575.12-1999控制中心人机工程设1卜导则第12部分:视觉显示终端(VDT)工作站3定义本标准采用的定义见DL/T575.1199904人机工程设计过程4门人机工程基本原则本标准以下列儿个基本概念为基础。4.1.1人机工程设计方法人机工程设计方法是指在设计中，把与人有关的各方面因素协调地融合在一起。这些因素包括硬件、软件、环境、管理和操作实践等，如图1所示。在设计过程中应予特别注意认知因素，它对解决问题、作出决策非图1控制中心人机工程设计的基本概念常重要。如要安排有生理缺陷的人在控制中中华人民共和国国家经济贸易委员会2000-02-24批准2000一07一01实施I26: DL/T575.5一1999心工作，则应在设计过程中考虑他们的特殊需求。人机工程设计方法需与传统的功能导向设计方法协调地结合特别是人的特性是设计规范的基础人的特性不仅应包括人的基本能力或限度(如感知能力)，还应包括操作员如何掌握“设计对象”及其交互作用的知识。其中设计对象包括机器(硬件和软件)、环境、运行和管理高度自动化和大lvlq系统对人的因素的要求更高，囚此还要考虑人的心理需求，包括_!-作负荷.自我实现需要、动机和文化背景等。4.1.2容错设计人的失误和认知的局限无法避免，因此有必要进行容错设计容错设计是以适当方式给使用者提供信息，使他们明r自己所面临的情况;或提供冗余、互锁、自动操作和操作员支持系统4.1.3迭代修正过程实际应用中，设计有其固有的迭代过程.需要进行重复核准，直至操作员与设计对象之间通过交互作用实现预定的目的要求应注意.设计中各个单元的有效性并不能保证用这些单元组装起来的系统是有效的。有时即使是一个很小的修正也可能导致预想不到的副作用，虽然这个修正本身是合理的虽然使用者可以有意或无意地改变其行为以适应这些修正，但从人机上程角度看，这此行为的改变并不一定都是最佳的。来白运行经验(即运行反馈)的信息在迭代过程中特别重要。人机工程设计方法可拓宽传统设计过程的范畴人机工程设计有关的因素包括:计划、概念设计、详细设计、制造、初始试验、运行、培训、管理，以及把运行经验应用到当前的和未来的系统。4.1.4任务分析进行人机工程设计过程，应对设计程序的各个阶段进行任务分析，确定必要的设计输入以及核准设计方案。本标准要求在三个设计步骤进行三种类m的任务分析:第一类:确定分配给人或机器的任务(步骤3);第二类:拟定详细设计规范(步骤9A-9F);第三类:分析和评价反馈信息(步骤11)，其结果可纳人控制中心设计或技术改造设计时的第一类任务分析中。4.2人机工程设计过程框图设计过程应按图2所示的设计框图进行。该设计框图山5个阶段组成每一阶段又包含一个或若干个步骤:第一阶段:阐明间题;一一第二阶段:功能设计;-一第三阶段:概念设计;—第四阶段:详细设计;第五阶段:运行反馈图2中的几个反馈回路表示设计中的迭代过程。设计中的所有设计步骤(包括迭代过程)都应形成文件并存档备案，以便查询应成立一个由多学科专家组成的设计组，以便对设计项目进行组织及指导设计组所包括的学科应根据目标系统而定。步骤9和步骤10的具体要求和建议见本系列标准的D工/T575.G一1999575.11一19994.3第一阶段:阐明问题口的是阐明运行目标，并确定与控制中心设计有关的限制条件个控制中心是主控制室与其配套设施及就地控制站的集成，它们共同控制个月标系统或一组目标系统个日标系统应由若干F系统构成I26魂 DLiT575.5一1999第一阶段:阐明问题图2控制中心的人机工程设计过程4.3门步骤1:阐明目的和基本要求明确目标系统各功能目标之间以及各子系统之问相关的联系，并形成文件对构成II标系统的各子系统作出清晰的描述。确定控制中心设计过程中要加以考虑的要求或限制条件如卜。)功能目标;b)安全和保安要求;C)操作和控制要求;d)人机工程要求;e)作业和组织要求f)公司的政策;9)公司的标准;h)技术上的限制;i)资源限制:1)操作经验;k)信息缺乏或不足。进‘步的要求见附录A。由其他上程项目得到的反馈信息也应加以综合考虑‘步轶I护对朴召 DLiT575.5一1999的要求应提供有关文件，并作出评价和判定。1.4第二阶段:功能设计根据系统性能要求，确定任务要求，进行人机功能分配，确定操作员的作业(分配给人的任务)，核准作业规范4.4.1步骤2:确定系统性能要求为完成总的运行F1标(第一阶段)及其子目标‘应进行功能分析.以确定系统性能要求在不同的运行模式下.目标系统的性能要求也会产生相应的改变。应加以考虑的运行模式是:。)稳态运行系统的输出(例如电能)保持恒定的运行模式。b)正常瞬变运行(启动、停机)系统的输出以受控的方式在正常状态之间变化的一种运行模式(即启动、停机、负荷跟踪)此种运行通常比正常的稳态运行需更多操作员c)紧急(异常)运行在异常情况下，用以实施短期恢复措施或缓解措施的一种运行模式。在控制中心设计中，要特别注意这一运行模式。d)紧急情况后的运行紧急(异常)操作后，用以实施长期恢复或缓解措施的一种运行模式，有时包括行政控制功能e)有计划的维护包括目标系统的行政管理及维修人员定期或不定期检查、维护。有计划的维护有时需办理特殊手续，因为仪器和控制系统并不能总是处于完全可操作状态.它们可能正处在检查或维修状态4.4.2步骤3:确定任务要求进行任务分析，详细说明所需执行的任务，以满足步骤2中确定的性能和功能要求这些任务应根据定量测量、逻辑性或任何其他的描述来确定，它将成为第三阶段中拟定设计规范的依据在任务分析中，还要描述一系列预计的系统工况下人所可能采取的行为。4.4.3步骤4:人机功能分配在确定分配给操作员任务时，应满足表1中给出的人机工程原则，并考虑使用者群体的特点，如年龄、能力、性别、民族、国籍、经验、体型、心理因素(如注意力、厌倦和协同作业)等任务分配应有一定灵活性，使主要使用者有选择余地，能按白己的设想进行动态调整。在这一阶段，还应确定分配给操作员支持系统的任务表1给出了将任务分配给人或机器的基本程序其主要目的是要在任务分配中，能充分考虑人的能力、特点及人的价值等与人机工程有关的问题。此外，还应对使用者群体的范围、技术水平、文化背景、教育水平、专业等加以综合考虑。这一过程应不断重复，直至所有任务分配达到预期目的。4.4.4步骤5:作业设计作业设计的月的在于确定分配给侮个操作员的作业。在这一步中，还应确定以下要求:。)工作组织(如操作员的组织结构和人数);b)操作员之间的通信要求以及控制室和就地控制站之间的通信要求;c)操作程序要求;d)培训要求工作组织应从人机工程角度考虑，使作业与操作者的特点、培训水平和能力相适应。为满足这些We求，除需建立一套符合人机工程的作业分派准则外，还应确定一个临时性的工作组织，因为作业分派的迭代.会使工作组织不断改变。作业分派准则和工作组织应满足步骤1所述的对使用和管理的要求若需协同作业来完成某项任务，则在作业设计中应明确操作员需要交换或共享的信息作业设计的结果应纳人操作规程、培训系统和功能规范的要求之中。1266 nL/T575.5一1999表t人机功能分配的基本程序骤序步{一一一一_____」1第一次分配(1)以下任务分配给机器:{在确保系统的性能、安全和可靠性前提下.一从负荷、时限、速度、动作复杂性、决策等观s出发.下适不卜根据人的性格、能力和特点[见注(1)]进行初于人的任务[见注(幻_步分配涉及系统安全的任务。(2)将那些机器无法胜任的任务分配给人以)和c2、无法进行分配的任务在杯一步中进行分配2.第二次分配(1)调整第1步中1(1)和1-(2)中已完成的分配.并考虑补充分配_从人机工程和系统效率观点出发仁见注(。)当以卜条件满足时，把最初在I-(1)中分配给机器的部分任务(3)1，完成补充的或灵活的分配重新分配给人:一能使操作员全权负责;一能使操作员更好地了解机器的状态;一一能体现操作员的自我价值(b)当以下条件满足时，把最初在1-(2)中分配给人的部分任务重新分配给机器:任务高度重复和乏味;有助于提高系统效率(2)用系统的准则对那些在第1步中无法分配的仟务进行分配八在任何时候只要发现条件适当。就考虑进行补充或灵活的任务分配‘并让使用者有主动改变任务分配的能力3.第三次分配(1)在信息收集和处理过程可以简化时〔见注伟).把以前分配给人基于容错方法给操作员提供支持手段的部分任务[见注〔4)51分配给操作员支持系统口(2)当由于人的错误引起的功能性故障危及到系统安全时.应有相应的容错手段，如互锁、冗余、系统备份、系统缓冲等匕见注(6)(1)在管理导则和标准中经常会有这样的情况.需要把某些任务自动分配给机器(2)人难以胜任的任务可以有如下特征—负荷过大或过小;时间裕量大短或太长;—动作逻辑复杂。(3)把任务分配给人，可以给他们提供更好的在职培训环境，这样的环境通常能有效地提高他们的技能及思维模式(4)当选择操作员支持系统支持的任务时，应考虑以F因素:-一人的权限;对情况的了解;—教育或培训效果。(5)本步骤中确定的操作员支持系统应在第9U步(显示器和控制器的设计)中实现(6)本步骤中确定的容错手段应当在机器方面提出要求4.4.5步骤6:功能设计的检验和核准对所制定的作业分派(包括人机功能分配)应进行检验和核准。应制定一套核准准则.其中包括作业分派准则和其他相关的要求(例如平行作业、频繁通信的需求)应使用核查表来检查这些准则是否得到满足，并可用计算机模拟(如等时线分析)作为核雕手段45第三阶段:概念设计126了 DL/T575.5一1999目的在于制定出一套初步设计规范，它应基于先前步骤的结果，如使用者要求、法规要求、标准、作业分派及相关的性能要求、工作组织等。4.5门步骤7:控制中心的概念设计应从系统性能角度出发，将前述各步骤所取得的结果系统地重新组织，形成整套的概念设计规范例如，把包括工作组织要求(如操作员的组织结构和数目)和作业设汁结果作为T一作场所要求的基础制定概念设计规范应包括以卜内容:。)空间分配:b)功能联系;c)控制室及其配套房间的安排;d)控制室布局;e)工作站布局和尺寸:幻显小器和控制器;9)环境条件;h)运行和竹理系统在制定设计方案之前，应确定设计准则(包括设备选择方案)。准则应符合使用者要求、法规、指南、标准等。为确保所制定的概念设计规范的系统性，应进行物质和信息〔如通信)方面的任务分析4.5.2步骤9:概念设计的检验和核准对所制定的概念设计规范应进行检验和核准。应制定一套核准准则(包括设计准则及比在步骤8中更为详尽的其他类似准则)，使用核查表来检查这些准则是否得到满足，并可用计算机模拟来作为核准乎段4.6第四阶段:详细设计目的在于为控制中心的建造制定切实可行的详尽的设计规范。在设计过程中，应使用适当的人机工程数据。4.6.1步骤，八:控制中心的总体布局4.6门门制定控制中心总体布局设计规范的要求如下;a)确定构成控制中心的功能区域;h)估算称个功能区域所需空间;c)确定功能区域之间的一f_作联系;d)拟定初步布局方案。4.6.1.2应以步骤3和步骤5作为本步骤的基础。此外，与文化因素和环境条件有关的人机T.程学、建筑学要求也应加以考虑。控制中心一般包括:a)控制室;卜)会议室;c)设备室;d)力、公室;e)维修室;均休息室;9)就餐区域、厨房和厕所;h)就地控制站。所提出的总体布局设计规范应保证在控制中心内的各种活动均能顺利进行。控制中心布局的具体设计要求在DI,/T575.6中给出4.6.2步骤913控制室的布局4.6.2.1控制室布局应确定下列内容:飞26R DJ./T575.5-1999。)可使用空问;b)控制室内所需的办公家具和设备;c)控制室中包括人以及设施之IN所需的工作联系;d)工作人员、参观者及维修的通道要求。4.6.2-2布局应充分考虑前述步骤所提及的任务要求和作业设计，以及使用者群体的特性。任何详细布局均需考虑如下各项:a)工作站;b)设备结构;c)工作站内外的存放物品空间;d)人口和出门;e、工作站外共享显示器〔屏)。所提出的布局应保证支持先前确定的操作联系(包括面对面交流、设备共享和协同作业)控制室布局设计的具体要求见Dl-/T575.7,4.6.3步骤9C:工作站布局和尺寸4.6.3门制定工作站布局和尺寸的设计规范，需完成下列工作:a)分析并明确工作站所需完成的任务(操作和维护);b)确定组成工作站所需的部件;c)制定工作站布局和尺寸的规范4.6.3.2工作站的布局需考虑与下列装置和工作站特点有关的详细的人机工程要求:a)显示器;b)控制器;c)书写空间;d)通信设施;e)座椅、扶手和搁脚板工作站布局的详细要求见Dl-/T575.8,4.6.4步骤9D:显示器和控制器的设计制定控制室中使用的显示器和控制器的设计规范，并保证能满足先前确定的功能目标要求。显不器和控制器涉及许多硬件和软件的选择问题，包括:。)常规装置。主要有仪表、录音装置、报警器、共享显示器、旋转开关、按键。U)屏幕显示器。主要有显示器或监视器、相关软件、触摸屏、闭路电视(CCTV)显示器。除人机工程的基本要求外，还需特别注意使用者的认知特性，而信息的密集度、内容、质量和它的及时显示是至关重要的。此外，选择适合操作的装置也很重要。显示器和控制器规格的详细要求见Dl-/T575.94.6.5步骤9E:环境设计制定控制中心的环境条件规范，其内容包括:a)热环境;b)空气质量;c)照明环境;d、声环境;e)振动环境设计规范的具体人机工程要求见DL/T575.10.4.6.6步骤9F:运行和管理要求4.6.6.1制定具体的运行和管理要求时应考虑以下因素:12c9 uL/T575.5-1999a)先前设计阶段中确定的人机功能分配，己提出了主要使用者的要求:h)控制中心的总体布局、控制室的布局、工作站的布局以及显示装置适合工作组织的要求:c)设计已适当反映了使用者的具体要求以及与控制室外其他班组联系的要求;d)易于满足通信要求;动已适当考虑了次要使用者的特性和要求。4.6.6.2向使用系统的相关人员提供有关答理和组织工作的资料，以免超越设计所提供的条件，j竺行错误的甚至是冒险的操作。这些资料包括:，)设计者的设想;b)设计一者的意图;。)正确的使用方法;d)显示目的和具体的显示内容;e)与先前控制中心设计的差异。4.6.7步骤10控制中心(详细设计)的检验和核准详细设计规范应进行正式检验和核准。应制定一套核准准则(设计准则及包括操作效能在内的其他准则)，并使用核查表来检查这些准则是否得到满足。核准时，必须特别注意与时间相关的动态特性。可由操作员的动态模拟来核准动态特性。详细设计的检验和核准的具体要求见DL/T575.11.4.7第五阶段:运行反馈目的是在控制中心的使用寿命期内继续检查其有效性在目标系统开始运行后，收集并检查运行反馈信息。这些信息有益于未来的工程项目和现有控制室的改造4.7-1步骤I1:运行经验的积累为发现和确定控制中心设计中不符合人机工程准则之处，应系统地积累运行经验收集运行经验可运用现场观察、采访或其他系统方法。任务分析法可用于分析运行反馈信息。分析结果可用于新控制中J亡的设计或现有装置的更新凸在任何阶段，若有不符合人机工程准则之处，应使用本标准介绍的设士}程序作为补救措施。在木步骤中，应制定详细的运行和管理要求1270 DLJT575.5一1999附录A(标准的附录)步骤1(4-3门)中要阐明的基本要求和限制条件A1目标系统的概述目标系统包括:a)工程项目和目标系统的名称;h)所有者或客户(国有、集体或私营企业);c)位置和场所条件(如气候、地理资料);d)社会影响和社会背景;e)基础设施及公用设施条件;f)目标系统的类型及其总体规格(如大小、容量)9)拧制目标(如原材料、信息、人员、:h)系统描述(如功能、运行方面的描述);1、工程项目的框架(0组织、程序、预算):〕)时(91进度;k)计划修订及程序更新。a2安全性及防护要求安全及防护要求包括:a)防危险或污染源(如可燃气体了液体、有毒气体/液体、电磁辐射等):b)防火系统;。)安全报警系统;d)防爆措施;。)防地震措施;幻设备和/或系统的诊断系统;9)紧急情况停机系统;h)事故处理;i)规程/法规。A3运行和控制要求运行和控制要求包括:a)运行类型和过程特征(如连续、分批、分散、间歇);h)控制的目标(如原材料、能源、运输、车辆、信息、人员);c)任务(gyp控制、监视、加工、指令);d)控制类型(如稳态控制、程序控制、序列控制);。)实时要求(如动态过程、火警测报点):f)在线要求(如网络、人的千预);9)控制，}，心模式(如综合式、集中式、分布式);h)备份模式(如冗余、混合、硬件);1)人员配备(如操作员厂工作人员的数!」); DL/T575.5-1999i)轮班制度;k)作息制度;l)应急设施。A4人机工程要求人机工程要求包括:a)使用者群体;b)操作员素质;c)工作组织;山工作辅助设施;e)人员选拔;f)培训计划;9)协同作业;h)来访者参观;i)安全;3)配套辅助室要求(如设备室、餐厅、休息室、会议室)。A5约束与限制约束与限制包括;a)地方法律及法规;b)国家法规及标准。n6进一步的限制条件进一步的限制条件包括:a)业主的准则;h)缺乏管理信息附录B(提示的附录)主要参考文献[1三ISO/DIS11064-1(1997)控制中心人机工程设计第I部分:控制中心设计原则[2少ISO13407交互作用系统面向人类的设计过程[31GB/T16251-1996工作系统设计的人类工效学原则(eqvISO6385-1981)1272'