電力系統(tǒng)人機工程設計

摘要：闡明了電力系統(tǒng)控制中心人機工程設計的必要性，并簡要介紹了我國第一個電力行業(yè)人機工程設計系列標準的產生、審查情況及其主要內容。

關鍵字：電力行業(yè)人機工程設計標準控制中心

1控制中心人機工程設計的必要性

電力系統(tǒng)的控制中心是監(jiān)測并控制發(fā)電、輸電、配電運行的所在地，是電力系統(tǒng)運行的樞紐。控制中心的設計包括技術和人機工程兩個方面。如何運用人機工程原則，使控制中心的機和環(huán)境適合人的生理、心理特征以及人的能力及其限度，從而使其技術充分發(fā)揮功能，實現(xiàn)控制中心人、機、環(huán)境協(xié)調和整體優(yōu)化，保證系統(tǒng)運行平安、高效，是個十分重要的新問題。我國電力部門十分重視控制中心的設計，重視采用先進技術，有的直接從國外引進先進設備。但因人種和所處地區(qū)不同，在身材、工作環(huán)境等方面有所差異，從人機工程角度看，有些地方整體并不協(xié)調，必須采取相應的改進辦法，才能適合于國內使用。至于我國自己設計的控制中心，雖然也考慮了人的因素，但不夠全面，除了對人的心理因素考慮較少外，主要是缺乏系統(tǒng)化、規(guī)范化的人機工程設計。因而在運行時往往也呈現(xiàn)出許多弱點，這早已引起業(yè)內人士的關注。80年代末，90年代初，就有人對我國4座電廠中各種類型的控制室作人機工程學調研，結果表明摘要：在控制室的布局，控制室內顯示系統(tǒng)布局對人的視野的適應性，控制裝置的可操作性，顯示和控制裝置的成對性，儀表的易讀性，操作人員的作業(yè)姿勢和控制臺，坐椅設計的合理性，控制室作業(yè)環(huán)境等方面都存在不同程度的不符合人機工程原則的地方，有的已導致操作人員疲憊或工作效率降低，成為平安運行的隱患。

另外，筆者看到的大型調度中心的控制室，設備很先進，但也存在眩光，操作臺和坐椅不符合人機工程要求等新問題。

出現(xiàn)上述新問題的原因主要是在設計控制室時沒有充分考慮人的因素，非凡是缺乏相應的人機工程設計標準。因此，電力系統(tǒng)控制中心必須實施人機工程設計，才能保證電力生產的平安。

2國外控制中心人機工程設計標準

據(jù)對美國電力行業(yè)制定和應用人機工程標準所作的調研表明摘要：美國電力科學探究院在70年代中期曾對大型火電廠頻繁的停機事故作過探究和分析，發(fā)現(xiàn)其中大部分停機事故是由于人員操作失誤造成的，而失誤的原因有的是由于電廠的設計沒有很好應用人機工程學原則，導致難以減少或避免操作失誤。因此，80年代在對美國中西部大型電廠進行了人機工程調研和審評的基礎上，編制了一套設計導則，題為《提高火電廠設計、運行和維修水平的人機工程導則》，具體具體地闡明如何將人機工程學原則和方法貫徹到大型火電廠設計的全過程以及設計的各方面。后又出版了《大型電廠可維修性人機工程設計導則》。這兩套導則，為電廠控制中心的設計、運行和維修提供了全面的指導，并有很強的可操作性。美國國家標準局還于1988年頒布了人機工程標準ANSI/HFS100-1988《視覺顯示終端工作站的人機工程導則》。該標準全面規(guī)定了用于視覺顯示終端、相關工作桌椅以及VDT環(huán)境的人機工程原則和具體要求。VDT是現(xiàn)代工業(yè)中常用的設備，也是電力系統(tǒng)控制中心中的重要設備。據(jù)稱，國際標準化組織正在編制一套《控制中心的人機工程設計》系列標準，以及《用于辦公室工作的視覺顯示終端的人機工程要求》系列標準。這兩個系列標準中有的已正式頒布，有的還處于草稿或征求意見稿階段。

3我國控制中心人機工程設計標準

如上所述，要很好進行控制中心人機工程設計，就必須制定并實施我國的相應標準。1997年，在中電聯(lián)領導下，由南京自動化探究院牽頭，中國標準化探究所、蘇州熱工探究所等參加組成了“控制中心人機工程設計標準”編制工作組。編制組竭力應用當前國內外人機工程學探究的最新成果，參考大量相關標準，尤其是國際上還處在編制階段的ISO11064和ISO9241的最新內部資料，編制適合我國電力系統(tǒng)實際的人機工程設計標準。1999年5月初完成了自成體系的《控制中心人機工程設計導則》系列標準。并由中電聯(lián)標準化部主持，在北京召開了系列標準審查會。和會者對系列標準的內容進行了全面審查，認為該標準具有很強的科學性和實用性，填補了我國電力系統(tǒng)人機工程設計標準方面的空白，對今后電力設計工作和生產運行都具有指導意義和參考價值，一致通過了系列標準的送審稿。并從實際應用出發(fā)，對標準提出了修改意見。

今年3月19日，中電聯(lián)標準化中心正式公布該系列標準將于2000年7月1日起實施。

。其中DL/概括了系列標準中所有用到的術語及其定義，對理解整個標準有重要功能，其余3個對和控制中心設計有關的人的生理、心理特性、能力及其限度給出了具體數(shù)據(jù)。如摘要：人在各種操作姿勢下的視區(qū)、視野范圍，最佳視區(qū)和最佳視野值，監(jiān)視作業(yè)的視區(qū)劃分；人在各種操作姿勢下手功能可及范圍及操作區(qū)劃分；精確操作區(qū)、有效操作區(qū)、舒適操作區(qū)、可擴展操作區(qū)的尺寸；受限空間設計應考慮的主要因素，以及控制中心的受限作業(yè)空間、受限活動空間和個人心理空間的尺寸等等。這些都是控制中心人機工程設計中所必需的基本數(shù)據(jù)。后7個子標準是控制中心人機工程設計應遵循的基本原則和方法，是系列標準的核心部分。它從整體到局部，依次從控制中心到控制室，再到其中的工作站，逐步細化至顯示器、控制器，分別具體地規(guī)定了設計原則、設計步驟以及應考慮的各種因素。對控制中心中最重要的部分——控制室，還規(guī)定了具體環(huán)境要求以及評價原則。凡設計中要求的具體數(shù)值都根據(jù)第2、3、4個子標準中提供的基礎數(shù)據(jù)給出。最后一個子標準既是前列各子標準中諸多人機工程學原則在VDT工作站上的綜合應用實例，又是本系列標準的一個有機組成部分。因為VDT工作站是控制中心的重要設備，是控制室內重要的人機接口。

電力系統(tǒng)控制中心實施人機工程設計是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化的重要標志之一。隨著新技術不斷應用，必將碰到新的人機接口新問題。該系列標準不可能包含一切。但人機工程學強調的原則是以人為中心的人—機—環(huán)境整體協(xié)調的設計思想，機和環(huán)境的設計都要盡可能適合人的生理心理特征、人的能力及其限度