電力系統(tǒng)控制中心的人機(jī)工程設(shè)計(jì)
〔摘要〕闡明了電力系統(tǒng)控制中心人機(jī)工程設(shè)計(jì)的必要性，并簡要介紹了我國第一個(gè)電力行業(yè)人機(jī)工程設(shè)計(jì)系列標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生、審查情況及其主要內(nèi)容。
〔關(guān)鍵詞〕電力行業(yè) 人機(jī)工程 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 控制中心
1 控制中心人機(jī)工程設(shè)計(jì)的必要性
電力系統(tǒng)的控制中心(在電網(wǎng)稱調(diào)度中心，它包括控制室及與其配套的功能室和相關(guān)設(shè)施)是監(jiān)測并控制發(fā)電、輸電、配電運(yùn)行的 所在地，是電力系統(tǒng)運(yùn)行的樞紐?？刂浦行牡脑O(shè)計(jì)包括技術(shù)和人機(jī)工程兩個(gè)方面。如何運(yùn)用 人機(jī)工程原則，使控制中心的機(jī)(包括硬件和軟件)和環(huán)境(物理環(huán)境、化學(xué)環(huán)境以及社會人際環(huán)境)適合人的生理、心理特點(diǎn)以及人的能力及其限度，從而使其技術(shù)充分發(fā)揮作用，實(shí)現(xiàn)控制中心人、機(jī)、環(huán)境協(xié)調(diào)和整體優(yōu)化，保證系統(tǒng)運(yùn)行安全、高效，是個(gè)十分重要的問題。 我國電力部門十分重視控制中心的設(shè)計(jì)，重視采用先進(jìn)技術(shù)，有的直接從國外引進(jìn)先進(jìn)設(shè)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(jī)工程角度看，有些地 方整體并不協(xié)調(diào)，必須采取相應(yīng)的改進(jìn)措施，才能適合于國內(nèi)使用。至于我國自己設(shè)計(jì)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(jī)工程設(shè)計(jì)。因而在運(yùn)行時(shí)往往也呈現(xiàn)出許多弱點(diǎn)，這早已引起業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。80年代末，90年代初，就有人對我國4座電廠(分別反映我國60年代末，70年代末和國外80年代末水平)中各種類型的控制室作人機(jī)工程學(xué)調(diào)研，結(jié)果表明：在控制室的布局，控制室內(nèi)顯示系統(tǒng)布局對人的視野的適應(yīng)性，控制裝置的可操作性，顯示與控制裝置的 成對性，儀表的易讀性，操作人員的作業(yè)姿勢與控制臺，坐椅設(shè)計(jì)的合理性，控制室作業(yè)環(huán) 境(照明、噪聲、空氣品質(zhì)、工作空間、活動(dòng)空間)等方面都存在不同程度的不符合人機(jī)工程 原則的地方，有的已導(dǎo)致操作人員疲勞或工作效率降低，成為安全運(yùn)行的隱患。
另外，筆者看到的大型調(diào)度中心的控制室，設(shè)備很先進(jìn)，但也存在眩光，操作臺與坐椅 不符合人機(jī)工程要求等問題。
出現(xiàn)上述問題的原因主要是在設(shè)計(jì)控制室時(shí)沒有充分考慮人的因素，特別是缺乏相應(yīng)的人機(jī)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。因此，電力系統(tǒng)控制中心必須實(shí)施人機(jī)工程設(shè)計(jì)，才能保證電力生產(chǎn)的安全。
2 國外控制中心人機(jī)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
據(jù)對美國電力行業(yè)制定和應(yīng)用人機(jī)工程標(biāo)準(zhǔn)所作的調(diào)研表明：美國電力科學(xué)研究院(EPRI)在70年代中期曾對大型火電廠頻繁的停機(jī)事故作過研究和分析，發(fā)現(xiàn)其中大部分停機(jī)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(shè)計(jì)沒有很好應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)原則，導(dǎo)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(jìn)行了人機(jī)工程調(diào)研和審評的基礎(chǔ)上，編制了一套設(shè)計(jì)導(dǎo)則，題為《提高火電廠設(shè)計(jì)、運(yùn)行和維修水平的人機(jī)工程導(dǎo)則》，詳細(xì)具體地闡明如何將人機(jī)工程學(xué)原則和方法貫徹到大型火電廠設(shè)計(jì)的全過程以及設(shè)計(jì)的各方面。后又出版了《大型電廠可維修性人機(jī)工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則》。這兩套導(dǎo)則，為電廠控制中心的設(shè)計(jì)、運(yùn)行和維修提供了全面的指導(dǎo)，并有很強(qiáng)的可操作性。美國國家標(biāo)準(zhǔn)局還于1988年頒布了人機(jī)工程標(biāo)準(zhǔn)ANSI/HFS100-1988《視覺顯示終端工作站的人機(jī)工程導(dǎo)則》。該標(biāo)準(zhǔn)全面規(guī)定了用于視覺顯示終端(VDT)、相關(guān)工作桌椅以及VDT環(huán)境的人機(jī) 工程原則和具體要求。VDT是現(xiàn)代工業(yè)中常用的設(shè)備，也是電力系統(tǒng)控制中心中的重要設(shè)備。 據(jù)稱，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)正在編制一套《控制中心的人機(jī)工程設(shè)計(jì)》系列標(biāo)準(zhǔn)(ISO 11064)，以及《用于辦公室工作的視覺顯示終端的人機(jī)工程要求》系列標(biāo)準(zhǔn)(ISO 9241)。這兩個(gè)系列標(biāo)準(zhǔn)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(jī)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
如上所述，要很好進(jìn)行控制中心人機(jī)工程設(shè)計(jì)，就必須制定并實(shí)施我國的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。1997 年，在中電聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)下，由南京自動(dòng)化研究院牽頭，中國標(biāo)準(zhǔn)化研究所、蘇州熱工研究所等參 加組成了“控制中心人機(jī)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”編制工作組(以下簡稱編制組)。編制組竭力應(yīng)用當(dāng) 前國內(nèi)外人機(jī)工程學(xué)研究的最新成果，參考大量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，尤其是國際上還處在編制階段的 ISO 11064和ISO 9241的最新內(nèi)部資料，編制適合我國電力系統(tǒng)實(shí)際的人機(jī)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 1999年5月初完成了自成體系的《控制中心人機(jī)工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則》系列標(biāo)準(zhǔn)(以下簡稱系列標(biāo) 準(zhǔn))。并由中電聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)化部主持，在北京召開了系列標(biāo)準(zhǔn)審查會。與會者對系列標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容 進(jìn)行了全面審查，認(rèn)為該標(biāo)準(zhǔn)具有很強(qiáng)的科學(xué)性和實(shí)用性，填補(bǔ)了我國電力系統(tǒng)人機(jī)工程設(shè) 計(jì)標(biāo)準(zhǔn)方面的空白，對今后電力設(shè)計(jì)工作和生產(chǎn)運(yùn)行都具有指導(dǎo)意義和參考價(jià)值，一致通過了系列標(biāo)準(zhǔn)的送審稿。并從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，對標(biāo)準(zhǔn)提出了修改意見。
今年3月19日，中電聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)化中心正式宣布該系列標(biāo)準(zhǔn)將于2000年7月1日起實(shí)施。
該系列標(biāo)準(zhǔn)共包括12個(gè)子標(biāo)準(zhǔn)：
DL/T575.1-1999 “控制中心人機(jī)工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則”第1部份 術(shù)語與定義
DL/T575.2-1999 “控制中心人機(jī)工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則”第2部份 視野與視區(qū)劃分
DL/T575.3-1999 “控制中心人機(jī)工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則”第3部份 手可及范圍與操作區(qū)劃分
DL/T575.4-1999 “控制中心人機(jī)工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則”第4部份 受限空間尺寸
DL/T575.5-1999 “控制中心人機(jī)工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則”第5部份 控制中心設(shè)計(jì)原則
DL/T575.6-1999 “控制中心人機(jī)工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則”第6部份 控制中心總體布局原則
DL/T575.7-1999 “控制中心人機(jī)工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則”第7部份 控制室的布局
DL/T575.8-1999 “控制中心人機(jī)工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則”第8部份 工作站的布局與尺寸
DL/T575.9-1999 “控制中心人機(jī)工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則”第9部份 顯示器、控制器及其相互 作用
DL/T575.10-1999 “控制中心人機(jī)工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則”第10部份 環(huán)境要求原則
DL/T575.11-1999 “控制中心人機(jī)工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則”第11部份 控制室的評價(jià)原則
DL/T575.12-1999 “控制中心人機(jī)工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則”第12部份 視覺、顯示終端 (VDT)工作站
上述12個(gè)子標(biāo)準(zhǔn)中，前4個(gè)是基礎(chǔ)部分。其中DL/T575.1-1999概括了系列標(biāo)準(zhǔn)中所有用到的術(shù)語及其定義，對理解整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)有重要作用，其余3個(gè)對與控制中心設(shè)計(jì)有關(guān)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：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(kuò)展操作區(qū)的尺寸；受限空間設(shè)計(jì)應(yīng)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(dòng)空間和個(gè)人心理空間的尺寸等等。這些都是控制中心人機(jī)工程設(shè)計(jì)中所必需的基本數(shù)據(jù)。后7個(gè)子標(biāo)準(zhǔn)是控制中心人機(jī)工程設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的基本原則和方法，是系列標(biāo)準(zhǔn)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(xì)化至顯示器、控制器，分別詳細(xì)地規(guī)定了設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)步驟以及應(yīng)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(熱環(huán)境、聲環(huán)境、氣流、照明、空氣品質(zhì)等)要求以及評價(jià)原則(人機(jī)評價(jià)的基本內(nèi)容、要 求、評價(jià)程序、評價(jià)方法等)。凡設(shè)計(jì)中要求的具體數(shù)值都根據(jù)第2、3、4個(gè)子標(biāo)準(zhǔn)中提供的 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)給出。最后一個(gè)子標(biāo)準(zhǔn)既是前列各子標(biāo)準(zhǔn)中諸多人機(jī)工程學(xué)原則在VDT工作站上的 綜合應(yīng)用實(shí)例，又是本系列標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)有機(jī)組成部分。因?yàn)閂DT工作站是控制中心的重要設(shè)備，是控制室內(nèi)重要的人機(jī)接口。
電力系統(tǒng)控制中心實(shí)施人機(jī)工程設(shè)計(jì)是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一。隨著新技術(shù)不斷應(yīng)用，必將遇到新的人機(jī)接口問題。該系列標(biāo)準(zhǔn)不可能包含一切。但人機(jī)工程學(xué)強(qiáng)調(diào)的原則是以人為中心的人—機(jī)—環(huán)境整體協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)思想，機(jī)和環(huán)境的設(shè)計(jì)都要盡可能適合人的生理心理特征、人的能力及其限度。盡管技術(shù)日新月異，但人的基本特征變化是不大的。因而，只要緊緊抓住上述原則，在使用系列標(biāo)準(zhǔn)中所給的具體設(shè)計(jì)原則和參數(shù)時(shí)，不過分著眼于單個(gè)原則或參數(shù)而善于全面理解、綜合運(yùn)用，使系統(tǒng)整體協(xié)調(diào)，就一定能使控制中心的設(shè)計(jì)更加合理、更加適合運(yùn)行要求。
