基于任务导向的核电站主控室人机界面显示方法及系统与流程

本发明属于核电站管理控制领域，尤其是涉及一种基于任务导向的核电站主控室人机界面显示方法及系统。

背景技术：

随着核电站由模拟控制系统转化为数字化仪控系统，仪控系统的功能得到大幅提升，提供操纵员的信息也越来越多。但由于屏幕大小的限制，这些信息被分散到各个画面中，人机界面锁孔效应大大增加。操纵员在进行核电站的监控时需要在不同画面中进行切换，操纵员操作负荷增大，人因失误增加。

在一些现有核电站中，操纵员使用的人机界面主要是以电厂工艺系统为基础，依据电厂系统流程图简化设计而成的显示控制界面。一般地，一个画面对应一个系统的部分或者全部功能。除此之外，还包括少量事故规程和总体规程配套画面。当需要控制一个涉及多个系统的功能时，操纵员需要在多个系统画面间进行切换，操纵员操作负荷大。信息分散到多个画面中，增加操纵员查找信息的难度和时间；画面切换操作增加了人因失误的概率。基于工艺系统画面进行任务操作时，因受显示空间的限制，需要在多个画面之间进行切换导致的操纵员负荷增加、查找信息困难以及增加人因失误概率的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对现有技术的上述问题，提供了一种基于任务导向的核电站主控室人机界面显示方法及系统，用于解决现有技术的不足。

具体地，本发明实施例提供了一种基于任务导向的核电站主控室人机界面显示方法，包括：

响应用户在第一界面触发某一操作规程的动作；所述第一界面为全局性的概貌界面，其设置有多个操作规程标识；

将显示界面由第一界面切换到第二界面；所述第二界面为局部性的子功能界面，其呈现的子功能集属于当前操作的操作规程的子集；

响应用户在第二界面触发操作某一子功能的动作；

将显示界面由第二界面切换到第三界面；所述第三界面为人机图像交互操作界面，其用于显示核电站的具体运行参数信息。

进一步地，所述第三界面呈现的画面包括：任务画面、监视画面、辅助画面以及导航画面；所述任务画面用于呈现操作规程的任务信息，所述监视画面用于进行大容量的参数监视，所述辅助画面用于查看发生故障单元的详细信息；所述导航画面用于将相关画面以导航方式进行集中管理。

进一步地，所述操作规程根据数据重合程度和使用频率进行分类。

进一步地，所述第三界面可分为导航区、重要信号区、记录仪区、指示仪表区、设备控制区、辅助分解区；所述导航区位于画面最左侧的矩形区域，所述重要信号区位于画面最上方的矩形区域，所述记录仪区位于画面的中部。

本发明实施例还提供了一种基于任务导向的核电站主控室人机界面显示系统，包括：

第一响应模块，用于响应用户在第一界面触发某一操作规程的动作；所述第一界面为全局性的概貌界面，其设置有多个操作规程标识；

第一切换模块，将显示界面由第一界面切换到第二界面；所述第二界面为局部性的子功能界面，其呈现的子功能集属于当前操作的操作规程的子集；

第二响应模块，用于响应用户在第二界面触发操作某一子功能的动作；

第二切换模块，用于将显示界面由第二界面切换到第三界面；所述第三界面为人机图像交互操作界面，其用于显示核电站的具体运行参数信息。

进一步地，所述第三界面呈现的画面包括：任务画面、监视画面、辅助画面以及导航画面；所述任务画面用于呈现操作规程的任务信息，所述监视画面用于进行大容量的参数监视，所述辅助画面用于查看发生故障单元的详细信息；所述导航画面用于将相关画面以导航方式进行集中管理。

进一步地，所述操作规程根据数据重合程度和使用频率进行分类。

进一步地，所述第三界面可分为导航区、重要信号区、记录仪区、指示仪表区、设备控制区、辅助分解区；所述导航区位于画面最左侧的矩形区域，所述重要信号区位于画面最上方的矩形区域，所述记录仪区位于画面的中部。

本发明实施例还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现以上所述的基于任务导向的核电站主控室人机界面显示方法。

本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有指令，当该存储介质在计算机上运行时，使得所述计算机执行以上所述的基于任务导向的核电站主控室人机界面显示方法。

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，至少具有如下有益效果：提供了画面与规程的符合性，减少画面切换次数，优化操作模式，降低操纵员操作负荷。集成了实现某一控制功能所需的专用信息，减少无关信息的干扰，降低了操纵员信息查找的时间以及无关信息可能带来的人因失误。操纵员的操作时根据规程要求进行操作的。原来的画面以系统划分为主，操纵员在进行操作时一般会涉及多个系统的信号，因此需要在不同的画面之间进行来回切换。而新的画面以任务导向为主。一般地，一个规程或者一个子功能对应一套配套的画面，基本的监视和操作都在同一任务画面中实现，因此减少了画面切换的需要。而且原画面以系统画面为主，意味着除了任务相关的信息外，画面中还有很多与本任务无关的信息，因此操纵员查找信息的难度以及时间较大。而任务配套的画面上的信息基本是操作任务需要的，查找难度以及时间会有所降低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一实施例提出的基于任务导向的核电站主控室人机界面显示方法的流程图；

图2为本发明一实施例提出的基于任务导向的核电站主控室人机界面显示系统的模块图；

图3为本发明一实施例提出的基于任务导向的人机界面组织架构图；

图4为本发明一实施例提出的基于任务导向的人机界面调用原则图；

图5为本发明一实施例提出的画面监控设备确定及画面划分方法示意图；

图6为本发明一实施例提出的基于任务导向的人机界面布置原则图。

具体实施方式

在本公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本公开的各种实施例。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本公开的各种实施例中被清楚地限定。

实施例1

如图1所示，本发明实施例提供了一种基于任务导向的核电站主控室人机界面显示方法，包括：

s101、响应用户在第一界面触发某一操作规程的动作；所述第一界面为全局性的概貌界面，其设置有多个操作规程标识。

操作规程根据数据重合程度和使用频率进行分类。

第一界面将核电站的主要操作规程以多个功能按键呈现给操作人员，第一界面为由多个功能模块组成。例如：功能1对应核电站的操作规程标识a，功能2对应核电站的操作规程标识b，……。将核电站的操作规程分成多个相对独立的功能模块可以大大减少查找和操作的难度。

对于各个功能模块可以根据功能的重要性来进行区分显示，例如：将重要性级别高的功能模块的功能按键选用大的图标显示，并用醒目的文字进行提醒。而对于重要性级别低的功能模块的功能按键选用小的图标显示。

s102、将显示界面由第一界面切换到第二界面；所述第二界面为局部性的子功能界面，其呈现的子功能集属于当前操作的操作规程的子集。

第二界面为局部性的子功能界面。第二界面为第一界面的某一功能模块对应的多个子功能模块构成。第一界面对于功能进行粗略的类别划分，而第二界面对于每个功能进行细分为多个子功能模块。例如：功能1模块分细分为子功能1-1模块、子功能1-2模块、……。

s103、响应用户在第二界面触发操作某一子功能的动作。

操作员需要执行某一操作时，在第一界面对应的功能按钮进行触发后，进入对应的第二界面，在第二界面对应的子功能按钮进行触发后，显示界面将由第二界面切换到第三界面。

s104、将显示界面由第二界面切换到第三界面；所述第三界面为人机图像交互操作界面，其用于显示核电站的具体运行参数信息。

第三界面为每个子功能对应的人机交互界面。

第三界面呈现的画面包括：任务画面、监视画面、辅助画面以及导航画面；所述任务画面用于呈现操作规程的任务信息，所述监视画面用于进行大容量的参数监视，所述辅助画面用于查看发生故障单元的详细信息；所述导航画面用于将相关画面以导航方式进行集中管理。

第三界面可分为导航区、重要信号区、记录仪区、指示仪表区、设备控制区、辅助分解区；所述导航区位于画面最左侧的矩形区域，所述重要信号区位于画面最上方的矩形区域，所述记录仪区位于画面的中部。

该核电站主控室人机界面显示方法可以减少画面切换次数，优化操作模式，降低操纵员操作负荷。

实施例2

如图2所示，本发明实施例还提供了一种基于任务导向的核电站主控室人机界面显示系统，包括：

第一响应模块，用于响应用户在第一界面触发某一操作规程的动作；所述第一界面为全局性的概貌界面，其设置有多个操作规程标识。

操作规程根据数据重合程度和使用频率进行分类。

第一界面将核电站的主要操作规程以多个功能按键呈现给操作人员，第一界面为由多个功能模块组成。例如：功能1对应核电站的操作规程标识a，功能2对应核电站的操作规程标识b，……。将核电站的操作规程分成多个相对独立的功能模块可以大大减少查找和操作的难度。

对于各个功能模块可以根据功能的重要性来进行区分显示，例如：将重要性级别高的功能模块的功能按键选用大的图标显示，并用醒目的文字进行提醒。而对于重要性级别低的功能模块的功能按键选用小的图标显示。

第一切换模块，将显示界面由第一界面切换到第二界面；所述第二界面为局部性的子功能界面，其呈现的子功能集属于当前操作的操作规程的子集。

第二界面为局部性的子功能界面。第二界面为第一界面的某一功能模块对应的多个子功能模块构成。第一界面对于功能进行粗略的类别划分，而第二界面对于每个功能进行细分为多个子功能模块。例如：功能1模块分细分为子功能1-1模块、子功能1-2模块、……。

第二响应模块，用于响应用户在第二界面触发操作某一子功能的动作。

操作员需要执行某一操作时，在第一界面对应的功能按钮进行触发后，进入对应的第二界面，在第二界面对应的子功能按钮进行触发后，显示界面将由第二界面切换到第三界面。

第二切换模块，用于将显示界面由第二界面切换到第三界面；所述第三界面为人机图像交互操作界面，其用于显示核电站的具体运行参数信息。

第三界面为每个子功能对应的人机交互界面。

第三界面呈现的画面包括：任务画面、监视画面、辅助画面以及导航画面；所述任务画面用于呈现操作规程的任务信息，所述监视画面用于进行大容量的参数监视，所述辅助画面用于查看发生故障单元的详细信息；所述导航画面用于将相关画面以导航方式进行集中管理。

第三界面可分为导航区、重要信号区、记录仪区、指示仪表区、设备控制区、辅助分解区；所述导航区位于画面最左侧的矩形区域，所述重要信号区位于画面最上方的矩形区域，所述记录仪区位于画面的中部。

该核电站主控室人机界面显示系统可以减少画面切换次数，优化操作模式，降低操纵员操作负荷。

实施例3

如图3所示，本发明实施例提供了一种基于任务导向的核电站主控室人机界面显示系统，该核电站主控室人机界面显示系统的人机界面组织架构，包括三个层次：第一层为全局性的概貌界面，该概貌界面设置有多个功能，例如：功能1至功能9。每个功能对应操纵员需要执行的某一份规程；第二层为基于某一功能的局部功能界面，例如：子功能1-1、子功能1-2、……。每份规程里面需要实现多个子功能，如汽水调节、硼化、补水之类的，这个指的即是子功能。每个子功能对应一个人机操作界面。第三层为基于具体子任务的人机界面。例如：子功能1-1人机界面实例图。

如图4所示，基于任务导向的人机界面调用原则，包含三种路径：与监视画面、辅助画面的辅助调用；任务相关画面间以及与规程任务的平层调用；与导航画面的跨级调用；操纵员在确定执行的规程任务后，根据规程选取相应的功能界面。然后在功能界面中再根据执行的子功能选取相应的任务画面。在任务画面中进行操作时，如果需要进行大量的参数监视，需调用监视画面进行监视。如果某一综合信号发生故障，调用辅助画面查看详细信息。导航画面是把相关画面的导航方式进行集中管理的画面。监视画面是任务相关的参数画面。由于部分任务可能涉及需要监视大量的参数，而任务画面中无法布置，因此设计配套的监视画面。而辅助画面主要是综合信息的逻辑分解画面。当任务画面中的综合信息故障时，操纵员需要调用配套的辅助画面查看故障原因。

操作规程根据数据重合程度和使用频率进行分类。

如图5所示，画面监控设备确定及画面划分可通过对规程任务进行分析确定画面监控设备，通过数据统计、数据分析，根据数据重合程度和使用频率确定画面划分。核电站有多份规程，即对应多个功能。对需要优化的规程梳理其涉及的子功能以及执行各子功能所需要的监视和操作信息。梳理各子功能在规程中的使用频率，以及比较不同规程中同一子功能所需监视或操作信息的差异性。根据对比结果以及对画面空间的考虑，确定是否把多个相关的子功能整合在同一张画面上。或者当空间不足时是否需要把子功能再进行进一步的拆分等。

第三界面可分为导航区、重要信号区、记录仪区、指示仪表区、设备控制区、辅助分解区；所述导航区位于画面最左侧的矩形区域，所述重要信号区位于画面最上方的矩形区域，所述记录仪区位于画面的中部。

任务画面根据功能分区进行布置，布置原则主要是分块布置和固定布置区域。把同类的信息进行集中布置，统一其布置区域。如图6所示，包括：导航区2、重要信号区3、记录仪区4、指示仪表区5以及6、设备控制区7、辅助分解区8。实际可能会根据任务画面所需信息的类型和梳理进行调整。

该基于任务导向的核电站主控室人机界面显示系统提供了画面与规程的符合性，减少画面切换次数，优化操作模式，降低操纵员操作负荷。集成了实现某一控制功能所需的专用信息，减少无关信息的干扰，降低了操纵员信息查找的时间以及无关信息可能带来的人因失误。操纵员的操作时根据规程要求进行操作的。原来的画面以系统划分为主，操纵员在进行操作时一般会涉及多个系统的信号，因此需要在不同的画面之间进行来回切换。而新的画面以任务导向为主。一般地，一个规程或者一个子功能对应一套配套的画面，基本的监视和操作都在同一任务画面中实现，因此减少了画面切换的需要。而且原画面以系统画面为主，意味着除了任务相关的信息外，画面中还有很多与本任务无关的信息，因此操纵员查找信息的难度以及时间较大。而任务配套的画面上的信息基本是操作任务需要的，查找难度以及时间会有所降低。

本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，上述计算机程序可由基于任务导向的核电站主控室人机界面显示系统的处理器执行，以完成前述基于任务导向的核电站主控室人机界面显示方法的步骤。计算机可读存储介质可以是磁性随机存取存储器(fram，ferromagneticrandomaccessmemory)、只读存储器(rom，readonlymemory)、可编程只读存储器(prom，programmableread-onlymemory)、可擦除可编程只读存储器(eprom，erasableprogrammableread-onlymemory)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom，electricallyerasableprogrammableread-onlymemory)、快闪存储器(flashmemory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(cd-rom，compactdiscread-onlymemory)等存储器。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和智能设备，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。