一种dcs防人因失误的测试方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种DCS防人因失误的测试方法及装置，在人机界面显示检测图片进行测试；每幅检测图片上包括一个起点点击位和一个目标点点击位；起点点击位和目标点点击位在检测图片上可能出现的位置为点击位，点击位的数量≥2；测试开始后，点击检测图片上的起点点击位，再点击目标点点击位后进入下一幅检测图片；测试完毕后，通过测试结果对测试人员打分。本发明以具体的绩效指数数值来定量的衡量培训人员的绩效水平，相对于定性评价而言，本发明可以更为客观得到培训人员的绩效，既可以用于各数字化工业系统对主控室操作人员的选拔，又可以用客观的数据给出防人因失误的建议。
【专利说明】
一种DCS防人因失误的测试方法及装置
技术领域
[0001]本发明属于信息学科与人因工程学科领域，尤其涉及一种DCS防人因失误的测试方法及装置。【背景技术】
[0002]DCS(Distributed Control System):分布式控制系统，在国内自控行业又称之为集散控制系统。
[0003]数字化控制系统目前已经广泛应用于核电、航空、石油化工等领域，人机交互的重要性也已日益受到普遍关注。一方面，有效的人机交互能促进系统的可靠性和安全性;另一方面，人机交互又是引发人因失误的直接来源，一旦人机交互出现差错，则可能导致任务失效或者灾难性事故。目前研究人员已达成的普遍共识为:所有系统(不论其领域的差异)的失效中，60%_90%可归于人因失误。因此找到一种合适准确的测试装置，对参与核电厂DCS 培训的人员操作行为绩效进行定量、精确的评估，进而对预防核电厂人因失误的发生提出相关建议，是势在必行的。
【发明内容】
[0004]为解决上述问题，本发明提供了一种DCS防人因失误的测试方法及装置。本发明克服了以往不能对核电厂DCS培训人员的操纵绩效进行定量评价的缺陷，用数据来说明培训人员的绩效水平，能更客观的评价参与培训人员的绩效，进而防止人因失误。[〇〇〇5]为达到上述技术效果，本发明的技术方案是:
[0006]—种DCS防人因失误的测试方法，在人机界面显示检测图片进行测试;每幅检测图片上包括一个起点点击位和一个目标点点击位;起点点击位和目标点点击位在检测图片上可能出现的位置为点击位，点击位的数量多2;测试开始后，点击检测图片上的起点点击位， 再点击目标点点击位后进入下一幅检测图片；
[0007]测试完毕后，通过测试结果对测试人员打分。
[0008]进一步的改进，每幅检测图片均为点击起点点击位后才显示目标点点击位；
[0009]所述测试结果为平均绩效指数;平均绩效指数的计算方法为计算使用的检测图片的绩效指数的总和，然后使用绩效指数的总和除以使用的检测图片的个数即得平均绩效指数;平均绩效指数的值越大，测试人员的分值越高；
[0010]每个检测图片绩效指数的计算方法如下:IP=[l〇g2(2A/W)]/MT;其中，IP表示绩效指数;A表示检测图片中起点点击位到目标点点击位的距离;W表示检测图片中目标点点击位的长度，当目标点点击位为圆形时，W表示圆形的直径；当目标点点击位为正三角形时， W表示正三角形的边长；目标点点击位为矩形时，W表示矩形的长边长;MT表示点击起点点击位开始后到点击目标点点击位结束时所用的时间。
[0011]进一步的改进，目标点点击位的长度为6mm、9mm、12mm、15mm、18mn^21mm。
[0012]进一步的改进，每幅检测图片上设有9个点击位;9个点击位排列形成矩形或圆形。
[0013]进一步的改进，每幅检测图片上设有7个点击位;7个点击位排列形成等边三角形。
[0014]进一步的改进，所述起点点击位为矩形、圆形或三角形；目标点点击位为矩形、圆形或三角形。
[0015]进一步的改进，所述检测图片包括第一大类检测图片、第二大类检测图片和第三大类检测图片；
[0016]第一大类检测图片中，每幅检测图片上设有9个点击位，9个点击位排列形成矩形； 一个点击位处于矩形的中心；其中，起点点击位为矩形、圆形或三角形；目标点点击位为矩形、圆形或三角形；目标点点击位的长度为6mm、9mm、12mm、15mm、18mm或21mm;第一大类检测图片共包括3888张检测图片;检测图片之间起点点击位的形状、起点点击位的位置、目标点点击位的形状、目标点点击位的位置和目标点点击位的面积中，至少有一项不同；
[0017]第二大类检测图片中，每幅检测图片上设有9个点击位，9个点击位排列形成圆形； 一个点击位处于圆形的圆心；其中，起点点击位为矩形、圆形或三角形；目标点点击位为矩形、圆形或三角形；目标点点击位的长度为6mm、9mm、12mm、15mm、18mm或21mm;第二大类检测图片共包括3888张检测图片;检测图片之间起点点击位的形状、起点点击位的位置、目标点点击位的形状、目标点点击位的位置和目标点点击位的面积中，至少有一项不同；
[0018]第三大类检测图片中，每幅检测图片上设有7个点击位，7个点击位排列形成等边三角形，其中一个点击位处于等边三角形的外接圆圆心；其中，起点点击位为矩形、圆形或三角形；目标点点击位为矩形、圆形或三角形；目标点点击位的长度为6mm、9mm、12mm、15mm、 18mm或21mm;检测图片之间起点点击位的形状、起点点击位的位置、目标点点击位的形状、 目标点点击位的位置和目标点点击位的面积中，至少有一项不同；[〇〇19]当目标点点击位为圆形时，长度为圆形的直径；当目标点点击位为正三角形时，长度为正三角形的边长；目标点点击位为矩形时，长度为矩形的长边长。
[0020]一种DCS防人因失误的测试装置，包括PC机，PC机通过若干数据线连接有数据采集器;数据采集器用于采集测试人员的基本信息、作业环境和生理数据；
[0021]PC机显示检测图片对测试人员进行测试;每幅检测图片上包括一个起点点击位和一个目标点点击位;起点点击位和目标点点击位在检测图片上可能出现的位置为点击位， 点击位的数量多2;测试开始后，点击检测图片上的起点点击位，再点击目标点点击位后进入下一幅检测图片;测试完毕后，通过测试结果对测试人员打分；
[0022]所述测试结果为平均绩效指数;平均绩效指数的计算方法为计算使用的检测图片的绩效指数的总和，然后使用绩效指数的总和除以使用的检测图片的个数即得平均绩效指数;平均绩效指数的值越大，测试人员的分值越高；
[0023]每个检测图片绩效指数的计算方法如下:IP=[log2(2A/W)]/MT;其中，IP表示绩效指数;A表示检测图片中起点点击位到目标点点击位的距离;W表示检测图片中目标点点击位的面积;MT表不点击起点点击位开始后到点击目标点点击位结束时所用的时间。[〇〇24] 进一步的改进，所述PC机的配置为:CPU:酷睿i7-4790四核处理器;2个DDR3L 1600 8G内存条;7200转/分钟，SATA串行硬盘，硬盘的容量大于1TB; 2G的GT720独立显卡；21.5英寸的显示屏，显示屏显示的像素为:1920*1080;PC机内储存有10044张检测图片。
[0025]进一步的改进，所述测试人员的基本信息包括身高、体重、年龄和工作部门；测试人员的作业环境包括环境温度、湿度、噪声和光照；测试人员的生理数据包括体温、心率、脑电和心电。
[0026]本发明提出了一种新型的核电厂DCS防人因失误培训方法及装置，通过对参与培训的人员的操作绩效进行评价，并在此基础上对核电厂防人因失误给出相关建议。本发明以具体的绩效指数数值来定量的衡量培训人员的绩效水平，相对于定性评价而言，本发明可以更为客观的得到培训人员的绩效，既可以用于各数字化工业系统对主控室操作人员的选拔，又可以用客观的数据给出防人因失误的建议。【附图说明】
[0027]图1为第一大类检测图片上点击位的排布示意图；
[0028]图2为第一大类检测图片上起点点击位在中心的排布示意图；
[0029]图3为第一大类检测图片上起点点击位在中心时目标点点击位可能出现位置的示意图。
[0030]图4为第一大类检测图片上起点点击位不在中心时肯能出现的位置示意图；
[0031]图5为第一大类检测图片上起点点击位和目标点点击位不同时为圆形的不同形状时出现的8种组合示意图；
[0032]图6为第二大类检测图片上点击位的排布示意图；
[0033]图7为第二大类检测图片上起点点击位和目标点点击位分别为不同形状时出现的 9种组合示意图；[〇〇34]图8为第三大类检测图片上点击位的排布示意图；
[0035]图9为第三大类检测图片上起点点击位和目标点点击位分别为不同形状时出现的 9种组合示意图。【具体实施方式】
[0036]以下通过【具体实施方式】并且结合附图对本发明的技术方案作具体说明。[〇〇37] 实施例
[0038]本装置结构包含PC机一台、数据采集器一台，两者用若干数据线连接。[〇〇39] 具体而言，该PC机配置为:CPU:英特尔酷睿i7-4790四核处理器内存:DDR3L 1600， 2个，每一个8G硬盘:SATA串行，1TB以上，7200转/分钟显卡:GT720独立2G 1个显示屏:21.5 英寸，1920*1080显示像素；
[0040]更进一步，该PC机装备Windows 2000以上应用平台，在该平台上配备有“核电厂 DCS培训软件”；
[0041]具体而言，“核电厂DCS培训软件”属于二次开发软件，用于核电厂主控室人员培训，通过培训来对操纵员的绩效进行评估，培训内容可根据核电厂需求进行丰富。该软件至少具备以下功能:
[0042](1)能够对每个操作员(测试人员)的基本信息(身高、体重、年龄、工作部门等)进行采集;能够对操纵员(测试人员)的作业环境(环境温度、湿度、噪声、光照等)与生理数据 (体温、心率、脑电、心电等)进行采集。通过采集的数据结合检测结果可以更确切的给出防人因失误的建议。[〇〇43](2)该软件至少包含10044张人机界面测试图片库，即所谓的“基本测试库”；此外，该软件还具有扩充数据库的功能，为后续核电厂专用的“应用测试库”提供扩充技术手段。 需说明的是，“基本测试库”用于通识的人因绩效评估，适用于所有人机界面操作人员；“应用测试库”所有测试界面可根据核电厂需要进行适当扩充与更换，仅适用于某个特殊系统作业人员。
[0044]该软件“基本测试库”包含10044个人机交互界面出现的测试图片，这些界面包含以下三大类:
[0045]第一大类:如图1所示图上面有9个位置(点击位)(9个位置分别为左边上端点，线段中点，右边上端点，线段中点，长方形的中心，线段中点，左边下端点，线段中点，右边下端点)，起点(起点点击位)处于某一位置，当培训人员点击起点或开始键开始后，目标点(目标点点击位)在另夕卜8个位置随机出现，目标点一出现，培训人员需立刻用鼠标点击目标点，点中目标点后，进入下一幅图，测试继续。其中，起点和目标点也可同时出现;所有的位置(点击位)可同时显示在测试图片上，也可只显示起点的位置和目标点的位置。
[0046]如上幅图所示，之后7幅图，起点位置不变，目标(目标点点击位)的位置在剩余7个位置随机出现，如图3所示。
[0047]起点除了出现在位置5以外也可以出现在其它8个位置，如图4所示。起点出现在1 个位置后，目标点在另外8个位置出现。
[0048]上述情况是起点和目标点都是圆形，总共有9*8 = 72张图。相对于上面的72张图， 还要有以下情况，1)起点变化成长方形，目标点为圆形;2)起点变化为三角形，目标点为圆形;3)起点为长方形，目标点为长方形;4)起点为长方形，目标点为三角形;5)起点为圆形， 目标点为长方形;6)起点为圆形，目标点为三角形;7)起点为三角形，目标点为长方形;8)起点为三角形，目标点为三角形。每种情况也是72张图，故上述八种情况加上起点和目标点都是圆形的情况总共有72*9 = 648张图。然后648张图的目标点的长度可以变为6mm、9mm、 12mm、15mm、18mm或21mm六种情况。当目标点点击位为圆形时，长度为圆形的直径；当目标点点击位为正三角形时，长度为正三角形的边长；目标点点击位为矩形时，长度为矩形的长边长。当目标点点击位为上述三种形状以外的形状时目标点点击位的长度取值为目标点点击位面积的开方。故第一大类总共有72*9*6 = 3888张图片，上述八种情况如图5所示:
[0049]第二大类:如图6所示上面有9个位置(9个位置分别为圆心、以及在圆上每隔45度会有一个位置)，起点处于某一位置，当培训人员点击起点开始后，目标点在另外8个位置随机出现，目标点一出现，培训人员需立刻用鼠标点击目标点。点中目标点后，才能进入下一幅图，测试才能正常继续。
[0050]该种情况的分类与第一大类似，如图7所示，也应该有72*9*6 = 3888张图。[〇〇51]第三大类:如图8所示上面有7个位置(7个位置分别为等边三角形的上顶点，边的中点，重心，边的中点，左顶点，底边的中点，右顶点)，起点处于某一位置，当培训人员点击起点开始后，目标点在另外6个位置随机出现，目标点一出现，培训人员需立刻用鼠标点击目标点。点中目标点后，才能进入下一幅图，测试才能正常继续。[〇〇52]这种情况的具体分类亦与第一大类相似，如图9所示，应该有7*6*9*6 = 2268张图片。
[0053] 故该图库应该有3888+3888+2268 = 10044张图。[〇〇54](3)该软件应具备再次开发功能，其存储的“人因数据库”应对用户开放，便于用户对人因数据进行大数据分析与开发。
[0055]具体而言，本设备涉及的“数据采集器”需具备对操纵员的作业环境(环境温度、湿度、噪声、光照等)与生理数据(体温、心率、脑电、心电等)进行采集的功能，并通过数据线传送给PC机进行数据储存和深层次处理。这样结合测试结果据能给出更准确建议。
[0056]每次测试在这10044张图里面随机选取100张图(也可选择100张以上)，培训人员完成操作后，测试结束，系统会给出每幅图的测试绩效，最终绩效指数为所有绩效的平均值。具体某一张图的绩效计算过程如下:
[0057]绩效指数计算依据:如图2所示:起点位于位置5，培训人员点击起点后，目标点出现在位置1，培训人员即刻用鼠标点击目标点，测得位置5到位置1的直线距离A，点击起点开始后到点击目标点结束时所用的时间MT，以及目标点的厚度W，然后利用公式难度指数增量 ID=log2(2A/W)，绩效指数IP=ID/MT，求得这幅图培训员的绩效指数IP，S卩IP=log2(2A/ ff)/MT〇
[0058]本发明也可使同一检测图片上的起点点击位和目标点点击位同时出现，计算绩效指数时，MT表示测试用的总时间，即可。这样可以测试操纵员的连续操作时的绩效结果。但是对于操作时，专注度检测的准确度不如前述的方法。同时本发明还可以对不同的检测人员，使用相同的数量和布局的检测图片，通过总检测时长进行绩效打分。
[0059]本发明用于核电厂DCS防人因失误测试，获取核电厂操纵员的绩效数据，为核电系统设计、防止人因失误以及提高数字化主控室人因可靠性提供支持。
[0060]上述仅为本发明的一个具体导向实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此， 凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明的保护范围的行为。
【主权项】
1.一种DCS防人因失误的测试方法，其特征在于，在人机界面显示检测图片进行测试； 每幅检测图片上包括一个起点点击位和一个目标点点击位;起点点击位和目标点点击位在 检测图片上可能出现的位置为点击位，点击位的数量多2;测试开始后，点击检测图片上的 起点点击位，再点击目标点点击位后进入下一幅检测图片；测试完毕后，通过测试结果对测试人员打分。2.如权利要求1所述的DCS防人因失误的测试方法，其特征在于，每幅检测图片均为点 击起点点击位后才显示目标点点击位；所述测试结果为平均绩效指数;平均绩效指数的计算方法为计算使用的检测图片的绩 效指数的总和，然后使用绩效指数的总和除以使用的检测图片的个数即得平均绩效指数； 平均绩效指数的值越大，测试人员的分值越高；每个检测图片绩效指数的计算方法如下:IP=[l〇g2(2A/W)]/MT;其中，IP表示绩效指 数;A表示检测图片中起点点击位到目标点点击位的距离;W表示检测图片中目标点点击位 的长度，当目标点点击位为圆形时，W表示圆形的直径；当目标点点击位为正三角形时，W表 示正三角形的边长；目标点点击位为矩形时，W表示矩形的长边长;MT表示点击起点点击位 开始后到点击目标点点击位结束时所用的时间。3.如权利要求2所述的DCS防人因失误的测试方法，其特征在于，目标点点击位的长度 为6mm、9mm、12mm、15mm、18mm或21mm〇4.如权利要求1所述的DCS防人因失误的测试方法，其特征在于，每幅检测图片上设有9 个点击位;9个点击位排列形成矩形或圆形。5.如权利要求1所述的DCS防人因失误的测试方法，其特征在于，每幅检测图片上设有7 个点击位;7个点击位排列形成等边三角形。6.如权利要求1所述的DCS防人因失误的测试方法，其特征在于，所述起点点击位为矩 形、圆形或三角形；目标点点击位为矩形、圆形或三角形。7.如权利要求1-6任一所述的DCS防人因失误的测试方法，其特征在于，所述检测图片 包括第一大类检测图片、第二大类检测图片和第三大类检测图片；第一大类检测图片中，每幅检测图片上设有9个点击位，9个点击位排列形成矩形;一个 点击位处于矩形的中心;其中，起点点击位为矩形、圆形或三角形；目标点点击位为矩形、圆 形或三角形；目标点点击位的长度为6mm、9mm、12mm、15mm、18mm或21mm;第一大类检测图片 共包括3888张检测图片;检测图片之间起点点击位的形状、起点点击位的位置、目标点点击 位的形状、目标点点击位的位置和目标点点击位的面积中，至少有一项不同；第二大类检测图片中，每幅检测图片上设有9个点击位，9个点击位排列形成圆形;一个 点击位处于圆形的圆心;其中，起点点击位为矩形、圆形或三角形；目标点点击位为矩形、圆 形或三角形；目标点点击位的长度为6mm、9mm、12mm、15mm、18mm或21mm;第二大类检测图片 共包括3888张检测图片;检测图片之间起点点击位的形状、起点点击位的位置、目标点点击 位的形状、目标点点击位的位置和目标点点击位的面积中，至少有一项不同；第三大类检测图片中，每幅检测图片上设有7个点击位，7个点击位排列形成等边三角 形，其中一个点击位处于等边三角形的外接圆圆心；其中，起点点击位为矩形、圆形或三角 形；目标点点击位为矩形、圆形或三角形；目标点点击位的长度为6mm、9mm、12mm、15mm、18mm 或21mm;检测图片之间起点点击位的形状、起点点击位的位置、目标点点击位的形状、目标点点击位的位置和目标点点击位的面积中，至少有一项不同；当目标点点击位为圆形时，长度为圆形的直径；当目标点点击位为正三角形时，长度为 正三角形的边长；目标点点击位为矩形时，长度为矩形的长边长。8.—种DCS防人因失误的测试装置，其特征在于，包括PC机，PC机通过若干数据线连接 有数据采集器;数据采集器用于采集测试人员的基本信息、作业环境和生理数据；PC机显示检测图片对测试人员进行测试;每幅检测图片上包括一个起点点击位和一个 目标点点击位;起点点击位和目标点点击位在检测图片上可能出现的位置为点击位，点击 位的数量多2;测试开始后，点击检测图片上的起点点击位，再点击目标点点击位后进入下 一幅检测图片;测试完毕后，通过测试结果对测试人员打分；所述测试结果为平均绩效指数;平均绩效指数的计算方法为计算使用的检测图片的绩 效指数的总和，然后使用绩效指数的总和除以使用的检测图片的个数即得平均绩效指数； 平均绩效指数的值越大，测试人员的分值越高；每个检测图片绩效指数的计算方法如下:IP=[l〇g2(2A/W)]/MT;其中，IP表示绩效指 数;A表示检测图片中起点点击位到目标点点击位的距离;W表示检测图片中目标点点击位 的面积;MT表示点击起点点击位开始后到点击目标点点击位结束时所用的时间。9.如权利要求8所述的DCS防人因失误的测试装置，其特征在于，所述PC机的配置为: CPU:酷睿i7-4790四核处理器;2个DDR3L 1600 8G内存条;7200转/分钟，SATA串行硬盘，硬 盘的容量大于1TB; 2G的GT720独立显卡；21.5英寸的显示屏，显示屏显示的像素为:1920* 1080; PC机内储存有10044张检测图片。10.如权利要求8所述的DCS防人因失误的测试装置，其特征在于，所述测试人员的基本 信息包括身高、体重、年龄和工作部门；测试人员的作业环境包括环境温度、湿度、噪声和光 照;测试人员的生理数据包括体温、心率、脑电和心电。
【文档编号】G06Q10/06GK105956750SQ201610257926
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】洪俊, 张力, 胡鸿, 刘雪阳, 邹衍华
【申请人】湖南工学院