Национальный стандарт РФ ГОСТ Р МЭК 61772-2021 "Устройства визуального отображения пунктов управления атомных станций. Требования к применению" (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 июня 2021 г. N 494-ст)

Национальный стандарт РФ ГОСТ Р МЭК 61772-2021
"Устройства визуального отображения пунктов управления атомных станций. Требования к применению"
(утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 июня 2021 г. N 494-ст)

Visual display units in control rooms of nuclear power plants. Requirements for the application

ОКС 27.120.20

Дата введения - 1 января 2022 г.
Введен впервые

ГАРАНТ:

Курсив в тексте не приводится

Предисловие

1 Подготовлен Акционерным обществом "Русатом Автоматизированные системы управления" (АО "РАСУ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 322 "Атомная техника"

3 Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 июня 2021 г. N 494-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 61772:2009 "Атомные станции. Пункты управления. Применение устройства визуального отображения [IEC 61772:2009 "Nuclear power plants - Control rooms - Application of visual display units (VDUs)", IDT].

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА.

Дополнительные сноски в тексте стандарта, выделенные курсивом, приведены для пояснения текста оригинала

5 Положения настоящего стандарта действуют в целом в отношении сооружаемых по российским проектам атомных станций за пределами Российской Федерации, а также в отношении сооружаемых на территории Российской Федерации атомных станций в части, не противоречащей требованиям Федеральных норм и правил в области использования атомной энергии

6 Введен впервые

Введение

a) Техническая справка, основные вопросы и организация настоящего стандарта

В процессе работы над созданием стандарта по проектированию пунктов управления для атомных станций (АС) стало очевидным, что объем подобного стандарта будет очень большим. Поэтому этот стандарт был разделен на один основной (МЭК 60964 с приложением) и несколько дополнительных стандартов. Настоящий стандарт является одним из таких дополнительных стандартов.

Предполагается, что настоящий стандарт будет использован организациями, эксплуатирующими АС, проектными организациями, специалистами, осуществляющими оценку систем, и надзорными органами.

b) Положение настоящего стандарта в структуре серии стандартов подкомитета МЭК ПК 45А

МЭК 61772 является документом третьего уровня, в котором рассмотрены общие вопросы использования устройств визуального отображения (УВО) в блочном пункте управления (БПУ) АС.

Настоящий стандарт необходимо воспринимать в комплексе с МЭК 60964, который является соответствующим документом подкомитета МЭК ПК 45А, содержащим общие требования, касающиеся проектирования БПУ АС. Кроме того, совместно с настоящим стандартом следует применять МЭК 61227, МЭК 61771, МЭК 62241 и МЭК 61839.

Более подробно структура серии стандартов подкомитета МЭК ПК 45А изложена в пункте d).

c) Рекомендации и ограничения, касающиеся применения настоящего стандарта

Следует отметить, что настоящий стандарт не устанавливает дополнительных функциональных требований к системам безопасности.

Для того чтобы настоящий стандарт оставался актуальным в течение последующих лет, значительное место в нем уделено основным принципам, а не конкретным технологиям.

d) Описание структуры серии стандартов подкомитета МЭК ПК 45А и их взаимосвязи с другими документами МЭК и документами других организаций (МАГАТЭ, ИСО)

Документом верхнего уровня серии стандартов, подготовленных подкомитетом МЭК ПК 45А, является МЭК 61513. Он содержит общие требования к системам и оборудованию для контроля и управления, используемым для реализации функций, важных для безопасности АС. МЭК 61513 структурирует серию стандартов подкомитета МЭК ПК 45А.

МЭК 61513 напрямую ссылается на другие стандарты подкомитета МЭК ПК 45А по общим темам, связанным с категоризацией функций и классификацией систем, их характеристиками, обеспечением независимости систем, защитой от отказов по общей причине, программным и техническим обеспечением автоматизированных систем и проектированием пунктов управления. Упомянутые стандарты, образующие второй уровень, следует рассматривать совместно с МЭК 61513 в качестве согласованного комплекта документов.

На третьем уровне стандартов, подготовленных подкомитетом МЭК ПК 45А, находятся стандарты, непосредственно не упоминаемые в МЭК 61513, касающиеся конкретного оборудования, технических методик или определенной деятельности. Как правило, данные стандарты используют как самостоятельные, однако по общим вопросам в них содержатся ссылки на стандарты второго уровня.

Четвертый уровень серии стандартов, подготовленных подкомитетом МЭК ПК 45А, образуют технические отчеты, не являющиеся нормативными документами.

В МЭК 61513 использован такой же формат представления, как и в основном стандарте по безопасности МЭК 61508, в котором рассмотрены общие принципы безопасности жизненного цикла и общая структура систем жизненного цикла. Однако в МЭК 61513 дана интерпретация общих требований МЭК 61508-1, МЭК 61508-2 и МЭК 61508-4 применительно к ядерной отрасли. Поэтому согласованность с МЭК 61513 обеспечивает соответствие требованиям МЭК 61508 в их толковании для ядерной промышленности. С этой точки зрения МЭК 60880 и МЭК 62138 соответствуют МЭК 61508-3 в части использования для ядерной отрасли.

В МЭК 61513 приведены ссылки на документы ИСО и МАГАТЭ 50-C-QA (в настоящее время действует взамен МАГАТЭ GSR Part 2) по вопросам, связанным с обеспечением качества.

Серия стандартов, подготовленных подкомитетом МЭК ПК 45А, последовательно реализует и детализирует принципы и основные аспекты безопасности, изложенные в правилах МАГАТЭ по безопасности АС и в серии руководств по безопасности МАГАТЭ, в частности в документе SSR-2/1 (Rev. 1), устанавливающем требования по безопасности, относящиеся к проектированию АС, и в Руководстве по безопасности SSG-39, касающемся систем контроля и управления, важных для безопасности АС. Термины и определения, используемые в стандартах подкомитета МЭК ПК 45А, согласованы с терминами, которые применены в документах МАГАТЭ.

1 Область применения

Настоящий стандарт дополняет положения МЭК 60964 и устанавливает проектные требования, относящиеся к применению УВО на БПУ АС ¹⁾.

------------------------------

¹⁾_{Требования настоящего стандарта применимы также к резервным пунктам управления АС.}

------------------------------

МЭК 60964 содержит общие требования к компоновке БПУ АС, требования пользователей, а также методы верификации и валидации, поэтому настоящий стандарт не рассматривает повторно эти вопросы. Совместно с настоящим стандартом следует также рассматривать МЭК 61227, МЭК 61771, МЭК 62241 и МЭК 61839.

Настоящий стандарт позволяет разработчику проекта устанавливать технические условия применения УВО (включая дисплеи на индивидуальных рабочих станциях и большие экраны для групповой работы или восприятия на расстоянии) совместно с традиционными приборами (приборными панелями) или вместо них, предоставляя при этом:

- информацию о преимуществах, обеспечиваемых возможностями УВО;

- примеры апробированных решений и рекомендации, позволяющие проектировщику избежать ошибок проектирования.

Настоящий стандарт содержит:

a) требования к отбору необходимой информации, формулируемые с учетом:

- решаемых с помощью этой информации задач, например эксплуатация, техническое обслуживание, защита,

- размера необходимого пространства, например при компоновке и размещении оборудования,

- использования иерархии и/или взаимосвязей,

- необходимости избежать лишней информации,

- уверенности в том, что выводимая информация является существенной;

b) требования к качественному представлению информации, такие как:

- яркие немерцающие дисплеи с соответствующей частотой обновления изображения,

- обеспечение достаточного пространства для отображения и оптимальной компоновки,

- адекватный формат и размер символов,

- использование наряду с алфавитно-цифровой информацией образных и символьных форм отображения,

- использование унифицированных общепринятых символов и обозначений,

- компоновка, выполненная с учетом требований инженерной психологии и эргономики, например с учетом стереотипов персонала,

- использование методов группирования и кодирования,

- использование согласованных направлений потоков информации,

- обеспечение необходимых уровней абстракции в соответствии с потребностями различных потенциальных пользователей;

c) методы организации простого и быстрого доступа к определенной информации, требуемой в данный момент времени:

- путем простого выбора одного формата или набора форматов в соответствии с информационными задачами,

- путем использования меню различных типов (например, иконок) или других способов доступа (возврат к предыдущему формату, выбор экрана и др.) с помощью виртуальных органов управления, изображенных на или вне экрана УВО, либо курсоров,

- путем использования программируемого вывода информации (инициируемого любым двоичным сигналом, таким, как срабатывание сигнализации);

d) критерии проектирования, обеспечивающие достижение соответствующей надежности всех функций, необходимых для решения определенных информационных задач.

Настоящий стандарт предназначен для применения к новым БПУ АС, проектирование которых начнется после его опубликования и будет выполняться в соответствии с МЭК 60964. При необходимости использовать положения настоящего стандарта для существующих пунктов управления или других постов управления следует обратить особое внимание на то, что некоторые сделанные в нем допущения (такие, как уровень автоматизации) могут быть неприменимы.

Если при использовании настоящего стандарта для модификации БПУ возникает необходимость отступления от настоящего стандарта, то причины такого отступления должны быть задокументированы.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения).

IEC 60964:2009 ¹⁾, Nuclear power plants - Control rooms - Design (Атомные станции. Пункты управления. Проектирование)

------------------------------

¹⁾_{Заменен на IEC 60964:2018. Однако для однозначного соблюдения требований настоящего стандарта, приведенного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.}

------------------------------

IEC 61226:2005 ²⁾, Nuclear power plants - Instrumentation and control systems important to safety - Classification of instrumentation and control functions (Атомные станции. Системы контроля и управления, важные для безопасности. Классификация функций контроля и управления)

------------------------------

²⁾_{Действует IEC 61226:2020 "Nuclear power plants - Instrumentation, control and electrical power systems important to safety - Categorization of functions and classification of systems". Однако для однозначного соблюдения требований настоящего стандарта, приведенного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.}

------------------------------

IEC 61227:2008, Nuclear power plants - Control rooms - Operator controls (Атомные станции. Пункты управления. Органы управления оператора)

IEC 61513, Nuclear power plants - Instrumentation and control for systems important to safety - General requirements for systems (Атомные станции. Контроль и управление системами, важными для безопасности. Общие требования к системам)

IEC 61771, Nuclear power plants - Main control room - Verification and validation of design (Атомные станции. Блочный пункт управления. Верификация и валидация проекта)

IEC 61839:2000, Nuclear power plants - Design of control rooms - Functional analysis and assignment (Атомные станции. Проектирование пунктов управления. Функциональный анализ и распределение функций)

IEC 62241:2004, Nuclear power plants - Main control room - Alarm functions and presentation (Атомные станции. Блочный пункт управления. Функции и представление сигнализации)

ISO 11064 (all parts), Ergonomic design of control centres (Эргономическое проектирование центров управления)

IAEA Safety Guide NS-G-1.3:2002 ¹⁾, Instrumentation and control systems important to safety in Nuclear Power Plants (Системы контроля и управления, важные для безопасности атомных электростанций)

------------------------------

¹⁾_{Заменен на IAEA SSG-39 "Design of Instrumentation and Control Systems for Nuclear Power Plants". Однако для однозначного соблюдения требований настоящего документа, приведенного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.}

------------------------------

3 Термины и определения, аббревиатуры

В настоящем стандарте применены термины по МЭК 60964, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 ассоциированная информация (associated information): Дополнительная или вспомогательная информация к основному содержанию одного или нескольких видеокадров отображающего устройства.

Примечание - На существование такой дополнительной возможности устройства могут указывать специальные значки (объекты навигации, встроенные в отображаемую информацию), активация которых приводит к отображению отдельных форматов графических меню или, если это применимо, алфавитно-цифровых меню.

3.2 экран коллективного пользования; ЭКП [Large Screen Display (LSD)]: Большой дисплей любого типа, предназначенный для группового восприятия (просмотра), отображения задач для коллективных действий, мониторинга на расстоянии и т.п.

3.3 объект навигации (navigation target): Область на экране дисплея, обеспечивающая переход к другим видеокадрам при наведении на эту область курсора или другого указателя и при выполнении соответствующего управляющего действия.

3.4 основной дисплей (primary display): Один или несколько дисплеев УВО, используемые для отображения информации, помогающей операторам выполнять основные задачи контроля и управления.

Примечание - К размещению основных дисплеев предъявляют более жесткие требования, направленные на то, чтобы оператор мог их эффективно использовать со своего рабочего места.

3.5 вспомогательный дисплей (secondary display): Дисплей УВО, выполняющий вспомогательную роль, например: поддержание осведомленности об общей ситуации, групповое взаимодействие, временный мониторинг при перемещении по БПУ, контроль общего состояния в промежутках между выполнением более конкретных задач.

3.6 сенсорная панель (touch panel): Виртуальный орган управления, в котором имеется устройство для определения позиции пальца оператора, указывающего на определенный объект, изображенный на УВО.

Примечание - В качестве альтернативы для указания объекта может быть применено световое перо или перемещение курсора по УВО. В качестве указываемого объекта может выступать ссылка на оборудование АС или управляющее действие.

3.7

устройство визуального отображения [Visual Display Unit (VDU)]: Тип дисплея, включающий экран для представления изображений, формируемых компьютером. [МЭК 60964:2009, пункт 3.8]

3.8 Аббревиатуры

АС - атомная станция (nuclear power plant, NPP).

БПУ - блочный пункт управления (main control room, MCR).

ЖК - жидкокристаллический (дисплей) (liquid crystal display, LCD).

УВО - устройство визуального отображения (visual display unit, VDU).

ЭКП - экран коллективного пользования (large-screen display, LSD).

ЭЛТ - электронно-лучевая трубка (cathode ray tube, CRT).

4 Требования к проекту

4.1 Планируемое назначение и условия применения

4.1.1 Общие положения

Процесс проектирования системы УВО должен соответствовать требованиям МЭК 60964.

В процессе проектирования должны быть определены цели системы УВО, например обеспечение безопасности, эффективности, работоспособности.

Если проектируемую систему внедряют на действующей АС, то в этом случае должны быть определены рамки применения требований настоящего стандарта и МЭК 60964.

Требования к эффективности устанавливают исходя из класса системы, определяемого в соответствии с МЭК 61226 и МЭК 61513.

Система УВО должна быть спроектирована таким образом, чтобы операторы могли быстро и правильно выполнять свои задачи. Необходимо обратить внимание на взаимосвязь между отображаемой информацией и всеми связанными с ней органами управления.

Необходимо проанализировать вопрос интеграции средств отображения информации и органов управления, а также тип эксплуатационных процедур (событийно-ориентированные, симптомно-ориентированные или основанные на состоянии).

При выборе типа дисплея для его последующего использования необходимо учитывать особенности отображения выводимой информации.

Для обеспечения простоты работы и минимизации ошибок операторов в ходе проектирования следует применять эргономические правила.

Учитывая, что информация, отображаемая на УВО, составляет основной источник данных и вносит вклад в общую рабочую нагрузку оператора, во избежание информационной перегрузки дисплеи должны быть спроектированы таким образом, чтобы свести к минимуму вклад в рабочую нагрузку при осуществлении контроля, принятии решений и выполнении действий.

При проектировании системы УВО должны быть четко сформулированы и задокументированы планируемые цели использования дисплеев, их роль в обеспечении безопасности и требования к их основным рабочим характеристикам.

На требуемый объем, структуру и возможности системы в целом большое влияние оказывают следующие факторы:

- планируется ли ее применение в новом проекте или для усовершенствования существующего;

- относится ли система к классу важных для безопасности или не влияющих на безопасность и подлежит ли она лицензированию;

- уровень автоматизации станции;

- возможности и потребности основных пользователей;

- предназначена ли система только для отображения информации или она будет поддерживать управление, реализуемое с помощью виртуальных органов управления.

Внедрение системы может происходить в один или несколько этапов в зависимости от финансирования, временных рамок, накопления опыта или изменения состояния дел в области технического и программного обеспечения, а также от изменений различных аспектов, способных повлиять на роль операторов.

В приложении А изложены некоторые вопросы усовершенствования систем отображения благодаря использованию УВО.

Настоящий стандарт содержит общие рекомендации. Если в ходе проектирования возникает необходимость большей детализации, то должен быть разработан ряд конкретных проектов и руководств по их стилям ¹⁾. Для этого настоящий стандарт также содержит указания, гарантирующие, что разрабатываемое для конкретного проекта руководство обеспечит создание конструкции, в которой взаимно увязано применение дисплеев, систем, старого и нового оборудования.

------------------------------

¹⁾_{Руководство по стилям, как правило, устанавливает принципы кодирования информации: используемые цвета, размеры, формы, шрифты и др.}

------------------------------

4.1.2 Количество и расположение дисплеев

Как правило, одним из первых проектных решений является определение конфигурации пункта управления в целом, а именно:

- количество и расположение компьютеризованных рабочих станций и их техническое оснащение, включающее в себя УВО, клавиатуры и др.;

- количество и расположение другого оборудования, такого как сигнализация и органы управления.

Для того чтобы свести к минимуму изменения, вносимые в проект в будущем, анализ операторских задач, проводимый на ранней стадии проекта, должен включать следующее:

- анализ информации, предоставляемой операторам;

- получение исходных данных от оперативных смен.

При проектировании новой АС в группу разработчиков проекта должны входить:

- персонал, имеющий опыт оперативной работы на АС предшествующих проектов;

- персонал, имеющий опыт оперативной работы на АС, созданных по аналогичным проектам;

- представители будущих операторов.

При определении необходимого количества дисплеев следует проанализировать:

- информацию, которая может понадобиться операторам одновременно;

- организацию информации по видеокадрам;

- расстановку видеокадров по сетевым экранам;

- способы доступа к информации.

Необходимо также учитывать возможность координации действий членов оперативной смены.

4.1.3 Размещение, позволяющее избежать проблем, связанных с естественным и искусственным освещением

В данном случае применимы все требования и рекомендации, основанные на стандартных правилах проектирования пунктов управления.

Основная задача организации освещения помещений заключается в том, чтобы, с одной стороны, обеспечить достаточное количество света для работы персонала с печатными и рукописными материалами, а с другой - избежать такой освещенности экранов дисплеев (включая ЭКП), которая негативно влияет на контрастность экрана.

В целом общее освещение пункта управления должно быть непрямым и рассеянным.

Отделка помещения и цвета обстановки оказывают значительное влияние на общий внешний вид рабочего пространства.

Отражательная способность архитектурных поверхностей должна способствовать рассеянию света и при этом не вызывать чрезмерного снижения контрастности изображения УВО и ЭКП.

Схему освещения и выбор осветительных приборов следует рассматривать в комплексе с остальными проектными решениями.

Каждый новый источник света или блестящая поверхность, добавляемые в помещение пункта управления, потенциально могут стать причиной множества проблем, таких как:

- незапланированное дополнительное освещение, которое может вызвать блики и отражения на экранах УВО;

- незапланированное общее освещение, которое может вызвать избыточную освещенность или попадание рассеянного света на ЭКП, снижающего:

- контрастность,

- цветовую насыщенность,

- читаемость.

Необходимо отметить, что проекционные экраны с относительно низкой яркостью свечения больше подвержены перечисленным выше затруднениям, чем экраны с более высокой яркостью.

Окна в помещениях, через которые поступает естественный свет, также создают особую проблему для ЭКП.

Может возникнуть необходимость тщательно контролировать распределение света.

Фронтальные проекторы следует располагать таким образом, чтобы они не вызывали бликов и отражений на дисплеях рабочих станций операторов.

Следует уделить внимание выбору цветов с учетом условий освещения. При этом необходимо учитывать следующее:

- ненасыщенные цвета трудно различимы в ярко освещенном помещении;

- близкие цвета сложно отличить в слабо освещенном помещении.

Осветительные приборы не должны искажать цветопередачу.

Если в пункте управления использовано цветовое кодирование, то окружающее освещение должно быть бесцветным.

Не следует использовать лампы с плохой цветопередачей.

Если в пункте управления предусмотрено аварийное освещение, при котором операторы могут продолжать работать с дисплеями, то оно также должно обеспечивать качественную цветопередачу.

4.2 Основные пользователи

Частью проектных требований является определение основных пользователей для каждой группы УВО. Ими могут быть оператор реакторной установки и другие операторы АС, начальник смены, ремонтный и обслуживающий персонал или руководители. При наличии ЭКП различные пользователи или группы пользователей могут находиться в разных зонах БПУ.

Степень сложности отображаемой информации должна в первую очередь соответствовать мыслительным возможностям операторов БПУ, а видеокадры должны быть с самого начала разработаны при их активном участии. Это объясняется тем, что операторы БПУ, как правило, являются основными пользователями информационной системы АС в нормальных режимах, при нарушениях нормальной эксплуатации и в аварийных ситуациях ¹⁾. Именно они являются единственным персоналом, постоянно присутствующим и несущим ответственность.

------------------------------

¹⁾_{В НП-001-15 под термином "авария на АС (авария)" понимают нарушение нормальной эксплуатации АС, при котором произошел выход радиоактивных веществ и (или) ионизирующего излучения за границы, предусмотренные проектной документацией АС для нормальной эксплуатации, в количествах, превышающих установленные пределы безопасной эксплуатации. Авария характеризуется исходным событием, путями протекания и последствиями. Под термином "предаварийная ситуация" понимают нарушение пределов и (или) условий безопасной эксплуатации, не перешедшее в аварию.}

------------------------------

В соответствии со сложившейся в отрасли практикой наряду с основной информацией для начальников смен, инженеров по безопасности и других станционных и внешних консультантов персонала БПУ должно быть предусмотрено отображение более полной и обобщенной информации. Она может быть использована для анализа и принятия стратегических решений в сложных ситуациях, развивающихся в течение продолжительного времени. Подобная информация может быть также выведена на ЭКП, если одной из его задач является поддержание общей осведомленности о ситуации и содействие групповому взаимодействию.

Целью проектирования должно быть усиление роли оператора как лица, ответственного за обеспечение безопасности и оптимизацию рабочих параметров, путем использования и поддержки его мыслительных способностей и экспертных знаний.

Опыт применения информационных систем на АС показывает, что оперативному и ремонтному персоналу необходим доступ через УВО рабочей станции ко всей станционной информации, как непосредственно измеряемой, так и получаемой в результате обработки данных, а также специальные средства, позволяющие отображать следующую информацию:

- логические алгоритмы управления;

- уставки срабатывания защиты;

- уставки срабатывания сигнализации;

- коэффициенты масштабирования сигналов;

- назначения входов, а также другие характеристики, используемые для определения качества функционирования дисплеев. Такие средства имеют особую значимость во время ввода станции в эксплуатацию и в процессе пуска после модернизации.

4.3 Критерии отказа

Требования к надежности и критерии отказа устанавливают, относя систему к определенному классу безопасности в соответствии с МЭК 61226 и исходя из требований безопасности АС со стороны регулирующих органов. Отказ информационной системы означает снижение качества, недостаточность или недостаточную точность информации для ее правильного понимания или выполнения надлежащим образом задач, связанных с обеспечением безопасности. Единичный отказ внутри системы представляет собой отказ любого из ее элементов, например датчика, процессора или дисплея.

УВО могут быть применены в качестве:

а) индивидуальных экранов, ЭКП и других средств отображения, не влияющих на безопасность и используемых для улучшения понимания определенных ситуаций или способствования раннему обнаружению нарушений путем, например, информирования о действиях автоматики, балансах и потоках энергии и вещества, незначительных выбросах радиоактивности или о течах;

b) ЭКП или экранов для отображения информации и осуществления управляющих действий, важных для безопасности, например, необходимых для исполнения процедур, связанных с обеспечением безопасности в проектных и запроектных режимах эксплуатации станции;

c) экранов для представления информации о безопасности, аналогичных специализированным панелям безопасности;

d) виртуальных органов управления, являющихся частью интегрированной информационно-управляющей системы.

Подобное применение возможно для новых проектов, а также для модернизируемых пунктов управления.

Для варианта применения а):

- резервирование, как правило, не является существенным, и допускается случайный отказ информационной функции системы.

Для варианта применения b):

- должно быть обеспечено резервирование, гарантирующее, что единичный отказ элемента системы не повлияет на исполнение ею своей основной функции;

- доступность функций отображения (содержащих уже собранную информацию) должна соответствовать документально оформленным требованиям безопасности.

Для варианта применения с):

- отказ одного дисплея не должен влиять на действия оператора, необходимые для обеспечения безопасности. Для этого должен быть использован принцип избыточности и разнообразия информационных и управляющих средств;

- информация, необходимая для работы в аварийных ситуациях, должна быть основана только на достаточном количестве параметров безопасности, но может быть дополнена и другой информацией;

- вероятность отказа информационной функции должна быть соотнесена с требованиями безопасности, содержащимися в соответствующих документах.

Для варианта применения d):

- отказ одного дисплея следует рассматривать в соответствии с критериями безопасности и работоспособности для вариантов а), b) и с) в зависимости от того, к какому из данных вариантов относятся управляющие действия.

4.4 Требования к системе

Положения, содержащиеся в 4.1-4.3, позволяют разработчику проекта определить требования к УВО. Настоящий стандарт устанавливает лишь требования верхнего уровня.

Подробные рекомендации, касающиеся времени реакции, углов обзора и др., должны содержаться в руководстве по стилям.

Детальные требования должны быть разработаны по следующим вопросам:

- объем и структура вычислительных ресурсов и памяти;

- необходимая избыточность, разнообразие и сложность информации;

- условия окружающей среды и требования к УВО и ЭКП.

Требования, предназначенные главным образом для проектирования УВО рабочих станций, должны определять следующее:

- размер знаков и символов, отображаемых на УВО;

- число пикселей, достаточное для формирования различимых символов в случае использования точечной матрицы;

- требования к максимальному углу обзора (между линией взгляда и перпендикуляром к поверхности экрана дисплея) для основного и вспомогательного дисплея;

- требования к контрастности знаков и символов по отношению к фону и возможность регулирования яркости;

- частоту обновления информации, представленной в цифровом виде.

Кроме того, для проектирования УВО рабочих станций устанавливают следующие требования:

- время вывода любого элемента (или множества элементов) видеокадра должно отвечать требованиям к представлению информации на дисплее, основанной на анализе задач;

- время вывода любого элемента (или множества элементов) видеокадра должно отвечать возможностям оператора, т.е. учитывать человеческий фактор;

- частота обновления информации, представленной в цифровом виде, должна быть такой, чтобы обеспечить их легкое и точное считывание оператором (без быстрой смены отображаемых цифр низших разрядов) независимо от того, находится ли АС в стабильном состоянии или в переходном режиме;

- размеры знаков и символов, отображаемых на УВО, должны соответствовать эргономическим рекомендациям по обеспечению удобочитаемости.

Должны быть установлены требования к самим УВО, включающие:

- цвета, используемые для кодирования информации;

- частоту обновления изображения на экранах;

- спектр установленного в помещении освещения;

- устойчивость люминофора для УВО, основанных на ЭЛТ. При использовании других технологий, таких как ЖК или цифровая обработка цвета, следует учитывать специфические факторы.

Кроме того, к самим УВО предъявляют следующие дополнительные требования:

- необходимо избегать мигания текста или значений параметров на экране;

- должны быть выполнены соответствующие измерения, позволяющие убедиться в том, что отражения других источников света на экране находятся на уровне, который не влияет на выполнение задачи и не вызывает дискомфорта;

- виртуальные органы управления должны предусматривать механизм обратной связи, предоставляющий информацию относительно исполнения/неисполнения запрашиваемого действия. Критические действия должны быть защищены от непреднамеренного случайного инициирования.

Более подробная информация о виртуальных органах управления приведена в МЭК 61227.

4.5 Необходимая информация и процедуры применения УВО

4.5.1 Общие положения

Информация, подлежащая отображению, должна быть определена в целом, а затем в деталях с помощью анализа потребностей операторов и других пользователей, возникающих при работе в различных эксплуатационных режимах.

В процессе проектирования необходимо использовать отзывы и комментарии опытных операторов.

Видеокадры должны быть основаны на пользовательской модели. Представители промышленности и группы специалистов по отдельным направлениям могут иметь собственное отношение и устоявшееся мнение по таким вопросам, как:

- система трубопроводов;

- потоки сред;

- состояние сигнализации.

Пользовательские модели могут также зависеть от того, каким оборудованием оснащались АС и какими традиционными панелями пользовались операторы ранее. Не допускается автоматически полностью заменять эффективные традиционные панели на дисплеи просто потому, что в настоящее время с их помощью можно организовать ЭКП.

Пользовательская модель формируется в результате:

- обучения;

- тренировки;

- оперативного опыта.

Пользовательская модель включает в себя:

- знания о взаимосвязях между системами АС, позволяющие делать умозаключения о том, каким образом среды могут перемещаться из одной системы в другую;

- знания о законах изменения массы и энергии в системе, позволяющие прогнозировать влияние на зависимую систему.

4.5.2 Модификация существующего блочного пункта управления

Добавление УВО или замена традиционных приборов на УВО делает возможным представление информации, которая не может быть легко и просто отображена на традиционных приборах, особенно в тех случаях, когда при отображении информации требуется гибкость. К таким случаям, например, относятся:

- вывод результатов компьютерных вычислений и сравнений;

- представление обзорной информации, содержащей вычисленные значения, групповую сигнализацию, тренды, интегральные параметры, отражающие общее состояние станции и др.;

- построение двухмерных диаграмм, демонстрирующих соотношение двух переменных х и у, например параметров или критических функций безопасности;

- построение двухмерных графиков, отражающих поведение переменной х во времени t;

- отображение трендов (включая долговременные) с возможностью изменения масштаба;

- отображение мнемосхем систем с информацией о состоянии, обновляемой в режиме реального времени;

- объединение различной информации, например изображение картограммы активной зоны на четырех экранах;

- представление эксплуатационных процедур с информацией о состоянии, обновляемой в режиме реального времени.

4.5.3 Проектирование нового блочного пункта управления

Необходимо следовать итерационной процедуре, включающей в себя:

a) исследование и подробное описание основных целей (методом нисходящего проектирования), таких как:

- обеспечение информацией для контроля состояния станции и автоматических действий,

- обеспечение информацией для принятия решений (при действиях, проводимых вручную);

b) упорядочение требований к отображению информации о состоянии и тенденции изменения состояния станции и систем автоматического управления, включая системы защиты (методом восходящего проектирования);

c) определение взаимосвязей между видеокадрами. При этом необходимо учитывать:

- взаимодействующие видеокадры,

- взаимосвязанную информацию,

- видеокадры, рассматривающие одно явление с разных точек зрения;

d) уточнение проекта в результате повторения перечисленных шагов проектирования и добавления большего количества деталей.

Примеры различных форматов, их типичное использование и некоторые их характеристики представлены в приложении В.

5 Проектирование и реализация форматов представления информации на УВО

5.1 Проектирование

Для выявления потребностей предполагаемых пользователей в информации и органах управления необходимо использовать системный подход к функциональному проектированию пункта управления (см. МЭК 60964, раздел 6 и МЭК 61839).

При разработке нового проекта для решения вопроса об общей организации управляющего комплекса необходимо выявить:

- перечень функций, выполняемых системами БПУ;

- информацию о рабочих задачах, выполняемых с помощью БПУ;

- информацию о задачах, выполняемых за пределами БПУ теми лицами, которые могут беспрепятственно вникать в работу БПУ;

- предварительное описание того оборудования, которое будет установлено на БПУ.

Если в ходе модификации, реконструкции или усовершенствования предлагаются изменения способов выполнения работы, то необходимо провести обзор существующих рабочих задач и анализ ограничений, которые должны быть соблюдены.

Требования к дисплею или комплексу дисплеев должны быть установлены в результате всестороннего системного анализа предполагаемого использования отображаемых на них данных.

Для каждой предполагаемой единицы информации разработчик должен принимать во внимание следующие моменты:

- скольким пользователям необходимо отображение данной информации;

- для какой(их) цели(ей) (например, контроль, управляющее действие или техническое обслуживание) необходимы эти данные и насколько надежными они должны быть;

- требуется ли сопоставление этой информации с другими данными, находящимися на видеокадрах данного УВО или других УВО;

- в каких случаях, как часто и как быстро возникает потребность в этих данных, например в связи с действиями оператора;

- точность, с которой эти данные должны быть считаны (например, считывание с определенного расстояния для общего контроля состояния, восприятие с близкого расстояния при выполнении точных и конкретных задач);

- характеристики данных, такие как скорость изменения, шум и др.;

- ошибки в интерпретации, которые может допустить оператор и которые можно предвидеть, проанализировав:

- соответствуют ли элементарные единицы информации или информация, вычисляемая на основе нескольких измерений, задачам оператора,

- какая информация более уместна - аналоговая или дискретная,

- обеспечена ли однозначность интерпретации этой информации;

- требуемая степень детализации или обобщенности (например, дисплей для обзора общего состояния станции, дисплей на индивидуальной рабочей станции);

- время, в течение которого событие повлечет за собой существенные изменения состояния.

Данные, необходимые конкретному оператору, не должны быть приведены вместе с данными, предназначенными в первую очередь для других пользователей. В основной части системы отображения должны быть представлены только те данные, которые необходимы оператору для контроля, принятия решений и выполнения управляющих действий. Примерами такой информации являются:

- общие сведения, состояние объекта и управляющие действия систем и органов управления;

- первопричина и ход протекания нарушений;

- справочная информация и советы для оператора.

Дисплейная система должна также обеспечивать отображение других данных, относящихся к задачам технического обслуживания или анализа, однако доступ к ним может быть организован с помощью специальных средств вне основной иерархии видеокадров. Примерами таких данных являются:

- явные и скрытые функциональные нарушения, отмеченные при выполнении автоматических действий;

- данные контроля усталостных характеристик;

- количество срабатываний и продолжительность работы оборудования;

- данные, связанные с поддержанием работоспособности компьютеров, например подробные сообщения об ошибках, поступающие от компьютеризованной дисплейной системы.

При размещении дисплейных средств отображения информации необходимо учитывать предполагаемую численность оперативного персонала, распределение обязанностей и функций, а также необходимость оптимизировать количество УВО в соответствии с укомплектованностью операторами каждой рабочей станции. Последующие решения будут зависеть от антропометрических факторов, таких как:

- угол обзора;

- дальность визуального наблюдения;

- близость расположения соответствующих органов управления и индикаторов;

- количество необходимой информации.

Для того чтобы обеспечить необходимое количество рабочих станций в любой момент времени, их число следует определять с учетом распределения функций, а также возможных ремонтов, поломок и отказов оборудования.

5.2 Общие требования

5.2.1 Представление информации

Отображение должно быть по мере возможности простым, четким и понятным.

При необходимости представления сложной или сильно детализированной информации она должна быть четко организована и структурирована.

Если в соответствии с критериями безопасности наряду с обработанной информацией требуется предоставлять исходные необработанные данные или данные о качестве безопасности, то с помощью их идентификации и организации отображения должно быть обеспечено различение этих типов информации.

5.2.2 Доступность информации

Требуемая информация должна быть предоставлена оператору при любых обстоятельствах и с необходимой избыточностью, например: на мнемосхемах наряду с другими формами отображения может быть показана сигнализация (см. МЭК 62241). Для обеспечения соответствия указанным требованиям следует учитывать определенные критерии отказа, изложенные в 4.3.

5.2.3 Удобочитаемость

Информация, отображаемая на УВО, должна быть однозначно понимаемой в любых условиях эксплуатации. Текстовые и графические элементы следует применять надлежащим образом.

Для достижения необходимой удобочитаемости УВО технические характеристики видеокадров должны быть определены с учетом данных по эргономике и инженерной психологии, как это показано в 7.2 МЭК 60964.

5.3 Достоверность информации

5.3.1 Доступность для понимания

Дисплей должен представлять предназначенную оператору информацию, не допуская ее неоднозначности и потери смысла.

Масштаб графиков и гистограмм должен позволять оператору считывать и адекватно понимать показания, при этом максимальное или текущее значение должно сопровождаться представлением в числовом виде.

Для цифровых форматов число знаков при отображении результатов измерений выбирают таким образом, чтобы, с одной стороны, обеспечить достаточную точность, а с другой - минимизировать количество цифр, изменяющихся при каждом обновлении данных в условиях стабильной работы АС.

При отображении параметра, изменяющего свое значение, цифры не должны обновляться чаще чем один раз в течение 0,3 с.

5.3.2 Совместимость форматов УВО с остальной частью человеко-машинного интерфейса

См. 4.4.8 МЭК 61227.

Должна быть обеспечена совместимость форматов УВО на индивидуальных рабочих станциях и форматов ЭКП.

5.3.3 Взаимная согласованность форматов УВО

Стандартизация форматов может быть полезна, однако она не должна иметь приоритет перед соответствием более значимым критериям, приведенным в настоящем стандарте.

Если взаимная согласованность в представлении информации не обеспечена, то необходимо аргументированно объяснить допущенные отклонения в соответствующем документе.

Все элементы комплекта видеокадров, представляющие одну и ту же информацию, должны иметь одинаковые названия.

Если в разных видеокадрах используют одни и те же элементы, то они, по возможности, должны быть расположены в одинаковой позиции внутри каждого видеокадра.

Следует применять унифицированные принципы группирования с использованием стандартных заголовков и единого стиля.

Должна быть обеспечена согласованность форматов УВО на индивидуальных рабочих станциях и форматов на ЭКП.

Представление информации на разных ЭКП и их взаимодействие не должны входить в противоречие с индивидуальными рабочими станциями и другими элементами системы. Это необходимо для предотвращения диссонанса при использовании операторами ранее освоенных приемов, а также для более быстрого поиска информации.

Необходимо отметить, что согласованность и совместимость форматов ЭКП с другими системами имеют также следующие положительные последствия:

- способствуют освоению и признанию этих форматов;

- не препятствуют разработке с разными целями специальных дополнительных элементов, таких как таблицы с теоретическими общими сведениями, специальные общепринятые символы, общий обзор аварийных сигналов и др.

5.4 Форма представления информации

5.4.1 Основные правила

5.4.1.1 Общие положения

Человек обладает способностью визуально сравнивать информацию и обнаруживать расхождения. При проектировании средств отображения следует использовать эту способность. Поэтому может оказаться полезным отображать определенную информацию в виде некоторого множества, выводимого одновременно на несколько экранов, либо представлять одну и ту же информацию в разной форме на различных экранах.

При выборе формы отображения необходимо уделять должное внимание тем преимуществам, которые имеют определенные формы представления для отображения определенной информации. Предпочтение следует отдавать аналоговым способам кодирования, таким как столбиковые диаграммы, графики и символы, дополняющие численное представление.

Использование графических средств типа мнемосхем и символов снижает потребность в текстовой маркировке.

5.4.1.2 Цвета

Если для кодирования информации о безопасности используют цвет, то не следует полностью полагаться на него, а для уверенности в том, что эта информация будет правильно воспринята операторами, необходимо использовать и другие способы кодирования, такие как положение, форма символа или текст ("избыточное" кодирование).

При использовании цветового кодирования объектов фон должен быть нейтральным.

Решение об использовании цветового кодирования должно быть основано на понимании того, что пользователь будет делать.

Для кодирования объектов могут быть применены не только цветовые, но и другие способы кодирования, такие как:

- форма;

- положение;

- яркость;

- мигание и др.

Выбор цвета должен быть осознанным. При выборе не следует использовать метод "по умолчанию", даже если это кажется наиболее простым путем.

Эстетические качества цвета следует рассматривать как второстепенные, дополняющие использование цвета для кодирования информации или разметки экрана. Необходимо отметить следующее:

- всего лишь несколько неудачно выбранных цветов могут сделать изображение блеклым или чрезмерно пестрым;

- неправильно выбранные цвета могут снижать функциональную эффективность других используемых цветов (цветовой шум), даже если изображение при этом выглядит более привлекательным для случайных зрителей;

- доводом в пользу цветных изображений может быть следование установившимся в течение длительного периода времени предпочтениям пользователей.

Если дисплей для отображения общей информации должен содержать значимую качественную информацию, то для обозначения информации, имеющей важную, безусловную природу, следует использовать насыщенные цвета.

Небольшие различия цветового тона, насыщенности или яркости могут быть использованы для кодирования упорядоченной или количественной информации.

Менее значимая информация, подлежащая постоянному отображению или не меняющаяся во времени, например линии потоков и типы сред, может быть цветной, однако используемые цвета не должны быть насыщенными. Это позволяет разбивать изображение на слои и эффективно применять цвета для восприятия действительно важной информации и изменений состояния.

5.4.2 Использование символов и графики

Символы должны быть унифицированы (стандартизованы).

Риск неоднозначной интерпретации символа должен быть сведен к нулю, за исключением тех случаев, когда новая интерпретация возникает вследствие использования символа в комбинации с другими специальными символами, где, в свою очередь, его интерпретация однозначна в соответствии с требованиями к изображению.

Линейка размеров символов должна быть ограничена таким набором значений, который позволяет легко распознавать различающиеся размеры.

5.4.3 Диаграммы и мнемосхемы

Связанные друг с другом элементы АС должны быть скомпонованы таким образом, чтобы их связи были отражены с соответствующей степенью обобщения, позволяющей избежать усложнения изображения.

Пути движения технологических сред и последовательность событий в общем случае должны быть направлены:

- слева направо;

- сверху вниз или

- в соответствии со стереотипами персонала.

Дальнейшие рекомендации по компоновке мнемосхем приведены в 4.4.5 МЭК 61227.

5.4.4 Форматирование информации

Предложения и сообщения должны иметь правильную синтаксическую конструкцию и четкие формулировки.

По возможности следует использовать унифицированную иерархическую структуру сообщений.

Компоновка информации должна отражать последовательность (при ее наличии), в которой она используется.

При представлении информации в табличном виде строки должны быть разделены на группы, содержащие не более пяти строк.

Представление информации должно быть совместимым с другими связанными формами отображенной информации, расположенными в том же месте.

Для облегчения восприятия отображаемой информации необходимо применять группирование и кодирование. Критерии группирования и кодирования приведены в 7.5 МЭК 60964.

Для всей информации, хранящейся и обрабатываемой в информационной системе, должна быть предусмотрена возможность отображения в нужный момент в надлежащем виде и порядке.

Большую часть информации должен запрашивать и упорядочивать оперативный персонал.

Некоторая информация может отображаться автоматически или может быть предложена с помощью автоматически появляющегося меню.

Если существуют отдельные форматы или видеокадры, содержащие информацию о событии или состоянии системы, которые при их запросе должны быть отображены в течение очень короткого времени после их выбора, могут потребоваться оптимальные механизмы вызова видеокадров (например, специальные кнопки вызова), что должно быть четко сформулировано в проектной документации.

Вследствие многообразия информационных потребностей и диагностических стратегий должны быть обеспечены параллельный доступ к соответствующим видеокадрам и гибкая работа с ними.

Дисплеи должны быть спроектированы таким образом, чтобы минимизировать количество переходов для доступа к информации.

Некоторые примеры способов доступа к информации приведены в приложении D.

6 Разработка и внедрение экранов коллективного пользования

6.1 Назначение экрана коллективного пользования

Назначение ЭКП состоит в поддержке общей осведомленности о ситуации и взаимодействия путем предъявления одной и той же информации для одновременного восприятия несколькими лицами. Следовательно, с точки зрения проектирования БПУ АС основная цель применения ЭКП - это повышение эффективности групповой работы. Дополнительное преимущество ЭКП заключается в том, что они предоставляют общую информацию о станции определенным категориям лиц, не являющихся операторами БПУ, не отвлекая при этом самих операторов от работы. ЭКП могут также способствовать повышению эффективности работы отдельных операторов, хотя не должны при этом заменять основной операторский дисплей (предусмотренный конструкцией индивидуальной рабочей станции).

Большие дисплеи могут быть также использованы для компенсации некоторых недостатков, характерных для УВО, в отличие от устаревших, хотя и больших по размеру вертикальных приборных панелей. Недостатками индивидуальных УВО, используемых без вертикальных панелей или дополнительных ЭКП, которые могут быть компенсированы при внедрении ЭКП, являются:

- сложность поддержания осведомленности об общем состоянии станции;

- сложность и временная задержка доступа к компьютеризованным органам управления и видеокадрам;

- сложность поддержания осведомленности о действиях, предпринимаемых другими членами смены;

- сложность коммуникации.

УВО и ЭКП необходимо проектировать в соответствии с эргономическими правилами, которые во многих случаях должны быть адаптированы. Полностью задачи и требования к ЭКП должны быть сформулированы разработчиком.

Типичными задачами, решаемыми при проектировании ЭКП, являются следующие:

- отображаемая ЭКП информация должна повышать осведомленность о ситуации и понимание общего состояния станции;

- видеокадры ЭКП должны восприниматься на расстоянии, по крайней мере на общем уровне без считывания текстовых деталей;

- ЭКП должны быть пригодны для использования одним оператором;

- ЭКП должен поддерживать осведомленность о ситуации всего состава смены БПУ;

- ЭКП должен также выполнять функцию справочного дисплея для проведения совещаний или групповой работы;

- задержки при обработке и представлении информации, включая информацию об изменениях состояния, должны быть незначительными;

- несущественная информация должна быть исключена. Предполагается, что для уточнения конкретных действий операторы будут использовать персональные рабочие станции;

- ЭКП должен быть эффективным источником информации о текущем состоянии одновременно для всех членов смены;

- ЭКП должен позволять членам смены видеть, как их действия влияют на задачи, выполняемые другими операторами;

- ЭКП должен облегчать мониторинг начальнику смены или руководителю работ.

Если принято решение о целесообразности применения ЭКП на строящейся или модернизируемой станции, то перед исполнением проекта необходимо разрешить наиболее значимые вопросы, такие как:

- количество, конфигурация и расположение ЭКП;

- информация, подлежащая представлению на ЭКП;

- управление информационным содержанием экранов;

- управление или настройка освещения с учетом типа дисплея (это в большей степени зависит от конкретных выбранных технологий, чем от других факторов).

Указанные вопросы рассмотрены в 6.2-6.5.

6.2 Обзор вопросов, связанных с проектированием экрана коллективного пользования

При проектировании управления ЭКП и их содержания необходимо установить следующее:

- кто имеет право изменять состав отображаемой информации;

- каким образом эти изменения должны быть осуществлены (вручную или автоматически).

Видеокадр ЭКП должен быть нацелен на разрешение конкретных проблем, выявленных, например, путем:

- анализа опыта эксплуатации;

- ситуационного анализа существующей системы.

В каждом проекте должны быть определены конкретные проблемы, которые должен разрешить разработчик.

Типичные проблемы, выявленные в ходе анализа пунктов управления, включают в себя:

- неплановые остановы в результате несвоевременного вмешательства персонала пункта управления;

- сложность поддержания осведомленности о состояниях станции;

- ошибки человека, допускаемые из-за конструкции пункта управления, неадекватной задачам контроля, информирования о ситуации и обнаружения;

- ситуации, угрожающие безопасности, возникающие, например, из-за взаимоисключающего толкования ситуации операторами;

- трудности интеграции и обеспечения быстрого доступа к информации с помощью существующих систем;

- пожелания по усовершенствованию способов коммуникации, исходящие от оперативного персонала.

Система ЭКП должна предусматривать наличие отображаемого на экране указателя (курсора), управляемого оператором. Это необходимо для облегчения групповой работы, обсуждений и взаимодействия.

Оператор должен иметь возможность управлять указателем, находясь на своем рабочем месте.

ЭКП следует использовать, если их наличие вносит конкретный позитивный вклад в обеспечение общей информированности о ситуации и взаимодействие между операторами пункта управления или является полезным определенным категориям лиц, использующих обобщенную информацию, представленную на ЭКП.

В любом случае применение ЭКП должно быть обосновано с точки зрения соотношения затрат и полезности, а также по сравнению с другими возможными решениями.

6.3 Расположение экрана коллективного пользования на блочном пункте управления

6.3.1 Общие положения

Перед тем как начать детальное планирование представления информации, при проектировании должно быть определено следующее:

- количество ЭКП;

- конфигурация ЭКП.

Эргономические характеристики, такие как видимость и реакция операторов, должны быть проанализированы до принятия решения о конфигурации.

Разработчик должен иметь представление о том, какую подробную информацию должны видеть пользователи. Для этого разработчику следует проанализировать:

- должны ли пользователи изучать все детали предоставленной информации для решения возложенных на них задач;

- должна ли какая-то часть или вся информация, представляемая на ЭКП, быть доступной на других дисплеях.

Пользователи должны быть также способны изучить все значимые для них детали со своего максимального расстояния восприятия.

6.3.2 Расположение относительно зон восприятия операторов

Разработчик должен определить, какие области пункта управления находятся в предполагаемой зоне просмотра ЭКП без нарушения рекомендаций, касающихся максимального расстояния восприятия.

Определение максимального расстояния восприятия может быть основано на следующих фактах:

- кто именно является пользователем;

- в чем заключаются информационные потребности пользователя;

- информация какого типа подлежит отображению;

- каким образом пользователи используют информацию.

Угол обзора ЭКП с рабочих позиций операторов в пункте управления не должен быть слишком большим.

Нормальная зона работы каждого из основных пользователей ЭКП должна находиться в пределах допустимого угла обзора, определяемого относительно перпендикуляра к поверхности данного ЭКП.

ЭКП должны быть расположены таким образом, чтобы основные пользователи не заслоняли друг другу их обзор.

ЭКП следует располагать таким образом, чтобы избежать частых поворотов головы при просмотре отображений на ЭКП.

Правила размещения ЭКП относительно операторов не должны быть слишком жесткими, поскольку операторы иногда передвигаются по БПУ и должны иметь возможность принимать любую удобную позу, сидя на рабочем месте.

Если для ЭКП затруднительно найти подходящее место, то следует найти другое решение, используя следующие дополнительные возможности:

- отображать меньше информации;

- использовать больший по размеру дисплей или большее количество дисплеев;

- продублировать дисплеи;

- выводить несколько копий видеокадров.

При оценке углов обзора для вспомогательных дисплеев приемлемым считается их расположение внутри горизонтального сектора, равного  80° от нормальной линии взгляда.

При оценке углов обзора для вспомогательных дисплеев приемлемым считается их расположение внутри вертикального сектора, равного  45° от нормальной линии взгляда.

Если рабочие позиции двух пользователей смещены в обе стороны от ЭКП, то информация, значимая для обоих, должна быть расположена в том месте, где перекрываются зоны восприятия этих пользователей, или рядом с указанным местом, что позволит видеть и воспринимать данную информацию обоим пользователям. Разработчик должен рассмотреть совместное влияние следующих факторов:

- просмотр со смещением линии взгляда от центральной;

- снижение яркости из-за неравномерной отражательной способности экрана;

- степень потери цветопередачи, яркости или контрастности в зависимости от типа дисплея.

По отношению к каждому конкретному пользователю экран должен быть расположен на расстоянии не ближе, чем половина его ширины или высоты, в зависимости от того, какое измерение больше. Исходя из данного критерия определяют также минимальное расстояние восприятия.

При оценке видимости ЭКП необходимо учитывать возможности и ограничения операторов, включая следующие:

- поворот головы;

- угол обзора;

- наличие затруднений;

- совместное использование;

- рост оператора.

Совместно используемые экраны должны быть видимыми при взгляде поверх оборудования рабочих станций.

Верхнюю границу экранов общего пользования определяют по линии взгляда человека небольшого роста, находящегося в ближайшей к экрану позиции.

Находящиеся вблизи пользователи должны быть способны видеть все изображение целиком и при этом не должны видеть составляющие его элементы (точки, линии, межпиксельные промежутки на экранах ЖК дисплеев).

Более подробные требования изложены в ИСО 11064.

6.4 Информационное содержание видеокадров экрана коллективного пользования

6.4.1 Общие положения

Видеокадры для ЭКП должны быть специально разработаны с целью дополнения видеокадров, представленных на основных рабочих станциях.

Видеокадры ЭКП не должны быть копиями видеокадров основных рабочих станций, даже если дисплеи рабочих станций уже представляют обзорные видеокадры, предназначенные для использования отдельными операторами.

Изображения, спроектированные для стандартных УВО, не следует переносить на системы ЭКП без предварительной оценки их приемлемости.

Несмотря на внедрение ЭКП, операторы должны по-прежнему иметь доступ ко всей информации, необходимой для выполнения их задач, непосредственно в своей рабочей зоне, так как ЭКП являются средством скорее вспомогательным, а не заменяющим индивидуальные компьютерные дисплеи.

Информация, представленная на ЭКП, должна быть в значительной мере полезна для нескольких пользователей, находящихся одновременно в данном пространстве.

Максимальное расстояние восприятия может быть различным в зависимости от разных типов информации, представленной на дисплее. Например, высокоуровневые показатели состояния могут быть предназначены для восприятия с больших расстояний, равных размерам всего БПУ.

При определении приемлемого размера текста следует учитывать тип информации и ту обстановку, в которой эту информацию будут использовать. Критерии для определения минимального размера не обязательно должны одинаково применяться для всех областей дисплея.

Пользователи должны иметь возможность распознать все важные детали изображения с максимального расстояния восприятия.

6.4.2 Исполнение экрана и изображения

ЭКП должен работать постоянно. Пользователи не должны различать:

- строки развертки;

- границы пикселей;

- символьные матрицы;

- границы между несколькими поверхностями, на которые проецируется изображение;

- области наложения проецирующих устройств.

Разработчик экрана должен сглаживать изогнутые или наклонные края изображений с помощью градаций цвета или оттенков серого. В зависимости от расстояния восприятия это обстоятельство может усложнить использование некоторых устаревших проекторов и проекционных технологий (например, проекторов с низким разрешением, проекторов с эффектом "москитная сетка" ¹⁾).

------------------------------

¹⁾_{Эффект "москитная сетка" (screen-door effect) - это наличие на изображении четко различимых пикселей, создающих ощущение взгляда на изображение через москитную сетку.}

------------------------------

Выводимое изображение не должно иметь заметных геометрических искажений.

Размер символов, проецируемых в любой части ЭКП, не должен отличаться более чем на 10 % по высоте или ширине от эргономических рекомендаций (в данном случае могут преобладать эстетические требования).

6.4.3 Проектирование видеокадров для экрана коллективного пользования

Основные элементы обзорных видеокадров должны быть представлены в таком виде, чтобы для их восприятия по возможности не требовалось проводить в уме расчеты и обработку числовых данных. Необходимо представлять информацию в таком виде, в котором ее можно воспринять с одного взгляда.

Второстепенные числовые данные могут быть представлены на основных элементах, составляющих обзорные видеокадры, если это не противоречит другим правилам, однако эти данные не должны быть основным средством работы с обзорной информацией.

Дисплей ЭКП не предназначен для обзора количественных характеристик в первую очередь.

Дисплей ЭКП должен способствовать быстрому сопоставительному анализу параметров, т.е. визуальному сравнению:

- с нормальными значениями;

- заданными значениями;

- уставками срабатывания сигнализации и защиты;

- параметрами компонентов оборудования, которые должны иметь аналогичные параметры.

Следует воздерживаться от представления излишне детальной информации на ЭКП.

Детали должны быть вынесены на индивидуальные дисплеи операторов.

Перегруженность деталями и визуальное усложнение элементов изображения, не несущих информации, должны быть минимизированы. Нагромождения и пестрота могут быть уменьшены за счет применения менее насыщенных цветов и удаления ненужных линий вокруг областей видеокадра.

ЭКП должен давать четкие и быстро применимые ссылки, по которым можно найти дальнейшую информацию, например номер рисунка или ссылку.

Различные группы и категории информации должны быть отделены и размещены на разных уровнях или слоях представления, если это возможно. Таким образом, наиболее значимая для решения задачи информация должна быть визуально выделенной, в то время как детали и объекты, отражающие менее значимую информацию, следует располагать на визуально более отдаленных или нижележащих уровнях.

Формирование слоев может быть использовано в том случае, если представляемая информация имеет природу, подобную карте, например обобщенная мнемосхема станции. Разделение на слои может быть выполнено следующими способами:

- пространственным разделением;

- с помощью графических рамок;

- различием в яркости;

- разной контрастностью;

- различием цветов.

Пример использования цветов для отделения разной информации:

- насыщенные цвета используют только для информации, призывающей к готовности, например для аварийной сигнализации;

- информацию о работающих системах окрашивают в натуральные полунасыщенные цвета;

- информацию об остановленных системах отображают полностью ненасыщенным цветом (оттенками серого).

В отличие от ранее применяемого принципа использования набора максимально различающихся цветов такое разделение на слои позволяет пользователям быстрее находить на обзорном видеокадре необходимую информацию.

Текстовая маркировка графических элементов и символов загромождает видеокадр, и ее использование на ЭКП необходимо в меньшей степени, чем на подробных видеокадрах индивидуальных рабочих станций.

При использовании ЭКП потребность в текстовой маркировке значительно меньше, так как видеокадры ЭКП присутствуют практически постоянно и, следовательно, детально изучены.

Текстовая маркировка, которая будет восприниматься на расстоянии, должна быть минимальной. Однако могут существовать менее заметные надписи для отображения количественных параметров, которые предназначены для считывания с близкого расстояния. Полезным может оказаться использование клавиши или другого способа управления, позволяющего отображать или скрывать детали.

Необходимо отметить следующее:

- более светлый фон менее подвержен снижению контрастности в результате попадания на экран рассеянного света;

- при неправильно подобранном фоне могут возникать проблемы в восприятии ненасыщенных цветов с большого расстояния.

Если проектом предусмотрено, что какие-то участки экрана должны иметь одинаковую яркость свечения, то их реально воспринимаемая яркость действительно должна быть одинаковой. Это означает, что яркость свечения:

- по краям ЭКП должна составлять не менее 50 % яркости в центре. Данная проблема не характерна для современных проекторов;

- в центре экрана при максимальном угле обзора должна составлять не менее половины максимальной яркости. Это условие должно быть соблюдено для тех рабочих станций, на которых персонал регулярно или постоянно использует ЭКП.

Учитывая вышесказанное, положительный эффект от материала проекционного экрана может быть ограничен по сравнению с ожидаемым.

6.4.4 Вопросы использования цвета в видеокадрах экрана коллективного пользования

При необходимости цвет можно использовать в следующих целях:

- выделения определенных объектов на обзорном видеокадре (насыщенные цвета);

- выдачи предупреждающих сигналов, которые привлекают внимание к обзорному видеокадру;

- обозначения физического состояния оборудования или систем, представленных на ЭКП;

- выделения областей видеокадра ЭКП (ненасыщенные цвета);

- группирования и объединения определенной информации в пределах всей области представления информации на ЭКП;

- создания эстетической привлекательности как при продолжительном восприятии, так и для случайных пользователей ЭКП пункта управления.

Цветовое кодирование следует применять как можно реже, только в связи с потребностями, возникающими при решении задач с помощью ЭКП.

Проектное решение не должно предусматривать необходимость выявления принципиальных отличий близких по оттенку цветов, если закодированная таким образом информация расположена на ЭКП на достаточном удалении.

При использовании ЭКП оператор не должен считывать значения количественных параметров, закодированных с помощью цвета или его насыщенности. Для подобного анализа используют дисплей рабочей станции.

Далекие друг от друга цвета спектра, попадающие в центр поля зрения, вызывают постоянную перефокусировку глаз, что может привести к зрительному утомлению при демонстрации на ЭКП статичного изображения.

С предельной осторожностью следует использовать цвета для создания визуальных акцентов на видеокадрах ЭКП. Применение чересчур выделяющегося цвета снижает эффективность ЭКП как средства для быстрого обзора и вызывает недовольство пользователей помехами и пестротой. Невозможно утверждать, что для привлечения внимания в периферийном поле зрения один цвет имеет преимущество перед другим; не менее важным фактором является контрастность. Необходимо отметить следующее:

- для небольших объектов следует использовать цвета, удаленные от синей части цветового спектра;

- небольшие объекты легче обнаружить, если они имеют теплые, а не холодные цвета;

- цветные символы и значки, имеющие близкую к фону яркость (например, синий или зеленый на красном фоне), создают большие трудности при восприятии;

- если важно различать форму, то изображение и фон должны иметь разную яркость (глаз выделяет форму больше благодаря перепаду яркости, чем только цветовому тону);

- неудачный выбор цвета при нехватке контрастности может приводить к ошибкам;

- контраст яркости является существенным фактором для восприятия текста наряду с цветом;

- цветовой тон и насыщенность цвета текста и фона не имеют значения (с некоторыми оговорками);

- в соответствии с рекомендациями стандартов между текстом и фоном должно быть обеспечено соотношение яркостей по меньшей мере 3:1 (различие яркости необходимо для выявления краев, так как для этого недостаточно только различать цвета).

6.5 Управление изменением содержимого, отображаемого на экране коллективного пользования

В ходе проектирования необходимо определить степень автоматизации выбора уместного в данной ситуации видеокадра ЭКП (если их будет несколько). Это осуществляют на основе:

- анализа задач;

- требований.

При решении данной задачи разработчик должен учитывать следующее:

- автоматическое управление может снизить время реакции персонала и интерфейсную рабочую нагрузку;

- система может выполнить некорректный выбор видеокадра;

- полностью ручное управление позволяет операторам делать самостоятельный выбор, однако это увеличивает их рабочую нагрузку и может отвлечь их от основных видеокадров (выводимых на их рабочие станции).

Решением может быть организация автоматического выбора с возможностью его отмены вручную, при этом решение должен принимать начальник смены. Можно задать набор условий, зависящих от ситуации или состояния станции. Необходимо отметить следующее:

- любая критическая информация, выводимая на ЭКП, должна быть защищена от изменения или удаления;

- управление сменой видеокадра должно быть вменено в обязанность определенных пользователей, которые будут делать это в соответствии с установленными процедурами или распоряжениями вышестоящего оператора;

- если пользователь хочет внести изменения, необходимые только ему, то он должен использовать отдельный дисплей, например свою рабочую станцию. Это не препятствует функционированию ЭКП на базе рабочих станций в качестве вторичного дисплея для других пользователей.

7 Верификация

Верификация информационной системы УВО должна быть проведена для четко установленных данных о рабочих состояниях, включая нарушения нормальной эксплуатации и отказы.

Должны быть предусмотрены испытания, выполняемые как в автономном испытательном режиме, так и в рамках комплексных испытаний системы контроля и управления.

На этапе комплексных испытаний должны быть предусмотрены испытания на полномасштабном тренажере.

Процедура и общие критерии верификации должны соответствовать требованиям, установленным в 6.4 и разделе 8 МЭК 60964 и в МЭК 61771.

Особое внимание следует уделять обеспечению согласованности в тех случаях, когда параметры одновременно отображены в нескольких местах.

Временные задержки, обусловленные разной продолжительностью просмотра или трудоемкой предварительной обработкой данных, должны быть выявлены, проанализированы с точки зрения последствий и четко задокументированы.

Может оказаться полезным использование для процедуры верификации специальных средств. Практический пример верификации приведен в приложении Е.

Опыт показывает, что некоторая информация или даже некоторые видеокадры являются очень полезными в любой ситуации. Такая информация и видеокадры могут быть отображены постоянно, например на обзорных дисплеях или на ЭКП, или включены в качестве составной части в другие наиболее значимые видеокадры.

Ключевые видеокадры или наборы видеокадров должны проходить тщательную верификацию и валидацию, так как они по определению содержат только ту обобщенную информацию, на которую оператор может положиться как на источник первоначального обнаружения нарушений нормальной эксплуатации.

8 Валидация

Валидация информационной системы УВО должна быть выполнена на основе определенных репрезентативных сценариев нормальной эксплуатации, ситуаций нарушений или аварийных режимов, а также информационных задач различных пользователей системы.

Испытания могут быть проведены с помощью:

- проектной документации;

- автономных рабочих станций;

- частичной имитации;

- полномасштабной имитации.

Процедура и общие критерии валидации должны соответствовать требованиям, установленным в 6.5 и разделе 8 МЭК 60964 и в МЭК 61771 (см. также приложение Е).