DL575.6-1999T 控制中心人机工程设计导则 第6部分控制中心总体布局原则.doc

A 25备案号：67542000中华人民共和国电力行业标准DLT 575.61999控制中心人机工程设计导则第6部分：控制中心总体布局原则Ergonomic principles for the design of control centresPart6：Principles of control centres arrangement2000-02-24 发布 2000-07-01 实施中华人民共和国国家经济贸易委员会 发布控制中心人机工程设计导则总 前 言 本系列标准是根据原电力工业部1997年电力行业计划项目(技综199515号文)的安排制定的，其内容以ISOTC 159有关文件为基础，并参考和融入了其他国外标准、国家标准和新近研究成果。 现代工业的特点是高度自动化，工业控制已由局部控制、就地控制，逐步发展为以在各类控制室的集中控制为主，而系统管理也发展为在各级调度室的集中调度管理。 生产系统的安全与效率不仅取决于它自身的技术水平，而且还取决于它与人和环境的协调程度。在IEC964(=GBT 136301992)核电厂控制室的设计中明确提出，控制室的设计和评价，应包括两个方面：技术方面和人机工程方面。制定本系列标准的目的，就是要求在设计电力系统控制中心时，应充分运用人机工程学准则，结合生产、运行要求，使控制中心的布局、人机界面、环境和组织等方面能适合人的生理、心理特点，实现人、机、环境间的协调和整体优化，使人能安全、健康、舒适和高效地进行工作。目前，控制中心的人一机一环境系统的协调水平，已是电力系统现代化的重要标志之一。 电力系统控制中心(包括调度中心)的功能是监视和控制发电、输电或配电网的运行。控制中心的人机工程设计要求，就是设计时应特别注意人的因素和人的特性，例如，人体尺寸、人的反应能力和限度；把人机工程准则及所需的技术方法渗透到控制中心的设计之中。强调以人为核心，使所设计的机器(包括设施)和环境条件适应于人，这既是对一些经验教训的总结，又是提高人的工作质量的需要，也是获取良好经济效益和社会效益的途径之一。 将人机工程学(人类工效学)的诸多研究成果进行标准化，是将人机工程学原理应用于工程实际的重要环节。1975年国际标准化组织(ISO)专门设立了“Ergonomics”标准化技术委员会(ISOTC159)。我国于1980年成立了相应的“全国人类工效学标准化技术委员会”，开展了卓有成效的工作。该标准化技术委员会积极支持并参与了本系列标准的制定工作。 本系列标准DLT575以控制中心人机工程设计导则为总标题，包括12个子标准： DLT575.1 控制中心人机工程设计导则 第1部分：术语及定义； DLT575.2 控制中心人机工程设计导则 第2部分：视野与视区划分； DLT575.3 控制中心人机工程设计导则 第3部分：手可及范围与操作区划分； DLT575.4 控制中心人机工程设计导则 第4部分：受限空间尺寸； DLT575.5 控制中心人机工程设计导则 第5部分：控制中心设计原则； DLT575.6 控制中心人机工程设计导则 第6部分：控制中心总体布局原则； DLT575.7 控制中心人机工程设计导则 第7部分：控制室的布局； DLT575.8 控制中心人机工程设计导则 第8部分：工作站的布局和尺寸； DLT575.9 控制中心人机工程设计导则 第9部分：显示器、控制器及相互作用； DLT575.10 控制中心人机工程设计导则 第10部分：环境要求原则； DLT575.11 控制中心人机工程设计导则 第11部分：控制室的评价原则； DLT575.12 控制中心人机工程设计导则 第12部分：视觉显示终端(VDT)工作站。 本系列标准基本上涵盖了控制中心各个层次设计所应考虑的人机工程学的基本原则。但人机工程学是一门多学科交叉科学，涉及众多技术领域，不可能在一个系列标准中给出全部的具体参数，对各专业或专题性问题的解决，可参考列在各子标准中相应的附录“主要参考文献”。 本系列标准所给出的人机工程学基本原则，是一些通用原则，它适用于电力行业，也可用于其他行业的控制中心的设计。本系列标准基本上能满足大中型控制中心设计的需要，对于小型控制室或就地控制点，可视具体情况，简化设计步骤，选用有关内容进行设计。 本系列标准中所列的原则和参数，是人机工程学研究成果的浓缩。然而，考虑到某些设计准则还比较笼统，给出的某些具体参数也是在特定条件下的测量统计值，并非是严格的数值界定， 在应用各种设计准则与参数时，必须具体考虑其相互影响和制约，不应过于强调单个原则和单个参数，而应全面理解；再者，人机工程学准则在电力系统控制中心设计中的应用，是对现有技术设计的一种补充，可根据实际情况综合协调，以取得系统整体的优化。 鉴此，本系列标准在名称中加入了“导则”二字，即控制中心人机工程设计导则，并作为推荐性标准提供使用。 本系列标准由原中华人民共和国电力工业部提出。 本系列标准由国家电力公司电力自动化研究院归口。 本系列标准由国家电力公司电力自动化研究院负责起草，中国标准化与信息分类编码研究所、国家电力公司劳动保护科学研究所、国家电力公司苏州热工研究所、南京铁道医学院、南京航空航天大学参加了编写。 本系列标准由国家电力公司电力自动化研究院负责解释。目 录控制中心人机工程设计导则 总前言DLT575.6 控制中心人机工程设计导则 第6部分：控制中心总体布局原则；前 言 本标准系参考国内外人机工程标准化研究成果(见附录A)中有关控制中心布局的内容编制而成。 本系列标准DLT575以控制中心人机工程设计导则为总标题，包括12个子标准： DLT575.1 控制中心人机工程设计导则 第1部分：术语及定义； DLT575.2 控制中心人机工程设计导则 第2部分：视野与视区划分； DLT575.3 控制中心人机工程设计导则 第3部分：手可及范围与操作区划分； DLT575.4 控制中心人机工程设计导则 第4部分：受限空间尺寸； DLT575.5 控制中心人机工程设计导则 第5部分：控制中心设计原则； DLT575.6 控制中心人机工程设计导则 第6部分：控制中心总体布局原则； DLT575.7 控制中心人机工程设计导则 第7部分：控制室的布局； DLT575.8 控制中心人机工程设计导则 第8部分：工作站的布局和尺寸； DLT575.9 控制中心人机工程设计导则 第9部分：显示器、控制器及相互作用； DLT575.10 控制中心人机工程设计导则 第10部分：环境要求原则； DLT575.11 控制中心人机工程设计导则 第11部分：控制室的评价原则； DLT575.12 控制中心人机工程设计导则 第12部分：视觉显示终端(VDT)工作站。 本标准的附录A是提示的附录。 本标准由原中华人民共和国电力工业部提出。 本标准由国家电力公司电力自动化研究院归口。 本标准主要起草单位：国家电力公司电力自动化研究院、南京航空航天大学、中国标准化与信息分类编码研究所。 本标准主要起草人：童时中、陈毅然、马长山、张锦华、滑东红、刘伟。目 次前言1 范围2 引用标准3 定义4 控制中心总体布局设计程序5 控制中心总体布局的几个方面6 与控制中心相关的工作区和设施7 控制中心布局的检验附录A(提示的附录) 主要参考文献中华人民共和国电力行业标准 DLT 575.61999控制中心人机工程设计导则第6部分：控制中心总体布局原则Ergonomic principles for the design of control centresPart6:Principles of control centres arrangement中华人民共和国国家经济贸易委员会2000-02-24批准 2000-07-01实施1 范围 本标准运用人机工程学准则，规定了控制中心的布局原则、布局设计的程序和对布局设计各相关要素的要求。 本标准适用于各类控制中心的总体布局设计。2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 DLT 575.1-1999 控制中心人机工程设计导则 第1部分：术语及定义 DLT 575.5-1999 控制中心人机工程设计导则 第5部分：控制中心设计原则 DLT 575.7-1999 控制中心人机工程设计导则 第7部分：控制室的布局 DLT 575.11-1999 控制中心人机工程设计导则 第11部分：控制室的评价原则3 定义 本标准采用的定义见DLT 575.1-1999。4 控制中心总体布局设计程序4.1 一般方法 对厂区位置规划(亦称总平面布置图)的研究是控制中心布局设计的重要内容。厂区位置规划就是绘制出生产建筑物内或生产场地上所有生产单元、主要设备、建筑物和道路的平面图。厂区位置规划包括选定控制中心相对于被监控对象(例如工艺设备、生产装置、建筑物、交通系统以及所要监控的其他目标)的位置，并且要包括其他各种工作站(在工场内或控制室内等)。 本标准重点是根据厂区平面规划、工作内容和工作组织，从人机工程学角度，对控制中心进行总体布局设计。它包括控制室相对于生产现场的位置，以及与控制室功能相关各室的位置。还应考虑生产场地的通道、人与物的流动路线及厂内的交通问题。 此外，还有许多其他因素(如经济因素、整个区域的大小、形状和环境、场地实际使用部分等)应予以综合考虑，并且作出妥善处理。控制中心相对于被控制和(或)监视的子系统的实际位置形成了对控制室、工作站和作业的制约。它也制约了其中的通道、距离、通信方式以及作业设计和工作组织设计的灵活性。控制室的实际位置在某些情况下(例如关系到安全和信息接收)对运行是极其重要的，而在有些情况下则没有多大关系。4.2 控制中心布局设计步骤 一个工厂或设施的总体布局、生产和工作流程、主要操作运行规则以及建筑物的总体布局等是一个工程项目开始时应重点考虑的因素。4.2.1 控制中心的设计阶段 控制中心的设计过程通常由下列各个阶段组成(见DLT575.5-1999)： a) 阐明问题； b) 功能设计； c) 概念设计； d) 详细设计； e) 运行反馈。4.2.2 布局设计步骤 控制中心布局的设计原则应在概念设计阶段加以研究和确定。控制中心的布局是详细设计中的第1步。控制中心的布局设计可采用下列步骤(见图1)：图1 控制中心布局设计流程图 a) 在概念设计阶段启动总体布局设计，其内容由工作系统的预期效能说明(系统功能)和工作系统内所完成任务的概述组成，包括操作者的任务分配或技术设备配置(见4.3)； b) 场地或生产设施的总体布局，包括确定控制中心的位置(见4.4)； c) 对控制中心的空间要求作出总体说明。一种有效的方法是对控制中心内所完成的每项任务，规定出作业空间，然后按人机工程学要求将作业空间配置到工作岗位中(见4.5)。4.2.3 使用者的参与 从人机工程学角度，使用者介入控制中心的设计是必不可少的。使用者参与控制中心设计的一般方法可参考DLT 575.5-1999。使用者与项目组之间可在情境分析时作首次联系。然后，项目组应就控制中心的布局征询使用者意见，此时，如采用比例模型或磁性布局模板或计算机三维图模型等工具，则更为有效。4.3 设计启动 控制中心布局设计的启动点是列出待完成的工作任务。这份工作任务说明书包括分配给操作者或仪器、设备的每项任务。实际上，任务分配影响着仪器、设备及其支持软件、工具(决策支持、报警管理等)的自动化水平。4.3.1 工作人数的确定 一般而言，为完成工作任务所需的人数和他们之间的联系以及工作任务的持续时间、频数、脑力和体力劳动负荷应是已知的，但实际上可能有所不同。 注：一项作业是各种工作任务的组合，这些工作任务是为了实现某些目标而分配给一个或多个工作者去执行。各种工作任务的组合以及每项工作任务的延续时间、出现频数， 在一段时间中可能会有改变(例如在8h一班的期间)。4.3.2 工程项目的类型与特征 工程项目有两种类型： a) 现有设施的重新设计。将部分现有厂区设计成为新的控制中心，或者将几个控制室合并成为一个新的控制室。此时，最好由人机工程学家进行情境分析，以便为重新设计提供相关的人机工程学资料。情境分析的结果之一就是对现有工作任务的详细综述。据此研究新项目对工作任务的影响，并进行功能分析。 b) 在某些情况下，全新的控制中心设计方案很少或根本没有可供比较和使用的现有情境的人机工程学资料(资料较少的另一个原因，可能是没有时间来完成相当费时的情境分析)。在这种情况下，功能分析只能得到粗略的工作任务的概况。由于对这些工作任务尚缺乏有用的实际经验，可将项目组的评估作为“工作设想”。随着设计过程的进展，确切的资料将会代替“工作设想”。 对在现有情境下重新设计的项目，设计工作将会受到现有作业和工作组织改变的影响和制约。但是，现有的情境具有良好的参考价值，并允许使用者可以参与设计过程。 对一项全新的设计项目而言，作业和工作组织设计应在项目开始时就着手进行。作业和工作组织设计的结果，往往对控制中心和工作岗位设计具有重要影响。4.3.3 工作任务清单 由于技术的进步，在设计周期内，工作和任务的内容往往会发生变化，因此在项目设计期间，应列出已知的所有工作任务的清单，并记录项目过程的全部资料。4.3.4 等量作业的分配 下一步骤是将工作任务作“等量作业”的分配。一个等量作业就是一个操作者在一定时间内所能完成的工作总量。这也是初步明确应配备的工作站的数量。“等量作业”一词的使用是由于工作任务在操作者之间实际上有各种不同的分配，而班组由多少名操作员组成则取决于工作组织。工作任务分配的结果，可估算出控制室和控制中心的其他功能室以及整个作业区内的工作所需的人数。4.4 控制中心的位置 确定控制中心在厂区的最佳位置，应考虑下列诸因素的交互作用。4.4.1 人机工程学方面 a) 可见度要求，如果某一生产过程或场地(区域)要求能被操作者观察到，操作者的工作区域应位于能进行视觉监视的地方。 b) 控制中心、工作单元、就地控制室各处的就地工作站之间的距离。 c) 环境方面，如适宜的光线与窗户，避免高噪声，避免有毒、易燃、易爆和振动等。在外部存在交变电磁场情况下(如雷达、微波发射源等)，工作地点应位于受这些影响较小的地方 (它对人健康的影响尚未弄清)。对于无法避开的强微波辐射，应采取适当防护措施。 d) 控制中心的易接近性和应急出口。 e) 作业和工作组织设计的建议。 f) 今后的扩展。4.4.2 技术方面 a) 建筑物的土木结构。 b) 各生产单元(相关的生产过程)、各防护区域之间的关系。 c) 管路、电缆和通风管道的路线。4.4.3 其他方面 a) 控制中心的某些安全方面问题。例如，是否采用防爆性建筑，有毒、有害因素是否采取防护措施以及控制中心是否采用防护体(如屏蔽)等。 b) 保密性：与公众接近程度、特种安全检查和控制门。 c) 公共关系。 d) 建筑方面(厂房建筑应符合工业环境)，为使室内设计合理，设计小组应包括建筑师。4.5 控制中心作业区的总体说明 对控制中心作业区的要求应作出总体说明，有效的方法是详细说明每项工作的作业区。4.5.1 作业区分组原则 作业区应根据下列一项或几项原则进行分组： a) 作业区安排在一个室内，如所有的过程控制、监控作业区以及休息区可安排在同一室； b) 作业区合并，如过程控制和监控区可与过程管理区合并(即两项工作由一个工作地点的同一个人来完成)； c) 作业区置于分立的室内(不包括其他作业)。4.5.2 作业区总体说明的内容 作业区的总体说明涉及控制室和在功能上有联系的各室(见第6章)，其说明应包括下列因素： a) 每个房间使用者的人数(包括人数的变动)； b) 每个房间需配备的工作站的尺寸及其空间要求的估算； c) 交接班的要求和班组的简要说明。 最后，还应考虑为今后的改造和扩展留出足够的空间。4.6 控制中心布局设计 根据对各作业区的总体说明和对每个作业区要求的概述，可进行控制中心的功能设计。其主要方面是： a) 各作业区之间的关系或联系； b) 通向作业区的通道； c) 环境限制(例如，避免窗户面对显示器的荧光屏)； d) 房屋总体布局的建筑学原则，如对形状、地面、立柱或钢结构、交通和工作路线，以及对窗户的位置、门窗框、遮阳物、色彩配置、装饰、空气调节等，作为建筑学(包括美学)关注的所有这些因素均应综合考虑； e) 设备安装和维修的通道。5 控制中心总体布局的几个方面5.1 概述 总体布局设计通常需考虑几个相互关联的因素。例如，为了确定控制中心与过程单元之间的最佳距离，需考虑过程单元的可达性(按所需的响应时间)、工作组织和作业分配(即控制室的操作者和现场操作者之间的分配)。5.2 工作联系 应考虑下列因素： a) 需要频繁地互相进行语言联络的独立作业区应处于相近位置。 注：作业区的含义可能是一张操作员的工作台、一个办公室或任何其他工作场所， 包括临时作业区(如维修作业区等)。 b) 控制室的设备布置应使操作员之间在需要时可进行目视交流。 c) 与控制室功能无关的事务应不致分散控制室中操作者的注意力(例如，签订合同等工作应设置单独的办公处，经常性的会议应有单独会议室等)。 d) 不同功能的房间和工作岗位应互相隔开，以避免潜在的干扰，如声音的干扰。5.3 道路与交通 应考虑下列因素： a) 厂区的人行通道，包括进出控制中心的通道，应当是合理的，除非有特殊的考虑(如安全、保密等)，通道距离应尽可能短，以便于生产人员经常出入控制中心。 b) 通过控制中心的人行通道应实用和有效，为便于通信，距离宜尽可能短。 c) 如果厂区的某一部分需用目视监视，则执行这种监视任务的工作地点就决定了控制中心在该厂区的位置。 d) 对人员出入控制中心所制订的限制措施，不得妨碍已经核准人员的出入。 e) 应专门设置用于紧急出口的通道。 f) 场所布局应能使参观者方便地到达各参观点。 g) 使用者的座位背向入口或频繁使用的通道时，可能会感到不舒适，从安全出发， 使用者最好能在正常工作位置看到进入房间的人员。5.4 环境条件 应考虑下列因素： a) 地板、墙壁、天花板所使用的材料，应当控制其眩光、反射和大的对比度；控制室应降低噪声，并提供适当的隔声装置。 b) 对潜在的外部干扰源(如交通、运行设备)，应进行噪声的测定、评价和记录，控制室应设置在干扰最小的位置。5.5 维修和保洁 应考虑下列因素： a) 应选用易于维护和保洁的厂房建筑材料，如地板、天花板、门的把手和栏杆的材料。人员进入控制中心时，应采取保洁措施。 b)设备(计算机、荧光屏、打印机等)应易于接近，以便于维护。 c)需定期维护的设备(如照明灯具、火警和瓦斯检测系统、采暖通风空调系统)应易于接近。 d) 电缆的敷设需隐蔽，但要易于接近，以便随时维护和修理，并应考虑到今后可能的扩展。 e) 在进行维修活动时，对控制室操作人员的干扰应尽量小。5.6 来访者 在设计控制中心时，应考虑来访者。应区分专业来访者和一般来访者，对这两类来访者应全面了解其各自的要求，并考虑下列因素： a) 一般来访者通过控制中心时应加以引导，其路线应尽可能地减少对操作员的干扰， 应创造适合接待一般参观的条件(如在中央控制室的外侧设置观察廊)。 b) 操作者的工作台上和显示屏上的资料的机密应确保不致泄漏。 c) 专业来访者可允许进入控制室内，但要提供相应便利条件，使其看清荧屏显示。非必要时，不应干扰操作者。5.7 资料与文件 运行人员和其他人员使用的资料与文件管理，应做到： a) 资料的存放和配置应使常用的资料便于查找和归位。 b) 归档设施应能满足资料容量的要求。 c) 紧急情况下需用的资料应采取专门的措施。 d) 为了节省空间和加速检索，应考虑使用计算机辅助管理，特别是应急程序资料。5.8 设计的相容性 除休息区与作业区的设计有明显的差别外，各功能室的气氛应宁静和谐，并在设计和装饰上要具有一定的相容性。应适当运用风格和对比度的差异，但要避免巨大的差别。这些考虑也适用于同一厂区内的其他建筑物。5.9 入口和运输 应考虑下述因素： a) 控制中心的门和通道应保证大多数设备能运输和通过，还应考虑今后设备的补充、维修和更新，有时可能需拆除地板或天花板。 b) 应考虑入口处管理所需的空间。 c) 应准备好用于紧急救护设备、应急设备和紧急出口的通道。 d) 控制与监视功能的保密性和安全性(如直接入口、专门入口及门、需经安全检查的出入通道)。6 与控制中心相关的工作区和设施6.1 概述 控制中心的布局设计需考虑各种不同的要求。为了简化设计过程，6.2至6.5给出了控制中心作业区和功能室的一般说明，其中包括一些特殊的要求。这些要求也可用作检查控制中心设计完整性的清单。 第4章和第5章的内容可应用到每个功能室。由于设计的要求内容很多，设计过程(包括功能分析)中又有多种方案，因此项目组应当提出恰当的原则，并按上述清单办理。6.2 控制和监视功能 控制和监视作业区可设置在同一房间内，或者与下列工作空间结合起来： a) 编制文件工作和相应的作业区：考虑到编制文件工作和其他管理工作需要使用的设施， 包括使用电子辅助设备，如个人计算机、VDT。 b) 管理任务和相应的作业区：值班记录、备忘录等。 c) 分析诊断任务及其相应的作业区：出于应用同一种资料的考虑，包括几个人在一起讨论某些问题的可能性； d) 监督任务及其相应的作业区：考虑到多种因素，如工作组织、保密方面、对生产全过程的观察等。 e) 通行证和来访者的管理任务及其相应的作业区：这种作业空间(如柜台)可作为控制室的一部分或是单独安排一个房间，这取决于两者是否有矛盾，如工作组织(谁来管理通行证和来访者)、应付高峰时间、确切地了解现场发生的情况以及保持控制室内的安静环境。6.3 维修和支持 应考虑下述因素： a) 计算机区、电子设备区、电缆架区：这些区的许多细节将由设备供应商提供，对环境因素、初始安装和未来的维修通道需加以考虑。 b) 打印机区域：需考虑打印机的使用(长时间使用、诊断用、即时使用)和预期的设备噪声水平。 c) 修理区、工程师工作区：在控制室内，可能需进行有关的各种硬件和软件的维护和开发工作，通常，这些工区应按8h正常作业来设计。 d) 储藏区(如存放备件)。 e) 蓄电池室不间断电源(UPS)室：宜提出特殊的环境要求。6.4 卫生、安全和生活设施 应考虑下述因素： a) 应急出口与设施(如个人防护设备的储藏)。 b) 休息区、厨房、吸烟区：这些方面主要取决于休息时间、进食和吸烟等有关规定，也要考虑应急情况时要易于出入控制室。 c) 操作者个人储藏区：个人储藏区用于存放个人物品、学习书籍、培训指南、工作服、仪器、工具等。 d) 卫生区：除厕所、浴室、洗手间外，为清除控制中心各部分的污物，还应考虑设置卫生管理室。 e) 来访者接待室：用以接待非专业来访者(见5.6)。 f) 特殊的文化要求区：设计人员要根据当地习惯和文化背景检查控制中心内是否设置了专用的房间或作特殊的布置。 g) 救援区设施：参照当地的规定。6.5 其他 下面按作业区作为单独一室方式开列如下(其中某些作业区可以合并)： a) 会议区、培训学习模拟区：列出所需设备和材料清单以及可能使用该区的人数概况， 据此可估算这种室区的数量和面积。 b) 保安区：考虑在控制中心各部分之间(或其一部分)、与工作人员出入通道有关的其他设施之间设置屏障的需要。 c) 技术支持中心。 d) 事故管理区：在遇到灾难时，应考虑动用专门通信设备和器材。7 控制中心布局的检验 为确保按规定要求进行控制中心布局设计，设计完成后必须进行验证，按DLT 575.11进行。附录A(提示的附录) 主要参考文献1 ISOWD 11064-2(1997)控制中心人机工程设计 第2部分：控制室及其配套房间布局原则2 GB16251T-1996 (eqv ISO 6385，1981) 工作系统设计的人类工效学原则3 ISO9241-2(1992) 用于办公室工作的视觉显示终端的工效学要求 第2部分： 任务要求导则4 EN614-1(1995) 机械安全工效学设计原则第1部分：术语和一般原则