核電站主控室后備盤臺人機界面建模及其優(yōu)化方法研究.pdf

1、后備盤臺是先進主控室的重要組成部分和重要的安全屏障，其功能是在數字化儀控系統(tǒng)失效時，維持核電站的正常運行或將核電站引導到安全的狀態(tài)下。后備盤臺人機界面布局不僅直接關系到操縱員的認讀、操控的準確性和效率，而且關系到核電站運行的安全和效益?？梢姡瑢ζ洳季謨?yōu)化進行研究具有重要的理論意義和應用價值。
　　 本文以核電站主控室后備盤臺人機界面為研究對象，針對人機界面經驗布局法存在的問題，主要對人機界面布局建模與基于粒子群算法(PSO)的界

2、面布局優(yōu)化設計等問題進行了研究，其主要研究工作如下。
　　 分析了核電站主控室人機界面布局的工效學標準，并依據相關標準，分別對顯示器、操縱器和盤面的布局原則進行了歸納和總結，確定了核電站主控室后備盤臺人機界面布局的重要性、操作頻率、操作順序、相關性、相容性等，作為核電站主控室后備盤臺人機界面布局優(yōu)化設計的原則。
　　 針對后備盤臺人機界面的重要性、操作頻率、操作順序、相關性和相容性各布局原則，分別建立相應的數學模型。從臺

3、面的總體布局出發(fā)，需綜合考慮各布局原則之間的相互關系，并依此構建布局優(yōu)化目標函數，將實際人機界面的布局問題抽象成為組合優(yōu)化的數學問題。
　　 依據后備盤臺布局優(yōu)化問題的特點，進行了基于Monte Carlo方法的算法測試與布局優(yōu)化方法研究。通過構建標準測試界面，采用PSO進行布局求解，測試前文構建的布局優(yōu)化目標函數的合理性和適用性，測試PSO布局優(yōu)化算法解決本布局問題的有效性。通過構建概率密度函數及兩種用于求解其系數的最小二乘法

4、格式，對標準測試界面布局結果的分布規(guī)律進行分析。最后，給出了一種基于統(tǒng)計學的對優(yōu)化結果進行分析的方法。
　　 在構建的數學模型和目標函數的基礎上，采用PSO進行了后備盤臺人機界面的布局優(yōu)化計算。通過Monte Carlo布局優(yōu)化實驗，對PSO計算中影響迭代次數和優(yōu)化結果的慣性權重、學習因子、粒子速度、粒子數和最大迭代次數等各參數進行了研究和測試。提出了改進的慣性權重的先減后恒值分段連續(xù)進化策略，以及學習因子的循環(huán)變化策略；給出了