プラント運転訓練装置
【課題】インストラクタの負担を軽減できるプラント運転訓練装置を提供することにある。
【解決手段】音声認識装置１５は、スケジューリング機能の信号をデータベース化したスケジューリング機能データベース１７と、現場機器の駆動音をデータベース化した現場音響データベース１８と、インストラクタや現場運転員の対応操作時の声紋をデータベース化した音声データベース１９と、運転手順書をデータベース化した運転手順書データベース２０とを備える。音声処理部１２は、音声入力部１６から入力された音声信号に対応する情報を、データベースの何れかから取り出し、シミュレータ計算機１０のスケジューリング処理部６に出力し、音声認識信号を音声合成装置２１に出力する。
【解決手段】音声認識装置１５は、スケジューリング機能の信号をデータベース化したスケジューリング機能データベース１７と、現場機器の駆動音をデータベース化した現場音響データベース１８と、インストラクタや現場運転員の対応操作時の声紋をデータベース化した音声データベース１９と、運転手順書をデータベース化した運転手順書データベース２０とを備える。音声処理部１２は、音声入力部１６から入力された音声信号に対応する情報を、データベースの何れかから取り出し、シミュレータ計算機１０のスケジューリング処理部６に出力し、音声認識信号を音声合成装置２１に出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電プラントや化学プラントのようなプロセスプラントの運転や保守作業の訓練に用いるプラント運転訓練装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、発電プラントや高度なプロセスプラントは、複雑な構造及び機能を有しているので、プラントの状態に応じた適切な運転操作、保守には高度な知識と技術を要し、運転訓練が重要である。このため、プラントプロセスの特性を計算機を用いて模擬するプラント運転訓練装置により運転、保守作業の訓練を行っている。
【０００３】
従来のプラント運転訓練装置は、模擬制御盤上のスイッチ操作などに応じて、実プラントのプロセスや制御装置の特性を物理モデルに基づいて計算し、結果を模擬制御盤上の計器、表示装置や警報などにリアルタイムで表示することにより、あたかも実プラントを運転しているように模擬制御盤からの操作、監視を行えるようになっている。
【０００４】
このようなプラント運転訓練装置において、音声データ処理手段を用いることで、音声データの記録や出力等が可能となるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−６９００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プラント運転訓練装置を用いた訓練において、インストラクタがインストラクタコンソールを用いてスケジューリングの実行等、手動でプラント運転訓練装置の操作を行う場面があり、操作中は運転員の監視ができない等、インストラクタの負担になっている。
【０００７】
ここで、特許文献１記載のものでは、運転員の音声を認識し、音声データの記録や、データベースの時刻に基づき音声データの再生等が行なえるが、音声によりプラント運転訓練装置の操作を行なうこと、運転員の特定の音声を発生条件として設定した音声を再生すること及び運転員の緊張度の分析等は行なうことができないものである。
【０００８】
本発明の目的は、インストラクタの負担を軽減できるプラント運転訓練装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、プラントの状態を把握するための計器や運転操作を行う操作スイッチが設けられた模擬制御盤と、該模擬制御盤の操作に応じてプラント状態をシミュレーションするシミュレータ計算機とを有するプラント運転訓練装置であって、スケジューリング機能の信号をデータベース化したスケジューリング機能データベースと、現場機器の駆動音をデータベース化した現場音響データベースと、インストラクタや現場運転員の対応操作時の声紋をデータベース化した音声データベースと、運転手順書をデータベース化した運転手順書データベースと、インストラクタや運転員の音声を認識して音声信号を生成する音声入力部と、該音声入力部から入力された音声信号に対応する情報を、前記データベースの何れかから取り出し、前記シミュレータ計算機のスケジューリング処理部に出力し、音声認識信号を音声合成装置に出力する音声処理部とから構成される音声認識装置を備えるようにしたものである。
かかる構成により、プラント運転訓練装置におけるインストラクタの負担を軽減できるものとなる。
【００１０】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記音声認識装置は、前記スケジューリング機能データベース及び前記音声認識装置を用いて、インストラクタのスケジューリング実行指令音声からスケジューリングを実行するようにしたものである。
【００１１】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記音声認識装置は、前記スケジューリング機能データベース及び前記音声認識装置を用いて、インストラクタのスケジューリング編集指令音声からスケジューリングを編集するようにしたものである。
【００１２】
（４）上記（１）において、好ましくは、前記音声認識装置は、前記現場音響データベースと前記音声データベースと前記音声合成装置とを用いて、運転員からのページング呼応に対した現場機器の駆動音と現場運転員の対応操作時の音声をスピーカを通して出力するようにしたものである。
【００１３】
（５）上記（１）において、好ましくは、前記音声認識装置は、前記音声データベースと前記音声合成装置及び前記音声認識装置とを用いて、プラントプロセス変化時に対応した当直長指示の音声をスピーカを通して出力するようにしたものである。
【００１４】
（６）上記（１）において、好ましくは、前記音声認識装置は、訓練結果から事象及び運転員操作をスピーカから出力し、プリンタを通して出力して報告書を作成するようにしたものである。
【００１５】
（７）上記（１）において、好ましくは、前記音声認識装置は、前記運転手順書データベースと前記音声合成装置とを用いて、運転員の自主訓練時に運転手順書に基づいた操作指令をスピーカを通して出力するようにしたものである。
【００１６】
（８）上記（１）において、好ましくは、前記音声認識装置は、前記音声合成装置を用いて、訓練中の運転員の操作をスピーカを通して出力するようにしたものである。
【００１７】
（９）上記（１）において、好ましくは、前記音声認識装置は、運転員の特定の音声をスケジューリング実行のトリガとしたものである。
【００１８】
（１０）上記（１）において、好ましくは、前記音声認識装置は、運転員または当直長の音声を検索し、特定の音声を発した状態までプラント状態を復元するようにしたものである。
【００１９】
（１１）上記（１）において、好ましくは、運転員の音声を分析する声紋分析装置を備え、前記声紋分析装置により訓練中の運転員の緊張度を分析するようにしたものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、音声によりプラント運転訓練装置を操作可能とすることで、インストラクタの負担を軽減できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第１の処理例に用いる構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第２の処理例に用いる構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第３の処理例に用いる構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第４の処理例に用いる構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第５の処理例に用いる構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第６の処理例に用いる構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第７の処理例に用いる構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図１〜図８を用いて、本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置の構成及び動作について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態によるプラント運転訓練装置の全体構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置の全体構成を示すブロック図である。
【００２３】
訓練室１００には、模擬制御盤１，マイク等の音声入力部１６Ａ，スピーカ２２Ａが設置され、訓練を行う運転員２及び当直長１３が配置される。
【００２４】
インストラクタ室２００は、訓練室１００とは独立した空間である。インストラクタ室２００には、インストラクタコンソール３，音声認識装置１５及びスピーカ２２Ｂが設置され、インストラクタ９が滞在する。訓練室１００とインストラクタ室２００とは隣接している。インストラクタ室２００のインストラクタ９は、訓練室１００の内部の運転員２及び当直長１３の動作を確認できるが、訓練室１００からは、インストラクタ室２００の内部が見ることができないような鏡等で訓練室１００とインストラクタ室２００とは仕切られている。
【００２５】
シミュレータ計算機１０は、訓練室１００やインストラクタ室２００とは別の空間に配置されている。
【００２６】
模擬制御盤１は、プラントの状態を把握するための計器，表示装置，警報等，及び運転操作を行う操作スイッチ等が設けられている。運転員２は、模擬制御盤１でプラントの状態を確認及び操作スイッチを操作する。当直長１３は、運転員２の操作を監視する。音声入力部１６Ａは、運転員２等の発する音声をアナログ信号に変換して、後述の音声処理部１２に入力する。
【００２７】
インストラクタコンソール３は、キーボードやマウス等の入力装置を持つインストラクタ入力部４と、モニタ等で表示されるインストラクタ監視部５とで構成される。インストラクタ９は、スケジューリングの編集等、プラント運転訓練装置の操作を行う場合、インストラクタ入力部４から操作指令信号を入力する。インストラクタコンソール３は、後述のスケジューリング処理部６，声紋分析装置７及び運転訓練監視部８と接続されている。インストラクタ９は、インストラクタ監視部５により、プラント状態，訓練履歴，声紋分析結果及びスケジューリングの状況等を監視することができる。
【００２８】
シミュレータ計算機１０は、スケジューリング処理部６と、プラントシミュレーション部１１と、運転訓練監視部８とから構成される。
【００２９】
運転員２は、例えば、ガスタービンの起動から定格運転状態までの操作を訓練する場合、模擬制御盤１のスイッチを操作する。プラントシミュレーション部１１は、模擬制御盤１からの操作信号Ｓ１に応じて、実プラントのプロセスや制御装置の特性を物理モデルに基づいてプラント状態をシミュレーションする。シミュレーションした結果であるプラント状態信号Ｓ２は、模擬制御盤１に伝送され、模擬制御盤１の計器，表示装置や警報などにリアルタイムで表示される。これにより、あたかも実プラントを運転しているように模擬制御盤からの操作，監視を行えるようになっている。また、プラント状態信号Ｓ２は、スケジューリング処理部６及び運転訓練監視部８に伝送される。
【００３０】
スケジューリング処理部６は、スケジューリングに登録されているトリガ条件を判定する。運転員２の訓練には、通常のガスタービンの起動から定格運転状態までの操作の習熟だけでなく、突発的な事象が発生したときに適切な対応操作が行えるかどうかも含まれる。そのため、スケジューリング処理部に登録されているスケジューリングには、運転員２による運転操作の途中の適当なタイミングで突発的な事象が発生するようにしている。突発的な事象としては、例えば、タービンの軸ブレにより振動が発生したり、ガスタービンの回転数が異常に高回転になったり、ガスタービンの温度が高温になり過ぎたり等がある。これらの異常事象を発生するタイミングを判定するのがトリガ条件である。トリガ条件としては、運転員２の操作により予め指定した弁に対して開操作が行われた場合とか、ガスタービンの回転数が例えば５００ｒｐｍになった場合とかがある。これらのトリガ条件が成立した場合、スケジューリング処理部６は、模擬信号Ｓ３をプラントシミュレーション部１１及び音声処理部１２に伝送する。模擬信号Ｓ３は、タービンの軸ブレにより振動が発生したという信号や、ガスタービンの回転数が異常に高回転になったという信号である。
【００３１】
運転訓練監視部８は、運転訓練中の機器の動作（ポンプの起動停止，弁の開閉等），運転員２の操作，運転員２及び当直長１３の音声等の履歴を記録する。運転訓練監視部８は、運転訓練中の機器の動作，運転員２の操作を、インストラクタコンソール３及びプリンタ１４に伝送する。また、運転訓練監視部８は、運転員２及び当直長１３の音声等の履歴を音声処理部１２に伝送する。
【００３２】
音声認識装置１５は、音声処理部１２と、マイク等の音声入力部１６Ｂと、スケジューリング機能データベース１７と、現場音響データベース１８と、音声データベース１９と、運転手順書データベース２０とから構成される。
【００３３】
スケジューリング機能データベース１７は、スケジューリング機能の信号をデータベース化したものである。現場音響データベース１８は、現場機器の駆動音をデータベース化したものである。音声データベース１９は、インストラクタ９や当直長１３の指示及び現場運転員の対応操作時の声紋をデータベース化したものである。運転手順書データベース２０は、運転手順書をデータベース化したものである。
【００３４】
音声入力部１６Ａは、当直長１３及び運転員２からの音声信号Ｓ４を音声処理部１２に伝送し、音声入力部１６Ｂは、インストラクタ９からの音声信号Ｓ４を音声処理部１２に伝送する。
【００３５】
音声処理部１２は、各データベース１７，１８，１９，２０を参照し、音声信号Ｓ４または模擬信号Ｓ３に対応する音声認識信号Ｓ５をスケジューリング処理部６、運転訓練監視部８、音声合成装置２１、声紋分析装置７に伝送する。なお、音声処理部１２による具体的な処理内容については、図２以降を用いて詳述する。
【００３６】
音声合成装置２１は、音声認識信号Ｓ５から当直長１３及び運転員２の音声を合成し、スピーカ２２Ａ，２２Ｂに伝送する。
【００３７】
声紋分析装置７は、音声認識信号Ｓ５を分析し、分析結果をインストラクタコンソール３に伝送する。
【００３８】
次に、図２を用いて、本実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部１２の第１の処理例について説明する。
図２は、本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第１の処理例に用いる構成を示すブロック図である。なお、図１と同一符号は同一部分を示し、図２では、第１の処理例に必要な部分のみを図示している。
【００３９】
第１の処理例では、インストラクタの音声によりスケジューリングの実行するものである。
【００４０】
インストラクタ９は、例えば、「スケジューリング実行」を声に出して発する。この音声は音声入力部１６Ｂに入力され、音声入力部１６Ｂは音声信号Ｓ４を音声処理部１２に伝送する。音声信号Ｓ４は、インストラクタ９が発した「スケジューリング実行」をディジタル信号に変換したものである。音声処理部１２は、スケジューリング機能データベース１７を参照し、音声信号Ｓ４に対応するスケジューリング機能が存在する場合、「スケジューリング実行」の音声認識信号Ｓ５をスケジューリング処理部６に伝送する。スケジューリング処理部６では、「スケジューリング実行」の音声認識信号Ｓ５の入力により、スケジューリングを実行する。
【００４１】
従来、スケジューリングを実行する際には、インストラクタ９がインストラクタコンソール３を操作する必要があった。「スケジューリング実行」に限らず、インストラクタがインストラクタコンソール３を用いて手動で操作を行うと、その間、運転員の監視ができない等、インストラクタの負担になっている。
【００４２】
それに対して、本例では、インストラクタ９はインストラクタコンソール３を操作することなく、スケジューリングを実行することができる。
【００４３】
また、インストラクタ９は「スケジューリング実行」以外にも、スケジューリング機能データベース１７に登録されている機能である、「スケジューリング編集」、「トリガ設定」等を声に出して発することで、スケジューリングの編集も行うことができる。
【００４４】
次に、図３を用いて、本実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部１２の第２の処理例について説明する。
図３は、本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第２の処理例に用いる構成を示すブロック図である。なお、図１と同一符号は同一部分を示し、図３では、第２の処理例に必要な部分のみを図示している。
【００４５】
第２の処理例では、訓練中の現場対応操作時に、現場機器の駆動音を発生し、現場運転員の対応操作時の音声出力をするものである。
【００４６】
インストラクタ９は、事前に、現場対応操作時に、運転員２の「現場機器の操作指令」により現場運転員の対応操作時の音声が発生し、また、現場機器動作時に駆動音が発生するスケジューリングを作成する。訓練時には、このスケジューリングが実行される。
【００４７】
一般のプラント等では、制御盤を操作する運転員とは、別に、遠隔の地のプラントの現場に操作員が配置される。プラント現場の弁の開閉等の操作が必要になると、運転員は、ページング（通話装置）を用いて現場の操作員に連絡し、その指示に基づいて、操作員が現場の弁の開閉等を行っている。
【００４８】
しかしながら、運転訓練装置を用いる場合、実際の現場であるプラントは実在しないため、通常は、運転員はページング（通話装置）を用いて、インストラクタに連絡し、インストラクタが現場の操作員の代役を務めている。この場合は、インストラクタの負担が大きくなっている。
【００４９】
そこで、本例では、訓練中に、現場対応操作が必要になったとき、運転員２はページング（通話装置）を用いて「現場機器の操作指令」を声に出して発する。ここでは、「現場機器の操作指令」の一例として、「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」の場合で説明する。
【００５０】
運転員２の発した音声（「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」）は音声入力部１６Ａに入力される。音声入力部１６Ａは、その音声をディジタル信号に変換した音声信号Ｓ４を音声処理部１２に伝送する。音声処理部１２は、音声データベース１９を参照し、音声信号Ｓ４に対応する音声認識信号Ｓ５（「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」）があると、音声認識信号Ｓ５として「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」をスケジューリング処理部６に伝送する。
【００５１】
スケジューリング処理部６はスケジューリングの判定を行い、音声認識信号Ｓ５としての「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」がトリガ条件としてあると、トリガ条件が成立したとして、「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」の模擬信号Ｓ３を音声処理部１２に伝送する。音声処理部１２は、音声データベース１９を参照し、模擬信号Ｓ３に対応する音声認識信号Ｓ５の「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」を音声合成装置２１に伝送する。音声合成装置２１は、音声認識信号Ｓ５から「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」を合成し、スピーカ２２Ａ，２２Ｂに出力する。
【００５２】
これにより、従来は、ページング（通話装置）によりインストラクタが応答していた音声を、スピーカー２２Ａから自動的に出力されるため、インストラクタの負担を軽減できる。
【００５３】
その後、運転員２は、模擬制御盤１を用いて、ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開の現場対応操作を行なう。スケジューリング処理部６は、前記同様にスケジューリング処理部で判定を行い、「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」の模擬信号Ｓ３が音声処理部１２に伝送される。音声処理部１２は、現場音響データベース１８を参照し、模擬信号Ｓ３に対応する音声認識信号Ｓ５の「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」を音声合成装置２１に伝送する。音声合成装置２１は、音声認識信号Ｓ５から現場駆動音（ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁が開駆動したような音：モータの駆動音や、弁がストッパに衝突したときの音）を合成し、スピーカ２２Ａ，２２Ｂに出力する。
【００５４】
このように、本例により、運転員２の音声による現場機器操作指令から現場機器の駆動音と現場運転員の対応操作時の音声を合成し、スピーカ２２Ａ，２２Ｂを通して出力することが可能になる。
【００５５】
また、事前にプラントプロセス変化時に当直長指示を発生させるスケジューリングを作成して実行することで、プラントプロセス変化時に当直長指示の音声を合成し、スピーカ２２Ａ，２２Ｂを通して出力することも可能になる。
【００５６】
次に、図４を用いて、本実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部１２の第３の処理例について説明する。
図４は、本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第３の処理例に用いる構成を示すブロック図である。なお、図１と同一符号は同一部分を示し、図４では、第３の処理例に必要な部分のみを図示している。
【００５７】
第３の処理例では、訓練結果の事象をプリンタ１４を通して出力し、報告書を作成する。訓練結果の事象とは、運転員によるスイッチ等の操作時の機器の動作や、圧力や水量等の警報がある。また、運転員２の操作をスピーカ２２を通して出力する。
【００５８】
運転訓練監視部８に記録されている訓練結果の事象及び運転員２の操作である訓練データＳ６は、運転訓練監視部８から音声処理部１２に伝送される。音声処理部１２は、訓練データＳ６に対応する音声認識信号Ｓ５を音声合成装置２１に伝送し、プリンタ１４に印刷指令信号Ｓ７を伝送する。音声合成装置２１は、音声認識信号Ｓ５から運転員の操作時の発声（「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」等）を合成音声してスピーカ２２に伝送する。プリンタ１４は、印刷指令信号Ｓ７から、運転員によるスイッチ等の操作時の機器の動作や、圧力や水量等の警報を記載した報告書を印刷する。
【００５９】
このように、本例により、訓練結果から事象及び運転員２の操作をスピーカ２２を通して出力、並びにプリンタ１４を通して出力し、報告書を作成することができる。
【００６０】
また、リアルタイムで訓練結果を運転訓練監視部から音声処理部１２に伝送するように設定することで、インストラクタ９はスピーカ２２Ｂから訓練中の運転員２の操作を確認することができる。前述のように、訓練室１００とインストラクタ室２００とは別室であり、訓練室１００における運転員２の発声を直接聞くこともできるが、両室の間に設けられた仕切りの影響もあり、はっきりと確認できない場合もある。そのような場合でも、運転員の発声をインストラクタ室２００のスピーカ２２Ｂか出力することで、インストラクタは運転員の操作内容を確認することができる。
【００６１】
次に、図５を用いて、本実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部１２の第４の処理例について説明する。
図５は、本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第４の処理例に用いる構成を示すブロック図である。なお、図１と同一符号は同一部分を示し、図５では、第４の処理例に必要な部分のみを図示している。
【００６２】
第４の処理例では、運転員の自主訓練時に、運転手順書に基づいた操作指令の音声を合成するようにしている。
【００６３】
インストラクタ９は、事前に運転員の自主訓練用となる、運転手順の音声案内を行なうスケジューリングを作成する。運転員２は、このスケジューリングを実行する。
【００６４】
スケジューリング処理部６は、スケジューリングの判定を行い、所定のトリガ条件が成立した場合、模擬信号Ｓ３を音声処理部１２に伝送する。音声処理部１２は、運転手順書データベース２０を参照し、運転手順信号に対応した音声認識信号Ｓ５を音声合成装置２１に伝送する。音声合成装置２１は、音声認識信号Ｓ５から運転手順の音声を合成し、スピーカ２２へ出力する。
【００６５】
例えば、タービン軸回転数が所定の回転数になると、ある弁を開く場合、タービン軸回転が所定の回転数になったことをトリガ条件として、「○○弁開」のような音声認識信号Ｓ５を作成し、「○○弁開」という音声をスピーカから出力することで、運転員に次の手順のを指示することができる。
【００６６】
このように、本例により、運転員２の自主訓練時に運転手順書に基づいた操作指令の音声を合成することができる。これにより、インストラクタがいない自主訓練時でも、運転員は運転手順書に基づいた操作を容易に行う事ができる。
【００６７】
次に、図６を用いて、本実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部１２の第５の処理例について説明する。
図６は、本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第５の処理例に用いる構成を示すブロック図である。なお、図１と同一符号は同一部分を示し、図６では、第５の処理例に必要な部分のみを図示している。
【００６８】
第５の処理例は、訓練中の運転員２の特定の音声をスケジューリング実行のトリガ条件に設定するものである。
【００６９】
インストラクタ９は、スケジューリング編集機能を用いてスケジューリングの編集を実行する。
【００７０】
音声データベース１９に登録されている音声（例えば、「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」）をトリガ条件として設定する場合、スケジューリング処理部６は、「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」をトリガ条件として設定する旨のトリガ設定指令Ｓ８を音声処理部１２に伝送する。音声処理部１２は、音声データベース１９を参照し、トリガ設定指令Ｓ８に対応する音声認識信号Ｓ５（例えば、「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」）をスケジューリング処理部６に伝送する。スケジューリング処理部６は入力された音声認識信号Ｓ５をトリガ条件として設定する。
【００７１】
このスケジューリングを実行すると、音声入力部１６がトリガ条件に設定した音声（例えば、「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」）を認識し、音声処理部１２に伝送することで、音声処理部１２はトリガ条件に対応する音声認識信号Ｓ５をスケジューリング処理部６に伝送する。スケジューリング処理部６はトリガ条件を成立させ、スケジューリングが実行され、模擬信号Ｓ３をプラントシミュレーション部１１に伝送する。
【００７２】
このように、本例により、訓練中の運転員２の特定の音声をスケジューリング実行のトリガに設定することができる。
【００７３】
次に、図７を用いて、本実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部１２の第６の処理例について説明する。
図７は、本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第６の処理例に用いる構成を示すブロック図である。なお、図１と同一符号は同一部分を示し、図７では、第６の処理例に必要な部分のみを図示している。
【００７４】
第６の処理例は、訓練中に運転員２または当直長１３が特定の音声を発した状態まで、プラント状態を復元するものである。
【００７５】
音声処理部１２は、音声データベース１９を参照し、入力された音声信号Ｓ４に対応する音声認識信号Ｓ５を運転訓練監視部８に伝送する。運転訓練監視部８は、訓練中に入力された音声認識信号Ｓ５を記録している。
【００７６】
訓練中にプラント状態を過去の状態まで復元が必要になったとき、インストラクタ９は、例えば「セットバック」、「運転員」、「原子炉水位低下」と発声する。インストラクタ９の音声は音声入力部１６へ入力され、音声入力部１６は音声信号Ｓ４を運転処理部１２に伝送する。音声処理部１２は、音声データベース１９を参照して音声信号Ｓ４に対応する音声認識信号Ｓ５を運転訓練監視部８に伝送する。運転訓練監視部８は、音声認識信号Ｓ５から、運転員２が原子炉水位低下を発した音声認識信号Ｓ５を検索する。該当する音声認識信号Ｓ５が記録されている場合、運転訓練監視部８はセットバック要求信号Ｓ９をプラントシミュレーション部に伝送する。セットバック要求信号Ｓ９には時刻の情報が含まれており、プラントシミュレーション部１１は、セットバック要求信号Ｓ９の時刻にセットバックを行ない、その時刻のプラントの状態に復元する。
【００７７】
このように、本例により、訓練中に運転員２または当直長１３が特定の音声を発した状態までのプラント状態復元を復元することができる。
【００７８】
次に、図８を用いて、本実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部１２の第７の処理例について説明する。
図８は、本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第７の処理例に用いる構成を示すブロック図である。なお、図１と同一符号は同一部分を示し、図８では、第７の処理例に必要な部分のみを図示している。
【００７９】
第７の処理例は、訓練中に運転員２の音声から、運転員の緊張度を分析するものである。
【００８０】
訓練中に運転員２が発した音声は、音声入力部１６へ入力される。音声入力部１６は、音声信号Ｓ４を音声処理部１２に伝送する。音声処理部１２は、入力された音声信号Ｓ４を声紋信号Ｓ１０に変換して声紋分析装置７に伝送する。声紋分析装置７は、入力された声紋信号Ｓ１０の分析を行う。声紋分析装置７は、例えば、運転員２が発した音声の周波数に着目して緊張度を判定する。例えば、通常の運転操作を行っているときの運転員の音声の周波数範囲を確認する。また、突発的な事象が発生したときの運転員の音声の周波数範囲を確認する。そして、両者を比較して、突発的な事象が発生したときの運転員の音声が高い場合には、運転員が緊張していると判定できる。また、その緊張の度合いを定量化することもできる。また、音声の周波数以外に、音声の速さから、速くなると緊張していると判定することもできる。分析結果は、インストラクタコンソール３に伝送する。インストラクタコンソール３は、分析結果を表示する。
【００８１】
このように、本例により、訓練中に運転員２の音声から緊張度を分析することができる。
【００８２】
以上説明したように、本実施形態では、訓練中にインストラクタの音声によるスケジューリング実行指令からスケジューリングを実行させることが可能になる。
【００８３】
また、スケジューリング作成時にインストラクタの音声によるスケジューリング編集指令からスケジューリングの編集を行えることが可能になる。
【００８４】
さらに、訓練中の現場対応操作時に当直長の音声による現場機器操作指令から現場機器の駆動音と、現場運転員の対応操作時の音声を合成し、スピーカを通して出力することが可能になり、より臨場感のあるプラント運転訓練装置が得られる。
【００８５】
また、訓練におけるプラントプロセス変化時に当直長指示の音声を合成し、スピーカを通して出力することが可能になる。
【００８６】
さらに、訓練結果から事象及び運転員の操作をスピーカを通して出力、並びにプリンタを通して出力し、報告書を作成することが可能になる。
【００８７】
さらに、運転員の自主訓練時に運転手順書に基づいた操作指令の音声を合成し、スピーカを通して出力することが可能になる。
【００８８】
さらに、訓練中に運転員の操作をスピーカを通して出力することが可能になる。
【００８９】
さらに、訓練中の運転員の特定の音声をスケジューリング実行のトリガとすることが可能になる。
【００９０】
さらに、訓練中に運転員または当直長が特定の音声を発した状態まで、プラント状態を復元することが可能になる。
【００９１】
さらに、訓練中に運転員の音声から緊張度を分析することが可能となり、訓練効果の向上を図ることができる。
【００９２】
以上のようにして、本実施形態によれば、インストラクタの負担を軽減できるものとなる。
【符号の説明】
【００９３】
１…模擬制御盤
２…運転員
３…インストラクタコンソール
４…インストラクタ入力部
５…インストラクタ監視部
６…スケジューリング処理部
７…声紋分析装置
８…運転訓練監視部
９…インストラクタ
１０…シミュレータ計算機
１１…プラントシミュレーション部
１２…音声処理部
１３…当直長
１４…プリンタ
１５…音声認識装置
１６…音声入力部
１７…スケジューリング機能データベース
１８…現場音響データベース
１９…音声データベース
２０…運転手順書データベース
２１…音声合成装置
２２…スピーカ
Ｓ１…操作信号
Ｓ２…プラント状態信号
Ｓ３…模擬信号
Ｓ４…音声信号
Ｓ５…音声認識信号
Ｓ６…訓練データ
Ｓ７…印刷指令信号
Ｓ８…トリガ設定信号
Ｓ９…セットバック要求信号
Ｓ１０…声紋信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電プラントや化学プラントのようなプロセスプラントの運転や保守作業の訓練に用いるプラント運転訓練装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、発電プラントや高度なプロセスプラントは、複雑な構造及び機能を有しているので、プラントの状態に応じた適切な運転操作、保守には高度な知識と技術を要し、運転訓練が重要である。このため、プラントプロセスの特性を計算機を用いて模擬するプラント運転訓練装置により運転、保守作業の訓練を行っている。
【０００３】
従来のプラント運転訓練装置は、模擬制御盤上のスイッチ操作などに応じて、実プラントのプロセスや制御装置の特性を物理モデルに基づいて計算し、結果を模擬制御盤上の計器、表示装置や警報などにリアルタイムで表示することにより、あたかも実プラントを運転しているように模擬制御盤からの操作、監視を行えるようになっている。
【０００４】
このようなプラント運転訓練装置において、音声データ処理手段を用いることで、音声データの記録や出力等が可能となるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−６９００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プラント運転訓練装置を用いた訓練において、インストラクタがインストラクタコンソールを用いてスケジューリングの実行等、手動でプラント運転訓練装置の操作を行う場面があり、操作中は運転員の監視ができない等、インストラクタの負担になっている。
【０００７】
ここで、特許文献１記載のものでは、運転員の音声を認識し、音声データの記録や、データベースの時刻に基づき音声データの再生等が行なえるが、音声によりプラント運転訓練装置の操作を行なうこと、運転員の特定の音声を発生条件として設定した音声を再生すること及び運転員の緊張度の分析等は行なうことができないものである。
【０００８】
本発明の目的は、インストラクタの負担を軽減できるプラント運転訓練装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、プラントの状態を把握するための計器や運転操作を行う操作スイッチが設けられた模擬制御盤と、該模擬制御盤の操作に応じてプラント状態をシミュレーションするシミュレータ計算機とを有するプラント運転訓練装置であって、スケジューリング機能の信号をデータベース化したスケジューリング機能データベースと、現場機器の駆動音をデータベース化した現場音響データベースと、インストラクタや現場運転員の対応操作時の声紋をデータベース化した音声データベースと、運転手順書をデータベース化した運転手順書データベースと、インストラクタや運転員の音声を認識して音声信号を生成する音声入力部と、該音声入力部から入力された音声信号に対応する情報を、前記データベースの何れかから取り出し、前記シミュレータ計算機のスケジューリング処理部に出力し、音声認識信号を音声合成装置に出力する音声処理部とから構成される音声認識装置を備えるようにしたものである。
かかる構成により、プラント運転訓練装置におけるインストラクタの負担を軽減できるものとなる。
【００１０】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記音声認識装置は、前記スケジューリング機能データベース及び前記音声認識装置を用いて、インストラクタのスケジューリング実行指令音声からスケジューリングを実行するようにしたものである。
【００１１】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記音声認識装置は、前記スケジューリング機能データベース及び前記音声認識装置を用いて、インストラクタのスケジューリング編集指令音声からスケジューリングを編集するようにしたものである。
【００１２】
（４）上記（１）において、好ましくは、前記音声認識装置は、前記現場音響データベースと前記音声データベースと前記音声合成装置とを用いて、運転員からのページング呼応に対した現場機器の駆動音と現場運転員の対応操作時の音声をスピーカを通して出力するようにしたものである。
【００１３】
（５）上記（１）において、好ましくは、前記音声認識装置は、前記音声データベースと前記音声合成装置及び前記音声認識装置とを用いて、プラントプロセス変化時に対応した当直長指示の音声をスピーカを通して出力するようにしたものである。
【００１４】
（６）上記（１）において、好ましくは、前記音声認識装置は、訓練結果から事象及び運転員操作をスピーカから出力し、プリンタを通して出力して報告書を作成するようにしたものである。
【００１５】
（７）上記（１）において、好ましくは、前記音声認識装置は、前記運転手順書データベースと前記音声合成装置とを用いて、運転員の自主訓練時に運転手順書に基づいた操作指令をスピーカを通して出力するようにしたものである。
【００１６】
（８）上記（１）において、好ましくは、前記音声認識装置は、前記音声合成装置を用いて、訓練中の運転員の操作をスピーカを通して出力するようにしたものである。
【００１７】
（９）上記（１）において、好ましくは、前記音声認識装置は、運転員の特定の音声をスケジューリング実行のトリガとしたものである。
【００１８】
（１０）上記（１）において、好ましくは、前記音声認識装置は、運転員または当直長の音声を検索し、特定の音声を発した状態までプラント状態を復元するようにしたものである。
【００１９】
（１１）上記（１）において、好ましくは、運転員の音声を分析する声紋分析装置を備え、前記声紋分析装置により訓練中の運転員の緊張度を分析するようにしたものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、音声によりプラント運転訓練装置を操作可能とすることで、インストラクタの負担を軽減できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第１の処理例に用いる構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第２の処理例に用いる構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第３の処理例に用いる構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第４の処理例に用いる構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第５の処理例に用いる構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第６の処理例に用いる構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第７の処理例に用いる構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図１〜図８を用いて、本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置の構成及び動作について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態によるプラント運転訓練装置の全体構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置の全体構成を示すブロック図である。
【００２３】
訓練室１００には、模擬制御盤１，マイク等の音声入力部１６Ａ，スピーカ２２Ａが設置され、訓練を行う運転員２及び当直長１３が配置される。
【００２４】
インストラクタ室２００は、訓練室１００とは独立した空間である。インストラクタ室２００には、インストラクタコンソール３，音声認識装置１５及びスピーカ２２Ｂが設置され、インストラクタ９が滞在する。訓練室１００とインストラクタ室２００とは隣接している。インストラクタ室２００のインストラクタ９は、訓練室１００の内部の運転員２及び当直長１３の動作を確認できるが、訓練室１００からは、インストラクタ室２００の内部が見ることができないような鏡等で訓練室１００とインストラクタ室２００とは仕切られている。
【００２５】
シミュレータ計算機１０は、訓練室１００やインストラクタ室２００とは別の空間に配置されている。
【００２６】
模擬制御盤１は、プラントの状態を把握するための計器，表示装置，警報等，及び運転操作を行う操作スイッチ等が設けられている。運転員２は、模擬制御盤１でプラントの状態を確認及び操作スイッチを操作する。当直長１３は、運転員２の操作を監視する。音声入力部１６Ａは、運転員２等の発する音声をアナログ信号に変換して、後述の音声処理部１２に入力する。
【００２７】
インストラクタコンソール３は、キーボードやマウス等の入力装置を持つインストラクタ入力部４と、モニタ等で表示されるインストラクタ監視部５とで構成される。インストラクタ９は、スケジューリングの編集等、プラント運転訓練装置の操作を行う場合、インストラクタ入力部４から操作指令信号を入力する。インストラクタコンソール３は、後述のスケジューリング処理部６，声紋分析装置７及び運転訓練監視部８と接続されている。インストラクタ９は、インストラクタ監視部５により、プラント状態，訓練履歴，声紋分析結果及びスケジューリングの状況等を監視することができる。
【００２８】
シミュレータ計算機１０は、スケジューリング処理部６と、プラントシミュレーション部１１と、運転訓練監視部８とから構成される。
【００２９】
運転員２は、例えば、ガスタービンの起動から定格運転状態までの操作を訓練する場合、模擬制御盤１のスイッチを操作する。プラントシミュレーション部１１は、模擬制御盤１からの操作信号Ｓ１に応じて、実プラントのプロセスや制御装置の特性を物理モデルに基づいてプラント状態をシミュレーションする。シミュレーションした結果であるプラント状態信号Ｓ２は、模擬制御盤１に伝送され、模擬制御盤１の計器，表示装置や警報などにリアルタイムで表示される。これにより、あたかも実プラントを運転しているように模擬制御盤からの操作，監視を行えるようになっている。また、プラント状態信号Ｓ２は、スケジューリング処理部６及び運転訓練監視部８に伝送される。
【００３０】
スケジューリング処理部６は、スケジューリングに登録されているトリガ条件を判定する。運転員２の訓練には、通常のガスタービンの起動から定格運転状態までの操作の習熟だけでなく、突発的な事象が発生したときに適切な対応操作が行えるかどうかも含まれる。そのため、スケジューリング処理部に登録されているスケジューリングには、運転員２による運転操作の途中の適当なタイミングで突発的な事象が発生するようにしている。突発的な事象としては、例えば、タービンの軸ブレにより振動が発生したり、ガスタービンの回転数が異常に高回転になったり、ガスタービンの温度が高温になり過ぎたり等がある。これらの異常事象を発生するタイミングを判定するのがトリガ条件である。トリガ条件としては、運転員２の操作により予め指定した弁に対して開操作が行われた場合とか、ガスタービンの回転数が例えば５００ｒｐｍになった場合とかがある。これらのトリガ条件が成立した場合、スケジューリング処理部６は、模擬信号Ｓ３をプラントシミュレーション部１１及び音声処理部１２に伝送する。模擬信号Ｓ３は、タービンの軸ブレにより振動が発生したという信号や、ガスタービンの回転数が異常に高回転になったという信号である。
【００３１】
運転訓練監視部８は、運転訓練中の機器の動作（ポンプの起動停止，弁の開閉等），運転員２の操作，運転員２及び当直長１３の音声等の履歴を記録する。運転訓練監視部８は、運転訓練中の機器の動作，運転員２の操作を、インストラクタコンソール３及びプリンタ１４に伝送する。また、運転訓練監視部８は、運転員２及び当直長１３の音声等の履歴を音声処理部１２に伝送する。
【００３２】
音声認識装置１５は、音声処理部１２と、マイク等の音声入力部１６Ｂと、スケジューリング機能データベース１７と、現場音響データベース１８と、音声データベース１９と、運転手順書データベース２０とから構成される。
【００３３】
スケジューリング機能データベース１７は、スケジューリング機能の信号をデータベース化したものである。現場音響データベース１８は、現場機器の駆動音をデータベース化したものである。音声データベース１９は、インストラクタ９や当直長１３の指示及び現場運転員の対応操作時の声紋をデータベース化したものである。運転手順書データベース２０は、運転手順書をデータベース化したものである。
【００３４】
音声入力部１６Ａは、当直長１３及び運転員２からの音声信号Ｓ４を音声処理部１２に伝送し、音声入力部１６Ｂは、インストラクタ９からの音声信号Ｓ４を音声処理部１２に伝送する。
【００３５】
音声処理部１２は、各データベース１７，１８，１９，２０を参照し、音声信号Ｓ４または模擬信号Ｓ３に対応する音声認識信号Ｓ５をスケジューリング処理部６、運転訓練監視部８、音声合成装置２１、声紋分析装置７に伝送する。なお、音声処理部１２による具体的な処理内容については、図２以降を用いて詳述する。
【００３６】
音声合成装置２１は、音声認識信号Ｓ５から当直長１３及び運転員２の音声を合成し、スピーカ２２Ａ，２２Ｂに伝送する。
【００３７】
声紋分析装置７は、音声認識信号Ｓ５を分析し、分析結果をインストラクタコンソール３に伝送する。
【００３８】
次に、図２を用いて、本実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部１２の第１の処理例について説明する。
図２は、本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第１の処理例に用いる構成を示すブロック図である。なお、図１と同一符号は同一部分を示し、図２では、第１の処理例に必要な部分のみを図示している。
【００３９】
第１の処理例では、インストラクタの音声によりスケジューリングの実行するものである。
【００４０】
インストラクタ９は、例えば、「スケジューリング実行」を声に出して発する。この音声は音声入力部１６Ｂに入力され、音声入力部１６Ｂは音声信号Ｓ４を音声処理部１２に伝送する。音声信号Ｓ４は、インストラクタ９が発した「スケジューリング実行」をディジタル信号に変換したものである。音声処理部１２は、スケジューリング機能データベース１７を参照し、音声信号Ｓ４に対応するスケジューリング機能が存在する場合、「スケジューリング実行」の音声認識信号Ｓ５をスケジューリング処理部６に伝送する。スケジューリング処理部６では、「スケジューリング実行」の音声認識信号Ｓ５の入力により、スケジューリングを実行する。
【００４１】
従来、スケジューリングを実行する際には、インストラクタ９がインストラクタコンソール３を操作する必要があった。「スケジューリング実行」に限らず、インストラクタがインストラクタコンソール３を用いて手動で操作を行うと、その間、運転員の監視ができない等、インストラクタの負担になっている。
【００４２】
それに対して、本例では、インストラクタ９はインストラクタコンソール３を操作することなく、スケジューリングを実行することができる。
【００４３】
また、インストラクタ９は「スケジューリング実行」以外にも、スケジューリング機能データベース１７に登録されている機能である、「スケジューリング編集」、「トリガ設定」等を声に出して発することで、スケジューリングの編集も行うことができる。
【００４４】
次に、図３を用いて、本実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部１２の第２の処理例について説明する。
図３は、本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第２の処理例に用いる構成を示すブロック図である。なお、図１と同一符号は同一部分を示し、図３では、第２の処理例に必要な部分のみを図示している。
【００４５】
第２の処理例では、訓練中の現場対応操作時に、現場機器の駆動音を発生し、現場運転員の対応操作時の音声出力をするものである。
【００４６】
インストラクタ９は、事前に、現場対応操作時に、運転員２の「現場機器の操作指令」により現場運転員の対応操作時の音声が発生し、また、現場機器動作時に駆動音が発生するスケジューリングを作成する。訓練時には、このスケジューリングが実行される。
【００４７】
一般のプラント等では、制御盤を操作する運転員とは、別に、遠隔の地のプラントの現場に操作員が配置される。プラント現場の弁の開閉等の操作が必要になると、運転員は、ページング（通話装置）を用いて現場の操作員に連絡し、その指示に基づいて、操作員が現場の弁の開閉等を行っている。
【００４８】
しかしながら、運転訓練装置を用いる場合、実際の現場であるプラントは実在しないため、通常は、運転員はページング（通話装置）を用いて、インストラクタに連絡し、インストラクタが現場の操作員の代役を務めている。この場合は、インストラクタの負担が大きくなっている。
【００４９】
そこで、本例では、訓練中に、現場対応操作が必要になったとき、運転員２はページング（通話装置）を用いて「現場機器の操作指令」を声に出して発する。ここでは、「現場機器の操作指令」の一例として、「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」の場合で説明する。
【００５０】
運転員２の発した音声（「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」）は音声入力部１６Ａに入力される。音声入力部１６Ａは、その音声をディジタル信号に変換した音声信号Ｓ４を音声処理部１２に伝送する。音声処理部１２は、音声データベース１９を参照し、音声信号Ｓ４に対応する音声認識信号Ｓ５（「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」）があると、音声認識信号Ｓ５として「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」をスケジューリング処理部６に伝送する。
【００５１】
スケジューリング処理部６はスケジューリングの判定を行い、音声認識信号Ｓ５としての「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」がトリガ条件としてあると、トリガ条件が成立したとして、「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」の模擬信号Ｓ３を音声処理部１２に伝送する。音声処理部１２は、音声データベース１９を参照し、模擬信号Ｓ３に対応する音声認識信号Ｓ５の「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」を音声合成装置２１に伝送する。音声合成装置２１は、音声認識信号Ｓ５から「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」を合成し、スピーカ２２Ａ，２２Ｂに出力する。
【００５２】
これにより、従来は、ページング（通話装置）によりインストラクタが応答していた音声を、スピーカー２２Ａから自動的に出力されるため、インストラクタの負担を軽減できる。
【００５３】
その後、運転員２は、模擬制御盤１を用いて、ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開の現場対応操作を行なう。スケジューリング処理部６は、前記同様にスケジューリング処理部で判定を行い、「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」の模擬信号Ｓ３が音声処理部１２に伝送される。音声処理部１２は、現場音響データベース１８を参照し、模擬信号Ｓ３に対応する音声認識信号Ｓ５の「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」を音声合成装置２１に伝送する。音声合成装置２１は、音声認識信号Ｓ５から現場駆動音（ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁が開駆動したような音：モータの駆動音や、弁がストッパに衝突したときの音）を合成し、スピーカ２２Ａ，２２Ｂに出力する。
【００５４】
このように、本例により、運転員２の音声による現場機器操作指令から現場機器の駆動音と現場運転員の対応操作時の音声を合成し、スピーカ２２Ａ，２２Ｂを通して出力することが可能になる。
【００５５】
また、事前にプラントプロセス変化時に当直長指示を発生させるスケジューリングを作成して実行することで、プラントプロセス変化時に当直長指示の音声を合成し、スピーカ２２Ａ，２２Ｂを通して出力することも可能になる。
【００５６】
次に、図４を用いて、本実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部１２の第３の処理例について説明する。
図４は、本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第３の処理例に用いる構成を示すブロック図である。なお、図１と同一符号は同一部分を示し、図４では、第３の処理例に必要な部分のみを図示している。
【００５７】
第３の処理例では、訓練結果の事象をプリンタ１４を通して出力し、報告書を作成する。訓練結果の事象とは、運転員によるスイッチ等の操作時の機器の動作や、圧力や水量等の警報がある。また、運転員２の操作をスピーカ２２を通して出力する。
【００５８】
運転訓練監視部８に記録されている訓練結果の事象及び運転員２の操作である訓練データＳ６は、運転訓練監視部８から音声処理部１２に伝送される。音声処理部１２は、訓練データＳ６に対応する音声認識信号Ｓ５を音声合成装置２１に伝送し、プリンタ１４に印刷指令信号Ｓ７を伝送する。音声合成装置２１は、音声認識信号Ｓ５から運転員の操作時の発声（「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」等）を合成音声してスピーカ２２に伝送する。プリンタ１４は、印刷指令信号Ｓ７から、運転員によるスイッチ等の操作時の機器の動作や、圧力や水量等の警報を記載した報告書を印刷する。
【００５９】
このように、本例により、訓練結果から事象及び運転員２の操作をスピーカ２２を通して出力、並びにプリンタ１４を通して出力し、報告書を作成することができる。
【００６０】
また、リアルタイムで訓練結果を運転訓練監視部から音声処理部１２に伝送するように設定することで、インストラクタ９はスピーカ２２Ｂから訓練中の運転員２の操作を確認することができる。前述のように、訓練室１００とインストラクタ室２００とは別室であり、訓練室１００における運転員２の発声を直接聞くこともできるが、両室の間に設けられた仕切りの影響もあり、はっきりと確認できない場合もある。そのような場合でも、運転員の発声をインストラクタ室２００のスピーカ２２Ｂか出力することで、インストラクタは運転員の操作内容を確認することができる。
【００６１】
次に、図５を用いて、本実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部１２の第４の処理例について説明する。
図５は、本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第４の処理例に用いる構成を示すブロック図である。なお、図１と同一符号は同一部分を示し、図５では、第４の処理例に必要な部分のみを図示している。
【００６２】
第４の処理例では、運転員の自主訓練時に、運転手順書に基づいた操作指令の音声を合成するようにしている。
【００６３】
インストラクタ９は、事前に運転員の自主訓練用となる、運転手順の音声案内を行なうスケジューリングを作成する。運転員２は、このスケジューリングを実行する。
【００６４】
スケジューリング処理部６は、スケジューリングの判定を行い、所定のトリガ条件が成立した場合、模擬信号Ｓ３を音声処理部１２に伝送する。音声処理部１２は、運転手順書データベース２０を参照し、運転手順信号に対応した音声認識信号Ｓ５を音声合成装置２１に伝送する。音声合成装置２１は、音声認識信号Ｓ５から運転手順の音声を合成し、スピーカ２２へ出力する。
【００６５】
例えば、タービン軸回転数が所定の回転数になると、ある弁を開く場合、タービン軸回転が所定の回転数になったことをトリガ条件として、「○○弁開」のような音声認識信号Ｓ５を作成し、「○○弁開」という音声をスピーカから出力することで、運転員に次の手順のを指示することができる。
【００６６】
このように、本例により、運転員２の自主訓練時に運転手順書に基づいた操作指令の音声を合成することができる。これにより、インストラクタがいない自主訓練時でも、運転員は運転手順書に基づいた操作を容易に行う事ができる。
【００６７】
次に、図６を用いて、本実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部１２の第５の処理例について説明する。
図６は、本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第５の処理例に用いる構成を示すブロック図である。なお、図１と同一符号は同一部分を示し、図６では、第５の処理例に必要な部分のみを図示している。
【００６８】
第５の処理例は、訓練中の運転員２の特定の音声をスケジューリング実行のトリガ条件に設定するものである。
【００６９】
インストラクタ９は、スケジューリング編集機能を用いてスケジューリングの編集を実行する。
【００７０】
音声データベース１９に登録されている音声（例えば、「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」）をトリガ条件として設定する場合、スケジューリング処理部６は、「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」をトリガ条件として設定する旨のトリガ設定指令Ｓ８を音声処理部１２に伝送する。音声処理部１２は、音声データベース１９を参照し、トリガ設定指令Ｓ８に対応する音声認識信号Ｓ５（例えば、「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」）をスケジューリング処理部６に伝送する。スケジューリング処理部６は入力された音声認識信号Ｓ５をトリガ条件として設定する。
【００７１】
このスケジューリングを実行すると、音声入力部１６がトリガ条件に設定した音声（例えば、「ＣＲＤ駆動水圧力調節弁バイパス弁開」）を認識し、音声処理部１２に伝送することで、音声処理部１２はトリガ条件に対応する音声認識信号Ｓ５をスケジューリング処理部６に伝送する。スケジューリング処理部６はトリガ条件を成立させ、スケジューリングが実行され、模擬信号Ｓ３をプラントシミュレーション部１１に伝送する。
【００７２】
このように、本例により、訓練中の運転員２の特定の音声をスケジューリング実行のトリガに設定することができる。
【００７３】
次に、図７を用いて、本実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部１２の第６の処理例について説明する。
図７は、本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第６の処理例に用いる構成を示すブロック図である。なお、図１と同一符号は同一部分を示し、図７では、第６の処理例に必要な部分のみを図示している。
【００７４】
第６の処理例は、訓練中に運転員２または当直長１３が特定の音声を発した状態まで、プラント状態を復元するものである。
【００７５】
音声処理部１２は、音声データベース１９を参照し、入力された音声信号Ｓ４に対応する音声認識信号Ｓ５を運転訓練監視部８に伝送する。運転訓練監視部８は、訓練中に入力された音声認識信号Ｓ５を記録している。
【００７６】
訓練中にプラント状態を過去の状態まで復元が必要になったとき、インストラクタ９は、例えば「セットバック」、「運転員」、「原子炉水位低下」と発声する。インストラクタ９の音声は音声入力部１６へ入力され、音声入力部１６は音声信号Ｓ４を運転処理部１２に伝送する。音声処理部１２は、音声データベース１９を参照して音声信号Ｓ４に対応する音声認識信号Ｓ５を運転訓練監視部８に伝送する。運転訓練監視部８は、音声認識信号Ｓ５から、運転員２が原子炉水位低下を発した音声認識信号Ｓ５を検索する。該当する音声認識信号Ｓ５が記録されている場合、運転訓練監視部８はセットバック要求信号Ｓ９をプラントシミュレーション部に伝送する。セットバック要求信号Ｓ９には時刻の情報が含まれており、プラントシミュレーション部１１は、セットバック要求信号Ｓ９の時刻にセットバックを行ない、その時刻のプラントの状態に復元する。
【００７７】
このように、本例により、訓練中に運転員２または当直長１３が特定の音声を発した状態までのプラント状態復元を復元することができる。
【００７８】
次に、図８を用いて、本実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部１２の第７の処理例について説明する。
図８は、本発明の一実施形態によるプラント運転訓練装置における音声処理部の第７の処理例に用いる構成を示すブロック図である。なお、図１と同一符号は同一部分を示し、図８では、第７の処理例に必要な部分のみを図示している。
【００７９】
第７の処理例は、訓練中に運転員２の音声から、運転員の緊張度を分析するものである。
【００８０】
訓練中に運転員２が発した音声は、音声入力部１６へ入力される。音声入力部１６は、音声信号Ｓ４を音声処理部１２に伝送する。音声処理部１２は、入力された音声信号Ｓ４を声紋信号Ｓ１０に変換して声紋分析装置７に伝送する。声紋分析装置７は、入力された声紋信号Ｓ１０の分析を行う。声紋分析装置７は、例えば、運転員２が発した音声の周波数に着目して緊張度を判定する。例えば、通常の運転操作を行っているときの運転員の音声の周波数範囲を確認する。また、突発的な事象が発生したときの運転員の音声の周波数範囲を確認する。そして、両者を比較して、突発的な事象が発生したときの運転員の音声が高い場合には、運転員が緊張していると判定できる。また、その緊張の度合いを定量化することもできる。また、音声の周波数以外に、音声の速さから、速くなると緊張していると判定することもできる。分析結果は、インストラクタコンソール３に伝送する。インストラクタコンソール３は、分析結果を表示する。
【００８１】
このように、本例により、訓練中に運転員２の音声から緊張度を分析することができる。
【００８２】
以上説明したように、本実施形態では、訓練中にインストラクタの音声によるスケジューリング実行指令からスケジューリングを実行させることが可能になる。
【００８３】
また、スケジューリング作成時にインストラクタの音声によるスケジューリング編集指令からスケジューリングの編集を行えることが可能になる。
【００８４】
さらに、訓練中の現場対応操作時に当直長の音声による現場機器操作指令から現場機器の駆動音と、現場運転員の対応操作時の音声を合成し、スピーカを通して出力することが可能になり、より臨場感のあるプラント運転訓練装置が得られる。
【００８５】
また、訓練におけるプラントプロセス変化時に当直長指示の音声を合成し、スピーカを通して出力することが可能になる。
【００８６】
さらに、訓練結果から事象及び運転員の操作をスピーカを通して出力、並びにプリンタを通して出力し、報告書を作成することが可能になる。
【００８７】
さらに、運転員の自主訓練時に運転手順書に基づいた操作指令の音声を合成し、スピーカを通して出力することが可能になる。
【００８８】
さらに、訓練中に運転員の操作をスピーカを通して出力することが可能になる。
【００８９】
さらに、訓練中の運転員の特定の音声をスケジューリング実行のトリガとすることが可能になる。
【００９０】
さらに、訓練中に運転員または当直長が特定の音声を発した状態まで、プラント状態を復元することが可能になる。
【００９１】
さらに、訓練中に運転員の音声から緊張度を分析することが可能となり、訓練効果の向上を図ることができる。
【００９２】
以上のようにして、本実施形態によれば、インストラクタの負担を軽減できるものとなる。
【符号の説明】
【００９３】
１…模擬制御盤
２…運転員
３…インストラクタコンソール
４…インストラクタ入力部
５…インストラクタ監視部
６…スケジューリング処理部
７…声紋分析装置
８…運転訓練監視部
９…インストラクタ
１０…シミュレータ計算機
１１…プラントシミュレーション部
１２…音声処理部
１３…当直長
１４…プリンタ
１５…音声認識装置
１６…音声入力部
１７…スケジューリング機能データベース
１８…現場音響データベース
１９…音声データベース
２０…運転手順書データベース
２１…音声合成装置
２２…スピーカ
Ｓ１…操作信号
Ｓ２…プラント状態信号
Ｓ３…模擬信号
Ｓ４…音声信号
Ｓ５…音声認識信号
Ｓ６…訓練データ
Ｓ７…印刷指令信号
Ｓ８…トリガ設定信号
Ｓ９…セットバック要求信号
Ｓ１０…声紋信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントの状態を把握するための計器や運転操作を行う操作スイッチが設けられた模擬制御盤と、
該模擬制御盤の操作に応じてプラント状態をシミュレーションするシミュレータ計算機とを有するプラント運転訓練装置であって、
スケジューリング機能の信号をデータベース化したスケジューリング機能データベースと、
現場機器の駆動音をデータベース化した現場音響データベースと、
インストラクタや現場運転員の対応操作時の声紋をデータベース化した音声データベースと、
運転手順書をデータベース化した運転手順書データベースと、
インストラクタや運転員の音声を認識して音声信号を生成する音声入力部と、
該音声入力部から入力された音声信号に対応する情報を、前記データベースの何れかから取り出し、前記シミュレータ計算機のスケジューリング処理部に出力し、音声認識信号を音声合成装置に出力する音声処理部と
から構成される音声認識装置を備えることを特徴とするプラント運転訓練装置。
【請求項２】
請求項１記載のプラント運転訓練装置において、
前記音声認識装置は、前記スケジューリング機能データベース及び前記音声認識装置を用いて、インストラクタのスケジューリング実行指令音声からスケジューリングを実行することを特徴とするプラント運転訓練装置。
【請求項３】
請求項１記載のプラント運転訓練装置において、
前記音声認識装置は、前記スケジューリング機能データベース及び前記音声認識装置を用いて、インストラクタのスケジューリング編集指令音声からスケジューリングを編集することを特徴とするプラント運転訓練装置。
【請求項４】
請求項１記載のプラント運転訓練装置において、
前記音声認識装置は、前記現場音響データベースと前記音声データベースと前記音声合成装置とを用いて、運転員からのページング呼応に対した現場機器の駆動音と現場運転員の対応操作時の音声をスピーカを通して出力することを特徴とするプラント運転訓練装置。
【請求項５】
請求項１記載のプラント運転訓練装置において、
前記音声認識装置は、前記音声データベースと前記音声合成装置及び前記音声認識装置とを用いて、プラントプロセス変化時に対応した当直長指示の音声をスピーカを通して出力することを特徴とするプラント運転訓練装置。
【請求項６】
請求項１記載のプラント運転訓練装置において、
前記音声認識装置は、訓練結果から事象及び運転員操作をスピーカから出力し、プリンタを通して出力して報告書を作成することを特徴とするプラント運転訓練装置。
【請求項７】
請求項１記載のプラント運転訓練装置において、
前記音声認識装置は、前記運転手順書データベースと前記音声合成装置とを用いて、運転員の自主訓練時に運転手順書に基づいた操作指令をスピーカを通して出力することを特徴とするプラント運転訓練装置。
【請求項８】
請求項１記載のプラント運転訓練装置において、
前記音声認識装置は、前記音声合成装置を用いて、訓練中の運転員の操作をスピーカを通して出力することを特徴とするプラント運転訓練装置。
【請求項９】
請求項１記載のプラント運転訓練装置において、
前記音声認識装置は、運転員の特定の音声をスケジューリング実行のトリガとすることを特徴とするプラント運転訓練装置。
【請求項１０】
請求項１記載のプラント運転訓練装置において、
前記音声認識装置は、運転員または当直長の音声を検索し、特定の音声を発した状態までプラント状態を復元することを特徴とするプラント運転訓練装置。
【請求項１１】
請求項１記載のプラント運転訓練装置において、
運転員の音声を分析する声紋分析装置を備え、
前記声紋分析装置により訓練中の運転員の緊張度を分析することを特徴とするプラント運転訓練装置。
【請求項１】
プラントの状態を把握するための計器や運転操作を行う操作スイッチが設けられた模擬制御盤と、
該模擬制御盤の操作に応じてプラント状態をシミュレーションするシミュレータ計算機とを有するプラント運転訓練装置であって、
スケジューリング機能の信号をデータベース化したスケジューリング機能データベースと、
現場機器の駆動音をデータベース化した現場音響データベースと、
インストラクタや現場運転員の対応操作時の声紋をデータベース化した音声データベースと、
運転手順書をデータベース化した運転手順書データベースと、
インストラクタや運転員の音声を認識して音声信号を生成する音声入力部と、
該音声入力部から入力された音声信号に対応する情報を、前記データベースの何れかから取り出し、前記シミュレータ計算機のスケジューリング処理部に出力し、音声認識信号を音声合成装置に出力する音声処理部と
から構成される音声認識装置を備えることを特徴とするプラント運転訓練装置。
【請求項２】
請求項１記載のプラント運転訓練装置において、
前記音声認識装置は、前記スケジューリング機能データベース及び前記音声認識装置を用いて、インストラクタのスケジューリング実行指令音声からスケジューリングを実行することを特徴とするプラント運転訓練装置。
【請求項３】
請求項１記載のプラント運転訓練装置において、
前記音声認識装置は、前記スケジューリング機能データベース及び前記音声認識装置を用いて、インストラクタのスケジューリング編集指令音声からスケジューリングを編集することを特徴とするプラント運転訓練装置。
【請求項４】
請求項１記載のプラント運転訓練装置において、
前記音声認識装置は、前記現場音響データベースと前記音声データベースと前記音声合成装置とを用いて、運転員からのページング呼応に対した現場機器の駆動音と現場運転員の対応操作時の音声をスピーカを通して出力することを特徴とするプラント運転訓練装置。
【請求項５】
請求項１記載のプラント運転訓練装置において、
前記音声認識装置は、前記音声データベースと前記音声合成装置及び前記音声認識装置とを用いて、プラントプロセス変化時に対応した当直長指示の音声をスピーカを通して出力することを特徴とするプラント運転訓練装置。
【請求項６】
請求項１記載のプラント運転訓練装置において、
前記音声認識装置は、訓練結果から事象及び運転員操作をスピーカから出力し、プリンタを通して出力して報告書を作成することを特徴とするプラント運転訓練装置。
【請求項７】
請求項１記載のプラント運転訓練装置において、
前記音声認識装置は、前記運転手順書データベースと前記音声合成装置とを用いて、運転員の自主訓練時に運転手順書に基づいた操作指令をスピーカを通して出力することを特徴とするプラント運転訓練装置。
【請求項８】
請求項１記載のプラント運転訓練装置において、
前記音声認識装置は、前記音声合成装置を用いて、訓練中の運転員の操作をスピーカを通して出力することを特徴とするプラント運転訓練装置。
【請求項９】
請求項１記載のプラント運転訓練装置において、
前記音声認識装置は、運転員の特定の音声をスケジューリング実行のトリガとすることを特徴とするプラント運転訓練装置。
【請求項１０】
請求項１記載のプラント運転訓練装置において、
前記音声認識装置は、運転員または当直長の音声を検索し、特定の音声を発した状態までプラント状態を復元することを特徴とするプラント運転訓練装置。
【請求項１１】
請求項１記載のプラント運転訓練装置において、
運転員の音声を分析する声紋分析装置を備え、
前記声紋分析装置により訓練中の運転員の緊張度を分析することを特徴とするプラント運転訓練装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１５９９６（Ｐ２０１３−１５９９６Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４７９９４（Ｐ２０１１−１４７９９４）
【出願日】平成２３年７月４日（２０１１．７．４）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（０００１５３４４３）株式会社日立情報制御ソリューションズ (359)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月４日（２０１１．７．４）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（０００１５３４４３）株式会社日立情報制御ソリューションズ (359)
【Ｆターム（参考）】
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