想定外事象における運転員の支援を目的とした生態的インタフェースの拡張

• Project/Area Number: 11780369
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Nuclear engineering
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 古川 宏 筑波大学, 電子・情報工学系, 講師 (90311597)
• Project Period (FY): 1999 – 2000
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2000)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 2000: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 1999: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 想定外事象 / マンマシーンインタフェース / 人間機械系 / 生態的インタフェース / 人間中心の自動化 / モードエラー / 大規模複雑系

Research Abstract

想定/想定外事象時に操作員を支援するインタフェースの理論的枠組みとして提案されている生態的インタフェース設計法の有効性と問題を明確にすること,及びその改善を試みることを目的として,「人間中心の自動化」が提唱している「対象システム及び自動制御系の状態把握支援」について検討した.並行して理論的基盤を整備するために,人間機械系の適切なタスク配分に関する検討も行った.[対象システムの状態把握支援]当該設計論では,人間は対象を機能階層モデル(目的手段モデル)として把握しており,これに適した情報を提供すべきとしている.想定外事象時も含めた状態でのこの妥当性を検討すべく,「正常/異常」,「機能の状態」,「機能の想定状態」の各条件下おける情報の十分性を評価した.この結果,既存の機能を想定(表示)していないがため,あるいはシステムの物理的変化等により生成した機能を想定していないがため,有用な機能を利用できないという,これまで検討されていない新たな状況の存在を明らかにした.このような機能群の把握は重大状況における対応方法の策定において重要であり,これまでの設計法の不備を改善できたと考える.[自動制御系の状態把握支援]厳しい時間制約下では自動制御系の複雑な挙動の把握は非常に困難であることから,モードエラー(把握失敗)が生じている.そこで自動制御系の意図(制御目的と手段)に関する情報を,対象システムの目的手段モデルに基づき整理・同定する方法を新たに考案した.この情報を表示したインタフェースを利用することで,制約時間に適した抽象度表現を用いた状態把握が可能となること,全体の目標と自動系及び自身の目標との関係に対する理解が可能となること,自動系の利用手段を理解することにより自ら用いる手段との干渉を回避できることが期待できる.被験者を用いた認知実験により,これらの有効性を確認することができた.

Research Products

• [Publications] Hiroshi Furukawa: "Situation-Adaptive Interface based on Abstraction Hierarchies with an Updating Mechanism for Maintaining Situation Awareness of Plant Operators"Proc.of 1999 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics. III-693-III-698 (1999)
• [Publications] 古川宏: "プラント異常時対応のための状況適応型インタフェースにむけて-想定外機能認識の重要性-"第38回計測自動制御学会学術講演会予稿集. 587-588 (1999)
• [Publications] 古川宏: "動的抽象階層に基づく自動制御系の状態把握のための情報提供"ヒューマンインタフェースシンポジウム'99論文集. 27-32 (1999)
• [Publications] Hiroshi Furukawa: "Supporting Operator's Comprehension of Automation Modes using their Means-Ends Information"Proc.of Human Performance, Situation Awareness and Automation : User-Centered Design for the New Millennium. 76-81 (2000)
• [Publications] Hiroshi Furukawa: "Operator's Situation Awareness under Different Levels of Automation ; Evaluations Through Probabilistic Human Cognitive Simulations"Proc.of 2000 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics. 1319-1324 (2000)
• [Publications] Hiroshi Furukawa: "Evaluation of Task Allocation Schemes via Probabilistic Simulations with Human Cognitive Models"Proc.of PSAM5, International Conference on Probabilistic Safety Assessment and Management. 2397-2403 (2000)
• [Publications] Hiroshi Furukawa: "A Probabilistic Simulation Method for Evaluation of Task Allocation Schemes in Ship Management"Proc.Twentieth IASTED International Conference : Modelling, Identification and Control 2001. 533-538 (2000)
• [Publications] 古川宏: "緊急時操船戦略の確率的評価のための認知タスクモデル"第39回計測自動制御学会学術講演会予稿集. 211B-2 (2000)
• [Publications] 古川宏: "確率的認知モデルによる人間・機械間でのタスク配分の評価"計測自動制御学会システム・情報部門シンポジウム2000講演論文集. 43-48 (2000)
• [Publications] 古川 宏: "プラント異常時対応のための状況適応型インタフェースにむけて―想定外機能認識の重要性―"SICE'99 第38回学術講演会予稿集. II. 587-588 (1999)
• [Publications] 古川 宏: "動的抽象階層に基づく自動制御系の状態把握のための情報提供"ヒューマンインタフェースシンポジウム'99論文集. 27-32 (1999)
• [Publications] Hiroshi Furukawa: "Situation-Adaptive Interface based on Abstraction Hierarchies with an Updating Mechanism for Maintaining Situation Awareness of Plant Operators"Proc.Of 1999 IEEE Int.Conf. Systems, Man, and Cybernetics. III-693-III-698 (1999)
• [Publications] Hiroshi Furukawa: "Evaluation of Task Allocation Schemes via Probabilistic Simulations with Human Cognitive Models"Proc.Of PSAM5 Int.Conf. Probabilistic Safety Assessment and Management. (印刷中). (2000)