以用戶為中心的電力二次設(shè)備統(tǒng)一化配置系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)

侯艾君++曹麗娟++汪溢

摘 要：不同變電站二次設(shè)備的運(yùn)維配置工具間存在巨大差異，造成現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)高、負(fù)擔(dān)重、電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控異常事件頻發(fā)等問題。因此，文章提出一種以用戶為中心的電力二次設(shè)備統(tǒng)一化配置系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)方法，采用以用戶為中心的設(shè)計(jì)流程，充分考慮變電站現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員的作業(yè)需求和具體想法，將操作習(xí)慣性、可衍生性、安全性等因素有機(jī)融合到系統(tǒng)界面的設(shè)計(jì)過程中，形成一套統(tǒng)一的運(yùn)維配置系統(tǒng)界面，并進(jìn)行廣泛推廣。

關(guān)鍵詞：電力配置系統(tǒng)；以用戶為中心；統(tǒng)一界面設(shè)計(jì)

隨著變電站二次系統(tǒng)的建設(shè)范圍及功能逐步擴(kuò)大，電力二次設(shè)備種類劇增，二次系統(tǒng)復(fù)雜度不斷增加，運(yùn)維人員的運(yùn)維配置作業(yè)壓力陡增[1]。然而，由于歷史原因，變電站二次設(shè)備的配置維護(hù)工具多采用各設(shè)備制造商的私有工具，配置工具的互操作性已遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于設(shè)備自身的互操作性，造成現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)高、負(fù)擔(dān)重、電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控異常事件頻發(fā)等問題。從運(yùn)維界面著手，利用人機(jī)交互界面的合理化、科學(xué)化、人性化設(shè)計(jì)成為解決電力運(yùn)維配置工具種類繁多、操作互異的最具推廣性的途徑。

因此，文中提出一種以用戶為中心的電力二次設(shè)備統(tǒng)一化配置系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)方法，采用以用戶為中心的設(shè)計(jì)流程，在每個(gè)設(shè)計(jì)階段均充分考慮變電站現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員的具體需求和具體想法，將操作習(xí)慣性、可衍生性、安全性等均充分考慮到界面的設(shè)計(jì)過程中，形成一套統(tǒng)一的運(yùn)維配置系統(tǒng)界面，并進(jìn)行廣泛推廣。

1 以用戶為中心的界面設(shè)計(jì)方法概要

從廣義上講，以用戶為中心的界面設(shè)計(jì)是一種設(shè)計(jì)理念和過程，是在每個(gè)設(shè)計(jì)階段對(duì)用戶的需求、想法給予廣泛關(guān)注的設(shè)計(jì)方法[2]。以用戶為中心的界面設(shè)計(jì)方法有3項(xiàng)基本原則：（1）由研究用戶和用戶任務(wù)入手。首先應(yīng)該找出用戶是誰，并且研究他們的認(rèn)知、行為等特征。這就需要觀察用戶如何執(zhí)行日常任務(wù)，研究用戶任務(wù)的本質(zhì)并且讓用戶參與設(shè)計(jì)過程。（2）經(jīng)驗(yàn)測(cè)量。在開發(fā)初期，應(yīng)觀察并分析用戶如何使用場(chǎng)景描述、說明等。在開發(fā)后期，應(yīng)觀察、記錄并分析用戶如何與模型和原型相交互。（3）迭代設(shè)計(jì)。如果在用戶測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)問題，就應(yīng)修改設(shè)計(jì)，并做進(jìn)一步的測(cè)試和觀察，檢驗(yàn)修改的效果。這意味著設(shè)計(jì)和開發(fā)是迭代式的，通常需要重復(fù)“設(shè)計(jì)—測(cè)試—評(píng)估—再設(shè)計(jì)”的過程。

2 電力設(shè)備配置軟件界面設(shè)計(jì)方法

以用戶為中心的交互界面設(shè)計(jì)是一個(gè)迭代的過程，通常包括用戶調(diào)研、用戶建模、概念設(shè)計(jì)、情境和故事板設(shè)計(jì)、原型設(shè)計(jì)、用戶測(cè)試和方案實(shí)現(xiàn)等步驟。統(tǒng)一化配置系統(tǒng)界面的開發(fā)設(shè)計(jì)流程如圖1所示。

圖1 統(tǒng)一化配置系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)流程

2.1 用戶研究

通過用戶調(diào)研的手段，調(diào)查了解用戶及其相關(guān)使用的場(chǎng)景，以便對(duì)其有深刻的認(rèn)識(shí)，從而確定目標(biāo)用戶。用戶調(diào)研是界面設(shè)計(jì)的第一步，在統(tǒng)一化配置系統(tǒng)的界面開發(fā)初期，深入變電站運(yùn)維班組及自動(dòng)化相關(guān)從業(yè)人員的工作、生活中，了解變電站自動(dòng)化相關(guān)業(yè)務(wù)的現(xiàn)行流程、現(xiàn)有業(yè)務(wù)，并且同運(yùn)行、檢修、安監(jiān)等不同工種從業(yè)人員進(jìn)行充分交流，交流過程不以統(tǒng)一化配置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為主線，避免讓從業(yè)人員扮演設(shè)計(jì)師的角色，而是注重從業(yè)人員本身，了解從業(yè)人員作業(yè)習(xí)慣、邏輯習(xí)慣，以及其對(duì)任何事物的思考習(xí)慣。

2.2 用戶建模

界面設(shè)計(jì)時(shí)采用人物角色來進(jìn)行用戶建模。人物角色是為特定領(lǐng)域產(chǎn)品定義不同用戶種類的第一步。用戶建模立足于解決哪些不同類別的用戶可能會(huì)使用產(chǎn)品，用戶的需要和行為可能會(huì)如何變化，需要研究哪些行為范圍和環(huán)境類型。

結(jié)合南方電網(wǎng)公司變電站自動(dòng)化專業(yè)的作業(yè)職責(zé)區(qū)分，對(duì)于統(tǒng)一化配置系統(tǒng)而言，其用戶類型分為運(yùn)行班組、繼保班組（主要面向自動(dòng)化專業(yè)組員）、變電管理所自動(dòng)化專責(zé)、地市局調(diào)控中心自動(dòng)化專責(zé)、省級(jí)調(diào)控中心自動(dòng)化專責(zé)、公司總部調(diào)控中心自動(dòng)化處、各級(jí)試驗(yàn)所及電力科學(xué)研究院等。針對(duì)不同類型用戶，其對(duì)變電站統(tǒng)一化配置系統(tǒng)的需求和使用場(chǎng)景分別如表1所示。

2.3 界面風(fēng)格設(shè)計(jì)

多數(shù)系統(tǒng)的操作界面為體現(xiàn)操作功能而進(jìn)行設(shè)計(jì)，界面形式過于功能化、大眾化、程序化，界面表現(xiàn)較單一[3]。以用戶為中心的界面設(shè)計(jì)過程，從用戶的需求出發(fā)，綜合考慮用戶調(diào)研的結(jié)果，采用符合用戶需求及操作習(xí)慣的整體界面風(fēng)格。

根據(jù)表1可知，統(tǒng)一化配置系統(tǒng)的用戶類型及工作場(chǎng)景面向廣泛，但均基于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)而存在，各級(jí)自動(dòng)化運(yùn)維人員的工作場(chǎng)景分別同變電站監(jiān)控界面、地市級(jí)調(diào)控系統(tǒng)界面、省級(jí)調(diào)控系統(tǒng)界面、網(wǎng)級(jí)調(diào)控系統(tǒng)界面密切相關(guān)，故統(tǒng)一化配置系統(tǒng)的統(tǒng)一界面風(fēng)格應(yīng)遵從自動(dòng)化運(yùn)維人員所熟悉的界面風(fēng)格，提高運(yùn)維人員對(duì)界面的可接受度，降低統(tǒng)一化配置系統(tǒng)的推廣難度及推廣成本。

2.4 界面圖標(biāo)設(shè)計(jì)

界面圖標(biāo)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮界面功能的可見性，所謂“界面功能的可見性”，就是拿起一樣?xùn)|西，你就知道它是做什么用的[4]?；诠δ芸梢娦缘慕缑鎴D標(biāo)設(shè)計(jì)，可直觀地體現(xiàn)圖標(biāo)背后所代表的操作功能，用戶可以容易地通過圖標(biāo)辨析哪一項(xiàng)操作在哪里進(jìn)行。

統(tǒng)一化配置系統(tǒng)的界面圖標(biāo)遵從界面功能可見性的基本宗旨，根據(jù)功能應(yīng)用的具體含義，形象化地設(shè)計(jì)其對(duì)應(yīng)的功能圖標(biāo)。以自動(dòng)化運(yùn)維過程中常見的配置下裝/發(fā)布而言，下裝/發(fā)布的意義在于將配置界面上的配置信息下發(fā)至裝置，并完成使配置生效的相關(guān)操作，則設(shè)計(jì)其圖標(biāo)如圖2所示。

圖2 配置下裝/發(fā)布圖標(biāo)設(shè)計(jì)

2.5 界面層級(jí)設(shè)計(jì)

基于用戶的心理需求進(jìn)行界面層級(jí)化設(shè)計(jì)，結(jié)合用戶的喜好、審美和使用習(xí)慣，通過場(chǎng)景化的故事情節(jié)表現(xiàn)來詮釋各層級(jí)菜單，將功能圖標(biāo)巧妙地與場(chǎng)景化菜單融合，通過點(diǎn)擊場(chǎng)景化菜單中的道具元素，即功能圖標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)界面菜單的層級(jí)切換，該表現(xiàn)方式一方面使用戶在操作過程中感受到更強(qiáng)的親和力；另一方面則增加了系統(tǒng)的操作樂趣，更符合用戶的心理需求。根據(jù)該種設(shè)計(jì)思路，將統(tǒng)一化配置系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)為主菜單、二級(jí)菜單、右鍵菜單和快捷操作欄4類。endprint

2.6 方案實(shí)現(xiàn)和用戶測(cè)試

根據(jù)前期的用戶研究和用戶建模，充分分析用戶需求和用戶特性后，從界面風(fēng)格、界面圖標(biāo)和界面層級(jí)3三方面確定統(tǒng)一化配置系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)綱要及實(shí)現(xiàn)方向，最終確定出系統(tǒng)的整體界面設(shè)計(jì)方案，并付諸實(shí)現(xiàn)。

在設(shè)計(jì)的最后階段，統(tǒng)一化配置系統(tǒng)的界面用戶測(cè)試環(huán)節(jié)從自動(dòng)化設(shè)備商聯(lián)機(jī)調(diào)試、運(yùn)維人員實(shí)驗(yàn)室功能調(diào)試、工作現(xiàn)場(chǎng)試點(diǎn)演示幾個(gè)方面多維度開展，確保各類型用戶的充分測(cè)試及意見反饋。

3 統(tǒng)一化運(yùn)維配置界面

根據(jù)以用戶為中心的界面設(shè)計(jì)方法，將一體化界面設(shè)計(jì)為菜單快捷欄、導(dǎo)航樹窗口、屬性窗口、輸出窗口及主工作區(qū)共5部分。

3.1 菜單快捷欄

菜單快捷欄是統(tǒng)一化配置系統(tǒng)的功能導(dǎo)航區(qū)，各子模塊工具根據(jù)應(yīng)用功能的要求定義快捷欄和菜單欄內(nèi)容（見圖3）。

根據(jù)上文中界面圖標(biāo)的設(shè)計(jì)方法，確定統(tǒng)一化界面的圖標(biāo)模型庫如圖4所示。

3.2 配置導(dǎo)航樹窗口

配置導(dǎo)航樹窗口是運(yùn)維管理界面快速跳轉(zhuǎn)頁面，由子模塊依據(jù)運(yùn)維管理的配置內(nèi)容進(jìn)行定制。鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊不同樹節(jié)點(diǎn)時(shí)，右邊主工作區(qū)和屬性區(qū)顯示不同編輯界面（見圖5）。

3.3 主工作區(qū)域

本區(qū)域主要編輯各種運(yùn)維配置參數(shù)，所有參數(shù)采用表格形式顯示，第一行為配置參數(shù)表頭，第二行開始為配置參數(shù)內(nèi)容，可根據(jù)具體自動(dòng)化設(shè)備的參數(shù)類型及配置習(xí)慣，定義配置參數(shù)表頭內(nèi)容。在主工作區(qū)域修改配置項(xiàng)時(shí)，已修改的配置項(xiàng)需要用醒目的顏色進(jìn)行標(biāo)示，便于配置人員進(jìn)行數(shù)據(jù)配置。

3.4 屬性窗口

屬性窗口顯示單條記錄的配置內(nèi)容（見圖6）。與在主工作區(qū)域修改配置項(xiàng)相同，在屬性窗口修改了配置項(xiàng)需要用醒目的顏色進(jìn)行標(biāo)示，便于配置人員進(jìn)行數(shù)據(jù)配置。屬性窗口可根據(jù)運(yùn)維設(shè)備的實(shí)際運(yùn)維習(xí)慣選擇是否配置。

3.5 輸出窗口

輸出窗口顯示運(yùn)維配置的交互信息輸出，可按照操作類型分人員操作記錄、參數(shù)自檢、替換內(nèi)容提示進(jìn)行輸出子窗口分類，如圖7所示。

3.6 一體化界面效果示例

按照一體化界面的要求，在變電站遠(yuǎn)動(dòng)裝置、測(cè)控裝置、監(jiān)控后臺(tái)設(shè)備定檢、維護(hù)、巡視、配置修改等常規(guī)作業(yè)習(xí)慣的基礎(chǔ)上，開發(fā)適用于各類設(shè)備的統(tǒng)一化配置系統(tǒng)界面，效果示例如圖8所示。

4 結(jié)語

以用戶為中心的電力二次設(shè)備統(tǒng)一化配置界面在深度分析用戶的作業(yè)習(xí)慣和專業(yè)需求的基礎(chǔ)上，充分考慮電力行業(yè)軟件操作的安全性、穩(wěn)定性目標(biāo)，開發(fā)出一套用戶易學(xué)習(xí)、易操作且通用性極高的界面方案，該方案已在廣東、貴州、廣西、云南、海南五省區(qū)電網(wǎng)公司進(jìn)行廣泛推廣，極大地提高了變電站作業(yè)的便捷性，用戶評(píng)價(jià)良好。

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