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管制室にはなぜ大きなディスプレイがあるのか

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管制室の歴史と、監視・運用業務の関係
はこだて未来大学共同研究関連発表

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管制室にはなぜ大きなディスプレイがあるのか

  1. 1. 管制室にはなぜ大きな ディスプレイがあるのか 管制室の歴史と監視・運用業務の関係 2019/11/22 (C) Copyright 1996-2019 SAKURA Internet Inc さくらインターネット研究所 所長 鷲北 賢さくらインターネット株式会社
  2. 2. 自己紹介 • 鷲北 賢(わしきた けん) • 1998年4月入社 • バックボーンのお守りからサービス開発まで ─ 初期の専用サーバ、データセンター構築 ─ オンラインゲームプロジェクト ─ さくらのクラウド開発マネージャー、などなど • 2009年より、さくらインターネット研究所 所長 ─ 仮想化技術の研究(Linux KVM) ─ 高性能リソースを分割するより小型計算機を集めて高性能化する ほうに興味あり • アポロ時代のロケットマニア • @ken_washikita、https://facebook.com/ken.washikita 2
  3. 3. 管制室の様子(1)- ISS管制室(2016) 3https://en.wikipedia.org/wiki/Christopher_C._Kraft_Jr._Mission_Control_Center
  4. 4. 管制室の様子(2)- スペースシャトル(2005) 4https://en.wikipedia.org/wiki/Christopher_C._Kraft_Jr._Mission_Control_Center
  5. 5. 管制室の様子(3)- アポロ計画管制室(1970) 5https://en.wikipedia.org/wiki/Apollo_13
  6. 6. 管制室の様子(4)- ジェミニ計画(1965) 6https://en.wikipedia.org/wiki/Christopher_C._Kraft_Jr._Mission_Control_Center
  7. 7. 管制室の様子(5)- マーキュリー計画(1962) 7https://en.wikipedia.org/wiki/Christopher_C._Kraft_Jr._Mission_Control_Center
  8. 8. 管制室の様子(6)- ISS/ロシアの管制室 8https://en.wikipedia.org/wiki/Mission_control_center
  9. 9. 管制室の様子(7)- 英国空軍作戦室(1940) 9https://en.wikipedia.org/wiki/Battle_of_Britain_Bunker
  10. 10. 管制室とは何か? • 管制室(コントロールルーム)の定義 ─ 運用監視を行うための部屋 ─ 物理的に巨大な部屋 ➢ 分散した部屋であることもあり得る ─ 1920年代から工場などで利用され始めた ─ 通常、一般からは隔離されたセキュリティの高い場所 ─ 多くのディスプレイやコントロールパネルが設置されている ─ 部屋内のすべての場所から見えるように、大きな壁一面の ディスプレイが設置される場合がある ─ のちの調査のために、ビデオ撮影や録音がされることがある ─ 多くのコントロールルームは24時間/365日運用される ─ 人員は常に配置され、シフト勤務が組まれる 10https://en.wikipedia.org/wiki/Control_room
  11. 11. 管制室の様子(8)- 焼却施設の中央制御室 11http://www.eco-snk.jp/process/facilities.html
  12. 12. ここまでの疑問を整理 1. 運用監視の目的と内容 2. コントロールパネルとはそもそも何か? 3. なぜ大きなディスプレイが必要なのか? 12
  13. 13. 1. 運用監視とは • 運用とはシステムを制御し目的を果たすこと ─ システムとは、近代/現代においては巨大なメカ ニズムを指す ─ 特に今日では、コンピュータ・システムであるこ とがほとんど • 監視は状態を知るために計測すること ─ メカニズムの状態を測定し、可視化する ─ メーターによる可視化や、音による警告 ─ これらを人間が認知し判断する 13
  14. 14. 2. コントロールパネルとは • 元々は計器(メーター)の集合体 ─ 自動車の運転席 ─ 機関車の運転席 ─ 飛行機の操縦席 ─ 多数のスイッチとレバーとメーターからなる • システムの制御も同様に多数のスイッチとレ バーを必要とする ─ システムの制御装置も、巨大で複雑なコントロー ルパネルになる 14
  15. 15. コントロールパネルの例 15 https://osn415w00.at.webry.info/201309/article_4.html 機関車の運転席 飛行機の運転席 http://airman.jp/2011/08/30/boeing747_1.html
  16. 16. 3. 大きなディスプレイはなぜ必要なのか? • システムの制御は「一刻を争う」ことがある ─ 状況を瞬時に把握し、決断しなければならない ─ しかしシステムが複雑であるほど困難になる ─ 複雑なシステムを把握できるようにコンパネを工夫する • 巨大なシステムは多数の人々が共同で運用する ─ 操縦のように一人の決断に任されない ➢ システムが巨大すぎ、一人では全体を把握しきれない ➢ 専門性があって、個々の判断を任せざるを得ない • 多人数の運用チームが「一刻を争う」決断をするために、どの ように情報を共有するか? ─ 情報共有の方法にはいろいろある ─ 大きなディスプレイは、その役に立つのだろうか? 16
  17. 17. Do Video Display Walls Improve SA in Control Rooms? https://electricenergyonline.com/energy/magazine/423/article/Do-Video-Display-Walls-Improve-Situational-Awareness-in-Control-Rooms-.htm • 多くの組織がコントロールルームに対して投資しているが、そのゴールはコントロールルーム にいるスタッフのSituational Awarenessを向上させることだ • そしてそれらは、多くが巨大なディスプレイウォールを備えている • これらのプロジェクトは成功を収めており、オペレーターは変化する状況に直ちに対応できる よう最新の情報にアクセスしている • Situational Awarenessとは; ─ 複雑な状況において決断を下すために必要な人々にとって重要な、環境に関する知識と理解 ─ SAとは、情報、イベント、自身の行動が現在および近い将来の目標にどのように影響するかを理解す るために、自身の周囲で何が起こっているかを認知すること ─ SAが欠如していたり不十分だと、ヒューマンエラーに起因する事故の主要因となり得る • コントロールルームのオペレーターは複雑な意思決定を行うために何が起こっているかをよく 理解する必要がある ─ 多様なソースからの情報を総合することで、これを達成する ─ 重要なシステムの状態を監視し、データの品質を理解し、重要な情報をタイムリーに受け取る必要が ある 17
  18. 18. とりあえずおわり 18
  19. 19. 今後調べられそうな事柄 • 失敗学で、システム制御系の事例を探す ─ 工場運用の失敗事例では管制室の設計ミスが指摘され ることがある ─ その結果、改善例として何か出てくるかも • SAを深堀りする ─ 意思決定に関する研究は盛んなので論文も多そう ─ たとえばOODAとか • IT業界の失敗事例 ─ 残念ながら一級の資料は少ない ─ なるべくさくらで協力します 19
  20. 20. 論文・書籍 • Charles D. McKinney,Mission Control Center - Houston Display and Control System,IEEE Transactions on Aerospace Volume: AS- 3;Issue: 2; June 1965 ─ https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/4319791 ─ ABSTRUCT: Flight monitoring and control of manned spacecraft requires near-real-time assessment of large quantities of complex data. To provide centralized control, a Mission Control Center has been established at the Manned Spacecraft Center at Houston, Texas. This paper describes the design philosophy for the Display and Control System, with emphasis on modularity, versatility, and reliability. Technical and operational details are provided for the equipment designed and implemented to satisfy the flight control requirements. • W. Liggett,Design of a Mission Operations Center at the Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory,2011 Aerospace Conference ─ https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/5747611 ─ Abstract: The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHU/APL) is dedicated to solving critical challenges as set forth by the NASA. JHU/APL participates fully in the nation's formulation of space science and exploration priorities, providing the needed science, engineering, and technology, including the production and operation of unique spacecraft, instruments, and subsystems. • Stephen Few,Information Dashboard Design: Displaying data for at-a-glance monitoring 2nd edition,2013 ─ https://www.amazon.co.jp/dp/1938377001 ─ A leader in the field of data visualization, Stephen Few exposes the common problems in dashboard design and describes its best practices in great detail and with a multitude of examples in this updated second edition. According to the author, dashboards have become a popular means to present critical information at a glance, yet few do so effectively. He purports that when designed well, dashboards engage the power of visual perception to communicate a dense collection of information efficiently and with exceptional clarity and that visual design skills that address the unique challenges of dashboards are not intuitive but rather learned. The book not only teaches how to design dashboards but also gives a deep understanding of the concepts rooted in brain science that explain the why behind the how. This revised edition offers six new chapters with sections that focus on fundamental considerations while assessing requirements, in-depth instruction in the design of bullet graphs and sparklines, and critical steps to follow during the design process. Examples of graphics and dashboards have been updated throughout, including additional samples of well-designed dashboards. 20

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