主控室人机界面是操纵员监视和控制系统安全运行的主要场所,是操作员从事操纵过程,认知过程,决策过程及负责整个系统安全监督控制的核心地方。经验表明,人机界面设计好坏对人的信息获取,判断等一系列行为将带来影响。数字化人机界面是目前一个新兴领域,与传统的人机界面存在本质区别,无论是信息显示,控制操作,用户界面交互与管理,报警系统,还是规程系统均有着千差万别的差异,这无疑给操纵员带来新的挑战。本文就是针对数字化人机界面这样一个新兴领域,以核电站为参考背景,从减少人因事故的角度出发研究数字化人机界面的优化以减少操纵员的挑战与负担,从而减少人因事故的发生。为解决以人因可靠性为基础的数字化人机界面优化问题,本文做了以下研究工作：(1)对传统的人机界面及数字化人机界面存在的区别进行分析；(2)对传统的人机界面和数字化人机界面设计因子进行详细分析；(3)对数字化人机界面一些因子提出了定性优化设计方法；(4)在事故后的监视过程中,数字化人机界面功能块位置之间的布局对人因可靠性具有十分重要的影响,同一显示屏中,若功能块之间具有较好的布局,就可以大大减少监视过程中的失误。为解决这个问题,本文提出了基于改进遗传算法的贝叶斯网络数字化人机界面监视单元布局优化模型。在此过程中建立了一个完整的优化流程迭代图,采用改进的杂交遗传算法进行布局组合,适应函数采用贝叶斯方法,基点是以人因可靠性为准则进行布局优化。在人因可靠性计算中采用动态函数进行模拟,该函数综合了布局所影响的时间参数,人自身的因子,计算中包含了连续也蕴涵了离散,符合实际情况。实验证明本文提出的改进杂交遗传算法稳定性好,灵敏度高,据此建立的优化模型同样具有高精确度,高稳定性；(5)在事故后的监视过程中,除了显示屏功能块之间的布局对监视可靠性存在重要影响外,显示屏中的参数,警告等也会对监视产生一定影响。针对这个问题,提出了模糊免疫分段进化算法数字化人机界面马尔可夫监视转移的优化模型,目的在于提供一种对数字化人机界面参数数量的先进优化方法。该模型主要是对显示屏中的参数量进行优化以影响操纵员获取信息的可靠性,从而影响到操纵员的监视转移。为解决这个问题,本文首先建立了一个完整的优化流程图,之后对流程中的各个部分进行详细研究和定义,对优化的参数因子采用动态模糊方法产生模糊段;在进化过程中,提出了免疫分段法,大大提高了进化性能;对优化因子数量作者设计了一个动态模型函数,并经过大量实验得到两个平衡因子参数值;对优化因子的人因可靠性计算提出了带条件的监视转移马尔可夫模型,实验表明该模型具有很好的精确性及稳定性。另外,实验结果还表明：人机界面参数量设计亲和力失误率函数灵敏度高,稳定性好;模糊免疫进化分段法的进化性能明显优于普通进化方法;马尔可夫监视转移人因可靠性优化模型性能稳定,灵敏度好;(6)对核电厂数字化人机界面来说,当发生事故后,操纵员需要在规定的时间内一步一步正确执行每一操作规程才能完成整个任务,在这个过程中操纵员需要在六个不同显示屏之间切换和移动,如果操作规程自动布局在显示屏的位置恰当,就可以减少操纵员完成规程的移动及寻找时间,从而到达减少人因事故的目的,为此,提出了基于数字化人机界面事故下规程自动布局最短移动路径算法的神经网络人因可靠性优化模型。该研究一开始对紧急事件的定性分析进行详细描述,之后建立了一个定量优化理论模型,并对优化过程中的几个部分详细进行论述。首先提出了动态标识邻域最短路径算法,并对该算法进行了有效证明,同时也对实现过程进行实例流程分析;其次采用神经网络方法来建立优化模型,该模型中设计了一些模拟动态函数,包含了规程布局中得到的优化因子t,最后用试验说明了模拟过程失误率变化的关系图及该模型的高性能；(7)应用本文建立的数字化人机界面优化模型对核电厂误安注事件进行了应用性研究,获得了：①误安注事故主界面最优化的布局方式；②误安注事故中主界面中参数,警告,行字符的数量优化结果；③对误安注事故执行规程的显示自动布局得到了最好的布局优化结果。该项应用性研究结果也论证了所建模型的有效性；(8)本研究的重点是对事故后数字化人机界面不同因子建立了三个不同的定量优化模型。这三个模型之间的差异在于：遗传算法数字化人机界面监视布局优化模型主要是解决同一显示屏中各功能模块如何布局的问题;模糊免疫分段进化算法数字化人机界面马尔可夫监视转移的人因可靠性优化模型主要解决参数数量的优化问题;基于数字化人机界面规程布局最短移动路径算法的神经网络人因可靠性优化模型主要是解决某一时刻规程如何布局在六个显示屏的某一个上。另一方面,它们之间也存在共同点,其一：在优化过程中,基本上都以人因可靠性为基础,具体为：对功能块布局的优化模型来说,如果人因可靠性越高,表明某种布局组合就越好、对参数因子的优化模型来说,如果人因可靠及亲和力越匹配,那么参数量的设计就越好、对规程优化模型来说,如果规程自动布局越好,那么人因可靠性就越高;其二,这三个模型都是从不同角度对不同因子解决事故后数字化人机界面的优化问题。