EJ T 759.1-2000 核电厂控制室.控制器和屏幕显示的应用.第1部分 控制器.pdf

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1、lCS 27. 120. 99 F 82 备案号：7695-2000E.J 中华人民共和国核行业标准FL 2190 EJ/T 759.1759. 2一剑”代替EJ/T759-93 核电厂控制室控制器和屏幕显示的应用Nuclear power plants-control r，例腿”operator controls and application of visual display units (IEC1227: 1993 ,Nuclear power plants Control rooms-Operator controls ,MOD) (!EC 1772: 1995 ,_ Nuclear

2、 power plants-Main Control room-Application of visual display units,MOD) 2000-09-20发布2001-01-01实施国防科学技术工业委员会发布. EEEEEEEEBIEE- EE- 们UU刷刷4酣酣酣酣剧剧町14EEza巾iidHHHHHHnu ttEERaa-Enu t配酌川剧UUttu、MMMMMMmmRL 阐啤ttEUU川。白EE配配配剧民uEE-BEr-u 川HH川叫咱mostZEZEluuunu -EEa- EI-EEEBEBE E- EE-E . nu nu nu q牛-tA ny Fhu 牛i中l/ T

3、ld pu 、，F阳川户L，t、nD 口uEJ/T 759.1759. 2-2000 目次EJ/T 759.1-2000 核电厂控制室控制器和屏幕显示的应用第1部分控制器前宫”.“.“.“.I IEC前言.“.”. VI 1拖围.2 规范性引用文件.3 术语4设计 与操纵员的协商和培训8附录A资料性附录）模拟图的布置EJ/T 759. 2-2000 核电厂控制室控制器和屏幕显示的应用第2部分屏幕显示的应用前言.”.10 IEC前言n1 范围.12 2 规范性引用文件.12 s 术语.134 设计要求5 屏幕显示（VDU）幅面的设计和应用.16 6 寂得VDU信息的方法.17 附录A（资料性附录

4、）VDU显示的优缺点.19 附最B（资料性附录幅面、典型应用和某些特性的例子.21 附录c（资料性附录设计和开发的依据.23 附录D（资料性附录获取信息方法的例子.24 附录E（资料性附录）VDU的验证和确认.25 附录F（资料性附录显示电厂工况和设备状态信息的VDU幅面设计的方法.29 EJ/T 759. 1-2000 前本标准是对EJ/T759-93核电厂控制室显示和控制设备的设计的修订，EJ/T759-93等效采用美国标准IEEEStd 566一77控制室显示和控制设备的设计L本标准等效采用国际电工委员会制定的标准IEC1227: 1993核电厂控制室操纵员控制器（Nuclearpowe

5、r plants-Control rooms-Operator controls），技术内容等同，编写格式和规则与GB/Tl.1-2000的要求相一致。本标准是GB/T13630-92(eqv IEC 964: 1989）核电厂控制室的设计的细则标准本标准说明了专用系统、通用常规系统和软操系统的人机接口要求。GB/T13630已包括了核电厂控制室总体要求、用户要求以及验证和确认CV8r.V）的方法，本标准不再重述这些方面的要求关于主控制室应用的屏幕显示（VDU）的标准将在EJ/T759. 2阐述，但在必要时会提到这些内容以便正确应用控制要求本标准与下列标准与文件结合使用，将对核电厂控制室的设计

6、提供指导：GB/T 13624-92(eqv IEC 960:1988) 核电厂安全参数显示系统的功能设计准则GB/T 13630-92(eqv IEC 964: 1989) 核电厂控制室的设计GB/T 13631-92(eqv IEC 965: 1989) 核电厂辅助控制点设计准则EJ/T 638-92 核电厂控制室综合体的设计准则HAF 0055 核电厂控制室设计的人因工程原则本标准自生效之日起，同时代替EJ/T759-93.本标准的附录A是资料性附录本标准由全国核仪器仪表标准化技术委员会提出。本标准由核工业标准化研究所归口。本标准由上海核工程研究设计院负责起草。本标准主要起草人：宁忠和、

7、丁军。 EJ/T 759.1-2000 IEC前言IEC（国际电工委员会）是一个由各国电工委员会OEC国家委员会）组成的世界性标准化组织，其宗旨是在电气和电子领域有关标准的所有方面促进国际合作。为此，除其他活动外，IEC还出版国际标准。标准的制定由各技术委员会负责，对有关问题感兴趣的任何IEC国家委员会均可参与标准制定工作。与IEC有联系的国际的、政府的和非政府的组织也可参与制定工作。根据IEC和ISO（国际标准化组织之间协商确定的原则，IEC和ISO密切合作IEC关于技术问题的正式决议和协议，是由对此特别感兴趣的IEC国家委员会组成的技术委员会准备的，它们尽可能表达国际上对该问题的一致意见这

8、些决议或协议以标准、技术报告或导则的形式出版，推荐给国际上采用，并在此意义上被各国家委员会所接受为促进国际上的统一，IEC各国家委员会应在其国家和地方标准中最大限度地采用国际标准。IEC标准和相应的国家及地方标准的差别，必须在后者中明确指出国际标准IEC1227是由IEC第45技术委员会核仪器仪表）所属的45A分技术委员会（核反应堆仪表制定的本标准的文本以下述文件为基础：DIS 表决报告45A(C0)129 45ACOH34 关于投票通过本标准的全部情况，可在上表中的表决报告中找到。附录A仅是提供资料。v EJ/T 759. 1-2000 核电厂控制窒控制器和屏幕显示的应用第1部分控制器1范围

9、本标准规定了核电厂控制室专用系统、通用常规系统和软操系统的人机接口要求。本标准适用于按GB/T13630-92的要求设计的核电厂主控制室。若要将本标准用于辅助控制点或就地控制室的设计，或用于现有控制室的改建设计时，则应特别注意本标准所作的假设（如自动化程度等）可能并不适用。2 规范性引用文件下列规范性文件中的有关条文通过本标准的引用而成为本标准的条文。下列注明日期或版次的引用文件，其后的任何修改单或修订版本都不适用于本标准，但提倡使用本标准的各方探讨使用其最新版本的可能性下列未注明日期或版次的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 13630-92 核电厂控制室的设计EJ/T 759. 2

10、-2000核电厂控制室控制器和屏幕显示的应用第2部分屏幕显示的应用。3 术语3. 1 3.2 本标准采用下列术语。专用dedicated 只用于一个目的。多用multiplexed 在不同时刻用于不同目的。例如，电厂多个设备可通过一个选择装置共用一个启停开关，它可启动或停止某一时刻与它连接的设备。3.3 3.4 3.5 摇臂式倍号器semaphore 一种电驱动的机械装置，它通过可视的表面角度位置显示设备状态（如开关位置的打开或闭合）。差异控制和显示discrepancy control and indication 一种有状态和差异指示的两位控制开关软操soft control 一种具有很多

11、可编程功能的多用装置，任一时刻都可用一个标记来指明该功能标记可以是有照明的仪表盘或屏幕显示（VDU）上的信息。操纵员可从有关的指示灯或VDU获得信息。3.6 EJ/T 759. 1-2000 触摸屏touchpanel 一种软操，它用位置传感器探测操纵员手指所触的VDU上的标记，然后执行操作。另外，可以用光笔或VDU幅面上移动的光标来选择表示电厂一个设备或一种控制作用的标记。4 设计4.1 设计原则人机接口的设计需要全面的系统设计方法。GB/T13630规定了控制室系统整体设计的要求和安全原则，给出了有关可用性和用户方面的考虑，说明了作为一个整体的系统功能设计准则。设计者应考虑要达到的设计目标

12、以及不同情况下各种设计因素的相对重要性控制器的设计应使操纵员能方便和正确地执行其任务，应考虑控制和显示的组合以及操作规程的类型，应根据操作规程的提示来选择所用的控制器。应特别注意操纵员需要简单的防错系统设计，该系统将使操纵员的工作在所有工况下达到最优水平，其设计应基于人类工效学的原则，以保证易于操作，并使操纵员因疏忽或误操作造成的差错最少。控制元件的机械特性，如尺寸、操作压力或操作力、触觉反馈等，都应符合人的能力和人体尺度数据库所给出的特性。控制盘和控制器的设计应和整个系统设计相一致，并满足GB/T13630的要求，特别是其中6.4 6.8和6.10的要求。任何系统在接受一个控制指令后都应立即

13、向操纵员反馈信息，如通过VDU上的发亮装置或标记。合适的反馈信息应指出该命令是否己执行（如间门已关闭）。4.2 控制系统接口的类型操纵员可用的控制器接口类型可分成三组：专用系统、多用常规系统（包括键盘）和软操。通过4.3 中说明的任务分析可确定应使用的最合适的接口类费，各类接口具有的特性如4.2. 14.2.3所述。4. 2.1 专用控制器专用控制器和显示器有空间概念，操纵员可以迅速找到频繁使用的设备的位置从而大x队少了选择差错其快点是不需使用时仍然存在，因而增加了整个控制台和盘的尺寸，并对使用其他控制器有影响专用控制器可以在电气上相互隔离，其设计可防止共模故障，但需用大量的电缆。专用控制器特

14、别适合于经常使用的控制器（例如电力输出），或者其迅速可达性和可靠性是首选因素的控制器（例如应急跳闸按钮它们的布置说明见4.4. 1. 4.2.2 多用常规系统本系统采用单个控制器对若干设备实施同样的功能，这就减少了控制台和盘上控制器的数量，从而缩小其尺寸并使控制器离操纵员更近但是对该系统必须进行选择操作，从而增加了操作次数，差错概率和操纵员的响应时间亦可能增加。单一故障可能会影响与一个控制开关有关的所有系统，但可减少电缆敷设量。本系统的设计应提供对所选功能的正确反馈信息，使操纵员得以纠正差错。本系统特别适用于不要求迅速操作的不常使用的系统（例如水箱注水，还适用于误操作的后果不严重且有足够时间纠

15、错的系统4.2.3 软操软操是一种在不同时间实施不同功能的多用系统。需在VDU上设置可变换的用来显示控制功能的标记，例如通过在其正下方成行安装的开关来实现变换。作为扩展，可以不采用单独的开关而采用触摸VDU屏上标记的方法利用VDU屏面的矩阵扫描系统，计算机能将手指触摸屏幕的位置解码，并发出动作指令其方式与操作一个设备开关一样扫描系统采用红外线、超声波或压力传感器）本系统具有多用常规系统的许多特性，但它能汇集与特定任务有关的控制器，而不呈现对该任务无效的或不适用的控制器，从而引导操纵员正确操作必须确保需要时向操纵员显示其执行正确操作所需2 EJ/T 759.1-2000 的对只有一种使用顺序的功

16、能组，其设备应按使用顺序从左到右排列，并考虑安全和可见性的总要求，见4.4. 2; b) 控制器应放在显示器下方，实际不可行时放在显示器右方，这一要求不适用多个设备共用的控制器，如“灯试验”控制器；c) 有多个使用顺序时，设备应按电厂标识或能量传送方向从左到右排列。除非模拟图所限，元件的布置不应成“镜像飞也不应为了节省空间而简单地折衷。模拟固的布置可能无法满足上述全部要求。4.4.4 相对方位视觉上相似的控制元件或布置应采用同样的操作方式，并提供同样的选择方式。控制动作应符合公认惯例。典型的惯例如za) 旋钮开关z关开选择应布置成“关”是12点钟位置，“开”是3点钟位置，顺时针旋转使设备启动z

17、b) “差异”控制开关：当这些开关不作为原理图的一部分安装时，应采用关开位置的一般规定；当安装在模拟图上，开关处于关位置时，它与有关图线形成一个向右的夹角，而处于开位置时则与图线成一直线。类似的布置亦适用于差异显示器，无论是自动化的摇臂式信号机还是手动调节；c) 选择开关：将双位选择的位置（除关开以外）对称地布置在一条垂直中心线的左右二边，这样能识别一个更优先的状态，即系统更为激活或更自动化的状态布置在右边，如：“降低一提升”，“低量程一高量程”；三位选择在一条垂直中心线及其左右对称布置，这样能识别一个优先的状态，该状态布置在中心线的右边，如：“向下一关一向上”，“慢一关一快”；多位选择开关的

18、位置则均匀分布在12点钟附近。除非有一个可确定的“起始”或“正常”位置，否则应避免其他的布置方式1d) 按钮和带灯按钮z双位控制选择器或显示器横向布置成一对，优先状态置于右边，如：“断开一闭合（电路断路器）”，“关闭一开启（阀）”，关（断）一开（通）”，复位一正常”，“保持一激励”，“手动一自动”，“失败一完成”；偶然需要三位选择或显示器，这是上述规则的扩展应用，三个装置应相对有关的设备列成一行；e) 调节功能（如使风门或阀门渐开）：应将控制器纵向排列成一对，优先状态在上，如：升开启升高预期值降关闭降低预期值在操作一个按钮后将调节装置锁定在一个工作位置并具备停止功能时，则采用上述纵向成对布置，

19、停止按钮置于这一对装置的左边，并处于它们之间的中心线上；。当四个、五个或六个按钮成行排列时，可根据上述优先状态的原则和电厂标识进行布置。与自动控制环路有关的按钮和带灯按钮按规定的矩阵布置，横向两个，纵向三个，“手动”和“自动”控制状态的选择和显示按钮布置在顶部，它们下面是两对纵向布置的按钮，左边一对用于手动控制回路参数装置（如一个阀门或风门），右边一对用于手动调节控制回路的预定值。这两种情况下，优先状态如“提升”和“提升预定值”）都放在这对按钮的上部位置；g) 在电厂要求控制附加的驱动器或具备串级控制回路时，这些概念应予保持并在适当位置提供附加的设备。不允许空间眼制影响期望的布置。单独隔离的显

20、示器或控制器放在有关设备或设备组的合适的中心线上。在一个矩阵中省略一个或多个设备时，应保留其标准位置，空出的空间不可占用，以便保持上述规则中一致的位置编码5 EJ/T 759.1-2000 4.4.5模拟图显示器和控制器在图形或示意图（称作模拟图）中布置时，上述布置原则适用于功能组合或控制器与显示器，但还有一些另外的考虑。示意图应与操纵员使用的电厂表达方式一致。这由下列因素决定：电厂实体轮廓和布置，控制室和就地盘上控制器和显示器的布置，以及最常用的图形。必须全面考虑这三个因素。如只考虑反应堆周围厂房象限化的实体布置，将造成模拟图这些象限中的设备成镜像布置。作为一般规则，不希望产生并应避免镜像布

21、置控制器和显示器的布置应考虑电厂有关设备的实体位置。在所有类似的情况下，相应的信息应布置在同样的相对位置，这一点应在控制台上实现，从而设计时各象限的元件布置应完全一样，井用标字牌、标记或颜色加以区分。这种标准化的布置（如对于一个泵组）便于操纵员识别流程线的布置应尽可能简单，其走向通常从左到右，从上到下。在闭合系统中，设计者应判断是顺时针还是逆时针合适，但往往推荐前者。在模拟图之间流程的方向必须致，通常最关注的、最重要的流程应从左到右布置在电厂功能区内流程的方向应保持。应考虑一个系统的某些实际方位。例如，在重力起重要作用的系统（如一个低压水系统中，在模拟图中布置容器和泵等设备的位置时应反映这一点

22、。同样，应采用与其实际外形一致的形式表示大型设备，如蒸汽发生器和汽轮发电机图形设计中应遵循一般规则，其中图形显示应围绕模拟图使用户连续注意。斜线能使用户注意显示图上的特定点，但用于单线流程图时，模拟图通常应基于直线结构。为了清晰地表示流向，应减少流程线的连接点并尽量减少跨接。如果流程线之间不连接，则它们彼此不得搭连；次流程线应中断，使它与主流程线之间留出一个小的间隙如果两者同等重要，则纵向流程线应断开以便留出间隙。编制的模拟图总体上应能使用户识别电厂状态并迅速联系到图上的数据，以便使用户清楚地了解电厂正在发生的事件、触摸屏上的位置及受控设备。在电厂的几个设备并行运行时（如一组锅炉或泵），若将各

23、台设备的关键变量成行或成列显示在相邻位置，则很容易对它们的性能进行比较，见附录A资料性附录4.4.6 编码控制器的设计应采用编码技术，并且所有相关系统和设备的编码技术应一致。控制室接口所用的可视编码的形式包括（按照对设计者的重要性排列：a) 信息文本zb) 位置；c) 照明；d) 外形ze) 颜色5f) 尺寸。4.4.6. 1 信息文本利用信息文本的编码形式在设备上或其邻近位置（文本中的相对位置应标准化）标识其功能，术语和缩写的构成与应用不属本标准范围，但随之引起的定位规则在下面讨论。4.4.6.2位置控制台、盘的设计可依据“晴盘”原则，正常运行工况下控制台、盘完全是“暗”的。电厂状态则通过设

24、备的位置来显示如差异显示器和摇臂式信号器4. 4. 6.3 照明为了满足大量信息流的要求以及增强操纵员监测能力的要求，可采用“亮盘”系统。“亮盘”和“暗盘”技术通常不得在同一控制盘或台上混合使用采用“亮盘”系统并提高自动化程度则会导致更多地使6 EJ/T 759. 1-2000 用带灯按钮而减少使用旋钮开关。异常工况可以通过稳定灯光指示，如通过手动按钮发光来指示切换到手动，用闪烁灯光引起操纵员注意一个报警或电厂状态的改变。4.4.6.4外形对于专用旋钮开关，可以规定用外形编码作为反馈信息，使操纵员可以确认已采取的正确控制动作选择开关应有一个清楚指出被选物项的箭头形手柄，而“升一降”控制开关可采

25、用T形手柄，电路断路器开关则采用枪形手柄4.4.6.5颜色这是一项有用的技术，但由于视觉对颜色的局限性、判别的主观性以及有关颜色的标准过多，采用颜色作为一种独立的编码媒体是不适宜的。颜色编码只应作为一种冗余的方式使用。通常总是同时使用外形、式样、尺寸或附加信息文本等编码技术来达到编码的目的对于特定的核电厂，所有控制器编码的使用必须一致除了表示电路断路器状态以外，使用红绿这一组颜色表示功能时可能会出差错，因为该编码用于电路断路器、电厂动态物项和电厂功能时可能不一致。4.4.6.6 尺寸设备的尺寸可引起对需经常操作的设备或要求迅速操作的安全设备的注意但是，对于一般应用，尺寸编码不如其他方法有效。4

26、.4.7 防止控制器误操作的措施为了防止人为事故，应最大限度减少控制器的误动作防止控制器误选择或误操作所用的技术包括其定位、防护和固有特性，应采用4.4. 7. 14. 4. 7. 3所述方法实现。4.4.7. 1 合适的位置：控制器的位置应使得操纵员在任何顺序的控制操作中都不太可能误碰或误动控制器对电厂状态有直接和重大影响的停堆、停机或保护这一类设备应布置在靠近控制台垂直面的水平面顶部，以减少误操作的危险。除非其位置能避免误操作，否则对电厂运行有重大影响的控制器（如重要阀门的控制器或控制棒控制器应具有保护罩（带钱链的盖子），必须先掀起罩板才能接近该控制器其他的控制器应设计成凹陷式、防护式或另

27、外用档板围起来。为了减少误操作对于无防护的按钮应采用高套筒加以防护。驱动的优先性：安全系统驱动信号应优先于手动驱动信号任何例外都应明确说明。4.4.7.2 联锁控制：控制器可以带联锁装置，如两次操作、容许逻辑或同时用两个独立按钮若几个独立控制器有一个共用按钮作为总的控制作用解锁按钮，则该按钮的触点动作不应保持而采用脉冲式，从而避免未经许可的控制操作程序合适选择控制器扭矩或操作力是必要的，以避免非预期的操作和提供足够的手感反馈通常建议采用两次操作控制器或组合控制器，或在关键场合下采用钥匙闭锁装置以减少误操作如果用“转一按一转”动作的差异开关这类控制器可减少误操作的概率，但它们对解决错误控制的识别

28、问题可能不太有用。在不同系统或序列中有类似的控制器时，应对它们很好地分隔或编码（如颜色编码）。4.4.7.3 手动备用z因复杂的自动系统的故障而将职责转移到操纵员的身上，即使具有合适的控制和信息说明仍可能会出差错，除非所要求的操作简单明了且操纵员已经过适当培训。在自动化备用或替代系统给出合适显示的情况下，可以要求操纵员承担其能力范围内的任务4.4.8 与VDU帽面的一致性在显示包含基于计算机的VDU显示和分立显示两种形式的情况下，设计人机接口时将它们作为一个整体来考虑很重要.VDU显示和分立显示的一致性可从四个方面考虑。4. 4. 8. 1 布置：应考虑控制台、盘表面及VDU显示上控制器和显示

29、器两者之间的相互关系通常，EJ/T 759. 1-2000 VDU主要作为显示器而不作为可动作的控制器，但在包括触摸敏感的显示系统内，通常可以包含与一个或多个信息直接有关的控制器，VDU显示屏信息的详细布置见EJ/T759. 2.通常，本标准有关位置的规则对分立元件和VDU显示元素都是适用的在分立显示的情况下，优先考虑实体和人体尺寸的限制z在VDU显示中，文本信息位置的详细说明等因素可能是制约因素在基于计算机的信息系统中重点采用编程图和表格形式，但使用触摸屏控制则要考虑在显示器上布置控制元素。4.4.8.2 注择：在分立显示和VDU显示中都应使用同样认定的术语和缩写。VDU显示系统和分立显示相

30、比，常常因受空间限制需要采用更简明的形式4.4.8.3 符号：采用图形显示时，表示电厂设备的符号体系应一致由于两种显示媒体的性质不同，分立显示通常是反射式显示，而VDU显示则是发射式显示，这些因素将影响某些符号的外形和线密度等，因此不能保证都采用同一形式，4.4.8.4颜色z在两种形式的接口中都应采用相同的编码萤光显示的性质可能使一些颜色比另外一些颜色更为醒目（橙色比红色更醒目，这就决定了绝对标准可以放宽确定分立设备界面使用的颜色时应考虑颜色反差和可见性选择控制台、盘的底色时应使其对所有常用的颜色都有足够的反差，通常采用浅灰色有时采取增加反差的其他措施（如加轮廓线可能是必要的4.4.9 触摸屏

31、的专门要求在选择的延迟和共模故障的干扰可接受时，可采用触摸屏官们布置在监测和控制都能满足人因要求的位置必要时应考虑采用多重屏幕或屏外设备跟踪球或光标控制器VDU幅面上触摸屏覆盖的工作区应能充分满足预期的任务要求并指导操纵员正确操作，还应有简单的方法转移到可能需要的其他工作区或选择新的幅面虽然触摸屏的可视区似乎可以覆盖整个屏，但在选定实际激活的操作区和操作区之间的问隔时应使操作区便于操作选择，并使误触摸的风险很低，尤其是关键性操作应在显示中合理安排由矩阵栅格探测到的手指触发位置。触摸屏的响应必须可靠和一致，并通过颜色、符号、信息或音调的改变，将探测到的每一次触摸操作迅速反馈给操纵员报警和无效操作

32、（如过度提升一个变量）应以有助的方式编人幅面系统如给出现有值报警整定值或无效操作的原因对于重要的不可恢复的电厂操作，要求在规定时间内两次触摸操作才能执行5 向操纵员咨询和操纵员培训开发屏幕显示幅面和操作动作及编制操作规程时，应征求操纵员的意见，在模拟机上进行真实的试验是必不可少的。操纵员的适当培训是设计的一个重要部分对于新的系统，应对所有操纵员进行充分培训，使他们了解可用的设施井有效地使用。8 A. l 电气模拟图EJ/T 759. 1-2000 附录A资料性附录）模拟固的布置所有电路断路器的代表符号应布置在电路的垂直部分，控制器或显示器符号应靠近有关的配电盘符号。配电盘的进线应从顶端进入配电

33、盘符号。配电盘馈电电路应从配电盘符号引出。配电盘内连接应采用水平线，水平线必要时应断开，以便为优先的垂直线让出位置。互联电路的断路器应遵循断路器的一般规则，一个配电盘上断路器的Ji!Vl序不必按其实际位置，而应优先考虑模拟图的清晰度t注意这一规则不能用于与实际的配电盘布置相同的室内布置图）。电路之间应有足够的间隔，这将取决于所用最大设备的实体尺寸，例如一个控制开关或在线使用的显示器的尺寸。相邻的配电盘之间应有足惨的间隔以便在两个非相关电路之间提供必要的分辨度。A. 2 机械模拟固图形设计时首先要考虑的是模拟图要包含和要省略的内容。尽管是最简单的系统，由于模拟图的空间有限并要避免过分复杂，还是要省略一些电厂设备。设计者必须进行信息抽象化处理，抽象的程度取决于系统的复杂性和利用图形执行任务的要求。9 egNilNam四am同国