Analyzing Operator States and the Impact of AI-Enhanced Decision Support in Control Rooms: A Human-in-the-Loop Specialized Reinforcement Learning Framework for Intervention Strategies
Notice bibliographique
Résumé
In complex industrial and chemical process control rooms, effective decision-making is crucial for safety and efficiency. The experiments in this paper evaluate the impact and applications of an AI-based decision support system integrated into an improved human-machine interface, using dynamic influence diagrams, a hidden Markov model, and deep reinforcement learning. The enhanced support system aims to reduce operator workload, improve situational awareness, and provide different intervention strategies to the operator adapted to the current state of both the system and human performance. Such a system can be particularly useful in cases of information overload when many alarms and inputs are presented all within the same time window, or for junior operators during training. A comprehensive cross-data analysis was conducted, involving 47 participants and a diverse range of data sources such as smartwatch metrics, eye-tracking data, process logs, and responses from questionnaires. The results indicate interesting insights regarding the effectiveness of the approach in aiding decision-making, decreasing perceived workload, and increasing situational awareness for the scenarios considered. Additionally, the results provide insights to compare differences between styles of information gathering when using the system by individual participants. These findings are particularly relevant when predicting the overall performance of the individual participant and their capacity to successfully handle a plant upset and the alarms connected to it using process and human-machine interaction logs in real-time which resulted in a 95.8% prediction accuracy using hidden Markov model. These predictions enable the development of more effective intervention strategies.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,011 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».