Взаимодействие человека и техники в транспортных эргатических системах

Требуется пересмотреть нормы допустимого шума и вибрации в кабинах машиниста. Величина  последней, например, сейчас превышает норму в 3 – 7 раз.

 

 

 

Рис. 29. Оптимальное эргономическое решение рабочего места машиниста  электровоза ЧС2:

а – вид сверху; б – вид сбоку; 1 – приборы режима электротока; 2 – манометры; 3 – скоростемер; 4 – лампы контроля режима работы систем; 5 – АЛСН; 6 – штурвал контроллера; 7 – реверсор; 8 – кран машиниста; 9 – вспомогательный кран; 10 – кнопки подачи звуковых сигналов и подсыпки песка; 11 – рукоятка контроля бдительности; 12 – ручной тормоз; 13 – переговорное устройство. Полуокружности – рабочие зоны рук машиниста (а – нормальная, б – максимальная)

 

Большое значение для увеличения надежности управления движущимися транспортными объектами имеют размещение оборудования, компоновка пульта управления и эстетическое оформление кабины, а также обеспечение оптимального поля зрения машиниста (рис.29). Значение повышения надежности взаимодействия машиниста-оператора с техникой в процессе управления огромно не только из-за большой оперативной нагрузки, приходящейся на человека, но и из-за особо высоких требований к качеству его деятельности. Допущенную машинистом ошибку практически никто исправить не может, а любая ошибка или авария на транспорте чревата тяжелыми последствиями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Диспетчерские системы управления

 

Для управления комплексами транспортных объектов наиболее характерны диспетчерские системы. Главное, что определяет задачи исследования этих систем, - всевозрастающее значение надежности диспетчера, занятого управлением производственным процессом. Если неверные или неточные действия рабочего, который занят производством деталей, ведут к частичному браку, то ошибка диспетчера в управлении транспортными средствами нередко грозит крупными материальными потерями. Иначе говоря, цена ошибок, допускаемых людьми, управляющими сложными техническими системами, чрезвычайно высока. Как показывает анализ, аварии и вообще нарушения хода технологических процессов вызваны тем, что в конструкциях машин, приборов, систем отображения информации недостаточно учтены возможности человека. Казалось бы, работа диспетчера контейнерной площадки крупной грузовой станции спокойна, однако ошибочные решения при исполнении обязанностей приводят к большим экономическим потерям, к непроизводительному простою машин и кранов, снижению производительности труда. Довольно простые диспетчерские системы на железнодорожном транспорте – системы автоматического управления роспуском вагонов на горке и маршрутно-релейной централизации на станциях. Однако большие психологические нагрузки ощутимо влияют на надежность людей, работающих в них. Здесь психологическое состояние человека влияет на качество управления. Горочный оператор, ожидая всевозможные нарушения в работе системы, находится в постоянном напряжении, а к концу дежурства доходит до высокой степени утомления. Ошибки, допускаемые дежурными по горке, приводит к тому, что в течение смены из-за них горка простаивает до 1 ч.

На станциях, где все  более широкое распространение  устройства маршрутно-релейной централизации, при которой перевод стрелок и открытие сигналов осуществляются автоматически от  нажатия кнопок на пульте управления, ошибки, вызванные перегрузкой дежурных по станции, также высоки. Наблюдения за оперативной работой дежурного показывают значительную нагрузку его двигательного (моторного) аппарата и памяти.

Довольно большая нагрузка характерна и в работе поездных диспетчеров на участках с диспетчерской централизацией. Большинство просчетов в регулировании движения поездов происходит из-за их ошибок, т.е. обусловлено человеческим фактором. Ошибки эти классифицируют как невнимательность, халатность. Однако чаще всего они зависят от чрезвычайно усложнившихся условий эксплуатации, из-за несовершенства языка общении между техническими средствами и человеком.

Проблема языка –  это в основном проблема отображении  информации. Ведь диспетчер лишен  возможности наблюдать объекты  управления непосредственно и пользуется информацией. Поступающей к нему по каналам связи. Таким образом, он взаимодействует с информационной моделью, которая как бы передает ему все существенно важные изменения, происходящие на реальном объекте. Значительно увеличились размеры диспетчерского табло и количество объектов информации, которые на него выведены. Большие размеры у пультов управления маршрутно-релейной централизацией. Непрерывный поток информации обрушивается на человека.

Между объемом информации, которую человек способен переработать в процессе управления, и его физиологическими возможностями нет прямой зависимости. На эту зависимость влияют способ представления информации и психологическое состояние самого человека. Значит, необходимо установить для каждого конкретного случая предельные возможности людей в восприятии информации и постараться облегчить переработку сведений, поступающих на пульт управления. Самый распространенный способ представления информации – мнемосхема, на которой изображены управляемые агрегаты и высвечиваются различные сигналы, характеризующие изменение режима работы установок. Однако для современный систем с большими потоками информации мнемосхемы – далеко не лучшее средство. Наблюдение за работой диспетчера показало, что когда нужно обратиться лишь к трем-четырем информационным точкам мнемосхемы, он фиксирует взгляд на 40 – 60.

Систему представления информации, очевидно, надо строить по иерархическому принципу, начиная с обобщенной мнемосхемы и с последующим вызовом на табло все более детализированных ее участков. Можно использовать и другой принцип. Большое количество сигналов, поступающих к диспетчеру, сразу не охватишь взглядом, а уследить надо за всем. Поэтому на столе перед ним располагают маленькую мнемосхему – копию большой. Достаточно бросить на нее беглый взгляд, чтобы заметить, скажем, огонек в нижнем левом углу, а затем перевести на то же место на большую схему. Интегральный орган отображения информации значительно снижает информационную нагрузку человека.

Дежурный по постам МРЦ  работают в условиях высокой загрузки зрения, слуха, голосового аппарата и памяти, в обстановке, обусловленной высокой ответственностью за выполнение графика и обеспечение безопасности движения. Всю их работу, как и любого представителя диспетчерских профессий, можно разделить на три этапа: получение информации, принятие решения и выдачу команд. Время на выдачу управляющих команд не превышает 5% продолжительности смены, а между тем основные предложения по автоматизации работы дежурного направлены именно на этап управления.

В связи с тем что  эксплуатационная обстановка на станции  постоянно меняется, что дежурные больше половины времени наблюдают за индикацией на табло, следует шире внедрять информационно-логические устройства и автоматические системы передачи и отображения информации. Это необходимо для облегчения условий труда дежурных, повышения эффективности и надежности управления движением. С еще большей остротой эта проблема ощущается в устройствах автоматизации роспуска составов.

Постоянное напряжение и вообще любые психологические  раздражители, выводящие из равновесия, не только ведут к утомлению, но и значительно снижают надежность работы оператора. Наблюдения показали, что на горке объем информации и интенсивность ее поступления при сбоях в роспуске возрастает в 3 – 4 раза, а информационная нагрузка вдвое и более превышает допустимый предел возможностей человека. Поэтому он пропускает действия алгоритма, нарушает их последовательность, теряет до 40% информации из памяти, ошибочно воздействует на органы управления. Значит, и здесь для повышения эффективности работы необходимо создать специальные информационно-логические устройства для автоматического контроля возникновения опасных ситуаций и их устранения.

Информационно-логические устройства и системы, связанные  с автоматизированной переработкой информации, изменяют конструкцию и конфигурацию пультов управления. Уже первые опыты показали, что новое размещение элементов горочного пульта позволяет сократить его габариты на 30 – 40%, уменьшить на 1/3 потоки информации, а перекомпоновка информации, а перекомпоновка индикаторов и замена их более совершенными позволяет уменьшить время приема оператором на 30% и увеличить производительность его труда на 10 – 20% (рис.30).

Нужно сказать, что врем приема и переработки информации человеком зависят от маршрута обслуживания пультов управления, т.е. от необходимости выбора очередного органа управления и контроля на основе информации, хранящейся в памяти. Существуют количественные оценки сложности пультов, так называемые показатели неупорядоченности оперативного поля: чем больше абсолютная величина показателя, тем квалифицированнее должен быть оператор.

Проектируя пульты для  диспетчерского управления, следует  выдерживать рациональное соотношение между пропускной способностью человека по переработке информации в конкретном виде деятельности и требуемой для эффективного управления скоростью ее переработки, а также учитывать характеристики оперативной памяти человека и моторные компоненты его деятельности. Все эти требования, сформулированные и обобщенные, могут стать теоретической базой научной организации операторского труда. Исследования нормативов скорости приема и переработки информации человеком, способов и процессов восприятия, возможностей распределения и переключения внимания, объема памяти и др. должны  сыграть немалую роль в решении этой важнейшей проблемы.

Диспетчер, как и любой человек, участвующий в процессе управления, трудится в конкретной простейшей исходной системе материального производства, включен в ее контур. Иерархия систем управления включает коллективы и отдельных людей (операторов). Диспетчерские системы управления на железнодорожном транспорте принадлежат к классу эргатических систем. Функции человека в них различны и зависят от положения систем в иерархии управления перевозочным процессом, но в каждой из них наличие человека необходимо и  неизбежно.

 

 

 

 

Рис. 30. Вариант компоновки комплекса  диспетчерского оборудования горки:

а – вид сбоку; б – вид сверху; 1 – пульт оператора (на два пучка путей); 2 – то же на три пучка; 3 – пульт дежурного (дополнительный); 4 – то же (основной); 5 – монитор телевизионного обзора; 6 – видеотерминал АСУ СС; 7 – терминал графический, цветной; 8 – телетайп; 9 – видеотерминалы системные; 10 – пульт технолога.

 

Трудовая деятельность поездных диспетчеров  в процессе управления движением  за последние годы существенно изменилась. Для участков, оборудованных селекторной связью, была характерна схема трудовых действий диспетчера «слышу - управляю». С развитием технических средств диспетчеризации ее можно сформулировать как «вижу – слышу - управляю». Технологию работы диспетчеров определяют инструкции и правила, регламентирующие последовательность выполнения операций при управлении движением поездов в зависимости от условий, складывающихся на управляемом объекте – участке. Об этих условиях диспетчер узнает из поступающих к нему сведений – информации. Поэтому с позиций эргономики трудовая деятельность диспетчера – это процесс переработки информации. Значит, рекомендации по совершенствованию работы диспетчеров следует основывать на выявлении тех психических и физиологических процессов, которые определяют переработку информации.

С технических позиций наличие  человека и принятых процедур управления в эргатической системе перевозочного процесса позволяют характеризовать ее как одноканальную систему массового обслуживания с ограниченным временем ожидания начала обслуживания. Например, каждый поезд, находящийся на участке, должен быть «обслужен» диспетчером по установленным правилам. Для этого требуется затраты рабочего времени. Значит, пропускная способность эргатической системы, включающей диспетчера, определяются в основном числом поездов, которые могут одновременно находиться на участке, с учетом возможной задержки в их обслуживании. Оценка пропускной способности отдельных звеньев системы показывает, что наименьшее значение ее характерно для диспетчера [22]. Поэтому пропускная способность диспетчера является определяющей для всей системы и зависит от загрузки человека.

Загрузка диспетчера, в свою очередь, зависит от времени нахождения поездов  на участке, обслуживания одного поезда, ситуации на станциях, состоянии технических средств и др. Из-за воздействия на процесс движения  поездов случайных факторов модель загрузки носит вероятный характер. Математическое ожидание загрузки диспетчера определяется зависимостью

 

M (S) = f (N, t _уч, T_общ, P_техн, P_з),

 

где  N – число поездов, находящихся на участке, включая одиночные локомотивы, дрезины и др.;

        t _уч – время нахождения всех поездов на участке;

       T_общ – общее время обслуживания диспетчером всех поездов;

       P_техн – надежность технических средств;

       P_з – вероятность задержки обслуживания поездов диспетчером.

 

Управляющая деятельность  диспетчера в эргатических системах во многом зависит от условий, в которых  она  осуществляется. Эти условия  часто  нельзя считать строго определенными, они   изменчивы и зависят от многих  причин.  Их можно разбить на три группы. Первую группу составляют те из них, которые зависят от проявления воздействий  внешней среды, их называют внешними – это информация о движении поездов, режим работы диспетчера, микроклимат на его рабочем месте,  количество и сложность решаемых им  задач и др. во вторую группу входят условия, характеризующие  часть системы: степень соответствия информационной модели управляемому объекту, эстетические характеристики пульта управления, надежность технических средств, их согласование с психофизиологическими характеристиками человека. Это так называемые технические  условия. И, наконец, третья группа условий – личностные факторы, прежде всего психофизиологические. Они непосредственно связаны с человеком  (диспетчером). Кроме них в ту  группу входят морально-политические и социально-демографические факторы (партийность, возраст, пол), а также  факторы, связанные с профессиональной подготовкой (степень обученности, стаж работы).