Разработка мероприятий по улучшению условий труда диспетчеров

Много недостатков отмечается и в организации труда машинистов.

Сохраняется большое количество нарушений режима труда и отдыха машинистов. На существующих типах локомотивов отмечается плохая организация рабочего места машиниста, созданные приборы большей частью не помогают машинисту, а только контролируют его. Нагромождается аппаратуру, ставятся в разных местах кабины добавочные рукоятки и кнопки.

В бригадных домах нет комнат эмоциональной разгрузки, спортзала, сауны.

Для устранения указанных недостатков в работе железнодорожного транспорта в настоящее время проводится комплекс мероприятий, важнейшими из которых являются:

· механизация и автоматизация производственных процессов;

· правильный выбор и оформление органов управления;

· выбор правильных и рациональных движений с учетом нагрузки, скорости, точности и повторяемости выполнения операций;

· рациональное оформление рабочего инструмента;

· учет требований эргономики при разработке спецодежды;

· создание комфортного светоцветового климата на рабочем месте;

· снижение негативного воздействия факторов производственной среды (шум, вибрация, излучения, загазованность, задымленность и т. д.);

· изыскание возможностей отсеивания излишней информации;

· оптимальный подбор и формирование коллективов;

· рациональный режим труда и отдыха;

· работа с кадрами.

Решение поставленных проблем, имеющих эргономический характер, может быть достигнуто путем реализации главной триединой задачи эргономики в соответствии со спецификой железнодорожного транспорта. При этом эргономическое обеспечение на железнодорожном транспорте внедряется в производство по следующим основным направлениям:

1) формирование оптимальной производственной среды, компоновку рабочих мест с учетом требований эргономики и технической эстетики и эргономическое обеспечение конструкторско-технологических решений при создании производственного оборудования, новых машин и механизмов;

2) обеспечение автоматизации управления человеко-машинными системами на рабочих местах с целью активизации человеческого фактора и повышения производительности труда, а также получение надежной первичной информации, в том числе по оценке результатов деятельности, учету материально-технических ресурсов и т. д.;

3) создание и освоение принципиально новой человеко-машинной технологии на базе комплексного использования современных ресурсосберегающих технологий, внедряемых на рабочих местах железнодорожного транспорта.

Реализация этих направлений железнодорожной эргономики требует знаний, умений и навыков в области эргономики.

4.2 Роль и место человека-оператора в транспортных эргатических системах

Ранее отмечалось, что независимо от степени автоматизации СЧМ человек остается главным звеном системы. На железнодорожном транспорте все без исключения системы относятся к классу эргатических. Они представляют собой физические, замкнутые, целенаправленные, иерархические системы управления, включающие в себя человека, который выполняет функции особого, центрального управляющего и решающего звена. Транспортные эргатические системы управления выделяются среди остальных систем тем, что в данном типе СЧМ производится управление перемещающимися объектами.

На железнодорожном транспорте взаимодействие человека и машины осуществляется в трех сферах деятельности:

· непосредственное управление транспортными подвижными объектами (машинист-локомотив);

· дистанционное управление комплексами подвижных или неподвижных транспортных объектов (дежурные по станциям, диспетчерский аппарат, операторы сортировочных горок и др.);

· управление большими системами (АСУЖТ).

Каждый из этих типов взаимодействия обладает своими специфическими особенностями, однако, все они обладают сходными чертами, общими зависимостями: наличием цели управления; наличием исполнительных и управляющих органов и обратных связей; существенным влиянием внешней среды; наличием мощных потоков информации.

В ходе научно-технической революции резко возрастают возможности техники: увеличиваются предельные нагрузки, скорость движения, мощность локомотивов, непрерывно возрастает уровень автоматизации, дальность действия и пропускная способность информационных систем. В результате этого происходит значительный рост числа элементов индикации, приходящихся на человека в транспортных эргатических системах. На железнодорожном транспорте число таких элементов достигло 90. За последние 50 лет число приборов и других элементов управления на пульте локомотива возросло в 2 раза. Всё это приводит к качественному изменению роли и места людей, эксплуатирующих технику. Это проявляется в том, что, с одной стороны, передаются машине часть традиционных для человека-оператора функций, а с другой стороны, появляются у оператора новые функции. Несмотря на это, за человеком остаются функции: постановка цели, планирование и контроль всего процесса функционирования СЧМ.

Деятельность оператора в современных условиях производства имеет ряд специфических особенностей, обусловленных развитием техники:

1. В ходе научно-технического прогресса увеличивается число объектов и их параметров, которыми необходимо управлять. В результате этого усложняется и повышается роль операций, выполняемых человеком по планированию и организации труда, по контролю и управлению производственными процессами.

2. Получают развитие системы дистанционного управления. Оператор все более удаляется от управляемых объектов, получая необходимую для управления информацию в закодированном виде, что обусловливает необходимость декодирования и мысленного сопоставления полученной информации с состоянием реально управляемого объекта. О динамике состояния этого объекта оператор судит не по данным непосредственного наблюдения, а на основании восприятия сигналов от средств отображения информации, имитирующих реальные производственные объекты.

3. Возрастают сложность и скорость реализации производственных процессов. Это вызывает повышение требований к точности действия оператора, быстроте принятия решения и осуществлению управленческих функций. В соответствии с этим увеличивается степень ответственности человека за совершаемые действия, поскольку ошибка оператора при выполнении даже самого простого акта может привести к нарушению работы всей СЧМ, создать аварийную ситуацию с угрозой для жизни работающих и местного населения. Поэтому работа оператора в современных СЧМ характеризуется значительными увеличениями нагрузки на нервно-психическую деятельность человека. Основным критерием тяжести операторского труда становится не физическая нагрузка, а его нервно-эмоциональная напряженность.

4. С развитием техники происходят изменения и в условиях работы оператора. Внедрение механизации и автоматизации производственных процессов приводит к уменьшению двигательной активности человека, что связано не только с общим уменьшением количества мышечной работы, но и с преимущественным использованием небольшого количества мышц в процессе труда. Во многих случаях оператор вынужден работать в условиях изоляции от привычной социальной среды, в окружении приборов и индикаторов.

5. С ростом уровня автоматизации производственных процессов повышаются требования в отношении готовности оператора к экстренным действиям. В случае нормального протекания процесса основной функцией оператора является контроль за его ходом. При появлении отклонения оператор должен осуществить резкий переход от монотонной работы к активным энергичным действиям по ликвидации возникших нарушений.

В связи с этим ему нужно в течение короткого промежутка времени переработать большое количество информации, принять и реализовать правильное решение. Это приводит к возникновению сенсорных, эмоциональных и интеллектуальных перегрузок.

Указанные особенности операторского труда позволяют выделить этот труд в специфический вид профессиональной деятельности. При этом, несмотря на самый разнообразный характер, деятельность оператора может быть представлена в виде четырех основных этапов.

1. Прием информации. На указанном этапе производится восприятие поступающих данных об объектах управления, свойствах окружающей среды и СЧМ в целом, которые нужны для решения задачи, поставленной перед СЧМ. При этом оператор выполняет следующие действия: обнаружение сигналов, выделение из них наиболее значимых, расшифровка и декодирование сигналов. В результате у него складывается предварительное представление о состоянии управляемого объекта, а информация приводится к виду, пригодному для оценки и принятия решения.

2. Оценка и переработка информации. На этом этапе осуществляется сопоставление заданных и реальных режимов работы СЧМ, выполняется анализ и обобщение информации, выделяются наиболее значимые, лимитирующие объекты и ситуации, устанавливается по известным критериям очередность обработки информации. Кроме того, оператором могут выполняться такие действия, как запоминание информации, извлечение её из памяти, декодирование и др.

3. Принятие решения. Оно производится на основе выполненного анализа и оценки информации, других сведений о целях и условиях работы СЧМ, возможных способах действия, последствиях правильных и ошибочных решений и т. д. Предполагается, что для каждого типа задач имеются соответствующие алгоритмы решения.

4. Реализация принятого решения. С этой целью оператором выполняются определенные действия или отдаются соответствующие распоряжения. Такими действиями являются: перекодирование принятого решения в машинный код, поиск нужного органа управления, движение оператора к органу управления и манипуляция с ним (нажатие кнопки, педали, рычага, тумблера и т. п.).

На каждом из этих этапов оператор совершает самоконтроль собственных действий. Качество и эффективность выполнения каждого из рассмотренных этапов зависит от целого ряда факторов. Например, на качество приема информации оказывают влияние организация информационного поля, вид и количество индикаторов, психофизические характеристики предъявляемой информации (размеры изображений, их светотехнические характеристики, цветовой тон и цветовой контраст). На оценку и переработку информации влияют способ кодирования информации, объем ее отображения, динамика смены информации, соответствие ее возможностям памяти и мышления оператора. Эффективность принятия решения определяется типом решаемой задачи, числом и сложностью проверяемых логических условий, сложностью алгоритма и количеством возможных вариантов решения. Реализация решения зависит от числа органов управления, их типа и способа размещения, а также от большой группы характеристик, определяющих степень удобства работы с отдельными органами управления (размер, форма, сила сопротивления, окраска и др.).

В совокупности первые два этапа называют получением информации, которое включает в себя как бы два уровня. На первом уровне происходит восприятие человеком информационной модели, т. е. восприятие оператором физических явлений, выступающих в роли носителей информации (мигание лампочек, звуковые сигналы, положение стрелок приборов и т. д.). После этого на втором уровне осуществляется декодирование воспринятых сигналов и формирование на этой основе концептуальной модели управляемого процесса и условий, в которых он протекает. Концептуальная модель дает возможность оператору соотнести в единое целое различные части управляемого процесса, затем на основе принятого решения осуществить эффективные управляющие действия.

4.3 Системы непосредственного управления транспортными подвижными объектами

Современный локомотив, как и другие подвижные транспортные объекты, относится к классу эргатических систем, работа машинистов которых характеризуется двумя основными параллельными компонентами деятельности - управления со своим контуром регуляции - процессом самого вождения (управление перемещением в пространстве) и контроля за работой энергосистемы, поддержание ее функционирования в пределах нормы. Значение взаимодействия человека-оператора и техники в подобных случаях удвоения контура управления особенно велико, так как при этом возрастает вероятность отказов системы в целом.

В деятельности машиниста-оператора можно выделить также два последовательных этапа: подготовку локомотива к поездке (осмотр машины и прием ее в депо) и саму поездную работу. При подготовке машинист должен убедиться в исправности локомотива и всех его приборов, наличии песка, смазки, топлива. После прицепки локомотива к составу машинист проверяет правильность сцепления локомотива с первым вагоном и соединения их воздушных рукавов. На эту работу он затрачивает значительное количество времени, так как тщательность проверки - гарантия безотказной работы отдельных систем локомотива в пути, а даже мелкие неисправности могут привести к серьезным осложнениям во время рейса.

Поездная работа предъявляет высокие требования к работоспособности различных анализаторных систем организма машиниста, прежде всего зрительной, двигательной и слуховой. Из-за небольшого резерва времени для управляющих действий машинист должен на чрезвычайно малом отрезке времени не только воспринять соответствующий сигнал, но правильно осмыслить его, принять верное решение и выполнить необходимый двигательный акт. Объект основного внимания машиниста - состояние пути. В процессе поездной работы он непрерывно воспринимает осведомительную информацию о состоянии напольных сигналов, внедорожного пространства, движущихся объектов, имеющих определенное значение для безопасности движения (пешеходы, транспорт на переездах и др.). Объем информации такого рода достаточно велик. Подсчет сигнальных раздражителей, действующих на машиниста в течение рейса протяженностью 600 км, показал, что общая сумма их 8-10 тыс., из них лишь 10 % производственно важны (светофоры, переезды, ограничители скорости, показатели профиля пути и др.). Остальные, как правило, в любой момент могут стать ими. Это значит, что даже при умеренных для современного железнодорожного транспорта скоростях (80-100 км/ч) машинист в течение каждой минуты воспринимает в среднем 20 сигнальных раздражителей при скорости 80 км/ч.

В последние годы значительно выросло число элементов индикации, приходящихся на человека в транспортных системах управления. Возможности же человека по приему информации не изменились. Более того, увеличение скорости движения привело к тому, что время, которым теперь располагает машинист для принятия решений и выполнения необходимых операций, сократилось почти в 3 раза.

Значительно вырос темп обмена информацией между подвижным транспортным объектом и человеком, который им управляет. Информационная нагрузка машиниста зависит от сложности системы управления локомотивом, поездной обстановки, состояния окружающей среды и с увеличением скоростей движения может достигнуть предельных значений пропускной способности человека. Загрузку увеличивает и несовершенство локомотивной системы контроля энергетических установок, что особенно часто проявляется при возникновении неисправностей, прерывающих нормальный ход рабочего процесса. Чтобы отыскать их (например, в электрических схемах тепловозов), надо в 10 раз больше времени, чем устранить.

Даже хорошо зная участок пути, машинист не гарантирован от непрогнозируемых случайностей, неопределенность которых (в том числе и временная) весьма велика. Неточности и ошибки, допускаемые машинистом при управлении локомотивом (пропуск значимых сигналов, неправильное восприятие сигналов и оценка их значимости), в значительной степени связаны с дефектами субъективной модели условий деятельности.

Анализ особенностей рабочего места в кабине машиниста и самой его оперативной деятельности показал, что движения, посредством которых он управляет локомотивом, несложны и характеризуются минимальными мышечными усилиями. В течение 3-6 ч работы он делает примерно 650 незначительных по усилиям движений. В некоторых ситуациях особое значение приобретает способность выполнять быстрые и точные управляющие действия: при внезапных сменах сигналов, появлении препятствий на пути, обрывах контактного провода, резких изменениях напряжения в контактной сети и др., что предъявляет к машинисту высокие специфические требования (например, находить на ощупь нужный тумблер). Некоторое увеличение мышечной нагрузки наблюдается на участках со сложным профилем пути.

Если выделить в деятельности машиниста сенсорный, мыслительный и моторный компоненты, то количественное соотношение их в процессе поездной работы далеко не одинаково. Так, данные хронометража на одном из участков показали, что на протяжении 90 км пути в течение 50 мин в условиях ночной поездки машинист совершил 45 движений, необходимых и достаточных для ведения состава и соблюдения правил безопасности движения. За это же время он воспринял 88 производственно значимых сигналов, не считая знаков профиля пути, указателей скорости, сигналов путевых рабочих и др. Одновременно машинист следил за показаниями приборов, характеризующих движение состава и режим работы агрегата и отдельных узлов локомотива. Такое состояние называется «оперативным покоем» и в среднем занимает около 80 % всего поездного времени. Таким образом, прослеживается исключительная роль зрительного анализатора, посредством которого воспринимаются сигнальные объекты и показания приборов на пульте управления локомотивом.

Другой вид информации, получаемой машинистом в пути, - периодические рапорты помощника, переговоры по радио с диспетчером и машинистами встречных поездов, а также сигналы, воспринимаемые слуховым анализатором, о состоянии двигателя локомотива и пути. Малейшее нарушение привычного шума сигнализирует машинисту о каких-либо неисправностях агрегатов и отдельных узлов.

Что касается мыслительной деятельности, то в нормально протекающем рейсе на хорошо знакомом участке дороги ее нельзя квалифицировать как очень напряженную, так как она не связана с формированием новых творческих решений и обычно ограничена лишь выбором одного из небольшого числа хорошо знакомых решений.

Нередко предотвращение аварийной ситуации зависит от того, насколько точно машинист на ходу поезда определит расстояние до внезапного препятствия. Если водители других видов транспорта при необходимости могут объехать препятствие, то у машиниста в подобной ситуации реальна только одна возможность избежать аварии - остановить поезд. Следовательно, для успешной деятельности ему должно быть присуще специализированное восприятие времени и пространства.

Непрерывная зрительная оценка длины различных участков пути часто осуществляется в крайне неблагоприятных условиях: ночью, в туманную или дождливую погоду и др. Особую значимость точная зрительная оценка расстояния приобретает в случаях экстренного торможения. Точность ее зависит прежде всего от того, насколько правильно умеет машинист сравнивать различные пространственные величины в нормальных и экстремальных условиях работы. Для безопасности движения большое значение имеет расчет тормозного пути. Длина его определяется техническим состоянием тормозных механизмов, составом, массой и скоростью поезда. Но точность расчета зависит от функционального состояния машиниста, его опыта и квалификации.

За последние годы взгляды разработчиков транспортных подвижных объектов на человека претерпели существенные изменения. Теперь человек не рассматривается ими в качестве «черного ящика», способного восстанавливать работоспособность системы при отказе ее элементов и находить правильные решения в неожиданных ситуациях. Конструкторы пробуют определить эргономические характеристики человека. Для систем управления подвижными транспортными объектами такой характеристикой служит особое психическое состояние человека-водителя - бдительность, которая зависит от большого числа разнообразных факторов.

Например, на железнодорожном транспорте нарастанию утомления локомотивной бригады и, как результат, снижению бдительности способствуют резкие колебания температуры в кабине машиниста по временам года, ее перепады на уровне ног и головы, изменение скорости движения воздуха в кабине. Особенно сильные воздействия этих изменений испытывают машинисты скоростных локомотивов. Зрительная информация принимается на фоне интенсивного набегания пути, мелькания шпал, что очень утомляет локомотивную бригаду. Нужно учитывать и то, что в общем объеме воспринимаемой машинистом информации, как показывают исследования, полезная составляет всего лишь 1,5 %. Поэтому надо ограничить поле зрения машиниста.

Требуется также пересмотреть нормы допустимого шума и вибрации в кабинах машиниста.

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. 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 может привести к самым тяжелым последствиям.

4.4 Диспетчерские эргатические системы

Для управления комплексами транспортных объектов наиболее характерны диспетчерские системы. Главное, что определяет задачи исследования этих систем, - всевозрастающее значение надежности диспетчера, занятого управлением производственным процессом, ведь 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 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 (МРЦ) 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, приводят к тому, что в течение смены из-за них горка простаивает до 1 ч.

Наблюдения за оперативной работой дежурного показывают также значительную нагрузку его двигательного (моторного) аппарата и памяти.

Довольно большая нагрузка характерна и в работе поездных диспетчеров на участках с диспетчерской централизацией (ДЦ). 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 общения между техническими средствами и человеком. Проблема языка - это в основном проблема отображения 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 МРЦ на станциях.

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.

Систему представления информации необходимо строить по иерархическому принципу, начиная с обобщенной мнемосхемы и с последующим вызовом на табло или монитор компьютера 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 или на дисплее ЭВМ располагают маленькую мнемосхему - копию большой. Достаточно бросить на нее беглый взгляд, чтобы заметить сигнал об изменении в какой-либо позиции, а затем уточнить это изменение на большой схеме.

Дежурные по постам ЭЦ 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.

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. Новое размещение элементов горочного пульта позволяет сократить его габариты на 30-40 %, уменьшить на треть потоки информации, а перекомпоновка индикаторов и замена их более совершенными позволят уменьшить время приема оператором информации на 30 % и увеличить производительность его труда на 10-20 %.

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, стали 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.

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 её 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 требуются затраты рабочего времени. Оценка пропускной способности отдельных звеньев системы показывает, что наименьшее значение ее характерно для диспетчера.

Поэтому пропускная способность диспетчера является определяющей для всей системы и зависит от загрузки человека.

Основными функциями работы поездного диспетчера являются оценка, прогноз поездного положения, управление и контроль за движением поездов, локомотивов и местной работой на основе получения предварительной и текущей информации. Предварительную и текущую информацию поездной диспетчер получает по селекторной связи, телефону и компьютерной сети, связанной с системой АСОУП. Из АСОУП поездной диспетчер получает справки о подходе поездов и местного груза, наличии локомотивов и локомотивных бригад под поезда, телеграмму - натурный лист поезда с разложением вагонов по назначениям плана формирования и другую нормативно-справочную информацию. Данные о движении поездов и локомотивов поездной диспетчер фиксирует на графике исполненного движения поездов и локомотивов.

Оснащение участков устройствами диспетчерского контроля позволяет диспетчеру осуществлять визуальный контроль за движением поездов и локомотивов на обслуживаемом участке. Затраты труда в этом случае сокращаются за счет уменьшения количества переговоров с дежурными по станциям о фактическом расположении поездов и локомотивов на станциях участка.

Автоматизированное рабочее место поездного диспетчера (АРМ ДНЦ) дает возможность уменьшить затраты времени на операции по управлению движением поездов и локомотивов. АРМ ДНЦ обеспечивает выполнение следующих функций:

- прием и обработку информации со станций о фактической поездной ситуации на участке;

- автоматическое отображение на экранах дисплеев информации о поездной ситуации, нормативного и исполненного графиков движения поездов;

- сравнение графика исполненного движения с нормативным графиком;

- присвоение диспетчером или в автоматическом режиме номеров поездам, их отображение на экране дисплея и регистрацию в ЭВМ;

- распечатку необходимой документации, в том числе графика исполненного движения поездов;

- проверку состояния технических средств на станциях участка.

Автоматизированное ведение графика исполненного движения в режиме реального времени и сравнение его с нормативным позволяет выявить отклонения в движении поездов от графика.

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 внешние, зависящие от проявления воздействий внешней среды - 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 техническую 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. Третья группа условий - личностные факторы, прежде всего психофизиологические. Они непосредственно связаны с человеком (диспетчером). Кроме них в эту группу входят морально-политические и социально-демографические факторы (возраст, пол, социальное положение), а также факторы, связанные с профессиональной подготовкой (степень обученности, стаж и опыт работы).

Многие факторы и условия вполне конкретны, их можно учесть и на них воздействовать. Наименее всего изучены условия, значительно влияющие на характер деятельности диспетчера - на его загрузку.

Под загрузкой диспетчера понимают затраты времени на выполнение тех или иных операций по управлению движением поездов за период определенной продолжительности (10-минутный, получасовой, часовой) T, или за смену - T_общ. Так как почти все управляющие операции диспетчера связаны с продвижением поездов по станциям участка (прибытие, стоянка, проследование, отправление), общее их число равно произведению числа станций на количество поездов, т. е. числу «поездо-станций».

Загрузка ДНЦ на решение задач по управлению движением поездов зависит от количества главных путей на участке , оснащения диспетчерского участка системами информационного обеспечения , количества поездов пассажирского и грузового движения , объема местной работы , количества станций на участке управления , состояния технических средств , наличия на участке пунктов смены локомотивов и бригад , решения диспетчером других задач и др.

Из-за воздействия на процесс движения поездов случайных факторов модель загрузки носит вероятностный характер. Математическое ожидание загрузки диспетчера определяется зависимостью

, (4.1)

Коэффициент загрузки поездного диспетчера в процентах определяется по формуле:

(4.2)

где Т_з - затраты времени на решение задач по управлению движением поездов и организации местной работы (в наиболее загруженную смену); Т_с - продолжительность смены, 720 мин.

Затраты времени поездного диспетчера на обслуживание участка определяются по суммарным затратам времени по всем видам работ, выполняемых поездном диспетчером за смену, мин.

, (4.3)

где - затраты времени на получение предварительной и текущей информации, мин; - затраты времени на оценку и прогноз положения на диспетчерском участие, мин; - затраты времени на ведение графика исполненного движения поездов и локомотивов, мин; - затраты времени на непосредственное управление движением поездов при оснащении участка устройствами диспетчерской централизации, мин.

Затраты, времени поездного диспетчера на каждую операцию определяются в зависимости от периодичности выполнения этих операций и норматива времени на единицу измерения.

Коэффициент загрузки обеспечивает сопоставимость загрузки диспетчеров в периодах различной продолжительности, значительно облегчает анализ их деятельности.

Загрузка поездных диспетчеров рассчитывается на основе «Нормативов затрат труда поездных диспетчеров в условиях внедрения автоматизированных систем диспетчерского контроля и управления (АСДКиУ)» разработанных Нормативно-исследовательской станцией по труду хозяйства перевозок Проектного и внедренческого центра организации труда МПС, которые создавались по заказу Департамента управления перевозками Министерства путей сообщения РФ.

Данные «Нормативы…» предназначены для расчета загрузки ДНЦ и установления на этой основе оптимальных границ диспетчерских участков железных дорог.

Основным критерием при определении протяженности диспетчерского участка является требование непревышения допустимой загрузки поездного диспетчера, при этом граничные станции диспетчерского участка выбираются с учетом расположения сортировочных и участковых станций, границ тяговых плеч и т. д.

Согласно «Нормативов…» загрузка поездного диспетчера за смену не должна превышать 90 % с учетом времени на отдых и личные надобности. Также здесь необходимо заметить, что в соответствии с требованиями эргономики и методики НИИ труда по комплексной оценке работы уровень загрузки систем четвертой категории напряженности, к которым относятся диспетчерские системы управления, не должен превышать 75 % продолжительности смены. Также в расчетах необходимо учитывать требования по работе с ПЭВМ согласно Комплексных эргономических и санитарно-гигиенических требований к рабочим местам и рабочим помещениям с ВДТ и ПЭВМ.

При недостаточной загруженности поездного диспетчера границы диспетчерского участка целесообразно расширить за счет включения дополнительных станций, при превышении допустимой загрузки необходимо пересмотреть существующие границы участка или провести ряд организационно-технических мероприятий, снижающих загрузку ДНЦ.

Диспетчер, одновременно управляя движением нескольких поездов, взаимодействует с образами, заменяющими ему управляемые объекты и окружающую среду. Он постоянно и в конкретной форме отражает в своем сознании как всю поездную ситуацию на участке, так и ее отдельные детали. При этом представления диспетчера системны и динамичны. При управлении движением поездов могут возникнуть ситуации, когда способа решения конкретной задачи либо вовсе нет, либо, несмотря на необычность ее, диспетчер, комбинируя разные приемы в новых сочетаниях, решает задачу.

Диспетчер, управляющий движением поездов, непрерывно получает разнообразную информацию. Он напрягает зрение и слух, чтобы заметить и различить световые и звуковые сигналы. Хронометраж показал, что диспетчеры до 95 % рабочего времени практически без перерыва заняты приемом и передачей информации. С физиологической точки зрения воспринимаемый человеком поток информации представляет собой массу раздражителей, сигнализирующих о тех или иных явлениях в сфере производственного процесса. В связи с этим к организму человека, работающего в системе управления, предъявляются серьезные требования. Принимать информацию и реагировать на нее «приходится в условиях дефицита времени, а это вынуждает организм работать на пределе физиологических возможностей.

Деятельность диспетчера отличается сложностью задач, большим их числом и срочностью. Чтобы успешно решать их, необходимо мобилизовать все творческие способности, сложнейшую деятельность центральной нервной системы, работу мозга. Иными словами, требуется полная согласованность функционирования огромного количества подсистем человека и его центральной нервной системы.

Умственная творческая деятельность человека в значительной степени зависит от его эмоционального состояния. Эмоции отличаются и устойчивостью, или длительностью. Работа диспетчеров проходит на насыщенном эмоциональном фоне. Ответственность за жизнь людей и сохранность грузов, перевозимых по железной дороге, обусловливает высокое эмоциональное напряжение во время дежурства. Чем сложнее поездная обстановка на участке, чем больше допущено ошибок, тем чаще возникают различные, вплоть до вспышек аффекта, эмоциональные процессы. А это резко усугубляет и без того напряженную работу, сильно влияет на умственную деятельность.

Основная нагрузка в процессе работы диспетчера приходится на высшую нервную деятельность и зрительный анализатор. Сочетание большой умственной нагрузки с часто повторяющимися эмоциональными возбуждениями вызывает перенапряжение нервных процессов. Следовательно, физиологическую сущность диспетчерского труда характеризуют:

- большое напряжение ряда анализаторов (особенно зрения и слуха) и центральной нервной системы;

- ярко выраженные эмоциональные переживания;

- преобладание умственных процессов в сложном комплексе нервной деятельности.

Труд диспетчера требует быстроты и оперативности мышления, одновременного наблюдения за несколькими изменяющимися во времени процессами, частого переключения внимания на разные объекты и быстрого принятия управляющих решений. На диспетчера действуют очень сложные раздражители, включающие как словесные, так и непосредственные компоненты информации (лампочки на табло). От него требуется не только хорошо выраженное мышление, но и яркая образность представлений. Такую мыслительную деятельность, основанную на переработке информации, очень трудно осуществлять одновременно на базе конкретно-образного мышления и на базе словесных сообщений [7].

5. Расчет эргономических характеристик пульта дежурного по станции

Грузовая станция “А” расположена на двухпутном участке Б-В и является станцией продольного типа. Также примыкает направление В. На станции производится: прием и отправление пассажирских и грузовых поездов, смена локомотивов и локомотивных бригад, расформирование и формирование сборных, вывозных, передаточных и участковых поездов, маневровое обслуживание грузовых фронтов общего и не общего пользования и др. операции.

На станции имеется электрическая централизация стрелок и сигналов, управление которыми осуществляется с пульта дежурного по станции. Пульт ДСП включает выносное табло, на котором отображена мнемосхема грузовой станции «А».

Требуется:

1. Рассчитать основные параметры выносного табло.

2. На основе анализа поездных и маневровых передвижений составить матрицу.

3. Разместить органы управления на пульте ДСП и отобразить их на масштабной схеме пульта с указанием зон размещения органов управления в горизонтальной плоскости.

Основой рабочего места являются пульты и панели, на которых размещены органы управления (кнопки и клавиши, тумблеры, поворотные ручки, маховики, вращающиеся переключатели, ножные педали) и средства отображения информации. Они должны обеспечивать удобные и достаточное по размерам рабочее пространство для операторов, их свободный подход к месту, место для ведения записей, просмотра и хранения текущей информации (при необходимости).

Наиболее часто применяются три формы пультов:

Ш фронтальная, при возможности размещения всех органов управления в пределах зон максимальной и допустимой досягаемости, а средств отображения информации - в пределах зоны центрального и периферического зрения;

Ш трапециевидная, в этом случае при большом числе органов управления, часть из них частично располагают на боковых панелях, развернутых относительно фронтальной плоскости под углом 90 … 120 ^оС;

Ш многогранная или полукруглая, применяется при значительном числе органов управления и средств отображения информации. Боковые панели располагают таким образом, чтобы они были перпендикулярны линии взора оператора. Минимальный размер полукруглого пульта для одного оператора должен быть 1200мм.

Кнопочные и клавишные переключатели применяются для осуществления операций быстрого включения и выключения аппаратуры, выбора нужного параметра, набора и ввода логической и количественной информации и команд управления. Кнопочный переключатель срабатывает от сетевого - от перемещения (вращения) клавиши вокруг смещенной оси. Располагают кнопки и клавиши в ряд горизонтально с расстоянием между кромками кнопок не менее 5мм, а в особых случаях и вертикально с использованием функционально-цветового кодирования.

Для сокращения времени ввода управляющих воздействий кнопочные, и клавишные переключатели выполняются с обратной связью.

Тумблеры применяются в качестве выключателей и переключателей для реализации функций, требующих двух или трех дискретных положений. На панелях тумблеры располагают горизонтальными рядами. Расстояние между приводными элементами соседних тумблеров должно быть не менее 20мм, а при одновременном действии несколькими пальцами - 16 мм.

Рычаги управления предназначены для точного регулирования, включения - выключения оборудования путем непосредственного перемещения регулируемого органа без применения промежуточных усилительных устройств. Перемещение может осуществляться в зависимости от усилий, с разной частотой, одной или двумя руками.

Выключатели и переключатели поворотные предназначены для плавной или ступенчатой регулировки или переключения, когда необходимо получить более трех положений. Расстояние между поворотными ручками должно быть не менее 25мм, при рациональном угле поворота до 80 ^оС. В граничных положениях выключатели должны иметь стопорные фиксаторы.

Маховики и штурвалы применяются для медленного вращении и точного поворота или перемещения части орудия труда при значительных усилиях на оси (более 100 Н). Центр маховика располагается на высоте 230 мм от поверхности сиденья или высоте 900… 1050 мм от пола при работе в положении стоя. Для получения информации о перемещении маховиков и штурвалов они снабжаются указателем или счетчиком числа оборотов.

Ножные педали используют при больших усилиях и небольшой точности ввода управляющих воздействий, а также для сокращения времени управления и уменьшения нагрузки на руки [8].

Ширина педали должна быть не менее 60 мм и иметь рифленую поверхность, а в некоторых случаях и закраину для предотвращения соскальзывания ноги.

Положение и направление перемещения органов управления при реализации управляющих воздействий типа: пуск, включено, увеличение, плюс, подъем, открывание, вперед, вправо и вверх, должно быть следующим:

Ё кнопочные и клавишные переключатели - нажатое положение;

Ё тумблеры и рычаги управления - перемещение снизу вверх, слева направо, от себя;

Ё поворотные переключатели и выключатели, маховики и штурвалы - перемещение по часовой стрелке;

Ё ножные педали - нажатое состояние.

Положение и направление перемещения органов управления при реализации управляющих воздействий типа: стой, отключено, выключено, уменьшено, минус, спуск, закрывание, назад, влево, вниз должно быть следующим:

· кнопочные и клавишные переключатели - отпущенное положение;

· тумблеры и рычаги управления - перемещение сверху вниз, справа налево, на себя;

· поворотные переключатели и выключатели, маховики и штурвалы - перемещение против часовой стрелки;

· ножные педали - отжатое положение.

Пульт управления - основной функциональный элемент рабочих мест с автоматизированным управлением, от рациональной организации которого зависит эффективность и надежность работы оператора и системы в целом. Он должен удовлетворять следующим основным требованиям:

§ поверхность пульта должна обеспечивать отражение светового потока, исключающее появление бликов в поле зрения оператора;

§ на пультах, предназначенных для управления однотипными объектами, должно соблюдаться одно и то же размещение наиболее важных, часто используемых и аварийных средств отображения информации (СОИ) и органов управления (ОУ);

§ пульты при необходимости должны оборудоваться выдвижными ящиками для хранения документации и выдвижными досками для ведения записей и размещения дополнительных переносных приборов;

§ пульт для работы оператора в положении сидя должен иметь пространство для ног оператора с размерами не менее: по высоте - 600 мм, по глубине на уровне колен и пола - соответственно 400 и 600мм, по ширине - 500мм;

§ панели пультов не должны иметь посторонних элементов, затрудняющих работу оператора или отвлекающих его внимание: неоправданные назначением пульта выступы, углубления, разноплоскостность и т. п.

Эргономический расчет характеристик пультов управления сводится в основном к определению размеров и формы пульта, правильному выбору СОИ и ОУ в зависимости от задачи, стоящей перед оператором, оптимальному их размещению.

На вертикальной панели - выносном табло - располагается мнемосхема станции, содержащая большое число СОИ. При этом, весьма важно рассчитать размеры табло таким образом, чтобы обеспечить нормальные условия восприятия информации. Нижняя граница табло определяется с таким расчетом, чтобы пульт управления не закрывал расположенные на табло СОИ. Горизонтальная панель используется для размещения ОУ [9].

Размеры пульта управления и табло определяются антропометрическими характеристиками человека-оператора и его рабочей позой. Основной рабочей позой дежурного по станции является поза «сидя», поэтому при расчете геометрических размеров табло используются следующие антропометрические признаки:

v высота глаз над уровнем пола в положении сидя - h_гл = 110см;

v длина вытянутой руки - l_рук = 70,3см.

Чтобы определить геометрические размеры табло и размеры основной и второстепенной зоны расположения СОИ, воспользуемся следующим построением:

Рисунок 5.1. Схемы расчета основных параметров выносного табло

Из подобия треугольников ОАВ и ОА' В' имеем:

(5.1)

Отсюда следует:

(5.2)

где H_min - высота нижней кромки табло;

h_гл - высота расположения глаз оператора;

h_n - высота пульта управления; принимается равной 93 см;

L - расстояние от оператора до выносного табло (1,1 м);

I - расстояние от оператора до пульта управления, равное

I = 0,7 * I_рук = 0,7 * 70,3 = 49,21 см;

Общая высота табло определяется размером максимальной зоны зрительного наблюдения в вертикальной плоскости, которая в соответствии с ГОСТ 12.2.033-78 составляет 45^о над горизонтальной линией взгляда.

Тогда:

(5.3)

При ^о имеем:

H_max = h_гл + L (5.4)

H_max = 1100 + 1100 = 2200 мм

Высота второстепенной зоны расположения СОИ ограничена 15^о над горизонтальной линией и 45^о под горизонтальной линией взора. Тогда:

(5.5)



Нижняя граница второстепенной зоны совпадает с H_min:

Высота основной зоны расположения СОИ ограничена 30^о под горизонтальной линией взора. Это объясняется тем, что нормальная линия взора смещена обычно на угол в = 15^о вниз от горизонтальной линии. Тогда:

H_осн = 1100 - 465 = 635мм

Ширина табло определяется горизонтальным размером зоны периферического зрения:

(5.6)

где d_тах - угол зоны периферического зрения в горизонтальной плоскости, равный 120^о.

S_max = 2 * 1100 * 1,732 = 3810мм

Ширина второстепенной зоны расположения СОИ:

(5.7)

где d_вm - угол второстепенной зоны зрительного наблюдения в горизонтальной плоскости, равный 90^о.

S_вm = 2 * 1100 * 1 = 2200мм

Ширина основной зоны расположения СОИ:

(5.8)

где d_осн - угол оптимальной зоны зрительного наблюдения в горизонтальной плоскости, равный 60^о.

S_осн = 2 * 1100 * 0,577 = 1269 мм

После расчета основных эргономических параметров выносного табло переходим к расчету аналогичных параметров пульта управления, которые зависят от типа ОУ, их количества и расстояния между осями соседних ОУ.

Метод матричного исследования правильности расположения ОУ на пульте управления позволяет осуществить оптимальное их размещение в зависимости от числа и последовательности обращений оператора к ОУ.

Матрица взаимосвязи ОУ заполняется на основе анализа маршрутов поездных и маневровых передвижений на станции.

...