Системы «человек—машина—среда» на железнодорожном транспорте

На транспорте человек и техника взаимодействуют в трех сферах деятельности: непосредственное управление транспортными под­вижными объектами («машинист—локомотив»); дистанционное управление комплексами подвижных или неподвижных транспортных объектов (диспетчерский персонал, дежурные по станциям, операторы сортировочных горок и др.); управление большими системами (авто­матизированные системы управления отдельными видами транспорта). Каждая из этих сфер требует особого подхода к изучению и разработке рекомендаций. В то же время они обладают сходными чертами, общими зависимостями.

Изменение функций человека в транспортных эргатических системах сопровождается появлением новых особенностей деятельности, вызван­ных тем, что оператор все чаще управляет одновременно несколькими объектами, решая при этом ряд несходных между собой задач. Он все больше удаляется от объектов управления, получая информацию об их состоянии по системам дистанционной передачи данных. По-иному нагружены его органы чувств, так как зрительный канал восприятия становится основным для приема информации. Наконец, в большин­стве современных транспортных человеко-машинных систем оператор часто действует в условиях дефицита времени, вызванного возросшей скоростью передвижения транспортных средств.

Таким образом, на транспорте требования предъявляются не только к технике, но и к человеку. Ведь ему взаимодействие с весьма слож­ными машинами и механизмами приходится осуществлять в условиях напряженной деятельности, испытывать на себе самые разные, иногда неблагоприятные воздействия окружающей среды, постоянно быть бдительным, чувствовать огромную ответственность. Учет человеческого

фактора как при создании транспортных технических средств, так и при организации труда железнодорожников имеет первостепенное значение. Необходимо не только создавать хорошие условия труда на основе зна­ния психофизиологических возможностей человека, но и обеспечить высокую эффективность производственного процесса. Это требование не зависит от того, работает ли в системе человек или она полностью автоматизирована.

Рассмотрим подробнее эргатическую систему «машинист—локо­мотив». В последние годы резко возросли скорости и интенсивность движения поездов. Это значительно увеличивает психофизиологическую нагрузку людей, выполняющих водительские функции. В среднем из общего баланса рабочего времени машиниста локомотива около 45 % приходится на работу в пути, 39 % — на проверку и 2 % — на уход за локомотивом на стоянках, 16 % — на прием и сдачу локомотива в депо и подачу его к поезду.

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

В деятельности машиниста можно выделить два последовательных этапа: подготовку локомотива к поездке (осмотр машины и прием ее в депо) и поездную работу. При подготовке к поездке машинист должен убедиться в исправности локомотива, контроллера, освещения и др., наличии песка, смазки, проверить, нет ли постороннего шума и стука в агрегатах и узлах. После прицепки локомотива к составу машинист (по­мощник машиниста) проверяет правильность сцепления локомотива с первым вагоном и соединения их воздушных магистралей. На эту работу затрачивается 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. Машинист должен на чрезвычайно

малом отрезке времени не только воспринять соответствующий сигнал, но и правильно осмыслить его, принять верное решение и выполнить не­обходимый двигательный акт. Объект основного внимания машиниста — состояние пути. В процессе движения он непрерывно воспринимает осведомительную информацию о состоянии напольных сигналов, около­дорожного 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 500 км, показал, что из общей суммы (8—10 тыс.) лишь 10 % производственно важны (светофоры, переезды, ограничители ско­рости, указатели профиля пути и др.). Остальные, как правило, в любой момент могут стать такими. 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 и 22—28 — при скорости 100 км/ч. Напомним, что на отдельных участках отечественных железных дорог скорость движения превышает 200 км/ч.

По данным иностранной печати, в последние годы число элементов индикации на пульте управления локомотивом увеличилось в 2 раза. Возможности же человека по приему информации не изменились. Уве­личение скорости движения привело к тому, что время, которым теперь располагает машинист для принятия решений и выполнения необходи­мых операций по их реализации, сократилось почти в 3 раза.

Загрузка машинистов локомотивов возросла не только из-за уве­личения числа органов управления и средств контроля в кабине и их усложнения. Значительно вырос теми 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 на устранение. Определение неисправно­стей затруднено многообразием видов отказов и тем, что локомотивные системы контроля не способны выполнять все необходимые функции. Затраты времени на поиск и устранение неисправностей в первую очередь

зависит от учета конструкторами роли машиниста в процессе управле­ния, его участия во взаимодействии с аппаратурой контроля. Существует необходимость определить ограничения возможностей машиниста и согласования их с системами информации, которыми оборудованы со­временные локомотивы.

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 их оценка), в значительной степени связаны с дефектами субъективной модели условий деятельности.

Анализ особенностей рабочего места в кабине машиниста и его опе­ративной деятельности показал, что движения, посредством которых машинист управляет локомотивом, несложны и характеризуются мини­мальными мышечными усилиями. Общая мышечная работа при скоро­сти движения поезда 100—140 км/ч равна 40—50 Дж за 3—6 ч работы, в течение которых он делает примерно 650 незначительных по физическим 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. Некоторое увеличение мышечной нагрузки наблюдается на участках со сложным профилем пути. Это объясняется тем, что на спу­ске машинисты электровозов применяют рекуперативное торможение, а машинисты тепловозов тормозят состав. В обычных условиях управ­ление локомотивом, как правило, состоит из нескольких комбинаций ограниченного числа стандартных двигательных элементов, не требует высокой скорости, особой точности и значительного физического уси­лия, а следовательно, специальной психомоторной одаренности. Однако зрительный контроль за исполнением действий в ряде случаев свернут и упрощен из-за необходимости постоянно напряженно наблюдать за ситуацией, в том числе за той информацией, которая сигнализирует о результатах уже выполненных управляющих действий. Такая связь управ­ляющих действий органами управления обеспечивается двигательным анализатором, что предъявляет к последнему высокие специфические требования (например, находить на ощупь нужный тумблер).

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 машинист действовал контроллером 13 раз, краном машиниста — 7 раз, переключателем жалюзи для регулировки температуры воды — 16 раз, тифоном-свистком — 9 раз, т.е. он 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 агрегатов и отдельных узлов локомотива. Таким образом, уже простая фотография небольшого отрезка времени работы машиниста показывает исключительную 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 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 (рис. 10.1).

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. Приближаясь к станции, он обязан избегать резких толчков и остановить состав в строго определенном месте.

В этой связи большое значение имеет непосредственная оценка рас­стояния до места остановки. В равной степени это относится и к пере­гону, где машинисту на отдельных участках пути необходимо определить время, место и силу торможения для изменения скорости движения поезда. Следовательно, для успешной деятельности ему должно быть присуще особое восприятие времени и пространства, характеризующееся высокой точностью.

Непрерывная зрительная оценка длины различных участков пути часто осуществляется в крайне неблагоприятных условиях: ночью,

Рис. 10.1. Картограмма гигиенических условий, тяжести и напряженности труда машинистов электровозов:

1 — легкая ненапряженная работа в оптимальных гигиенических условиях; 2— ра­бота средней тяжести, малонапряженная, в допустимых гигиенических условиях; 3— тяжелая напряженная работа в неблагоприятных условиях; 4—тяжелая, очень на­пряженная работа во вредных условиях; ОСВ — освещенность; М К — микроклимат; Ш — шум; В — вибрация; ЭМП — электромагнитные поля; ИИ — ионизирующее излучение; ХВ — химические вредности; ОБФ — отрицательные биологические факторы; РТ — режим труда; СМ — длительность и чередование рабочих смен; П — внутрисменные перерывы; ДР — динамическая работа; СТН — статическая нагрузка; РП — рабочая поза; МГ — максимальный груз; НАФ — напряжение анализаторских функций; ВН — нагрузка внимания; ПС — плотность восприятия перерабатываемых сигналов; ОП — объем оперативной памяти; ЭН — эмоциональ­ное напряжение; ИН — интеллектуальное напряжение, М — монотонность работы и производственной обстановки

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 условиях работы. Специально поставленные эксперименты во время поездной работы при хорошей видимости и на прямых участках пути показали, что способность к оценке расстояния даже у опытных машинистов нестабильна. Короткие (100—350 м) дистанции в основ­ном переоцениваются; средние (350—600 м) и длинные (600—1000 м) в большинстве случаев недооцениваются. При плохой видимости и на сложных профилях пути качество такого рода оценок ухудшаются. 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 учесть эргономические характеристики человека. Для систем управления подвижными транспортными объектами такой характери­стикой служит особое психическое состояние 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 в зависимости от времени года, ее перепады на уровне ног и головы, изменение скорости движения воздуха. Особенно сильные воздействия этих изменений испытывают машинисты скоростных локомотивов. Абсолютная величина колебания давления, вызванного движением воздуха, при скорости 130—140 км/ч достигает 1,33 кПа. С увеличением скоростей движения параметры изме­нения давления более высоки. Зрительная информация принимается на фоне интенсивного набегания пути, мелькания шпал, что очень утомляет локомотивную бригаду. В общем объеме воспринимаемой машинистом информации, как показывают исследования, полезная составляет всего 1,5%, поэтому надо ограничивать поле зрения машиниста. Если сдвинуть кабину назад от торца кузова, образовавшаяся перед ветровым стеклом наклонная площадка защитит машиниста от неблагоприятного воздей­ствия набегания шпальной решетки.

Требуется пересмотреть значения допустимых шума и вибрации _в кабинах машиниста, которые сейчас превышают норму в 3—7 раз.

Для увеличения надежности управления движущимися транспортир ми объектами очень важны размещение оборудования, компоновка пуд, та управления и эстетическое оформление кабины, а также обеспечение оптимального поля зрения машиниста. Значение повышения надежнос\,_и взаимодействия машиниста-оператора с техникой в процессе управлень_я огромно не только из-за большой оперативной нагрузки, приходящейся на человека, но и из-за особо высоких требований к качеству его деятед _ь_ ности. Допущенную машинистом ошибку практически никто исправить не может, а любая ошибка в управлении подвижными единицами ь_а транспорте часто чревата тяжелыми последствиями.

10.2. Диспетчерские системы управления

Для управления комплексами транспортных объектов наиболее xapav_ терны диспетчерские системы. Главное, что определяет задачи исслед₀. вания этих систем, — всевозрастающее значение надежности диспетчер занятого управлением производственным процессом в режиме реально_го времени. Если неверные или неточные действия рабочего, который зац_ят производством деталей, ведут к частичному браку, то ошибка дисдет^_е_ ра в управлении транспортными средствами нередко грозит крупныь_и материальными потерями. Цена ошибок, допускаемых людьми, котор^_1С управляют сложными техническими системами, намного более высоь_ч Как показывает анализ, нарушения хода технологических процессов в^ званы тем, что в конструкциях машин, приборов, систем отображения информации недостаточно учтены возможности человека. Казалось б^_х работа диспетчера контейнерной площадки крупной грузовой станцц^ спокойна, однако ошибочные решения при исполнении обязанности приводят к большим экономическим потерям, к непроизводительно^, простою машин и кранов, снижению производительности труда.

Довольно простые диспетчерские системы на железподорожн^_м транспорте — системы управления роспуском вагонов на сортировочн^ горках и маршрутно-релейной централизации на станциях. Однако 6oj)_b_ шие психологические нагрузки ощутимо влияют на надежность люд^_й работающих в них. Здесь психологическое состояние человека влш}_ет на качество управления. Горочный оператор, ожидая всевозможна^ нарушения в работе системы, находится в постоянном напряжении, ^ _к концу дежурства доходит до высокой степени утомления. Ошибки, ц₀_ пускаемые дежурными по горке, приводят к тому, что в течение сме^_ы из-за них горка простаивает до 1 ч.

2ц

На станциях, где все более широкое распространение получают устройства маршрутно-релейной централизации, при которой перевод стрелок и открытие сигналов осуществляются автоматически от нажатия кнопокна пульте управления, ошибки, вызванные перегрузкой дежурных по станциям, также высоки. Наблюдение за оперативной работой дежур­ного показывает значительную нагрузку на его двигательный (моторный) аппарат и память.

Большая нагрузка характерна и для работы поездных диспетчеров на участках с диспетчерской централизацией. Основная часть просчетов в регулировании движения поездов происходит из-за их ошибок, т.е. обу­словлено человеческим фактором. Ошибки эти часто классифицируют как невнимательность, халатность. Однако чаще всего они зависят от чрезвычайно усложнившихся условий эксплуатации вследствие несовер­шенства языка общения между техническими средствами и человеком, низкого качества систем автоматизации.

Диспетчер лишен возможности наблюдать объекты управления непо­средственно и пользуется информацией, поступающей к нему по каналам связи, т.е. он взаимодействует с информационной моделью, которая передает ему все существенно важные изменения, происходящие на ре­альном объекте. Значительно увеличились размеры диспетчерских табло и количество объектов информации, которые на них выведены. Большие размеры имеют пульты управления диспетчерских централизации типа «Нева», «Луч». АРМ ДНЦ включают в свой состав до 5—7 терминалов в качестве СОИ.

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 современных систем с большими потоками информации мнемосхе­мы — далеко не лучшее средство. Наблюдение за работой диспетчеров показало, что, когда нужно обратиться лишь к трем-четырем инфор­мационным точкам мнемосхемы, он фиксирует взгляд на 40—60.

Систему представления информации, очевидно, следует строить по иерархическому принципу, начиная с обобщенной мнемосхемы с по-

следующим выводом 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 взгляд на то же место на большой схеме. Интегральное средство отображения информации значительно снижает информационную нагрузку на человека.

Дежурные по постам МРЦ работают в условиях высокой нагрузки на зрение, слух, голосовой аппарат и память, в обстановке, обусловлен­ной высокой ответственностью за выполнение графика и обеспечение безопасности движения. Их работу, как и работу любого представителя диспетчерских профессий, можно разделить натри этапа: получение ин­формации, се обработку, принятие решения и выдачу команд. Время на выдачу (реализацию) управляющих команд не превышает 5 % продолжи­тельности смены, а между тем основные предложения по автоматизации их работы направлены именно на этот этап деятельности.

В связи с тем что эксплуатационная обстановка на станции постоянно меняется, а дежурные больше половины времени наблюдают за инди­кацией на табло, следует шире внедрять информационно-логические устройстваи автоматические системы передачи и отображения информа­ции. Это необходимо для облегчения условий труда дежурных по постам централизации, повышения эффективности и надежности управления движением.

С еще большей остротой эта проблема ощущается в устройствах автоматизации роспуска составов. Постоянное напряжение и 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 возрастают в 3—4 раза, а инфор­мационная нагрузка в 2 раза и более превышает допустимый уровень. Поэтому горочный оператор пропускает действия, нарушает их после­довательность, теряет до 40 % информации из памяти, подчас ошибочно воздействует на органы управления. Здесь для повышения эффективности работы необходимо создать специальные информационно-логические устройства для автоматического контроля за возникновением 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 (например, горочного пульта) позволяет сократить его габариты на 30—40 %, уменьшить на 7 % потоки информа­ции, а перекомпоновка индикаторов и замена их более совершенными уменьшат затраты времени оператором на прием информации на 30 % и увеличат производительность его труда на 10—20 %.

Нужно сказать, что время 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 моля: 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, являются 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. играют немалую роль в решении этой важнейшей проблемы.

Диспетчер, как и любой человек, участвующий в процессе управления, трудится в конкретной 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 многоуровневых эргатических систем. Функции человека на разных уровнях различны и зависят от по­ложения в иерархии управления перевозочным процессом.

Трудовая деятельность поездных диспетчеров в процессе управления движением за последние годы существенно изменилась. Для участков, оборудова! и 1ых лишь 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 па управляемом объекте — участке, узле. Об этих условиях

диспетчер узнает из поступающих к нему сведений (информации). С позиций эргономики трудовая деятельность диспетчера — это процесс переработки информации. Поэтому рекомендации по совершенствова­нию работы диспетчеров следует основывать на выявлении тех психи­ческих и физиологических процессов, которые определяют переработку информации (рис. 10.2).

С технических позиций наличие человека и принятых процедур управления в эргатическои 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» дис-

Рис. 10 2. Картограмма гигиенических условий, тяжести и напряженности труда поездных диспетчеров (обозначения см. рис. 10.1)

петчером по установленным правилам. Для этого требуются затраты рабочего времени. Значит, пропускная способность эргатической систе­мы , включающей диспетчера, определяется 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. 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, затрат на обслуживание одного поезда, ситуации на станциях, состоянии технических средств и др. Из-за воздействия на процесс движения поездов случайных факторов модель загрузки диспет­чера носит вероятностный характер. Математическое ожидание загрузки диспетчера определяется зависимостью

Р₃), (10.1)

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

*_уч — время нахождения поездов па участке,

Г_общ — общее время обслуживания диспетчером всех поездов;

Лехн ^— надежность технических средств;

Р₃ — вероятность задержки обслуживания поездов диспетчером.

Управляющая деятельность диспетчера в эргатическипх системах во многом определяется условиями, в которых она осуществляется. Их нельзя считать строго определенными, они изменчивы и зависят от многих причин. Эти причины 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 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. Наконец, 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 (взгляды, возраст, пол), а также факторы, связанные с профес­сиональной подготовкой (степень обученности, стаж работы).

Многие факторы и условия вполне конкретны, их можно учесть и на них воздействовать. Менее изучены условия, значительно влияющие на характер деятельности диспетчера, прежде всего 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) 7) или за смену — Т₀$_щ. Так как почти все управляющие операции диспетчера связаны с продвижением поездов по станциям участка (прибытием, стоянкой, проследованием, отправлением), общее их количество равно произведению числа станций на количество поездов, т.е. числу «поездо-станций». Отношение T_t к продолжительности Т_пер рассматриваемого периода /рабочего времени, выраженное в процентах, называется уровнем загрузки:

S_t= 100 7}/Г_пер. (10.2)

Это понятие обеспечивает сопоставимость загрузки диспетчеров в пе­риодах различной продолжительности и значительно облегчает анализ их деятельности. Очевидно, особенности деятельности человека определя­ются структурой системы, в которой он функционирует, поставленными перед ним целями и характеристиками объекта управления.

Рассмотрим эти особенности на примере поездного диспетчера. Несмотря на то что на определенном участке движением поездов руко­водит один диспетчер, процесс перевозок на полигоне сети железных дорог поочередно контролируют многие диспетчеры на различных диспетчерских кругах. Диспетчеры соседних участков взаимодействуют на информационном уровне, поэтому их деятельность можно считать многофункциональной и полиэргатической.

Управляемые объекты (поезда, стрелки, светофоры) находятся вне поля зрения диспетчера, что придает опосредствованный характер его деятельности, а «вклинивающиеся» между диспетчером и объектами управления средства передачи информации позволяют определить ее как дистанционную. К тому же дистанционная деятельность диспетчера носит двухступенчатый характер, так как он реализует управляющие воз­действия не непосредственно на локомотив, а через сигнальные устрой­ства и людей (локомотивные бригады, дежурных по станциям).

Диспетчер, одновременно управляя движением нескольких поездов, взаимодействует с образами, заменяющими ему управляемые объекты и окружающую среду, — с их информационной моделью. 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 ее необычность, диспетчер, комбини­руя разные приемы в новых сочетаниях, решает задачу. Такие ситуации позволяют отнести процесс управления движением поездов к классу недетерминированных, а деятельность диспетчера в простейшем кон­туре эргатической системы — к умственной, эвристической. Известно, что труд делится на физический и умственный Эти два класса трудовой деятельности предъявляют свои требования к разным функциональным системам человека. Умственная деятельность затрагивает многие системы организма в зависимости от содержания работы и от нагрузки отдельных органов человека, поэтому вопрос о физиологических основах умствен­ного труда очень важен.

Диспетчер, управляющий движением поездов, непрерывно полу­чает разнообразную информацию. Он напрягает зрение и слух, чтобы заметить и различить световые и звуковые сигналы. Хронометраж показал, что на напряженных участках диспетчеры 80—98 % рабоче­го времени практически без перерыва заняты приемом и передачей информации. С физиологической точки зрения, воспринимаемый диспетчером поток информации представляет собой массу раздражи­телей, сигнализирующих о тех или иных явлениях в производственном процессе. В связи с этим к организму человека, работающего в системе управления, предъявляются серьезные требования. Например, у дис­петчера должны быть совершенные анализаторские системы, дающие возможность точно и быстро принимать поступающую информацию. Принимать информацию и реагировать на нее приходится в услови­ях дефицита времени. Это вынуждает организм работать на пределе физиологических возможностей.

Плотность различного рода информации, которую должен воспри­нимать в течение дежурства диспетчер, темп поступления сообщений, соотношение важных и второстепенных сведений очень сильно влияют на физиологические показатели диспетчеров. Работа, связанная с переработ­кой широкого потока информации, вызывает значительные изменения в динамике его высшей нервной деятельности. 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. Эмоциональные переживания при разных видах работы по силе, яркости, напряжению изменяются от почти полного безразличия до сильного чувства. Эмоции отличаются 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.

Психофизиологические исследования показали особую разновид­ность производственного утомления диспетчеров. После дежурства у них обостряется слух и ослабляется тактильная чувствительность. Запись биотоков коры головного мозга отметила уменьшение в конце работы а-ритма, сокращение его амплитуды. Время двигательных реакций резко удлиняется, увеличивается число ошибочных действий.

О напряженности работы диспетчеров свидетельствуют также зна­чительные изменения физиологических функций в последние часы дежурства. Эти изменения повторяются каждую рабочую смену. Под влиянием утомления, как известно, работоспособность и связанная с ней надежность деятельности человека снижаются. Основная нагрузка в процессе работы приходится на высшую нервную деятельность и зри­тельный анализатор. Сочетание большой умственной нагрузки с часто повторяющимися эмоциональными возбуждениями вызывает перена­пряжение нервных процессов. Таким образом, 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, быстрого принятия управляющих решений и их реализации. На диспетчера действуют сложные раздражители, включающие как словес­ные, так и непосредственные компоненты информации (лампочки на табло). От него требуется не только хорошо развитое 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.

Методологической основой изучения взаимосвязи деятельности чело­века в системе управления и сопутствующих ей психических процессов служит принцип единства психики и деятельности. Психологические показатели выполняют регулирующие функции в работе и тесно связаны с результатами деятельности. Поэтому очень важно оценить ту область деятельности диспетчера, которая связана с его психикой.

Человеческий фактор

Поиск по сайту: