CC BY
12
УДК 656.086
ГОРОБЧЕНКО О. М., к.т.н., доцент (Дон1ЗТ)
Розробка методики оц1нки шформацшного навантаження на локомотивну бригаду
Постановка проблеми
Машинют пiд час виконання сво'х обов'язкiв по керуванню локомотивом переробляе велику кiлькiсть оперативно! шформаци. Ощнка шформацшно1 завантаженостi машинiста е важливим показником, що впливае на безпеку руху та на ефективнiсть використання локомотивiв.
Анал1з досл1джень 1 публжацш
Безпека руху е одним з основних питань на залiзничному транспортi. Питання попередження травматизму на транспорт! розглянуто в [1]. Розроблено техшчш засоби для визначення причин транспортних подш науковцями УкрДАЗТ [2]. Ощнщ людини як оператора систем керування присвячено велику кiлькiсть робiт [3-5]. В [6] визначено основну термшологш та встановлено принципи керування безпекою руху на залiзницях.
Постановка завдання
Пiд час випробувань СЛМ (системи «людина-машина») оцiнка шформацшного навантаження машинiста проведена експериментально-
статистичним методом. Пщставою для використання такого пiдходу е те, що цей метод не накладае шяких обмежень на вигляд вхщного потоку та закон розподшення часу обслуговування.
Впродовж трьох тижшв жовтня 2013 року було проведено аналiз дiяльностi локомотивних бригад у вантажному рус1
Загальний час спостережень склав 67 годин. Пщ час виконання роботи локомотивна бригада отримуе
рiзноманiтну iнформацiю. Для
формалiзацii задачi необхiдно виразити кшькють шформаци в кiлькостi сигналiв, що отримуе людина та визначити швидкють, з якою iнформацiя поступае до локомотивно! бригади.
Викладення основного матер1алу
Будь-яка нова iнформацiя або оновлення старо! шформаци розглядалось як новий сигнал. Сигнали розподшеш по групам, що наведеш в таблиц 1. Згiдно з проведеними дослщженнями загальна кiлькiсть сигналiв, що впливае на локомотивну бригаду пщ час руху складае в середньому N^=24000 за по'1'здку, а кiлькiсть сигналiв, що вказують на нештатну ситуащю Nнc= 200 за по1здку.
Одним з важливих показниюв роботи машинюта е час обробки сигналу -1ос. Цей час вказуе на перюд мiж отриманням сигналу людиною та закiнченням дiй, яю пiдлягають виконанню пicля даного сигналу. Наприклад при отриманш сигналу «пере1зд зайнятий» машинicт повинен перевести рукоятку контролера в нульове положення та привести в дш гальма по'зду - в залежноcтi вiд ситуацп застосувати екстрене або службове гальмування та подати пicок пщ колеса. На вci цi операци витрачаеться вiд 1,1 до 8 секунд (в залежносп вiд виду гальмування). В шшому випадку при отриманш сигналу «пере1зд вiльний» машинюту достатньо менше секунди для обробки цiеi iнформацii, оцiнки ситуацп
та прийняття ршення про подальше Якщо розглядати iншi групи
слiдування по'1'зду без використання сигналiв, то toc розподiляeться як вказано керуючих дiй. В загалi пiд час руху по'1'зду в таблиц 1. перioд обробки сигналу знаходиться в такому штерваш - 0,3с < t^ < 11с.
Таблиця 1.
Групи cигналiв, що поступають на обробку до локомотивно'1' бригади та час на обробку
сигналу.
Найменування групи Характеристика групи М^маль-не значення toe, с Макси-мальне значення toe, с Розрахун-кове значення toe, с
Пiдгoтoвчi операци Проходження медогляду, отримання документ, iнcтруктаж, отримання завдання 5 90 47,5
Зoвнiшнi фактори Вс сигнали, що зoвнi впливають на керування по'1'здом, такi як стан пoверхнi рейок, час доби, поточний та наступний профшь та план коли, погодш та кшматичш умови 1 2 1,5
Техшчний стан локомотива Визначаеться локомотивною бригадою пiд час приймання локомотива та стоянок в очжуванш роботи 0,5 650 325,25
Технiчнi параметри по'1'зда Визначаються пiд час зчеплення локомотива з по'1'здом, випробування гальмiвнoгo обладнання та отримання документаци на по'1'зд 3 300 151,5
Параметри роботи локомотива та стан по'1'зда пiд час руху Визначаються шляхом контролю вах видiв вимiрювальних та сигнальних пристро'1'в в кабiнi локомотива, доступних локомотивнш бригадi пiд час руху, контролю стану гальмiвнoi магicтралi та огляду складу по'1'зда при проходженш кривих дiлянoк 0,5 4 2,25
Стан дшянки коли на станци Визначаеться отриманням шформаци про рух маневрових cкладiв по станцшним кoлiям, положенням cтрiлoк, 0,3 15 7,65
контролюванням вiльностi
коли, наявносп габаритiв,
перемiщення людей
Стан дшянки Визначаеться контролем
колп на перегош вшьносп колil та стану 0,3 11 5,65
верхньо! будови коли на
значнш вiдстанi
Положення Визначаеться контролем
сигналiв стану свiтлофорiв, сигнальних 0,3 11 5,65
показникiв, iнформацГ! по
радюзв'язку, ручних сигналiв
Регламент Кiлькiсть сигналiв, що
перемовин отримана бригадою при 0,3 2 1,15
виконанш регламенту
перемовин
1нше Всi iншi сигнали, не пов'язаш
з рухом по!зду та обслуговуванням локомотива 1 90 45,5
Для оцiнки шформацшного навантаження на локомотивну бригаду пщ час руху потрiбно визначити щшьшсть вхiдного потоку вiд окремо! групи сигналiв за формулою:
(1)
де N - кiлькiсть сигналiв е-о! групи, що надiйшла до локомотивно! бригади;
Т - загальний час находження локомотивно! бригади в руа, хв.
Загальна щiльнiсть вхiдного потоку для локомотивно! бригади буде становити
де к - кiлькiсть груп сигналiв.
Пiд час проведення дослiдження встановлено, що кiлькiсть сигналiв по рiзним групам з часом змшюеться. В якостi приклада на рисунку 1 наведено змшення Хе сигналiв за 0,5 години по!здки. Тут можна бачити, що при веденш по!зда по перегону загальна кшькють сигналiв, що надходить до
локомотивно'1 бригади складае близько 75 за хвилину, а при слщуванш по станци доходить до 150 за хвилину. Таким чином можна сказати, що локомотивна бригада працюе в дуже навантаженому шформацшному просторi i не завжди може вщреагувати та оцiнити весь обсяг сигналiв, що надходить зовнi.
Кiлькiсть шформаци, що надходить до машинюта можливо ощнити за допомогою методiв теори шформаци у дво!чних одиницях за секунду [7]:
= -1о (2)
де р(х;) - iмовiрнiсть >о! поди.
Iмовiрностi виникнення конкретних сигналiв рiзнi. Так, наприклад, iмовiрнiсть появи зеленого сигналу прохщного свiтлофора складае р(х;)=0,33, тому що можливi три показання - зелений, жовтий, червоний. При зменшенш величини р(х;) кiлькiсть шформаци вiд поди х; збiльшуеться [8]. Однак е низка сигналiв, iмовiрнiсть виникнення яких дуже велика, а в деяких випадках наближуеться до одинищ: вшьнють колГ! на перегонi, справний стан верхньо! будови колГ! та контактного пщвшування, вiзуальнi ознаки цiлiсностi складу вагошв в поiздi та ш.
Л;, 1/ХВ
45
15
1
3
15
25
1, ХВ
1 - лараметри роботи локомотива та стан поТзда пщ час руху
2 - стан д!пянки коли на станци
3 - стан д1лянки колн на перегон!
4 - положения сигнал1в
5 - оегламент леоемовин
Рис. 1. Змша щiльностi вхiдного потоку тд час по'1'здки
Якщо припустити, що в середньому iмовiрнiсть появи кожного сигналу склад ае 0,5, то можливо оцшити шформацшну завантаженiсть
локомотивно'1' бригади в залежностi вiд кшькосп сигналiв в хвилину (рисунок 2). В загальному виглядi швидкiсть поступання шформацп можливо визначити за формулою:
г.л = А/;: , дв. од. /с (3)
1з наведених даних видно, що шформацшна завантаженiсть
локомотивно'1 бригади при розрахунках з наведеними припущеннями наближаеться до гранично можливих значень, яю становлять 2-4 дв.од./с [9]
Для отримання бшьш точних даних шформацшного навантаження
локомотивних бригад потрiбно розробити покращену методику розрахунюв.
Згiдно з (2) кiлькiсть шформацп залежить вщ iмовiрностi р(х;) -iмовiрнiсть >о'1 поди. Поди можна роздшити по групам за кшьюстю результатiв. Поди, що можуть привести тшьки до двох взаемовиключаючих результат назвемо елементарними (наприклад, положення стршки може бути або правильне або не правильне). Поди, що призводять до декшькох результат, назвемо подiями п-го розряду в залежностi вщ кiлькостi iсходiв п. Так подiя «жовтий сигнал прохiдного свiтлофора» е подiею 3-го розряду, тому що всього юнуе три варiанти сигналiв -червоний, жовтий, зелений.
Рис. 2. Залежтсть кшькост шформацп, що отримуе локомотивна бригада в секунду вщ щшьност потоку сигналш при рiзних iмовiрностях р(х^
Крш того на шформацшну завантаженiсть впливае результат отримання сигналу машинютом. В залежностi вiд те! чи iншоí под 11 машинiст повинен прийняти ргшення про корегування управляючих дш, або про вщсутнють необхщнот такого корегування. тод1 кшькють шформацп
)вщ поди х1 буде являти собою складну функщю, що залежить також в1д кшькост шформацп, що отримуе машинют додатково перед остаточним прийняттям ргшення.
Модель дш машинюта при виникненнi поди, що потребуе прийняття керуючих рiшень, наведена на рисунку 3.
Рис. 3. !нформацшна модель прийняття керуючих ршень машинютом локомотива
Одшею з типових ситуацш для потребуе вщ машинiста прийняття локомотивно! бригади е отримання керуючих ршень, що забезпечать зупинку заборонного сигналу свгглофора. Ця подш по!зда перед свгглофором. Згщно з
рисунком 3 подiею х; буде «червоний сигнал свгтлофора». Подiями х; будуть отримання наступних сигналiв: хц -поточна швидкють по!зду; х;2 - стан гальмiвно! магiстралi по!зду; х;3 - вщстань до свiтлофора; х;4 - стан рейок; х;5 -характеристики складу по!зду (ступiнь завантаженостi). З огляду на вЫ ху машинiст приймае керуюче рiшення -зниження тиску гальмiвно! магiстралi на певну величину. Весь цей наведений процес прийняття рiшення безумовно додае iнформацiйного навантаження на локомотивну бригаду i його потрiбно враховувати.
Це можна записати так:
п
де р(х;) - iмовiрнiсть основно!
подГ!;
п - кiлькiсть сигналiв, що потрiбно отримати машинiсту додатково для прийняття ршення про корегування керуючих дiй при виникненнi поди х;;
р(ху) - iмовiрнiсть додатково! ]-о! поди, що розглядаеться машинютом при П0явi под1! х;.
В свою чергу можливо поди ху також будуть складними i включати в себе низку сигналiв, що !х характеризують, i тодi локомотивнш бригадi потрiбно враховувати i цю додаткову iнформацiю.
Таким чином швидкють поступання шформаци до локомотивно! бригади вщ одше! групи сигналiв можна визначити так:
де р(х;) - iмовiрнiсть основно! ьо!"
подГ!;
п - кiлькiсть сигналiв, що потрiбно отримати машинiсту додатково для прийняття ршення про корегування керуючих дш при виникненнi подГ! х;;
р(ху) - iмовiрнiсть додатково! ]-о! поди, що розглядаеться машинютом при П0явi поди х;.
Хе - щiльнiсть вхiдного потоку окремо! групи сигналiв, 1/хв.;
к - кiлькiсть груп сигналiв.
Висновки
Вираз (6) дозволяе визначити шляхи зниження шформацшного наван-таження на локомотивну бригаду. Основ-ними заходами цього повинна бути комплексна автоматизащя керування локомотивом:
- перенесення функцiй контролю техшчного стану локомотива пiд час по!з-дки на автоматизовану систему, що повинна сигналiзувати тiльки у випадках коли параметри вщхиляються вiд норми i система не в змозi вiдкорегувати !х самос-тiйно;
- розробка штелектуально! сис-теми, що видае поради машинюту про найбшьш ефективне положення органiв керування локомотивом в данш по!знш обстановцi, що частково дозволить вщве-сти вщ машинiста iнформацiйнi потоки;
- удосконалення вимог до регламенту перемовин локомотивно! бригади шляхом зменшення кiлькостi шформацп, яка повинна бути продубльована вголос.
Список використаних джерел
(5)
1. Гапеев В. И., Пищик Ф. П., Егоренко В. И. Обеспечение безопасности движения и предупреждение травматизма на железнодорожном транспорте. -Минск: Полымя, 1994. - 302 с.
2. Пузир В. Г., Устенко О. В., = - ^ . . - ^ . Крот В.С. Техшчш засоби для виявлення
~ "="- причин транспортних подш. Зб. наук.
А в загалi до локомотивно! бригади шформащя надходить зi швидкiстю:
праць УкрДАЗТ «Безпека руху та людсь-кий фактор на транспорт», № 82 - Хар-KiB:2007. С. 173 - 177.
3. Бодров В. А., Медведев В. И. Анализ психофизиологических и психологических характеристик оператора. — В кн.: Инженерная психология.—М.: Наука, 1977, с. 181 —190.
4. Венда В. Ф., Нафтульев А. И., Рубахин В. Ф. Организация труда операторов : инженерно-психологические проблемы. — М.: Экономика, 1978. 224 с.
5. Методика и аппаратура для исследования психофизиологических характеристик человека—оператора/Под ред. В. Г. Волкова. — М.: Наука, 1977. 102 с.
6. Нормативш акти з безпеки руху по'1'зд1в / Розробники: В.Зайцев, А.Рашко, В.Крот, М.Ришковський. — К.: Транспорт Украши, 2002. — 142 с.
7. Колмогоров А.Н. Теория информации и теория алгоритмов Москва.: Наука, 1987. -304с.
8. А.Г. Зюко, Д.Д. Кловский, М.В. Назаров, Л.М. Финк. Теория пере-
дачи сигналов - 2 -ое изд., перераб. и доп.
- М.: Радио и связь, 1986. - 304с.
9. Справочник по инженерной психологии/ Под редакцией Б. Ф. Ломова.
- М.:Машиностроение, 1982. - 368 с.
Анотацн:
Представлено результаты експерименталь-них i теоретичних дослщжень спрямованих на оцшку шлькосп шформацп, що надходить до ло-комотивно1 бригади тд час по1'здки та тдготовчих операцш.
Ключовi слова: шформацшна завантаже-шсть, система «людина-машина», локомотивна бригада, потк iнформацiï
Представлены результаты экспериментальных и теоретических исследований, направленных на оценку количества информации, которая поступает к локомотивной бригаде во время поездки и подготовительных операций.
The results of experimental and theoretical studies aimed at assessing the amount of information that is supplied to the locomotive crew during the trip and preparatory operations.
