4.3. Системы непосредственного управления

транспортными подвижными объектами

Современный локомотив, как и другие подвижные транспортные объек-

ты, относится к классу эргатических систем, работа машинистов которых

характеризуется двумя основными параллельными компонентами дея-

тельности – управления со своим контуром регуляции – процессом самого

вождения (управление перемещением в пространстве) и контроля за ра-

ботой энергосистемы, поддержание ее функционирования в пределах

нормы. Значение взаимодействия человека-оператора и техники в подоб-

ных случаях удвоения контура управления особенно велико, так как при

этом возрастает вероятность отказов системы в целом.

В деятельности машиниста-оператора можно выделить также два по-

следовательных 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 со-

единения их воздушных рукавов. На эту работу он затрачивает значитель-

ное количество времени, так как тщательность проверки – гарантия безот-

казной работы отдельных систем локомотива в пути, а даже мелкие неис-

правности могут привести к серьезным осложнениям во время рейса.

Поездная работа предъявляет высокие требования к работоспособно-

сти различных анализаторных систем организма машиниста, прежде всего

зрительной, двигательной и слуховой. Из-за небольшого резерва времени

для управляющих действий машинист должен на чрезвычайно малом от-

78

резке времени не только воспринять соответствующий сигнал, но пра-

вильно осмыслить его, принять верное решение и выполнить необходи-

мый двигательный акт. Объект основного внимания машиниста – состоя-

ние пути. В процессе поездной работы он непрерывно воспринимает осве-

домительную информацию о состоянии напольных сигналов, внедорожно-

го 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 протяженно-

стью 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 тече-

ние каждой минуты воспринимает в среднем 20 сигнальных раздражите-

лей при скорости 80 км/ч.

В последние годы значительно выросло число элементов индикации,

приходящихся на человека в транспортных системах управления. Возмож-

ности 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. Информаци-

онная нагрузка машиниста зависит от сложности системы управления ло-

комотивом, поездной обстановки, состояния окружающей среды и с уве-

личением скоростей движения может достигнуть предельных значений про-

пускной способности человека. Загрузку увеличивает и несовершенство ло-

комотивной системы контроля энергетических установок, что особенно час-

то проявляется при возникновении неисправностей, прерывающих нор-

мальный ход рабочего процесса. Чтобы отыскать их (например, в электри-

ческих схемах тепловозов), надо в 10 раз больше времени, чем устранить.

Даже хорошо зная участок пути, машинист не гарантирован от непрогно-

зируемых случайностей, неопределенность которых (в том числе и вре-

менная) весьма велика. Неточности и ошибки, допускаемые машинистом при

управлении локомотивом (пропуск значимых сигналов, неправильное вос-

приятие 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 зна-

79

чение приобретает способность выполнять быстрые и точные управляю-

щие действия: при внезапных сменах сигналов, появлении препятствий на

пути, обрывах контактного провода, резких изменениях напряжения в кон-

тактной 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 по-

ездной работы далеко не одинаково. Так, данные хронометража на одном

из участков показали, что на протяжении 90 км пути в течение 50 мин в ус-

ловиях ночной поездки машинист совершил 45 движений, необходимых и

достаточных для ведения состава и соблюдения правил безопасности дви-

жения. За это же время он воспринял 88 производственно значимых сигна-

лов, 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, посредст-

вом которого воспринимаются сигнальные объекты и показания приборов

на пульте управления локомотивом.

Другой вид информации, получаемой машинистом в пути, – периодиче-

ские рапорты помощника, переговоры по радио с диспетчером и машини-

стами встречных поездов, а также сигналы, воспринимаемые слуховым

анализатором, о состоянии двигателя локомотива и пути. Малейшее на-

рушение привычного шума сигнализирует машинисту о каких-либо неис-

правностях агрегатов и отдельных узлов.

Что касается мыслительной деятельности, то в нормально протекаю-

щем рейсе на хорошо знакомом участке дороги ее нельзя квалифи-

цировать 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, на-

сколько точно машинист на ходу поезда определит расстояние до внезап-

ного препятствия. Если водители других видов транспорта при необхо-

димости 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

80

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 срав-

нивать различные пространственные величины в нормальных и экстре-

мальных условиях работы. Для безопасности движения большое значение

имеет расчет тормозного пути. Длина его определяется техническим со-

стоянием 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 чело-

век не рассматривается ими в качестве «черного ящика», способного вос-

станавливать работоспособность системы при отказе ее элементов и на-

ходить правильные решения в неожиданных ситуациях. Конструкторы

пробуют определить эргономические характеристики человека. Для систем

управления подвижными транспортными объектами такой характеристи-

кой служит особое психическое состояние человека-водителя – бдитель-

ность, которая зависит от большого числа разнообразных факторов.

Например, на железнодорожном транспорте нарастанию утомления локо-

мотивной 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 ма-

шинисты скоростных локомотивов. Зрительная информация принимается

на фоне интенсивного набегания пути, мелькания шпал, что очень утомля-

ет локомотивную бригаду. Нужно учитывать и то, что в общем объеме вос-

принимаемой 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 движущи-

мися транспортными объектами имеют размещение оборудования, компо-

новка 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, при-

ходящейся на человека, но и из-за особо высоких требований к качеству

его деятельности. Допущенную машинистом ошибку практически никто ис-

править не может, а любая ошибка или авария на транспорте может при-

вести к самым тяжелым последствиям.

81