CC BY
53
УДК.621.311.25
КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СИСТЕМЕ ПОДГОТОВКИ ОПЕРАТИВНОГО ПЕРСОНАЛА ТЭС И АЭС
ЩЕБНЕВ В.С., ИЛЬЧЕНКО А.Г., ТОКОВ А.Ю., кандидаты техн. наук, СТЕПАНОВ В.Ф., БАБИКОВА Л.Г., инженеры
Изложены методические аспекты применения программных средств обучения персонала ТЭС и АЭС.
Ключевые слова: обучение персонала, диагностика, противоаварийные тренировки, компьютерные тренажеры.
COMPUTER TECHNOLOGIES IN HPP AND APP PERSONELL TRAINING SYSTEM
V.S. SHCHEBNEV, Ph.D., A.G. ILCHENKO, Ph.D., A.Yu. TOKOV, Ph.D.,
V.F. STEPANOV, engineer, L.G. BABIKOVA, engineer
This paper is devoted to the methodical aspects of software using in HPP (heat power plant) and APP (atomic power plant) personnel training.
Key words: personnel training, diagnostics, anticrash trainings, computer simulators.
Высокое качество подготовки специалистов, эксплуатирующих оборудование тепловых и атомных электростанций, является одним из условий безопасной, надежной и экономичной работы ТЭС и АЭС. Особенно актуальным оно является для атомной энергетики, так как возможные последствия аварий на АЭС являются несоизмеримо более тяжелыми, что наглядно показала Чернобыльская катастрофа. В связи с этим в последние годы значительное внимание уделяется созданию эффективной системы подготовки и поддержания уровня квалификации оперативного персонала энергоблоков ТЭС и АЭС. Следует отметить, что единого общепризнанного мнения о принципах построения и использования подобных систем нет. Доминирует мнение о необходимости создания комплексных систем подготовки и тренажа, охватывающих различные стороны работы с персоналом. Значительное внимание уделяется вопросам применения компьютерных обучающих технологий в процессе подготовки и поддержания уровня квалификации персонала на разных ее этапах (см., например, [1-4]). Необходимость использования компьютерных обучающих технологий осознана в настоящее время как в РАО «ЕЭС России», так и в концерне «Росэнергоатом», что нашло отражение в ряде директивных документов.
Приказом №529 от 18.09.2002 по РАО «ЕЭС России» о повышении уровня производственнотехнологической подготовки персонала предписывается обязательное прохождение периодической производственно-технологической подготовки технических руководителей, специалистов и оперативного персонала с использованием программных средств обучения, в том числе с применением компьютерных тренажеров и автоматизированных обучающих систем.
Среди отмеченных категорий персонала особое место занимает оперативный персонал, так как именно от него, в первую очередь, зависит надежная, безаварийная и экономичная работа энергетического оборудования.
Отметим, что оператор энергоблока (машинист, начальник смены и т.д.) с точки зрения процесса управления является частью человеко-машинной системы, состоящей из многих элементов. Причем с точки зрения оперативной деятельности наиболее важным является взаимодействие между оператором и АСУ ТП энергоблока.
В рамках этой системы реализуется достаточно сложная структура связей между отдельными ее элементами и оператором, в которой можно выделить несколько видов информационных потоков и видов воздействий, в том числе: информационные потоки, характеризующие ход технологического процесса (ТП); состояние технологического оборудования (ТО); взаимосвязь ТО - ТП; воздействие оператора на системы и органы управления; воздействие систем и органов управления на ТО; внешние возмущения и др.
Зачастую работа оператора протекает в условиях жесткого дефицита времени (например, в аварийных ситуациях) и при высоких психофизиологических нагрузках.
В операторской деятельности можно выделить следующие основные фазы:
• наблюдение и оценка;
• диагностика;
• планирование действий;
• реализация.
В значительной степени правильность действий оператора в первых трех фазах зависит от уровня теоретической подготовки и прак-
тического опыта, от уровня развития интеллектуальных навыков. В фазе реализации решающее значение имеют, главным образом, моторные навыки оператора.
Существующая система подготовки оперативного персонала в тепловой и атомной энергетике не позволяет в полной мере обеспечить достаточно высокий уровень развития интеллектуальных навыков, что находит подтверждение в достаточно большом числе аварий и инцидентов, возникающих по вине персонала [5].
Традиционно в тепловой энергетике система подготовки оперативного персонала для каждого уровня (от первого до высшего - НСБ, НСС) включает в себя четыре этапа:
• общетеоретическую подготовку;
• изучение инструкций по эксплуатации, технических описаний оборудования, директивных материалов;
• стажировку на рабочем месте;
• дублирование.
У этой системы есть, безусловно, свои плюсы и минусы. Один из минусов - недостаточное использование современных технических средств обучения, которые позволяют интенсифицировать процесс обучения и повысить качество подготовки персонала.
С этой точки зрения заслуживает внимания опыт подготовки персонала в атомной энергетике. В частности, при подготовке оперативного персонала на АЭС (в УТП) большое внимание уделяется фазе отработки интеллектуальных навыков, осуществляемой с помощью тренирующей вычислительной системы. Также широко используются на стадии практической подготовки полномасштабные тренажеры (ПМТ) энергоблоков.
Повышение уровня профессиональной подготовки персонала, его качества, в современных условиях возможно обеспечить только за счет применения компьютерных обучающих технологий на базе широкого использования современных и развитых компьютерных обучающих комплексов -программных средств подготовки (ПСП).
Согласно утвержденным нормам годности программных средств подготовки персонала в энергетике, ПСП включают в себя [6]:
• автоматизированные обучающие системы (АОС);
• автоматизированные учебные курсы
(АУК);
• компьютерные тренажеры: локальные,
специализированные, участковые, комплексные, полномасштабные и др.
Структурно процесс обучения можно разделить на две фазы: получение теоретических знаний и практических навыков.
Как показывает накопленный опыт разработки и использования компьютерных обучающих систем на ряде станций (ТЭС и АЭС), программные средства подготовки могут с успехом применяться как на этапах теоретического, так и на этапе производственного обучения.
Если рассматривать специализированную (технологическую) подготовку персонала, то в соответствии с концепцией многоуровневой подготовки специалистов она должна включать следующие этапы:
• изучение теоретических основ функционирования оборудования и технологических систем теплоэнергетических установок ТЭС и энергетических систем;
• изучение конкретного оборудования и технологических систем, их конструктивных и схемных особенностей;
• изучение режимов эксплуатации энергетического оборудования, в том числе нештатных и аварийных, а также особенностей технического обслуживания и эксплуатации отдельных видов оборудования и систем;
• учебно-тренировочные занятия на комплексных и полномасштабных тренажерах.
Для обучения на первых трех этапах могут использоваться автоматизированные обучающие системы (АОС), включающие в себя набор автоматизированных учебных курсов (АУК) и, при необходимости, локальных компьютерных тренажеров (ЛКТ).
Автоматизированные учебные курсы позволяют обучаемым уяснить теоретические основы функционирования оборудования и систем энергетического объекта, изучить конструкции оборудования, оперативные схемы, защиты, блокировки и т.п., а также вопросы эксплуатации оборудования и систем. Снабженные блоком контрольных вопросов АУК могут использоваться в режиме программированного обучения, самоподготовки и контроля знаний.
Локальные компьютерные тренажеры, с той или иной степенью подробности моделирующие технологические процессы в отдельных системах и видах оборудования, позволяют осуществлять формирование профессиональных навыков и умения принятия и выполнения решений по управлению и эксплуатационному обслуживанию объектов, рассматриваемых в содержательной части АУК.
На заключительном этапе специализированной подготовки должны использоваться полномасштабные тренажеры (ПМТ). На них оперативный персонал отрабатывает ведение эксплуатационных режимов, в том числе, в составе смены. Особенно эффективно применение ПМТ при проведении противоаварийных тренировок. На данном этапе окончательно за-
крепляются интеллектуальные навыки по управлению энергоблоком и развиваются моторные навыки. Успех в выработке и поддержании моторных навыков управления на ПМТ определяется точностью воспроизведения информационных и моторных полей пульта управления (блочного щита управления) реального энергоблока. Однако сложность и высокая стоимость ПМТ ограничивает доступ персонала к ним лишь периодами плановых тренировок.
В системе непрерывной подготовки персонала большую пользу могут принести относительно простые и невысокие по стоимости индивидуальные компьютерные тренажеры, которые позволяют получить необходимые знания и развить интеллектуальные навыки по управлению энергоблоком (т.е. они могут охватить такие фазы операторской деятельности, как оценка, диагностика и планирование действий). Это так называемые понятийные тренажеры (тренажеры основных принципов эксплуатации (ТОП)). Действительно, работая на таком тренажере, оператор должен в итоге получить четкое представление о необходимости тех или иных действий, а также о влиянии того или иного эксплуатационного параметра на экономичность и безопасность, что позволит ему осознанно выполнять действия, предписываемые эксплуатационными инструкциями. К тренажеру основных принципов не предъявляется требование полного и точного моделирования энергетической установки или отдельных ее систем, а основное требование - чтобы он качественно верно моделировал поведение объекта в стационарных и переходных режимах. В отличие от участковых (УТ) и полномасштабных (ПМТ) тренажеров, с высокой степенью подробности моделирующих рабочие места обучаемых и ориентированные в значительной степени на тренировку моторных навыков, тренажер основных принципов ориентирован на развитие и закрепление интеллектуальных навыков.
Учитывая направленность ПМТ на конкретные типы оборудования и систем, а также его педагогическую нейтральность, для обучения персонала основам ведения эксплуатации более целесообразно использовать ТОП, являющийся промежуточным звеном между теоретическим обучением и обучением на локальных, участковых и полномасштабных тренажерах, которые используются, в первую очередь, для обучения (тренировки) персонала ведению эксплуатации конкретного оборудования и систем.
Достоинством тренажера основных принципов является относительная простота используемых математических моделей и их адаптации к различным типам оборудования.
Программные средства подготовки персонала на этапах теоретического обучения, таким образом, должны включать в себя:
• автоматизированные обучающие курсы (АУК) по изучению теоретических принципов функционирования технологических систем и оборудования;
• автоматизированные обучающие курсы (АУК) по изучению конкретных технологических систем и оборудования;
• автоматизированные обучающие системы (АОС) по изучению эксплуатации оборудования и систем.
В состав АОС входят соответствующие учебные курсы (АУК), тренажеры основных принципов, локальные компьютерные тренажеры.
В некоторых случаях (при изучении эксплуатационных инструкций и нормативнотехнической документации) АУКи структурно могут представлять собой блоки контрольных вопросов по соответствующим разделам эксплуатационной и нормативно-технической документации, снабженные справочно-информационными модулями.
Тренажеры основных принципов применяются на заключительной стадии теоретического обучения и могут быть использованы, например, для отработки интеллектуальных навыков по ведению эксплуатационных режимов основного оборудования (пуск и останов котла, реактора, турбины, набор и снижение нагрузки блока и т.д.) и эксплуатации основных технологических систем (тракт основного конденсата, деаэрационная установка и т.д.), а также при изучении влияния режимных и эксплуатационных факторов и состояния оборудования на экономичность и надежность его работы.
Конкретное содержание информационной части АОС (АУК) должно определяться квалификационными требованиями, предъявляемыми к каждой категории персонала, и формируется на основе соответствующих программ подготовки (переподготовки).
При этом в зависимости от целей обучения (начальное обучение, обучение для сдачи экзамена на должность, повышение квалификации и т.д.) должна быть сформирована конкретная программа подготовки по каждому виду обучения для каждого конкретного обучаемого.
Необходимо отметить, что подобная структура программных средств подготовки и технологии их применения может и должна использоваться при подготовке специалистов-инженеров в вузе, естественно, с учетом специфики вузовского обучения и требований, предъявляемых государственными образова-
тельными стандартами и предприятиями энергетической отрасли.
Список литературы
1. Приоритеты в системе подготовки оперативного персонала АЭС / В.С. Каекин, В.С. Щебнев, А.Ю. Токов //
Ядерная энергетика. - 1996. - № 5. - С. 17-19.
2. О совершенствовании системы подготовки оперативного персонала ТЭС и АЭС / В.С. Щебнев, В.Ф. Степанов,
А.Ю. Токов // Тр. ИГЭУ. - 1998. - Вып. 2. - С. 92-94.
3. Мурадян С.Г., Самойлов В.Д., Ципцюра Р.Д. Тенденции создания систем обучения и тренировки операторов
Щебнев Владимир Сергеевич,
ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина», кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой атомных электростанций, e-mail: [email protected]
Ильченко Александр Георгиевич,
ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина», кандидат технических наук, доцент кафедры атомных электростанций, e-mail: [email protected]
Токов Александр Юрьевич,
ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина», кандидат технических наук, доцент кафедры атомных электростанций, e-mail: [email protected]
Степанов Владимир Фёдорович,
ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина», начальник отдела разработки АОС кафедры атомных электростанций, телефон (4932) 26-99-14, e-mail: [email protected]
Бабикова Людмила Геннадьевна,
ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина», ведущий программист отдела разработки АОС кафедры атомных электростанций, телефон (4932) 26-99-14, e-mail: [email protected]
энергоблоков тепловых и атомных электростанций // Электронное моделирование. - 1983. - № 1. - С. 46-52.
4. Магид С.И., Беляев В.И. Надежность человекомашинных систем в электроэнергетике и технические средства подготовки оперативного персонала электрических станций и сетей // Энергосбережение и водоподготовка. -2002. - № 4. - С. 57-65.
5. Аварии и инциденты на атомных электростанциях. Под ред. С.П. Соловьева. - Обнинск: ИАТЭ, 1992.
6. Нормы годности программных средств подготовки персонала энергетики. РД 153-34.0-12.305-99. - М., 1999.
