CC BY
25
УДК 625.76.08: 629.3.017
ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ОПЕРАТОРА ПО СРЕДНЕМУ ПОКАЗАТЕЛЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПРИ ТЕХНИЧЕСКОМ ДИАГНОСТИРОВАНИИ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН
В.И. Иванов, канд. техн. наук, доцент, А.Н. Чебоксаров, аспирант Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)
Аннотация. Авторами выполнена оценка надежности оператора по среднему показателю производительности при техническом диагностировании дорожно-строительных машин (ДСМ). Средний показатель производительности определялся с использованием тест корректурной пробы Бурдона для групп (30 операторов). Полученные статистические характеристики могут быть использованы для оценки точности и достоверности диагностирования ДСМ.
Ключевые слова: операционная работоспособность оператора, работоспособность технических средств, тест корректурная проба, средний показатель производительности.
Введение
При эксплуатации сложных технологических машин и комплексов в дорожном строительстве человек и машина объединяются в единую систему. Работоспособность и надежность этой системы в значительной степени зависит от показателей качеств оператора и от приспособленности машины к взаимодействию с оператором.
Качества человека - пользователя средствами технического диагностирования характеризуются в первую очередь его квалификацией и исполнительностью. В сложных системах технического диагностирования (ТСД) конструкция объекта диагностирования (машины) и средства диагностирования (прибора, стенда) должна учитывать физиологические и психологические возможности оператора. То есть учитывать возможность нести определенные нагрузки и перегрузки, воспринимать и передавать требуемую информацию, находиться в данной ситуации или условиях в необходимое время. Эти задачи решаются на основе эргономики - науки, которая исследует «человеческий фактор» в производственной деятельности человека - оператора.
Постановка и решение задачи
Человеческий фактор в настоящее время является одним из важнейших. В технической диагностике от него зависит эффективность и надежность. Эргономические свойства человека представляют комплекс антропометрических, физиологических и психологических его свойств.
В технической диагностике различают работоспособное состояние технических
средств или аппаратурную работоспособность, а также информационную работоспособность или работоспособность используемых техническими средствами информационных массивов.
Способность оператора правильно выполнять необходимые действия с медико-биологический точки зрения определяется его работоспособным состоянием. Такое состояние называют биологической работоспособностью. С другой стороны, оператор, находящийся в упомянутом работоспособном, состоянии, должен безошибочно и своевременно действовать в ТСД. Поэтому наряду с биологической работоспособностью оператора ТСД рассматривают операционную работоспособность - специфическое состояние системы, состоящее в отсутствии несвоевременного или неправильного выполнения персоналом предписанных действий. Операционная работоспособность ТСД -такое состояние системы, при котором персонал осуществляет только требуемые действия, проявляя свои профессиональные качества.
Таким образом, работоспособное состояние ТСД может включать в себя четыре частных состояния: аппаратурную работоспособность, информационную работоспособность, составляющие работоспособное состояние технических средств диагностирования; биологическую работоспособность и операционную работоспособность, составляющие работоспособное состояние оператора. Нарушение каждого из перечисленных частных состояний приводит к невозможности предусмотренного функционирования системы (рисунок 1).
Работоспособное состояние ТСД
Работоспособность технических средств диагностирования Работоспособность оператора
Аппаратурная Информационная Операционная (профессиональная) Биологическая
- о т о ю - а в и - и ц а Сверка массивов. Решение контрольных задач й ы в й- ю еи а - е ч ия
Восстановление ра способности Техническое обслу ние и ремонт Устранение информ онных отказов Тренировка и тесто контроль Дополнительные д ствия по устранен ошибок Замена операто| Отдых и профилакт ские мероприяти
Неработоспособное состояние технических средств диагностирования Неработоспособное состояние оператора
Рис. 1.Восстановление и поддержание работоспособности ТСД
Эргономическое обеспечение качества функционирования ТСД включает в себя разработку технических средств диагностирования с учетом возможностей оператора, учет эргономических закономерностей условий его работы, а также профессиональный отбор и профессиональную подготовку оператора.
Изучением вопроса виляния психофизиологических особенностей оператора на функционирование системы «человек - машина» занимался Е.М. Лобанов. В своей работе «Проектирование дорог и организация движения с учетом психофизиологии водителя» он отмечает, что под надежностью оператора понимается свойство выполнять заданные функции в заданных условиях. Количественно оно может оценивается параметрами (наработка, наработка на отказ, суммарная наработка) и вероятностными характеристиками (вероятность безотказной работы, вероятность отказов, интенсивность работы) [1].
В качестве основных показателей надежности оператора в зависимости от вида операторской деятельности специалистами в области общей и инженерной психологии предлагается выбирать способность быстро и безошибочно принимать решения в ситуации выбора и в стрессовой ситуации, способность к быстрому приему и переработке информации.
Особым вопросом является количественное выражение надежности оператора, которую предлагают определять как отношение численной характеристики какого-либо пока-
зателя в данный момент к среднему или оптимальному значению. В качестве такого показателя предлагается продуктивность работы оператора, время его реакции, скорость переработки информации. В некоторых случаях надежность оператора количественно характеризуют частотой ошибок, приводящих к отказам, продолжительностью или точностью выполнения отдельных особо важных операций. Эти показатели сами по себе не характеризуют оператора. Об их значимости можно судить лишь после системного анализа взаимосвязи показателей деятельности с техническими возможностями всей системы, выявления роли ошибочных действий оператора в отказе всей системы.
До настоящего времени не имеют количественной оценки такие характеристики оператора, как внимание, степень его напряженности, утомление, усталость. В исследованиях при необходимости получения оценки этих характеристик обычно сопоставляют величину психофизиологических показателей в определенный момент с фоновыми значениями, и рассматривают такую оценку как качественную.
В исследованиях надежности оператора приходится использовать методы, позволяющие оценивать изучаемые психические процессы не прямо, а косвенно, используя специальные тесты, при выполнении которых затрагиваются те же механизмы центральной нервной системы, что и в исследуемой трудовой деятельности. Обычно используются лишь
такие тесты, которые как диагностические методы оценки состояний отдельных психических функций оператора прошли проверку, а надежность их доказана в предшествовавших исследованиях в инженерной психологии при изучении операторского труда. Такими тестами являются красно-черные таблицы, позволяющие изучать устойчивость внимания человека при различных состояниях центральной нервной системы или таблицы со случайным расположением чисел для изучения продуктивности зрительного поиска [2]. Получили широкое распространение тесты «корректурная проба» (вычеркивание заданных букв или цифр из набора случайно расположенных знаков), позволяющие оценивать скорость приема и переработки информации (тест Бур-дона).
Продолжительность выполнения задания по тестам характеризует состояние и продуктивность психических функций, загруженных видом операторской деятельности, похожим на задачу теста. Для инженерных исследований интерес представляет не сама продолжительность решения тестовых задач, а динамика ее изменения под действием исследуемых факторов. Скорость выполнения тестового задания очень сильно зависит от личных качеств испытуемых, а относительное измене-
ние ее уменьшает индивидуальное различие в выполнении задания и является надежной характеристикой влияния исследуемых факторов на динамику изменения показателей продуктивности работы испытуемых.
Тест корректурная проба Бурдона позволяет фиксировать следующие показатели оператора ТСД:
- t - время выполнения, мин.;
- А - показатель правильности;
- С - количество правильно зачеркнутых и подчеркнутых букв;
- О - количество ошибок;
- S - число просмотренных знаков за минуту.
При этом показатель А определяется, как
С
А =-, (1)
С + О
а средний показатель производительности Е подсчитывается по формуле
Е = А • S , (2)
В таблицах 1,2,3 представлены результаты тестирования студентов в ходе технического диагностирования ДВС ДСМ по обобщенным показателям с использованием устройства ИМД-ЦМ.
Таблица 1 - Значения математического ожидания, среднеквадратического отклонения и дисперсии для группы студентов 31СМсп_
Значение параметра
Параметр Время выполнения, сек Общее количество ошибок Средний показатель производительности
X 653 21 134
о 116 13 27
D 13427 163 746
Таблица 2 - Значения математического ожидания, среднеквадратического отклонения и дисперсии для группы студентов МАС-04Т1_
Параметр Значение параметра
Время выполнения, сек Общее количество ошибок Средний показатель производительности
X 649 28 134
о 152 11 32
D 23214 114 1048
Таблица 3 - Значения математического ожидания, среднеквадратического отклонения и дисперсии для 2-х групп студентов
Параметр Значение параметра
Время выполнения, сек Общее количество ошибок Средний показатель производительности
651 24 134
о 134 12 30
D 17998 154 888
В таблице 4 представлены результаты ристик для среднего показателя производи-статистической обработки полученных данных тельности (рисунок 2). с целью определения вероятностных характе-
Таблица 4 - Результаты статистической обработки тестирования с целью определения среднего показателя производительности оператора ТСД
№ Время выполнения Общее количество ошибок Средний показатель производительности
Границы интервала п: Пх Границы интервала п: Пх Границы интервала п: Пх
1 365 - 449 2 0,067 1 - 9 3 0,1 87 - 105 4 0,133
2 449 - 533 4 0,2 9 - 17 7 0,333 105 - 123 9 0,433
3 533 - 617 6 0,4 17 - 25 6 0,533 123 - 141 5 0,6
4 617 - 701 5 0,567 25 - 33 6 0,733 141 - 159 8 0,867
5 701 - 785 9 0,867 33 - 41 6 0,933 159 - 177 2 0,933
6 785 - 869 3 0,967 41 - 49 1 0,967 177 - 195 0 0,933
7 869 - 953 1 1 49 - 57 1 1 195 - 213 2 1
п: - частота пх - относительная накопленная частота
J х
Р(Е)
1
0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0
87 - 105 105 - 123 123 - 141 141 - 159 159 - 177 177 - 195 195 - 213
Рис. 2 Статистическая оценка производительности оператора ТСД
Заключение
Выполненные статистические исследования позволили получить вероятности средней производительности оператора ТСД, которые могут быть использованы в методиках оценки достоверности диагностирования ДСМ.
Библиографический список
1. Лобанов Е.М. Проектирование дорог и организация движения с учетом психофизиологии водителя. - М.: Транспорт, 1980. - 311 с.
2. Горбов Ф.Д. О «помехоустойчивости» оператора. В кн.: «Инженерная психология». Изд. МГУ, 1964. - 357 с.
Estimation of reliability of the operator on the average indice of productivity at technical diagnosing road-building machines
V. I. Ivanov, A. N. Cheboksarov
Authors execute an estimation of reliability of the operator on an average indice of productivity at technical diagnosing road-building machines.
The average indice of productivity was defined with use the test of proof test Burdona for groups (30 operators). The received statistical characteristics can be used for an estimation of accuracy and reliability of diagnosing.
Иванов Виктор Иванович - канд техн. наук, доцент кафедры «Эксплуатация дорожных машин» Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. Основное направление научных исследований - эксплуатация дорожно-строительных машин и технологического оборудования. Имеет более 80 опубликованных работ. Тел. (3812)65-07-66.
Чебоксаров Алексей Николаевич - аспирант кафедры «Эксплуатация дорожных машин» Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. Основное направление научных исследований - повышение эффективности технического диагностирования ДСМ. Тел. (3812)65-07-66.
Статья поступила 18.11.2008 г.
УДК 621.87
О ГРАНИЦАХ ВОЗМОЖНЫХ ЗНАЧЕНИЙ УПРАВЛЯЕМЫХ КООРДИНАТ АВТОКРАНА ПРИ ЗАДАННЫХ КООРДИНАТАХ ГРУЗА
М.С. Корытов, канд. техн. наук, доцент Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)
Аннотация. На основе разработанной методики, позволяющей находить предельные максимальные и минимальные возможные значения управляемых координат автокрана для заданных координат груза, в статье в качестве примера приводятся временные зависимости предельных возможных значений управляемых координат для случая прямолинейного перемещения груза в пространстве.
Ключевые слова: автокран, управляемые координаты, предельные значения
Введение
Процесс согласованного управления двумя грузоподъемными автокранами, перемещающими общий груз, достаточно сложен и трудоемок, т.к. машинисты автокранов не располагают достоверной информацией о координатах груза, о предполагаемых действиях оператора другого крана [1, 2, 3].
Вся информация поступает только в результате визуального наблюдения за положением элементов крана в пространстве и несет достаточно большую погрешность. В связи с этим для обеспечения безопасности подобных работ необходимо исключить, полностью
или частично, машинистов грузоподъемных кранов из контура управления кранов, возложив на них функции общего контроля.
Для автоматизации управления двумя грузоподъемными кранами на базе современной микропроцессорной и компьютерной техники, необходимо обосновать информационные параметры системы управления, и алгоритмы функционирования. В связи с этим работа, направленная на определение диапазонов возможных значений управляющих координат, является актуальной.
При необходимости перемещения краном груза строго по заданной траектории (в про-
