FORMALIZATION OF LOCOMOTIVE DRIVER ACTIVITY TENSION INDICATOR BASED ON THE ERGONOMIC MODEL

ISSN 2307–3489 (Print), ІSSN 2307–6666 (Online) Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту, 2017, № 1 (67) ЕКСПЛУАТАЦІЯ ТА РЕМОНТ ЗАСОБІВ ТРАНСПОРТУ УДК 629.4.053:656.2.071.2 О. М. ГОРОБЧЕНКО1*, А. О. АНТОНОВИЧ2 1* Каф. «Експлуатація і ремонт рухомого складу», Український державний університет залізничного транспорту, майдан Фейєрбаха, 7, Харків, Україна, 61050, тел. +38 (050) 972 04 71, ел. пошта , ORCID 0000-0002-9868-3852 2 Каф. «Експлуатація і ремонт рухомого складу», Український державний університет залізничного транспорту, майдан Фейєрбаха, 7, Харків, Україна, 61050, тел. +38 (093) 025 64 00, ел. пошта , ORCID 0000-0002-4920-6849 ФОРМАЛІЗАЦІЯ ПАРАМЕТРА НАПРУЖЕНОСТІ ДІЯЛЬНОСТІ МАШИНІСТА ЛОКОМОТИВА НА ОСНОВІ ЕРГОНОМІЧНОЇ МОДЕЛІ Мета. Ключовим фактором, що впливає на безпеку руху та якість роботи ергатичної системи «поїздмашиніст», є напруженість роботи локомотивної бригади. Мета наукової роботи – формалізація показника напруженості діяльності машиніста локомотива. Методика. Однією з характеристик напруженості роботи машиніста є різниця між часом, відведеним на виконання завдання, і необхідним часом (зовнішній резерв або дефіцит часу). Визначені множини суттєвих та несуттєвих операцій при керуванні локомотивом у різних поїзних ситуаціях. Використовуючи методи нечіткої логіки, поняття «суттєвість операції керування локомотивом» представлено у вигляді набору лінгвістичних змінних. Для визначення функції приналежності елементів множини «суттєвість операції керування локомотивом» використано метод експертних оцінок. Коефіцієнт часової напруженості представлений у вигляді нечіткого числа L-R-типу. Результати. Встановлена величина відносної кількості операцій керування локомотивом згідно розподілу за параметром «суттєвість операції». Для визначення найбільш напруженого режиму роботи машиніста проведено ранжування режимів руху за параметром відносної кількості суттєвих операцій керування. Найбільш важкими режимами є: «перешкода попереду», «рух у несприятливих погодних умовах» та «відправлення зі станції на перегін». Наукова новизна. Введення величини «умовна суттєвість виконання операції» дозволило більш якісно описати умови ведення поїзда. В роботі вперше представлено визначення напруженості роботи машиніста локомотива у вигляді унімодального нечіткого числа, що дозволить в подальшому використати методи теорії штучного інтелекту для моделювання діяльності машиніста локомотива та розробки інтелектуальних систем керування. Практична значимість. Авторами отримана можливість безпосередньо врахувати такий важливий якісний показник, як «напруженість роботи машиніста» в системах автоведення та контролю безпеки руху. Ранжування поїзних ситуацій та керуючих операцій дозволяє обґрунтувати порядок виконання керуючих дій при удосконаленні алгоритмів роботи систем ведення поїздів. Ключові слова: ергатична система; напруженість роботи оператора; машиніст локомотива; безпека руху Вступ Забезпечення безпеки руху є одним з головних завдань залізничників. В цьому напрямку постійно реалізується велика кількість заходів та виконується багато наукових праць. Резульdoi 10.15802/stp2017/93960 70 татом цього стало значне зниження кількості аварій та інцидентів як на вітчизняних, так і на закордонних залізницях. Однак повністю виключити небезпечні та аварійні ситуації поки що не вдалося. Джерелами небезпеки, крім рухомого складу, обладнання та їх технічного © О. М. Горобченко, А. О. Антонович, 2017 ISSN 2307–3489 (Print), ІSSN 2307–6666 (Online) Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту, 2017, № 1 (67) ЕКСПЛУАТАЦІЯ ТА РЕМОНТ ЗАСОБІВ ТРАНСПОРТУ стану залишається також людський фактор. Так за даними [12] на залізницях Євросоюзу тільки за 2014–2015 рік загинуло або серйозно травмовано більше двох тисяч людей. Значна доля транспортних подій пов’язана з неналежним виконанням працівниками своїх обов’язків. Зокрема за даними Укрзалізниці [10] із загальної кількості транспортних подій, 471 випадок (або 70 %) пов’язані з впливом «людського» чинника. За порушення вимог нормативних документів з питань безпеки руху за 2014 рік було притягнуто до відповідальності 2 709 працівників, із них звільнено з займаних посад – 49. Ефективним шляхом покращення безпеки та якості перевезень, з одного боку, є розробка рухомого складу з покращеними характеристиками [1], а з іншого – впровадження автоматизованих систем керування рухом, що реалізовано зокрема фірмами Bombardier [9] та Alstom [8]. Але частина з цих випадків пов’язана із значним психофізіологічним навантаженням, яке відчувають в процесі роботи працівники залізничного транспорту, що керують та організовують рух поїздів [2, 4]. Оцінка та пошук шляхів зниження цього навантаження є пріоритетним завданням, що дозволить значно скоротити вплив людського фактора на безпеку руху. Мета Одним з ключових факторів, що впливає на безпеку руху та на якість роботи ергатичної системи «поїзд-машиніст», є напруженість роботи локомотивної бригади [3]. Мета цієї роботи: мета формалізувати показник напруженості діяльності машиніста локомотива. Для досягнення її мети існує кілька методів аналізу діяльності людини: узагальнено-структурний, операційно-психологічний, метод статистичного еталона, логіко-інформаційний і т. д. [5, 13]. Використовуються також три типи моделей поведінки людини: когнітивні моделі, моделі теорії управління, мережеві моделі задач. Використаємо один з можливих аналітичних методів – метод математичного моделювання діяльності [7]. В основу такого моделювання в цій роботі покладена ідея використання методу експертних оцінок [11] та елементів методу Монте-Карло для імітації імовірнісно-часових характеристик діяльності операторів. doi 10.15802/stp2017/93960 Методика У загальному випадку час виконання окремої операції складається з двох складових: Ti  Tio.д.  Tip , де Tio.д. – час основної діяльності оператора всередині i -ої операції; Tip – час резерву всередині i -ої операції. Час резерву Tip не є показником індивідуальних якостей машиніста і характеризує конкретну технічну реалізацію системи «людина – машина», виробничу обстановку в зоні виконання роботи і т. д. Тому можна вважати, що Tip  const для кожної i -ої операції. Час основ- ної діяльності Tio.д. , навпаки, характеризує індивідуальні якості операторів, ступінь їх обізнаності і т. д. і розподілений за скороченим нормальним законом. Весь вибір операцій ранжується на операції суттєві і несуттєві. Суттєва операція – операція, недодержання якої призводить до зриву всього завдання. Операція, невиконання або пропуск якої не призводить до зриву завдання, а лише погіршує кінцевий ефект, наприклад точність, називається несуттєвою. Різниця між часом, відведеним на виконання завдання, і необхідним – зовнішній резерв або дефіцит часу. Сумарний час всіх несуттєвих операцій є внутрішнім резервом. При дефіциті часу машиніст може жертвувати найближчими, у порядку слідування, несу (...truncated)