НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    ССЫЛКИ    О САЙТЕ




предыдущая главасодержаниеследующая глава

2. Психофизиологический анализ рабочего места машиниста

Лицевые части индикационных устройств. Эффективность всей деятельности оператора по управлению системой во многом зависит от того звена, которое осуществляет прием информации от индикационных устройств системы.

Общее число визуальных индикационных устройств, которыми пользуется машинист, достаточно велико, точное восприятие их показаний необходимо для управления (особенно в тех случаях, когда требуются очень быстрые действия), поэтому машинист должен иметь возможность максимально быстро и точно воспринять необходимую информацию, идущую от приборов. Применительно к деятельности машиниста такое требование выступает довольно категорично.

Одним из основных, используемых инженерной психологией, путей достижения быстрого и точного приема визуальной "приборной" информации, является конструирование лицевых частей приборов с учетом тех психофизиологических особенностей человека, которые играют решающую роль в этих процессах.

Как и во многих других технических системах, на пультах современных магистральных локомотивов имеется два вида индикаторов: шкальные индикаторы, используемые для подачи информации о количественных параметрах регулируемого процесса и направлениях его изменений, и контрольные - для сигнализации о качественных изменениях в регулируемой системе. На каждой разновидности индикаторов целесообразно остановиться подробнее*.

* (Приведенные ниже схемы и их оценка выполнены сотрудниками лаборатории психофизиологии и профподбора ВНИИЖГ МПС М. И. Синайским и Н. О. Черток.)

Шкальные индикаторы. Шкальных индикаторов в кабине машиниста немного (6-15); их количество колеблется в зависимости от типа локомотива. Для построения этих индикаторов чаще всего применяются стрелочные приборы.

На локомотивах отечественных марок шкальные индикаторы обычно имеют круглую или полукруглую неподвижную шкалу и подвижную стрелку, на зарубежных образцах, в частности, на электровозах серии К и ЧС2т, широко применяются индикаторы с вертикальной неподвижной шкалой и с подвижной горизонтальной стрелкой (для приборов режима электротока). Для оценки сравнительной эффективности шкал различной формы необходимо учесть результаты ряда инженерно-психологических работ.

Как показали исследования [58, 117/122, 124], приборы с неподвижной круглой шкалой более эффективны, чем с вертикальной неподвижной шкалой, так как первые принадлежат к категории двумерных, вторые - к категории одномерных стимулов. Кроме того, маршрут глаз при считывании показаний с круглой шкалы более экономичен.

С другой стороны, известно, что в условиях острого дефицита времени (который при тенденции повышения скоростей неуклонно возрастает) преимущество в быстроте чтения переходит к приборам с подвижной шкалой и неподвижной стрелкой за счет уменьшения времени зрительного поиска. Поэтому есть основание предполагать, что для электроизмерительных приборов, которые являются индикаторами постоянного пользования, было бы целесообразней применить горизонтальные, расположенные одна под другой подвижные шкалы с неподвижной вертикальной стрелкой. Это позволит обеспечить достаточную точность считывания показаний в условиях дефицита времени и сократить зону восприятия при компоновке приборов.

Компоновка информационных панелей на пультах управления из приборов лишь с круглыми шкалами в большинстве случаев не вполне удачна. Панель получается растянутой, что резко увеличивает общий маршрут движения глаз при считывании показаний.

В то же время, для приборов, с которых показания должны считываться с регламентированной точностью, предпочтительнее использовать круглые шкалы. Это требование в первую очередь относится к манометрам, оно позволяет, с одной стороны, произвести их группировку на пульте управления по функциональному признаку, с другой стороны,- повысить точность восприятия показаний. Следовательно, применение шкал разной формы для приборов различного назначения позволит группировать их по функциональному признаку и облегчит поиск необходимой информации.

Вместе с тем следует подчеркнуть, что оптимальная реализация этого предложения связана с организацией экспериментальной проверки, в частности, для оценки эффективности считывания показаний с групп таких приборов, определенным образом расположенных на информационной панели.

Точность считывания показаний со шкалы зависит от ее размера, расстояния, с которого ведется считывание, и интервалов между отметками.

К существенным, на наш взгляд, недостаткам применяемых шкал следует отнести их явно завышенные размеры. Инженерно-психологические исследования не подтверждают все еще бытующего среди инженеров мнения, что с увеличением размера приборов повышается скорость и точность их чтения. Зависимость между диаметром шкалы и точностью считывания показаний не является линейной.

В. Гретер и А. Вильямс, изучавшие читаемость круговых шкал диаметром от 25 до 100 мм с расстояния 750 мм, установили, что при увеличении диаметра точность чтения сначала возрастает, а затем падает [118]. Эксперименты А. А. Крылова, в которых использовались шкалы с одинаковым оформлением, но с изменяющимся диаметром, показали, что точность и скорость чтения снижаются при увеличении диаметра прибора свыше 50 мм. По мнению А. Чапаниса, наиболее оптимальным следует считать диаметр, равный 75 мм.

По-видимому, при выборе размеров шкалы следует принимать во внимание значимость показаний того или иного прибора. Диаметр приборов, несущих наиболее важную информацию, должен быть большим, а менее важную - меньшим (в пределах верхней и нижней границ оптимального диапазона) [82].

На электровозе ВЛ22м установлены приборы диаметром 140 мм, на ВЛ60 и ВЛ80 - 95 мм. Это приводит к неоправданному увеличению поля восприятия и как следствие к повышению напряженности при работе в условиях дефицита времени.

Оформление шкал приборов, выпускаемых промышленностью и устанавливаемых на локомотивах, не всегда соответствует специфике деятельности машиниста. К таким недостаткам следует отнести отсутствие унифицированной системы цветового оформления, цены делений, характера оцифровки и т. п. В частности, на локомотивах ВЛ60 оцифровка и штриховка шкалы позиций контроллера выполнены полукустарно; на одних локомотивах черная оцифровка нанесена по белому фону, на других - наоборот. Также не соблюдены принципы унификации на приборах показаний электротока локомотива ВЛ22м.

В ряде случаев применяются шкалы, в которых показания предъявляются с излишне большой точностью, не продиктованной необходимостью. Это осуществляется путем нанесения частой штриховки, которая в реальных условиях поездной работы практически не различима. На электровозе ВЛ22м, на манометре тормозного цилиндра цепи управления расстояние между делениями составляет 1 мм и равно толщине самого штриха. Между тем оптимальная величина самого малого интервала должна быть примерно 1,5 мм (дистанция наблюдения 750 мм).

Более эффективным способом повышения точности считывания показаний может явиться облегчение интерполирования показаний стрелки в зоне между крупными делениями.

Необходимо упомянуть о применении вспомогательных мер для лучшей идентификации показаний приборов. Это в первую очередь цветовое кодирование различных зон на шкале, соответствующих разным режимам работы. Оно почти не используется на современных локомотивах, хотя очень просто в реализации. Лишь на немногих приборах дано обозначение предельного значения некоторых параметров (на локомотиве К - предельное значение давления в тормозной магистрали, 100 км/ч на скоростемере, диапазон силы тока на амперметре; на электровозах ВЛ22м и ЧС2т - предельное значение давления в тормозной магистрали и тормозном цилиндре цепи управления). Эти предельные значения указаны чертой красного цвета; между тем более эффективным средством следует считать сплошную круговую окраску в сигнальные цвета разных секторов шкалы.

Для считывания особо важных показаний, таких как превышение скорости, перегрев двигателя и т. п., по-видимому, следует рекомендовать применение "суфлеров" - специальной сигнализации (звуковой или световой), срабатывающей при нарушении режима работы системы [10, 111].

Анализируя вопросы, связанные с оптимизацией чтения показаний приборов, следует остановиться на возможности использования уже сложившихся в жизни каждого человека навыков чтения наиболее распространенных типов шкал, таких, например, как часовая шкала. В этом плане предложена и проведена экспериментальная проверка сравнительной эффективности часовых шкал применяющихся манометров с десятью делениями и нерабочим сектором от 10 до 12, ограничивающим начало и конец шкалы [47].

В то же время, применение на локомотивах часовой шкалы с 24 делениями, совмещенной со шкалой скоростемера, очевидно, не оправдано. Здесь создается возможность отрицательного влияния сложившихся и постоянно подкрепляемых в быту навыков чтения обычной часовой шкалы. Это нежелательно, учитывая важность и частоту использования показаний текущего времени в работе машиниста. Применение шкалы с 24 делениями вносит также известные трудности в процесс обучения. Существенное место в инженерно-психологических исследованиях занимают вопросы рационального размещения циферблатных приборов. Было установлено, например, что скорость чтения показаний приборов, расположенных в разных квадрантах приборной панели, различна. Экспериментальные исследования зон преимущественного сосредоточения взгляда оператора на доске приборов показали, что восприятие сигналов в левой верхней части поля, при прочих равных условиях, количественно характеризуется большей эффективностью. Это достоверно установлено в экспериментах с машинистами [47].

По данным Уайта [67], частота фиксации взгляда на различных зонах табло распределяется следующим образом: в верхнем левом углу - 46%, в верхнем правом углу - 29%; в нижнем правом углу - 14%, в нижнем левом углу - 11%. Эти данные говорят о том, что часто используемые и наиболее важные приборы следует размещать в левом верхнем углу приборной панели пульта управления.

Зачастую при компоновке приборов на пульте управления конструкторы пренебрегают психофизиологическими факторами, что приводит к неоправданному увеличению поля восприятия и созданию диспропорций в его организации.

Примером таких ошибок может служить расположение скоростемера в левом углу кабины локомотива ВЛ22м, в зоне, которую машинист не может хорошо видеть, так как она частично загорожена панелью с приборами (рис. 7 и 8). На этих же рисунках показано, что основные приборы лишь частично попадают в зону центрального и периферического зрения. Чтение же показаний, находящихся вне этой зоны, требует не только поисковых движений глаз, но и поворота головы, что резко увеличивает время считывания [66]. То же самое следует сказать о расположении скоростемера на локомотивах К и некоторых вариантах ЧС2т (рис. 9 и 10).

Более удачным следует считать расположение скоростемера в центре пульта так, чтобы машинист, смотря вперед и следя за путевой ситуацией, мог одновременно видеть и скоростемер (рис. 11 и 12).

Индикаторы контрольного чтения. Кроме индикаторов количественного чтения, в кабине машиниста локомотива располагается от 4 до 16 контрольных индикаторов. С их помощью машинист получает информацию о режиме работы контролируемой системы и о возникновении в ней аварийного состояния.

Наиболее существенным в чтении контрольных индикаторов является правильное опознание значения сигнала. Это обычно достигается увеличением числа отличительных признаков, присущих данному сигналу.

Наиболее эффективным из этих признаков бесспорно следует считать цвет, что не всегда учитывается проектировщиками. Широкое использование надписей для обозначения индикаторов не способствует их опознанию, так как обычно они выполняются недостаточно четко (ВЛ22м и ВЛ60). Отсутствие унифицированной схемы расположения индикаторов контрольного чтения еще более затрудняет считывание их показаний.

7. Рабочее место в кабине машиниста электровоза ВЛ22м (план). Окружностями показаны рабочие зоны рук (а - нормальная, б - максимальная); прямыми линиями - зоны различения формы предметов без поисковых движений глаз: 1 - индикационный пульт; 2 - манометр; 3 - АЛСН; 4 - скоростемер; 5 - контроллер; 6 - рукоятки шунтов и рекуперации; 7 - кран машиниста; 8 - вспомогательный кран; 9 - рычаги подачи звуковых сигналов; 10 - рукоятка контроля бдительности; 11 - переключатели; 12 - ручной тормоз; 13 - переговорное устройство
7. Рабочее место в кабине машиниста электровоза ВЛ22м (план). Окружностями показаны рабочие зоны рук (а - нормальная, б - максимальная); прямыми линиями - зоны различения формы предметов без поисковых движений глаз: 1 - индикационный пульт; 2 - манометр; 3 - АЛСН; 4 - скоростемер; 5 - контроллер; 6 - рукоятки шунтов и рекуперации; 7 - кран машиниста; 8 - вспомогательный кран; 9 - рычаги подачи звуковых сигналов; 10 - рукоятка контроля бдительности; 11 - переключатели; 12 - ручной тормоз; 13 - переговорное устройство

8. Рабочее место машиниста в кабине электровоза ВЛ22м (вид сбоку): 1 - приборы режима электротока; 2 - манометры; 3 - лампы контроля режима работы систем; 4 - АЛСН; 5 - переключатели; 6 - рукоятки шунтов и рекуперации; 7 - контроллер; 8 - переговорное устройство
8. Рабочее место машиниста в кабине электровоза ВЛ22м (вид сбоку): 1 - приборы режима электротока; 2 - манометры; 3 - лампы контроля режима работы систем; 4 - АЛСН; 5 - переключатели; 6 - рукоятки шунтов и рекуперации; 7 - контроллер; 8 - переговорное устройство

9. Рабочее место в кабине электровоза серии К (план). Рабочие зоны рук (см. рис. 7); прямыми линиями показана зона различения формы предметов без поисковых движений глаз: 1 - скоростемер; 2 - манометры; 3 - указатель ступеней; 4 - приборы режима электротока; 5 - лампы аварийной сигнализации; 6 - АЛСН; 7 - реверсор; 8 - контроллер; 9 - переключатели; 10 - кнопки подачи звуковых сигналов; 11 - кран машиниста; 12 - вспомогательный кран; 13 - кнопка контроля бдительности; 14 - переговорное устройство; 15 - регулятор освещения приборов
9. Рабочее место в кабине электровоза серии К (план). Рабочие зоны рук (см. рис. 7); прямыми линиями показана зона различения формы предметов без поисковых движений глаз: 1 - скоростемер; 2 - манометры; 3 - указатель ступеней; 4 - приборы режима электротока; 5 - лампы аварийной сигнализации; 6 - АЛСН; 7 - реверсор; 8 - контроллер; 9 - переключатели; 10 - кнопки подачи звуковых сигналов; 11 - кран машиниста; 12 - вспомогательный кран; 13 - кнопка контроля бдительности; 14 - переговорное устройство; 15 - регулятор освещения приборов

10. Рабочее место в кабине электровоза серии К (вид сбоку): 1 - скоростемер; 2 - манометры; 3 - АЛСН; 4 - кнопка экстренного выключения работы двигателей; 5 - переключатель дублирования управления контроллером; 6 - кран машиниста
10. Рабочее место в кабине электровоза серии К (вид сбоку): 1 - скоростемер; 2 - манометры; 3 - АЛСН; 4 - кнопка экстренного выключения работы двигателей; 5 - переключатель дублирования управления контроллером; 6 - кран машиниста

Вызывает возражение разнообразие размещении индикаторов контрольного чтения (например, на разных сериях электровоза), приводящее к тому, что при переходе на другой локомотив машинисту каждый раз приходится "перестраиваться", что вызывает справедливые нарекания со стороны локомотивных бригад.

Поскольку внезапное загорание или смена цвета качественного индикатора замечается достаточно хорошо, их можно располагать на периферии поля зрения. В то же время, излишнее удаление индикаторов от центрального поля зрения машиниста, например, на электровозе ВЛ22м (см. рис. 7, 8) может значительно затруднить их чтение и своевременное обнаружение важного сигнала.

Существенное значение имеет наличие регулятора яркости индикаторов. Использование в некоторых локомотивах регуляторов яркости позволяет машинисту устанавливать такой уровень освещенности индикатора, который при достаточной для восприятия яркости не создает слишком резких световых перепадов между сигналом и фоном. В то же время отсутствие такого регулятора на локомотивах приводит к необходимости постоянной перестройки работы глаза (зрительной переадаптации), что неблагоприятно сказывается на состоянии зрительного анализатора и может служить причиной быстрого его утомления.

Эти замечания относятся и к яркости сигналов АЛСН. Доказательством значимости этого обстоятельства служит тот факт, что машинисты нередко, особенно в ночное время, прибегают к заклеиванию сигнального поля бумагой. Аналогичным образом они борются с ослепляющим воздействием блестящей поверхности колпаков индикаторов (например, указателя режима работы электропневматических тормозов в ЧС2т).

Восприятие индикаторов рассматриваемого типа затрудняется также излишним их заглублением. Так, на локомотивах ВЛ60 и ВЛ22м они заглублены на расстояние, равное диаметру самого индикатора, и машинисты, сидя в обычной позе, подчас совсем не видят сигнала.

К недостаткам устройства сигнализации на ВЛ60 следует отнести также наличие на индикационной панели головок болтов.

На электровозе серии К указанные недостатки отсутствуют, так как индикаторы контрольного чтения выполнены в виде квадратных окошек из матового стекла, которое обеспечивает равномерное рассеивание света ламп, находящихся под ним.

Органы управления. Психологическая рационализация конструкторских решений системы подачи сигналов от машин к человеку на современных типах локомотивов относится к одной из проблем инженерной психологии, проблеме согласования сенсорного "входа" человека с "выходами" машин. Но не менее важным вопросом является оптимальная организация органов управления локомотивом, их расположение в наиболее удобной зоне и выбор оптимального варианта направления движения рычагов и рукояток.

11. Рабочее место машиниста в кабине электровоза ЧС2т (план). Окружностями показаны рабочие зоны рук (а - нормальная, б - максимальная); прямыми линиями - зона различения форм предметов без поисковых движений глаз: 1 - приборы режима электротока; 2 - манометры; 3 - скоростемер; 4 - лампы контроля режима работы систем; 5 - АЛСН; 6 - штурвал контроллера; 7 - реверсор; 8 - кран машиниста; 9 - вспомогательный кран; 10 - кнопки подачи звуковых сигналов и подсыпки песка; 11 - рукоятка контроля бдительности; 12 - ручной тормоз; 13 - переговорное устройство
11. Рабочее место машиниста в кабине электровоза ЧС2т (план). Окружностями показаны рабочие зоны рук (а - нормальная, б - максимальная); прямыми линиями - зона различения форм предметов без поисковых движений глаз: 1 - приборы режима электротока; 2 - манометры; 3 - скоростемер; 4 - лампы контроля режима работы систем; 5 - АЛСН; 6 - штурвал контроллера; 7 - реверсор; 8 - кран машиниста; 9 - вспомогательный кран; 10 - кнопки подачи звуковых сигналов и подсыпки песка; 11 - рукоятка контроля бдительности; 12 - ручной тормоз; 13 - переговорное устройство

12. Рабочее место машиниста в кабине электровоза ЧС2т (вид сбоку). Обозначения см. на рис. 11
12. Рабочее место машиниста в кабине электровоза ЧС2т (вид сбоку). Обозначения см. на рис. 11

На локомотивах органы управления бывают нескольких видов: рукоятки управления, переключатели (в том числе тумблеры), кнопки, педали, штурвалы.

Рукоятки, установленные на локомотивах, можно подразделить на две группы:

а) постоянного пользования - главная рукоятка контроллера и крана машиниста;

б) периодического и разового пользования - рукоятка реверсора, вспомогательного тормоза, песочницы, рукоятки отключения магистралей тормозной системы, рукоятка закрепления положения ручного тормоза и т. д.

Выбор формы рукоятки постоянного пользования не вызывает особых возражений. Обычно это рукоятки конической формы (К, ВЛ60, ВЛ22м, ТЭЗ и т. п.), иногда - овальной (ЧС4), или штурвального типа (ЧС2т). Длина рукоятки тормозного крана и контроллера равна 90-100 мм, а главной рукоятки контроллера на локомотиве серии К-150 мм.

Следует считать положительным использование в локомотиве серии К деревянной обоймы для главной рукоятки контроллера. Она удобнее, чем металлическая, особенно в жаркое время, когда повышается потливость рук. Учитывая редкое использование на магистральных локомотивах рукоятки вспомогательного крана, можно считать оправданными ее длину (75 мм), применение плоских рукояток для отключения тормозных магистралей и их расположение вне рабочей зоны машиниста.

Важной задачей при конструировании рабочего места машиниста является правильное распределение функций управления между обеими руками.

Проведенные Грузинским филиалом ВНИИТЭ исследования позволили определить загрузку машиниста при манипуляциях с органами управления. Полученные результаты приведены в табл. 7.

Из таблицы видно, что распределение функций управления между обеими руками неравномерно. Левая рука, управляя контроллером, дольше находится в одном рабочем положении, чем правая (одной только главной рукояткой произведено 44 включения общей продолжительностью 210 сек). Правая рука при более широкой зоне действий обслуживает больше органов управления с общей загрузкой, по времени превышающей в 2,5 раза загрузку левой руки.

Таблица 7
Таблица 7

Учитывая это, целесообразно ряд органов управления: тифон, песочницу, переключатели фар выполнить в виде педалей с тем, чтобы машинист мог управлять ими с помощью ног.

В электровозах ВЛ22м, ВЛ60, ВЛ10, К главная рукоятка контроллера расположена с левой стороны, а тормозной кран - с правой. Это эргономически оправдано, так как левая рука отличается большей точностью движений и способностью дозировать усилие, что важно при управлении контроллером, а правая - большей силой и скоростью движений, что соответствует требованиям экстренного торможения. С другой стороны, переключение главной рукоятки контроллера вперед соответствует увеличению скорости, а назад - уменьшению. Это создает логическое соответствие между направлением движения органа управления и управляемого объекта.

Своеобразное решение принято при конструировании органов управления в локомотивах ЧС4 и ЧС2т. Перевод позиций контроллера в этих сериях локомотивов осуществляется полубаранкой или штурвалом диаметром 400 мм, занимающим центральное положение на рабочем месте (см. рис. 11 и 12).

Такое расположение имеет то преимущество, что позволяет одновременно с переводом группового переключения на другую позицию высвобождать поочередно левую или правую руку для выполнения необходимых операций с другими органами управления.

Следует сказать, что оба вышеуказанные принципа компоновки можно считать в равной мере удачными и обоснованными с эргономической точки зрения.

Хуже этот вопрос решен в тепловозе ТЭЗ, где не только контроллер, но и тормозной кран расположены слева от машиниста. Это влечет за собой неудобства при обычной поездной работе и является неприемлемым с точки зрения безопасности движения, так как при экстренном торможении машинист должен левой рукой совершить два последовательных движения: сначала сбросить позиции контроллера и лишь затем той же рукой повернуть тормозной кран.

Следует согласиться с предложением об устройстве на пульте управления локомотивом особого запломбированного рычага - типа стоп-крана, при пользовании которым все необходимые для экстренного торможения операции (выключение контроллера, спуск пантографа, песок и экстренное торможение) выполнялись бы в нужной последовательности автоматически. Это устройство должно быть на пульте машиниста и помощника и не зависеть от рабочих органов управления локомотивом.

При компоновке органов управления постоянного пользования подчас мало учитываются антропометрические данные человека. На рис. 7-14 в графической форме показан эргономический анализ (по Барнесу) соответствия размещения органов управления по отношению к рабочим двигательным зонам человека (максимальной и нормальной). Эти зоны рассчитаны для сидячей рабочей позы, которая является типичной в поездной работе. Однако они применимы и для работы стоя. Из рис. 7 видно, как неудачно (вне обеих рабочих зон) размещен тормозной кран на локомотиве ВЛ22м. За пределами максимальной зоны расположен также рычаг реверсора.

В этой связи заслуживает внимания расположение рычагов и создание системы электрического дублирования управления контроллером, которая обеспечивает благоприятные условия для работы при отправлении, остановке поезда и маневрировании на локомотиве серии К (см. рис. 9 и 10).

На многих локомотивах не выдерживается оптимальный диапазон углов поворота названных рычагов от 30 до 60° [13]. Нередко торможение осуществляется поворотом ручки крана машиниста на 140-180°. При этом как при начальном вращении рукоятки на 20-30°, так и в особенности при окончании торможения на отрезке 20-30° завершающее вращение рукоятки тормоза выполняется анатомически нерациональным движением руки, требующим обязательного участия нескольких суставов: лучезапястного, локтевого и плечевого с одновременным поднятием локтя и плеча вверх (внутренний заворот руки). То же самое происходит и при пользовании главной рукояткой контроллера на электровозах К и ВЛ60 (рис. 13 и 14).

Следует отметить, что вопрос оптимизации расположения рабочих зон органов управления может решаться и путем правильного размещения кресла машиниста. Это особенно эффективно в тех случаях, когда размеры органов управления в различных кабинах локомотивов одинаковы. Лучшим вариантом следует считать применение кресла на незакрепленном устойчивом, широком основании, свободно перемещающегося по полу кабины.

Нe всегда удачно реализуются требования надежной фиксации положения рычага. Так, в электровозе ВЛ22м для перевода рукоятки реверсора необходимо одновременно нажать большим пальцем на кнопку в торце рукоятки, сжать дополнительный рычаг и передвинуть рукоятку. Такое кинематически сложное действие следует считать нецелесообразным.

Различие компоновки основных рычагов управления в современных локомотивах свидетельствует о том, что конструкторы недостаточно четко представляют, какое расположение рычагов следует считать оптимальным. Поэтому одной из ближайших задач является организация экспериментальных исследований для окончательного решения вопроса оптимизации органов управления с точки зрения работающего человека.

Переключатели разных типов составляют наиболее многочисленную группу органов управления. В зависимости от типа локомотива их количество колеблется от 5 до 23 у машиниста и от 0 до 12 - у помощника машиниста.

Применение переключателей следует считать оправданным и рациональным в случае, когда регулирование ограничивается двумя состояниями: "включено" - "выключено", с сохранением заданного состояния в течение продолжительного времени. Переключатели обеспечивают обычно "включение" - "выключение" следующих систем в локомотиве: освещения внутреннего (кабины, измерительных приборов); освещения внешнего (прожекторов, ходовых частей); обогрева кабины, стекол; вентиляции; радиосвязи; управления пантографом и т. д.

Однако на некоторых локомотивах, например ВЛ60, ВЛ80, переключателем осуществляются также подачи песка, звуковых сигналов (свисток, тифон), что нельзя признать достаточно обоснованным психофизиологически. Целесообразнее было бы применение для этих целей кнопок, либо педалей, как на других локомотивах. Кроме того, появилась бы возможность выделить тифон и свисток из ряда других одинаковых переключателей разового пользования.

Устройство переключателя должно отвечать следующим инженерно-психологическим требованиям:

1) хорошее визуальное различение положений "включено" - "выключено";

2) наличие "щелчкового эффекта" при переключении;

3) простота операции переключения (минимальное количество микродвижений, возможность переключения любым пальцем);

4) желателен утопленный монтаж (для переключателей типа тумблера), предотвращающий возможность случайного переключения.

На локомотивах ВЛ, К, ТЭЗ применяются переключатели тумблерного типа. Их отличает простота пользования, надежное различение положений переключателя, наличие "щелчкового эффекта". Менее удачными являются круглые переключатели (на локомотивах ЧС2, ЧС4) как из-за большей сложности движений переключателя, так и ввиду неудобства захвата их пальцами; к тому же действия с переключателями совершаются левой рукой.

Необходимо также указать на недостаточное применение принципа группировки переключателей по функциональному признаку, что значительно удлиняет время сенсорного поиска при выборе нужного органа управления и может приводить к ошибкам. Размещение переключателей по функциональному признаку частично осуществлено на локомотивах ВЛ22м и ВЛ60 (в отношении группы переключателей микроклимата кабины и осветительных систем). В большей степени этот принцип реализован в локомотиве серии К. Вполне обоснованным является перенесение ряда переключателей разового пользования на заднюю стенку кабины и размещение их в соответствии с расположением управляемых агрегатов. Это мероприятие позволит не только значительно разгрузить пульт управления, но и целесообразнее расположить оставшиеся на нем переключатели.

Для функциональной группировки приборов, помимо пространственного расположения, могут быть использованы и выделение функциональных групп цветом, взаимным расположением, применением переключателей различной формы. Эти приемы, однако, на большинстве локомотивов отсутствуют. Например, на электровозах серии ВЛ22м даже надписи, являющиеся единственным основанием для идентификации переключателя, расположены на задней стороне приборно-управляющей панели. На ВЛ60 они часто не видны, так как легко стираются. В этом отношении следует отметить удачное выполнение надписей на пульте локомотива К, где они расположены под стеклом и легко читаются.

13. Рабочее место машиниста в кабине электровоза ВЛ60 (план). Окружностями показаны рабочие зоны рук (а - нормальная, б - максимальная); прямыми линиями - зона различения формы предметов без поисковых движений глаз: 1 - приборы режима электротока; 2 - указатель позиции контроллера; 3 - манометры; 4 - аварийные лампы контроля режима работы систем; 5 - скоростемер; 6 - АЛСН; 7 - контроллер; 8 - реверсор; 9 - переключатели; 10 - рукоятка контроля бдительности; 11 - кран машиниста; 12 - вспомогательный кран; 13 - кнопки подачи звуковых сигналов и подсыпки песка; 14 - переговорное устройство
13. Рабочее место машиниста в кабине электровоза ВЛ60 (план). Окружностями показаны рабочие зоны рук (а - нормальная, б - максимальная); прямыми линиями - зона различения формы предметов без поисковых движений глаз: 1 - приборы режима электротока; 2 - указатель позиции контроллера; 3 - манометры; 4 - аварийные лампы контроля режима работы систем; 5 - скоростемер; 6 - АЛСН; 7 - контроллер; 8 - реверсор; 9 - переключатели; 10 - рукоятка контроля бдительности; 11 - кран машиниста; 12 - вспомогательный кран; 13 - кнопки подачи звуковых сигналов и подсыпки песка; 14 - переговорное устройство

14. Рабочее место машиниста в кабине электровоза ВЛ60 (вид сбоку). Обозначения см. на рис. 13
14. Рабочее место машиниста в кабине электровоза ВЛ60 (вид сбоку). Обозначения см. на рис. 13

Вполне целесообразным для ускорения зрительного поиска нужного органа управления является применение на локомотиве ЧС4 мнемознаков. Их психофизиологические достоинства и принципы построения экспериментально обосновываются в следующем разделе.

Что касается расположения переключателей по отношению к рабочим зонам, то и здесь встречаются не вполне приемлемые решения. Так, на ВЛ22м и ВЛ60 переключатели расположены далеко от максимальной зоны (см. рис. 8 и 13), на ЧС2 - сильно смещены от нее влево (см. рис. 11). Наилучший вариант решения найден при размещении переключателей на локомотиве серии К - в середине рабочей зоны - между сферами действия обеих рук, благодаря чему компоновочное решение приобретает целостный, уравновешенный характер (см. рис. 9).

На современных локомотивах, особенно тепловозах, имеется довольно значительное количество кнопок. К кнопкам могут быть отнесены и органы управления (типа рукояток бдительности), где рабочим движением является простое нажатие. Кнопки широко применяются для подачи звуковых сигналов (свисток, тифон), для подсыпки песка. Как правило, они имеют небольшой диаметр - 12-20 мм, но иногда достигают 60-70 мм (локомотив серии К). Это увеличение диаметра кнопок тифона и свистка оправдано возможностью более быстрого моторного поиска и необходимостью приложения к ним значительного усилия (по-видимому, в целях активации двигательного анализатора).

Размещение кнопок на рабочем месте не всегда достаточно обосновано. На отечественных локомотивах, например, распространено расположение кнопок тифона, свистка и песочницы по правую руку на стенке кабины (см. рис. 13). При откинутом подлокотнике пользование ими крайне затруднено. Не выдерживается постоянство размещения рукоятки бдительности в локомотивах даже одной марки (ВЛ60). Кроме того, ее расположение крайне затрудняет выход машиниста с рабочего места, что особенно важно в аварийных ситуациях.

Иногда (на локомотивах ЧС2, ЧС4) кнопки подачи сигналов и подсыпки песка дублируются педалями. Помимо достижения удобства в обычных условиях работы это позволяет резко сократить время экстренного торможения (за счет распределения необходимых действий на все 4 конечности человека).

Штурвалы применяются в основном для ручных тормозов (кроме уже описанного выше случая использования штурвала как контроллера) и снабжены рукояткой конической формы достаточной длины (120-130 мм). При этом выбран диаметр штурвала, близкий к оптимальному (350-500 мм).

Необходимо отметить крайне неудобное размещение рации Особенно в тех случаях, когда она расположена на рабочем месте машиниста, а не помощника. Пример удовлетворительного ее размещения показан на рис. 9.

Анализ пульта управления электровоза ВЛ80к, кузов которого в настоящее время является унифицированным для всех магистральных электровозов, выпускаемых в СССР, показал, что по компоновке оборудования в кабине он почти не отличается от электровоза ВЛ60. Расположение приборной панели, контроллера, переключателей КУ, тормозных кранов аналогично ВЛ60; добавлен лишь один прибор на панели пульта, огнетушитель перенесен за рабочее место машиниста и ручной тормоз "утопленного типа" установлен на задней стенке кабины.

Таким образом, анализ пультов управления кабин магистральных локомотивов некоторых отечественных и зарубежных образцов показал, что ни один из них не отвечает в полной мере инженерно-психологическим требованиям (хотя локомотив серии К наиболее близок к ним). В то же время, в каждой серии имеются свои, нередко оригинальные и интересные решения; их сочетание в одной модели позволило бы оптимальным образом организовать трудовой процесс машиниста.

Ряд вопросов, возникших в результате проведенного анализа, потребовал экспериментальных исследований. Их описание и полученные результаты излагаются в последующих разделах главы.

предыдущая главасодержаниеследующая глава




© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2010-2017
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://railway-transport.ru/ "Railway-Transport.ru: Железнодорожный транспорт"