10.2. ИССЛЕДОВАНИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ И СЕНСОМОТОРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОПЕРАТОРОВ В АВАРИЙНЫХ УСЛОВИЯХ

Для изучения психологических особенностей деятельности операторов в условиях реальных аварий и разработки эргономических рекомендаций по совершенствованию информационного обеспечения операторов при ликвидации аварий были проведены специальные натурные и лабораторные экспериментальные исследования и на основе нх результатов созданы имитационные и аналитические математические модели. В частности, задача заключалась в том, чтобы выяснить, как зависит скорость ликвидации оператором аварии от общего числа сигналов, получаемых в системе отображения информации. Поскольку пассивное ожидание естественно возникающих аварийных ситуаций требует огромных затрат времени, было решено привести иа ТЭЦ аварийные испытания. В отведенное для экспериментов точное время было проведено четыре таких испытания, управление энергоблоком при которых осуществлялось поочередно четырьмя опытными операторами. Момент возникновения аварии и ее характер заранее оператору ие сообщались. Аварии носили реальный характер, например, одни из экспериментаторов внезапно отключал какой-либо одни из основных агрегатов, скажем, дутьевой вентилятор [14, 161.

В ходе возникновения, развития аварий и их ликвидации операторами в протоколах фиксировались моменты появления и снятия сигналов, характер технологических отклонений и все действия оператора. Время испытания разбивалось иа двухминутные интервалы. Результаты наблюдений сведены в табл. 10.2.

Прн статистической обработке результатов наблюдений н ана-

лизе всего было проведено 116 испытаний. Прн математическом ожидании m — 4,8, полученном из табл. 10,2, значения критерия согласия

Расчетное значение критерия согласия ха Пирсона позволяет определить степень совпадения эмпирического распределения с распределением Пуассона

Анализ потока сигналов дал следующий количественный результат: математическое ожидание числа сигналов за двухчииут-ный интервал К 4,8. Время обработки сигналов распределено по экспоненциальному закону. Средняя интенсивность обработки за лвухмииутный интервал и 2,8. Среднее время, затрачиваемое иа обработку одного стлала, п/И- — г — 2/2,8 -- 0,7 мин.

Обработка экспериментальных данных проводилась в двух вариантах. В первом анализировались в целом показатели обработки сигналов оператором энергетического блока При этом рассчитывались следующие системные показатели деятельности оператора: средняя длительность ожидания сигналов при различных значениях интенсивности потока сигналов; вероятность немедленного обслуживания сигнала при его поступлении иа мнемосхему (т.е. вероятность нулевого ожидания); плотность потоков лг и к* приоритетных групп, иа которые должен разбиваться общий поток с интенсивностью К ~ Кх + К2 (составляющая Кг — интенсивность потока сигналов двух высших приоритетных групп, скорость обработки которых прямо сказывается на времени ликвидации аварии; составляющая Я2 — интенсивность потока сигналов двух оставшихся низших групп, которые следует задерживать в буферном накопителе).

Во втором варианте обработки экспериментальных данных под обслуживающими приборами понимались индикационные элементы мнемосхемы. Такой подход позволяет исследовать влияние их числа на показатели деятельности оператора. Полный поток был разбит на четыре приоритетные группы. В дополнение к тем параметрам системы, которые определялись в первом варианте, рассчитывалось оптимальное число индикационных элементов. Для решения задачи был использован метод статистических испытаний математической модели системы массового обслуживания.

Анализ протоколов испытаний показал, что вероятность выделения человеком-оператором сигналов высшей приоритетной группы из общей совокупности сигналов составляла в среднем р! = 0,95. Следовательно, с вероятностью р2 = 0,05 оператор включал в эту группу сигналы низших групп. В таком случае

Данное явление частично объясняет причины увеличения реальных значений факторов, обусловливающих сложность задач, в частности — оперативного объема отображения и числа критичных элементов но сравнению с их теоретическими значениями. При реальном значении Я! — 1,07 снгн/мнн время задержки сигналов первой группы в буферной памяти а>1 = 2.3 мин вместо значения щ -- 1,8 мин при теоретическом значении X! = 1,0. Последнее может быть достигнуто автоматическим разделением сигналов иа группы и задержкой сигналов низших групп в буферном накопителе. Среднее время пребывания сигналов в системе

в двух случаях соответственно U\ = 2,5 мин; U\ = 3,0 мии.

Допуская, что время устранения возмущения в системе пропорционально среднему времени пребывания сигналов в системе, и учитывая, что среднее время устранения аварийного возмущения во время испытаний на блоке 7" = 18 мнн, получим Т =

= ГПг/Ь] = 15 мин.

Ожидаемое сокращение среднего времени устранения аварии за счет оптимизации оперативного объема отображения путем автоматической задержки второстепенных сигналов составляет AT ^ 3,0 мии, т. е. более 15 %.

Для блока котел — турбина разбиение сигналов на четыре приоритетные группы проводилось на основании анализа техно-логин, правил технической эксплуатации и динамических свойств объекта, а затем уточнялось с помощью специальной анкеты, распространенной среди операторов и обслуживающего персонала станции. Ниже приведены примеры сигналов разных приоритетных групп для параметров котлоагрегата:

I          группа — аварийные сигналы: уровень и давление в барабане котла, температура перегретого пара (отклонение в сторону превышения);

II         группа — отклонения технологических параметров, кото-рые могут привести к аварийным ситуациям: давление питатель-

ной воды, расход питательной воды, расход топлива, расход конденсата на впрыск, отключения агрегатов (вентиляторов, дымососов) ;

группа — прочие технологические отклонения! солесодер-жание насыщенного пара, разрежение в топке;

группа — технико-экономические показатели: температура уходящих газов, температура вторичного воздуха, КПД блока и др.

В дальнейшем в ряде работ была подтверждена целесообразность предложенного нами деления параметров энергоблока по важности на четыре группы. В табл. 10.3 приведены обобщенные данные о процентном составе параметров энергоблока для четырех групп важности. Эти данные дополнительно свидетельствуют о перспективности метода задержки второстепенных сигналов для уменьшения оперативного объема отображения н сосредоточения оператора на наиболее экстренных сигналах, доля которых в среднем но номенклатуре параметров составляет всего 5 % общего объема, но абсолютное число которых периодически, при возникновении аварий, резко возрастает.

Основные результаты испытаний модели приведены на рис. 10.5.

Результаты исследования модели информационной системы показывают, что по критерию минимума времени ожидания ответственных сигналов в рассматриваемом случае оптимальным числом одновременно включающихся сигнальных элементов СОИН является поаг — 6. Риск, связанный с задержкой сигналов I н II групп в буферном накопителе, оценивается вероятностью ненулевых ожиданий р {о)! >0| ^7-1СГ3.

В то же время прн одновременной подаче всех сигналов на СОИН, как это было в эксперименте, вероятность того, что оператор упустит из виду аварийный синал и не приступит к его обработке, ошибочно сосредоточившись нз-за слишком большого

объема отображения иа второстепенных сигналах при п 11, составляет 6.КГ-, т. е. почти в 10 раз больше.

Результаты экспериментов в реальных условиях аварий на ТЭЦ выявили существенное влияние оперативного объема отображения на деятельность оператора и целесообразность   оптимизации 4 этого   параметра   СОИН | путем адаптации   потока | информации  к реальной производительности оператора.

Л н а л пт и чески й метод расчета оптимального числа сигнальных элементов на устройстве отображения (обслуживающих приборов п > 1), а также вероятности возникновения очереди наперед заданной длины н времени ожидания рассмотрены в работе [14].

Кроме аналитических методов теории массового обслуживания, для расчета параметров информационных систем и средств отображения могут быть с успехом применены методы имитационного моделирования. При расчете реальных мпогоэлсментных систем отображения эти последние имеют ряд бесспорных преимуществ, например, они позволяют исследовать нестационарные процессы. Проведенные исследования деятельности операторов в условиях аварий на электростанции, химических комбинатах, в объединенных энергосистемах [16] позволили обосновать ряд психологических проблем организации труда операторов при j авариях и разработать конкретные эргономические принципы их j информационного обеспечения. ■