Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Методические основы исследования средств и организационных характеристик труда оператора АЭС 13
Глава 2. Организация, объем и методики исследования системы ЧТС 29
2.1. Эргономическая контрольная карта как инструмент исследования средств труда оператора АЭС 29
2.2. Параметрический метод социометрического анализа как метод оптимального комплектования смен оперативного персонала АЭС 39
Глава 3. Факторы человеко-машинного интерфейса и рабочей среды оператора АЭС 43
3.1. Пространственная организации рабочего места оператора АЭС 43
3.2. Орудия труда оператора БЩУ 56
3.3. Орудия труда МОТО 71
3.4. Орудия труда оператора МП 73
3.5. Физические параметры производственной среды рабочего места оператора АЭС 77
3.6. Психофизиологические факторы труда оператора АЭС 86
3.7. Организационные характеристики труда оператора АЭС 98
3.8. Комплектование смен оперативного персонала АЭС 100
Заключ ение 111
Библиографический список использованной литературы 122
Приложения:
- Эргономическая контрольная карта как инструмент исследования средств труда оператора АЭС
- Параметрический метод социометрического анализа как метод оптимального комплектования смен оперативного персонала АЭС
- Пространственная организации рабочего места оператора АЭС
- Орудия труда оператора БЩУ
Введение к работе
Возрастание сложности, масштабности и потенциальной опасности создаваемых технических объектов резко обостряют проблему обеспечения надежности и безопасности при управлении ими. Атомная станция - производственная эргатическая система, обладающая всеми особенностями, присущими подобным объектам: наличием единой цели, высокой структурной сложностью, взаимосвязью и взаимодействием элементов, иерархической структурой управления, наличием человека-оператора в контуре управления. Результатом ее функционирования является тепловая и электрическая энергии, а эргатический элемент представлен эксплуатационным персоналом.
Крупные аварии и катастрофы конца XX века, происшедшие непосредственно или косвенно по вине человека, в очередной раз обратили внимание на проблему человеческого фактора. После известных катастроф на АЭС Три - Майл - Айленд в США в 1979 году и Чернобыльской АЭС в 1986 году, резко возрос интерес к проблеме человеческого фактора в ядерной энергетике, который, по определению международной эргономической ассоциации, есть комплекс психофизиологических, психологических и физиологических особенностей поведения человека в производственной среде (в частности, в системе управления). Данная тенденция сохраняется до сих пор, хотя уроки, полученные в результате этих и многих других аварий, уже заставили взглянуть по-новому на работу оператора атомной станции и многое сделать для предотвращения подобных происшествий в будущем.
Анализируя условия работы оператора энергоблока АЭС, можно выстроить длинный ряд обстоятельств, осложняющих его действия: - невысокое качество эргономической разработки пультов управления, вследствие которого оператор временами испытывает неуверенность в точности своих представлений об управляемых процессах;
сочетание усыпляющего однообразия - монотонии - с высокой вероятностью сверхмобилизации сил при переходных процессах в управлении, необходимость в условиях дефицита времени принять решения почти на уровне интуиции, пользуясь профессиональным чутьем;
огромная ответственность за совершенную ошибку [1,2].
В настоящее время для электроэнергетических систем характерно увеличение единичных мощностей оборудования, усложнение структуры энергосистем, большой процент физически устаревшего оборудования, а также недостаточно высокое качество вводимой техники. Возрастают нагрузки на оперативный персонал, который, выполняя свои основные функции, должен одновременно парировать все недостатки и ненадежность оборудования энергосистем с целью сохранения его работоспособности. Все это обусловливает повышение роли персонала атомной станции в обеспечении ее надежной работы, требует научного обоснования работоспособности и пределов правильных действий персонала в реальных условиях работы энергосистем. По данным статистики надежность выполнения человеком-оператором все более усложняющихся функций уменьшается, поэтому увеличение надежности технической части системы теряет смысл, так как надежность всей системы «человек-машина» лимитируется также надежностью человека [26].
В отечественной и зарубежной литературе уделяется большое внимание исследованиям инженерно-технических, психологических, экономических и других аспектов проблемы повышения надежности энергетических, транспортных, промышленных, военных объектов. Например, результаты исследований деятельности военных специалистов операторского профиля показывают, что применение рационального варианта организации их работы повышает вероятность правильного и своевременного решения задач управления на 20-25%; снижает на 25-28% потери отрабатываемых «конфликтных ситуаций»; увеличивает время на речемыслитель-ную составляющую деятельности в среднем на 25-30% от общего отводи-
мого времени на решение задач управления [34,77]. Однако практическое внедрение в атомной энергетике результатов немногочисленных инженерно-психологических исследований до сих пор затруднено и малоэффективно из-за их фрагментарности и концептуальной разобщенности.
По мнению П.Я.Шлаена, в отечественной системе создания сложных человеко-машинных комплексов (ЧМК), укоренилась, к сожалению, порочная практика сдавать в эксплуатацию не организованную деятельность, а ее отдельные компоненты. В таких случаях разработчик заставляет лиц, занимающихся эксплуатацией ЧМК, устранять имеющие место недостатки в организации деятельности и выполнять, тем самым, не свойственную им работу. Кроме того, весьма сложные вопросы приходится решать при комплектовании коллективов операторов. И эта проблема, находящаяся на стыке общей и инженерной психологии, эргономики и социологии является наименее исследованной [84].
По литературным данным, на долю человеческого фактора сейчас приходится от 40 до 70 % всех отказов технически сложных систем. В соответствии с мировой статистикой, 80% катастроф в авиации и 64% на морском флоте происходят в результате ошибок человека [4]. В атомной энергетике, эта цифра достигает 70% (Е.О.Адамов).
Опыт эксплуатации Калининской АЭС показывает, что за период с 1987 г. по 2000 г. произошло 13 станционных отказов, повлекших отключения энергоблоков. Причинами явились неправильные действия операторов вследствие недостатков эргономического проектирования рабочих мест, системы отображения информации, пультов и органов управления. Так, в 1987г. ведущий инженер по управлению реактором (ВИУР) ошибочно закрыл арматуру на маслосистеме главных циркуляционных насосов (ГЦН), расположенную рядом с требуемой, но не имевшей отличительной маркировки и защиты по отключению всех четырех ГЦН. Два раза, в 1990 и 1993 г.г., не имея предупредительной сигнализации о превышении температуры промконтура ГЦН на оперативной панели, оператор своевремен-
но не принял меры к восстановлению охлаждения теплообменника. В результате сработала аварийная защита первого рода (A3-1). А любое отключение блока влечет за собой снижение коэффициента использования установленной мощности (КИУМ) и, как следствие, экономические потери (600 тысяч рублей или 20 тысяч долларов в сутки).
Кроме того, за тот же период произошло 15 случаев нарушений в работе станции, связанных с перегрузочной машиной (МП), предназначенной для перемещения тепловыделяющих сборок (ТВС). Непосредственными причинами являлись неправильные действия операторов, а способствующими факторами послужили конструктивные недостатки машины.
Анализ ошибок оператора, определение их вероятности и поиск путей их уменьшения предполагает постоянное изучение условий трудовой деятельности. При этом само изучение условий трудовой деятельности, согласно Б.Ф.Ломову, должно основываться на главном постулате инженерной психологии, который гласит, что система «человек - техника - среда» проектируется для пользователя, а не наоборот.
По мнению Д.Миллера и А.Суэйна, если в психологии труда основная ответственность за допущенную человеком ошибку возлагается на него самого и заранее предполагает некомпетентность, то исследование условий труда основывается на анализе требований, вытекающих из задачи изучения оборудования и рабочей среды. Именно в них заложены предпосылки к совершению человеком ошибочных действий [51].
Поэтому одной из важных составляющих эффективности и надежности работы такой сложной эргатической системы, как атомная станция, является оптимизация трудовой деятельности оператора - создание гигиенически приемлемых условий труда, повышение за счет этого производительности, работоспособности и сохранение здоровья работников. Именно устранение (или сведение к минимуму) эргономических недостатков средств труда позволяет повысить надежность работы системы «оператор АЭС -техника - среда», улучшить удовлетворенность отдельными показателями
организационных характеристик труда, а, следовательно, и безопасность работы атомной станции.
Целью нашей работы являлось исследование влияния психологических и эргономических факторов на надежность функционирования системы «оператор АЭС - техника - среда».
При этом под надежностью функционирования мы понимаем способность эргатической системы сохранять устойчивость запланированного процесса функционирования, заключающуюся в отсутствии вынужденных прекращений процесса и неправильных действий (ошибок) [21,22].
В соответствии с целью в диссертации решались следующие задачи:
Анализ факторов человеко-машинного интерфейса с точки зрения эргономического решения, исполнения и компоновки орудий труда и рабочего места.
Описание элементов, составляющих факторы рабочей среды оператора АЭС (санитарно-гигиенических, психофизиологических, социально-психологических), с точки зрения влияния их на здоровье и работоспособность.
Анализ организационных факторов труда оператора АЭС (социально-психологического климата, межличностных отношений), с точки зрения влияния их на надежность функционирования системы «человек -техника - среда».
Определение оптимального способа решения проблемы комплектования коллективов (смен) операторов атомной станции.
Объект исследования - система «оператор АЭС - техника - среда».
Поскольку основным условием надежной работы является поддержание заданного уровня деятельности на протяжении определенного отрезка времени, надежность человека-оператора может быть определена как способность к сохранению требуемых рабочих качеств в условиях возможного усложнения обстановки. В процессе производства для человека нет безразличных факторов. Организация рабочего места, окраска помещений, режим
напряженных моментов в работе и пауз для отдыха, отношения с коллегами
- все это, как и многие другие факторы, имеет прямое отношение к произ
водительности труда. Поэтому предметом исследования мы определили:
1. Средства труда оператора АЭС:
рабочее место (зона обслуживания оборудования),
орудия труда (информация, органы управления),
физические параметры производственной среды (условия труда).
2. Организационные факторы труда:
-социально-психологический климат на АЭС, межличностные отношения в малой группе (смене оперативного персонала).
В качестве основной гипотезы выдвигается положение, что надежность работы системы «оператор АЭС - техника - среда» на существующих АЭС недостаточна вследствие несогласованности эргономических параметров с психофизиологическими возможностями человека работать в условиях дефицита времени, информации (или ее избытка). Существующий на Калининской АЭС человеко-машинный интерфейс способен обеспечить решение широкого диапазона задач оперативного управления, но выявленные эргономические недостатки в организации рабочих мест операторов и сложности в межличностных отношениях в сменах по-прежнему могут привести к ошибочным действиям персонала. Именно устранение (или сведение к минимуму) эргономических недостатков средств труда позволит улучшить удовлетворенность отдельными показателями организационных характеристик труда, повысить надежность работы системы «оператор АЭС
- техника - среда», а, следовательно, и безопасность работы атомной стан
ции.
Методологическую основу исследования составили теоретические положения отечественных и зарубежных психологов о системном подходе к эргономическим исследованиям [30,45]. На формирование концепции исследования большое влияние оказали идеи Х.Хендрика, Б.Ф.Ломова, Г.В.Суходольского, А. А. Крылова, П.Я.Шлаена, В.Н.Абрамовой,
А.Н.Анохина и др. о невозможности обеспечения высокой надежности работы такой сложной системы, как атомная станция, только на микроуровне (на уровне отдельных рабочих мест и операций). Необходимо исследовать макроуровень, охватывающий не только человеко-машинный интерфейс и эргономику технического обеспечения, но и организационные характеристики труда, взаимодействие человека с окружающей средой. В качестве методологической основы были приняты деятельностиый подход в изучении структуры труда человека и групп людей (В.П.Зинченко); профессио-генетический подход в анализе и организации операторской деятельности (В.А.Бодров, В.А.Вавилов); концепция оценки надежности системы «человек-машина» (Г.М.Зараковский, А.И.Губинский, В.Д.Небылицын, Г.С.Никифоров); особенности регуляции поведения операторов в потенциально-опасных условиях труда (Л.Г.Дикая, В.Г.Зазыкин, М.Дж.Смит).
Весьма продуктивными в построении методологической базы исследования оказались разработанные в исследованиях Г.М.Андреевой, Р.Л.Кричевского, А.И.Донцова, Б.Д.Парыгина, А.В.Петровского, А.Д.Глоточкина, С.А.Багрецова, Г.В.Ложкина, С.Н.Федотова и др. теоретические аспекты социально-психологического анализа процессов формирования и развития малых групп.
Методика исследования предусматривала анализ цеховых и станционных отказов оборудования за период 1987-2000 гг., изучение документации (должностных инструкций, схем обходов оборудования); анкетирование оперативного персонала (экспертный и социометрический опросы); не-включенное наблюдение. В качестве инструментария были использованы специально разработанные эргономическая контрольная карта и социометрическая карточка. Материалы исследования обрабатывались на ЭВМ с помощью системы диалоговой обработки анкет «СОЦИУМ», разработанной совместно со специалистами кафедры информатики Института молодежи (г.Москва, 1994).
Анализ непосредственных и коренных причин неправильных действий персонала в нарушениях работы на АЭС выполнен с помощью «Методики анализа причин неправильных действий персонала для специалистов -психологов при расследовании нарушений в работе АЭС», разработанный ОНИЦ «Прогноз» (г.Обнинск, 1998) при участии автора [50].
Научная новизна и теоретическая значимость нашего исследования заключается в следующем:
1. Изучены организационные характеристики труда (социально-
психологический климат, межличностные отношения) операторов.
Разработана и впервые применена на атомной станции методика по оптимальному комплектованию смен оперативного персонала.
Впервые выделены и описаны в качестве основы эргономического анализа профессиональной деятельности оператора средства труда, влияющие на безопасность АЭС - орудия (информация, органы управления), рабочее место, условия труда (физические параметры производственной среды). Проведен эргономический анализ средств труда субъектов, имеющих разную сложность выполняемой деятельности: оператора блочного щита управления, машиниста - обходчика по турбинному оборудованию, оператора перегрузочной машины.
Разработан методический прием для эргономического анализа средств труда рабочего места оператора АЭС.
Практическая значимость исследования состоит в том, что выявленные эргономические недостатки легли в основу рекомендаций по улучшению мнемосхемы, освещения, вентиляции, оснащению рабочих мест. Разработанная на основе социометрического анализа методика позволила решить одну из задач инженерно-психологического проектирования по преодолению негативных проявлений стресса - проблему межличностных отношений в сменах оперативного персонала.
Материалы диссертации использованы в «Методике анализа причин неправильных действий персонала (для специалистов - психологов при рас-
следовании нарушений в работе АЭС)»; введены в курс лекций для студентов - практикантов Ивановского энергетического государственного университета на занятиях в филиале кафедры АЭС на Калининской АЭС по дисциплине «Инженерная психология». Полученные автором результаты эргономического анализа рабочего места оператора БЩУ использованы А.Н.Анохиным и В.А.Острейковским в учебном пособии «Вопросы эргономики в атомной энергетике (на примере атомной станции)», 1999.
Экспериментальной базой эргономических исследований явились подразделения Калининской АЭС: блочный щит управления, турбинный цех, цех централизованного ремонта. Выборка составила 43 человека, из них: операторы блочного щита управления (БЩУ) - 15 человек, машинисты - обходчики по турбинному оборудованию (МОТО) - 19 человек, операторы перегрузочной машины (МП) - 9 человек.
Экспериментальной базой социометрического опроса явились смены оперативного персонала. Генеральная выборка составила 476 человек.
Экспериментальной базой анкетирования по выявлению отношения персонала к организационным вопросам обеспечения безопасности АЭС явился оперативный и ремонтный персонал. Выборка составила 164 человека.
В основе работы лежат материалы и результаты проводимых в течение десяти лет социологических, инженерно-психологических исследований по удовлетворенности отдельными составляющими организационных характеристик труда, по вопросам обеспечения безопасности атомной станции, по анализу проблем и задач для разработки (совместно с французскими специалистами), а затем и внедрения, нового комплекта аварийных процедур на Калининской АЭС.
Апробация результатов исследования осуществлялась в подразделениях Калининской АЭС. Материалы исследования докладывались на семинарах ОНИЦ «Прогноз», научно-практической конференции «Теория и практика применения данных психофизиологических обследований в ана-
лизе неправильных действий персонала в нарушениях работы атомных станций» (г.Обнинск, 2000), Международной конференции «Человеческий фактор и безопасность ядерных установок» (г.Зеленоград, 2000). Положения, выносимые на защиту:
Благоприятный, деловой социально-психологический климат смены как единой команды позволяет улучшить взаимодействия в группе операторов, сплочение коллектива, а также успешно справляться с самыми сложными и критическими ситуациями. Оптимизация межличностных отношений является способствующим фактором повышения эффективности и надежности системы «оператор АЭС — техника - среда».
Комплектование смен оперативного персонала с использованием параметрического метода социометрического анализа решает одну из задач инженерно-психологического проектирования по преодолению негативных проявлений стресса - проблему межличностных отношений.
Для более рационального взаимодействия между оператором АЭС и орудием труда, создания приемлемых условий труда и предотвращения ошибочных действий необходимо привести в соответствие организацию рабочего места с антропометрическими и психофизиологическими требованиями.
Улучшение условий труда операторов АЭС на конкретных рабочих местах - реконструкция системы отображения информации (в частности, мнемосхемы), освещения, вентиляции, переоснащение рабочих мест - позволяет снизить вероятность ошибочных действий, повысить работоспособность, удовлетворенность отдельными характеристиками труда, следовательно, повысить надежность функционирования системы «оператор АЭС - техника - среда».
Эргономическая контрольная карта как инструмент исследования средств труда оператора АЭС
Изменение условий трудовой деятельности, за которыми не поспевает биологическая перестройка организма человека, обусловливает возникновение целого ряда негативных явлений. Работая иногда на пределе психофизиологических возможностей и в неблагоприятной среде, человек допускает ошибки, «цена» которых в современном производстве резко возросла. В большинстве случаев действия операторов атомной станции указываются неправильными не из-за низкой их квалификации, а по причине несоответствия конструктивных особенностей техники возможностям человека.
На примере цехового отказа оборудования в электрическом цехе Калининской АЭС в декабре 1996г. показано, что влияние на нарушение оказали именно эргономические недостатки в организации рабочего места дежурного электромонтера. Отключение В-30, В-32, вследствие короткого замыкания на землю действием ДЗОШ РТСН-1, произошло из - за ошибочного действия оператора. Маркировка оборудования не соответствовала законам восприятия: на табличке было представлено 9 знаковых символов (при норме кратковременной памяти - 7), причем, написанных одним блоком: ЗНТРРТСН-1. Вследствие этого, а также неблагоприятного психофизиологического состояния (утомления), при недостаточном освещении, неблагоприятном температурном режиме (- 25 град. С), сбое в работе связи - участник события включил вместо ЗН РТСН-1 другое оборудование - ЗНТРРТСН-1. Данный инцидент произошел в предутренние часы ночной смены и был связан с воздействием внешних факторов, несоответствием инженерно-психологических требований к рабочему месту и возможностями человека.
Таким образом, как бы ни была совершенна техника, ее эффективное и безопасное применение в конечном итоге зависит от того, насколько полно согласованы конструктивные параметры с особенностями человека, его психофизиологическими возможностями работать в условиях дефицита времени и (или) информационной перегруженности.
В инженерной психологии сложилось представление о современном труде как множестве человеко-технических систем, своеобразие которых определяется, во-первых, уровнем технических орудий труда, изменяющихся от несложных механизмов до автоматических устройств и ЭВМ, а во-вторых, дистанционным характером контроля и управления, охватывающим труд частично или в целом. При этом процесс труда рассматривается как циклический процесс приема, переработки и выдачи, а также контроля управляющей информации, осуществляемый человеком-оператором, который взаимодействует с техническими средствами отображения информации и органами управления, расположенными на рабочем месте и образующими информационную модель предмета, условий и процесса труда [94].
Субъект труда (оператор АЭС), воздействуя на предмет труда (материальные ресурсы, технологический процесс и т.п.) «посредством» средств труда, получает конечный продукт - электрическую и тепловую энергии. В нашем случае, средства труда -это: орудия труда, рабочее место, условия труда [4]. Орудия труда - это система отображения информации (СОИ) и органы управления (ОУ).
Схема компонентов труда представлена на рис.1.
Субъектом труда может быть отдельный работник или первичный коллектив - звено, экипаж, смена. Первичный коллектив является основным субъектом труда. В качестве примера ниже даны пространственные структуры взаимодействий смен реакторного и турбинного цехов (рис.2, 3).
В соответствии с составом эргономической системы - «человек -техника - среда» - в основу классификации связей вну три этой системы положены три главных признака: особенности связей оператора с машиной, предметом труда и условия труда оператора [4,72]. Прежде всего, связи осуществляются через информационное взаимодействие оператора с машиной, которое можно разделить на три этапа: 1). Восприятие информации (перцепция) путем непосредственного наблюдения производственного процесса, наблюдение за показателями контрольно-измерительных приборов, отражающих ход производственного процесса. 2). Переработка полученной информации и принятие определенного решения. 3). Выдача принятого решения и выполнение этого решения. Данный этап называется управлением и осуществляется путем воздействия ца органы управления с целью внесения необходимых изменений в происходящий в системе процесс. Выходом в этом случае являются исполнительные органы человека, а входом - органы управления машины.
Основной задачей антропометрического обеспечения является организация рабочего места оператора в соответствии с размерами его тела и рабочими позами. Удобное кресло и рабочее положение, оптимальные размеры рабочей области, расположение органов управления в зоне досягаемости, а основных источников информации - в зоне постоянной видимости, оптимизация трудовых движений - все это составляет организацию рабочего места. Однако кресло и стоящий рядом с ним пульт — не едино венная зона деятельности. Расположенные сбоку, сзади или в соседнем помещении щит, панель, периодически используемые оператором, рабочие места других операторов, переговорные устройства и другие рабочие зоны вместе образуют рабочее пространство оператора. От его организации, формы, размеров и других характеристик во многом зависит как работа каждого конкретного оператора, так и работа всей смены. Удобная рабочая одежда, учитывающая специфику операторской работы, также является частью данного вида обеспечения.
Антропометрические решения тесно связаны и с визуальными свойствами среды, окружающей оператора. Эстетическое обеспечение складывается из дизайна интерьера, рабочих мест, панели и пультов управления. Элементами эстетической среды являются объемно-пространственная композиция, форма предметов, цветовые решения, надписи, плакаты, условные знаки, применяемые отделочные материалы и др.
Параметрический метод социометрического анализа как метод оптимального комплектования смен оперативного персонала АЭС
Рабочее место оператора - это место человека в системе, которое оснащено средствами отображения информации, органами управления и вспомогательным оборудованием и на котором осуществляется его трудовая деятельность. При организации рабочего места должны быть соблюдены следующие условия [75]: - создано достаточное рабочее пространство, позволяющее оператору осуществлять все необходимые движения и перемещения в процессе выполнения трудовой деятельности; - обеспечены достаточные физические, зрительные, слуховые связи между работающим человеком и оборудованием, а также людьми в процессе выполнения общей трудовой задачи; - определены допустимые значения факторов рабочей среды (шума, вибрации, освещенности и др.); - созданы необходимые средства защиты работающих от действия опасных и вредных производственных факторов (физических, химических, биологических и психофизиологических); - предусмотрены меры, предупреждающие или снижающие утомление работающего человека, предотвращающие возникновение у него психофизиологического стресса, а также появления у него ошибочных действий.
Так как оператор за пультом работает сидя, особое внимание мы обращали на определение соответствия размеров кресла антропометрическим характеристикам. Кресло должно обеспечивать соответствующую характеру, условиям труда и критериям функционального комфорта физиологически рациональную рабочую позу: а) выпрямленное положение позвоночника с сохранением его естест венных изгибов; б) минимальную нагрузку на мышечную систему человека; в) отсутствие болезненных ощущений от воздействия элементов кресла на тело сидящего человека; г) угол наклона таза должен - 40-45; д) угол сгибания ног в коленном суставе - 70-90, в голеностопном суставе -95-135; е) угол сгибания рук в локтевом суставе - 70-90.
Кроме того, кресло должно обеспечивать длительное поддержание основной рабочей позы в процессе труда, а при невозможности-покинуть рабочее место длительное время - конструкция кресла должна обеспечивать условия для отдыха в нем.
Рабочее место оператора БЩУ
Будучи сложной системой, обладающей множеством вышесказанных внутренних взаимосвязей самой различной природы, атомная станция характеризуется высокой чувствительностью к внутренним и внешним возмущениям и, следовательно, лавинообразным нарастанием информации в нестационарных режимах и аварийных ситуациях.
Информацию, используемую операторами АЭС в своей деятельности можно разделить на две категории: оперативную и априорную:
- оперативная информация извлекается из: показаний приборов БЩУ, и других щитов (включая ПЭВМ); распоряжений, докладов и сообщений других операторов; записей в оперативной документации; обходов и осмотров оборудования; шумов, запахов, вибраций и других ощущений;
- априорная информация содержится в: документах, инструкциях и процедурах; знаниях оператора о режимах работы станции и оборудования; знаниях оператора об обстановке на энергоблоке и о состояний оборудования (исправно - неисправно, в ремонте, в резерве и др.); ожиданиях оператора, связанных с возможным поведением атомной станции.
Основными источниками оперативной информации являются визуальные средства отображения, среди которых аналоговые и цифровые приборы, индикационные лампы, табло сигнализации, компьютерные мониторы. Наряду с визуальными средствами, важную роль в деятельности операторов играют акустические сигналы, источниками которых являются звонки, гудки, средства коммуникации, другие операторы.
Начальник смены блока, как было сказано выше, является одним из основных операторов атомной станции. Его рабочее место - блочный щит управления (БЩУ), где вместе с ним несут дежурство два-других-основ-ных оператора - ведущий инженер по управлению реактором и ведущий инженер по управлению турбиной.
Длительность оперативного дежурства (смены) - восемь часов. График составлен следующим образом: -7ЗО , с 30 дневная смена 7 - 15 ; і с 30 о- ЗО вечерняя 15 - 23 ; ночная 2330 - 730
Помещение БЩУ находится в машинном зале. Рабочие столы не учитывают размещаемое на них оборудование - ПЭВМ, средства связи. Рабочее место ведущего инженера по управлению турбиной находится на постоянном сквозняке при работающей вентиляции. На рабочее место начальника смены блока дует из вентиляционного устройства ПЭВМ, которой пользуется ведущий инженер по управлению реактором. Компьютер создает, кроме того, дополнительный шум. На рабочем столе ВИУР стоит радиоприемник громкоговорящей связи, мешающий при работе с опера тивной документацией. Стулья - с нерегулируемыми спинками и сиденьями, неудобные, часто ломаются.
Не все приборы, которые необходимо контролировать, видны с рабочего места оператора. Некоторые важные из них скрыты за пультом, за мониторами. Четвертая часть приборов вообще недоступна для обзора с рабочего места.
В помещении БЩУ также находится рабочее место диспетчера по ремонту - этот фактор действует раздражающе на операторов из-за большого числа посетителей.
Система связи «Псков» зависит от изменений в энергосистеме, неудобна в пользовании, часто выходит из строя, небыстродействующая, кнопки слишком маленького размера. Надписи выполнены мелким шрифтом, так как для более крупного нет места. Система недостаточно информативна, например, если ВИУР принимает сообщение, НСЕ уже не- может подключиться. Кроме того, «Псков» имеет очень резкий и неприятный сигнал. Единственное достоинство - хорошая слышимость.
Переговорное устройство (рис. 4) между ВИУТ и МОТО — безнадежно устаревшее. Из-за плохой слышимости операторы данным видом связи практически не пользуются.
Рации оперативного персонала устаревшие, с плохой слышимостью, элементов питания хватает на 2 суток.
Монитор видеосистемы, контролирующей вход в помещение БЩУ, располагается за спинами операторов. Сигнал звонка очень громкий. Операторы, реагируя на него, вынуждены развернуться всем корпусом (на не вращающемся сидении кресла), посмотреть на монитор и нажать кнопку разблокировки двери. Во время ремонта, когда особенно много работников приходят в помещение БЩУ, этот фактор негативно действует на психофизиологическое состояние операторов. Они даже устанавливают, своего рода, очередность «дежурства на двери».
Пространственная организации рабочего места оператора АЭС
Рабочее место оператора перегрузочной машины (МП) находится в спецкорпусе на отметке «+16,50» метров, в помещении, смежном с реакторным залом.
Основной вид работы - перемещение транспортно-технологического оборудования (ТТО) с ядерным топливом - тепловыделяющими сборками (ТВС) - в реакторном отделении и узле свежего топлива (УСТ). Темп работ - заданный и обязательный. При выполнении данной работы оператору МП следует строго придерживаться рекомендуемых контролирующим физиком действий.
В смене работают два оператора. Один - на МП, другой на разборке -сборке оборудования, в следующей смене они меняются местами. Такая организация труда не совсем удобна, так как из-за высокого нервно-психического напряжения оператор очень быстро устает, а подменить его некем.
Данный вид работы требует большой точности движений. При выполнении работы можно ошибиться и ошибка при этом будет иметь серьезные последствия. Перед началом работы нужно получить вводную информацию, во время выполнения операций необходимо пользоваться определенными таблицами.
Работа оператора ведется сидя в кресле, которое имеет возможность перемещаться относительно пола. Управление машиной ведется с помощью рук. Основную физическую нагрузку воспринимают группы мышц шеи, позвоночника, верхнего плечевого пояса, кистей рук. При выполнении работы необходима опора для локтей, предплечий, спины и ног. Но подставка для ног отсутствует.
Кресло оператора не соответствует эргономическим требованиям: угол наклона спинки кресла не регулируется; высота сиденья не регулируется; кресло плохо перемещается по поверхности пола.
Технологический процесс не позволяет осуществлять внеплановые, кроме перерыва на обед, перерывы. Скорость МП может регулироваться оператором, но конструкция МП не в полной мере обеспечивает удобство обслуживания и ремонт.
Орудиями труда оператора БЩУ являются средства отображения информации (СОИ) и пульты, панели, на которых размещены органы управления (ОУ) - кнопки, клавиши, тумблеры, поворотные ручки (рис. 5).
Система отображения информации. СОИ являются технической основой для построения информационной модели процесса управления, с которой и работает оператор в ходе своей деятельности. Для того чтобы эта деятельность была эффективной, информационная модель должна удовлетворять трем важнейшим требованиям:
- по содержанию она должна адекватно отображать положение и состояние управляемого объекта, получаемая информация должна представляться с запасом времени, достаточным для ее обработки;
- по количеству информации - обеспечивать оптимальный информационный баланс и не приводить к таким явлениям, как дефицит или перегрузка информацией, то есть информация должна быть подана в тот момент, когда в ней возникает необходимость;
- по форме и композиции должна соответствовать психофизиологическим возможностям оператора по восприятию, приему и переработке информации. Поток информации должен быть меньше пропускной способности оператора [41].
По мнению Б.Ф.Ломова, в интересах надежной работы оператора органы индикации и управления должны быть размещены таким образом, чтобы упорядочить маршрут их обслуживания в соответствии с заранее установленной закономерностью, позволяющей ему строить стратегию информационного поиска на мнемонической основе. Более предпочтительной является последовательность «горизонтальный ряд», как наиболее соответствующая сложившимся навыкам чтения европейского письма.
Орудия труда оператора БЩУ
По мнению Б.Ф.Ломова, в интересах надежной работы оператора органы индикации и управления должны быть размещены таким образом, чтобы упорядочить маршрут их обслуживания в соответствии с заранее установленной закономерностью, позволяющей ему строить стратегию информационного поиска на мнемонической основе. Более предпочтительной является последовательность «горизонтальный ряд», как наиболее соответствующая сложившимся навыкам чтения европейского письма.
Средства отображения информации и органы управления - на панелях пульта, согласно [4J, должны быть расположены следующим образом: - важные и наиболее часто используемые средства отображения информации и органы управления - в пределах оптимальной зоны видимости и досягаемости; - аварийные - в легко доступных местах, но не в оптимальной зоне; - второстепенные, периодически используемые средства отображения информации и органы управления - не в оптимальных зонах, при этом руководствуются в основном правилами группировки и взаимосвязи между ними.
Кроме этого, СОИ на панелях пульта группируются и размещаются в соответствии с последовательностью их использования или функциональными связями элементов системы, которые они представляют. К тому же, при компоновке СОИ должно быть обеспечено: - обзор и видимость с рабочего места; - возможность легкого опознания нужного индикатора; - объединение средств отображения информации в последовательные или функциональные группы; - учет взаимосвязи индикаторов с требованиями системы и органами управления, которые влияют на показания этих индикаторов.
При групповом размещении индикаторов для контрольного считывания должны быть соблюдены следующие правила: - при наличии в группе шести и более индикаторов - располагать их в виде двух параллельных рядов (вериткальныО или горизонтальных); не делать более 5-6 горизонтальных или вертикальных рядов; - при наличии на панели более 25 - 30 индикаторов - компоновать их в 2 - 3 зрительно отличаемые группы.
Функционально однородные органы управления должны быть расположены единообразно на всех панелях пультов данной системы, исключая возможность их случайного переключения.
В качестве средства отображения информации на рабочем месте оператора БЩУ используется мнемосхема - графическая информационная мо дель, отображающая технологическую схему энергоблока. Значение мнемосхемы состоит в том, что она «...является материальным воплощением образа управляемого объекта» [71]. Мнемосхема включает в себя разнообразные элементы: графические схемы, световые сигнализаторы, буквенные и цифровые обозначения технологического оборудования блока. Основным достоинством мнемосхемы должна быть высокая наглядность отображения информации. Но, как правило, выполненная на существующих БЩУ АЭС компоновка СОИ и ОУ, зачастую содержит существенные нарушения и неудобства для операторов [7,12].
В ходе исследования было выявлено, что система отображения информации на БЩУ Калининской АЭС ограничена по объему, неудобна для восприятия, вызывает затруднения при реализации принятого решения.
Самый большой недостаток мнемосхемы - черный цвет фона. Он сливается с буквенными обозначениями, «отсвечивает». Особое затруднение вызывает различение верхних линий схемы.
Мнемосхема усложнена, не упорядочена по важности систем, не отражает реальное состояние (внесенные в технологическую схему изменения) энергоблока. Например, на системе циркуляционной воды были врезаны новые шибера, но отразить это на мнемосхеме не представилось возможным из-за отсутствия свободного места. Этот кусочек мнемосхемы был вынесен на свободную панель, что привело к трудностям при считывании и сопоставлении данных.
Имеются и другие технические недостатки СОИ - информация разбросана, не сгруппирована. Например, кнопки ИСУ находятся не под теми панелями, которые приходится контролировать. Кроме того, клавиши ИСУ часто выходят из строя, не фиксируются (рис. 6).
Мнемосхема не имеет оптимального расположения графических участков, две панели не задействованы, а на других - нагромождение обозначений арматуры, отсутствие линий связи. Не отражены некоторые важные показатели, например: - электромагниты электронагревателей главных циркуляционных насосов (ГЦН) не имеют маркировки; при потере электропитания арматуры (снято напряжение, «выбило электросхему»), оператор не может определиться с положением арматуры (рис. 7); - дополнительное табло при открытии арматуры системы «Впрыск КО» загорается при потере информации с концевых выключателей арматуры может вводить в заблуждение оператора при потере питания этой арматурой в закрытом положении.
На мнемосхеме нет однозначного отображения разобранного («снято напряжение») положения электросхемы арматуры. Например, на одних задвижках не светятся ни красные, ни зеленые лампочки, а на других — и красные, и зеленые (рис.8.).
Лампы накаливания на мнемосхеме зачастую перегорают, а системы проверки целостности ламп нет. Если оператор не замечает, что лампочка вышла из строя, то в ответственный момент может решить, что «выбило оборудование». Сгоревшие индикационные лампочки трудно заметить. Вследствие этого зачастую приборы длительное время работают без сигнальной индикации, порождаемой этими лампочками, а операторам приходится по показанию прибора судить о том, находится ли параметр в нормальном диапазоне. В переходных режимах часто выходят из строя мониторы ИВС, анализировать информацию приходится с помощью только приборов КИП, а они несут минимум информации.
