по нештатной ситуации в ГРП

С учетом перечисленных выше замечаний стало ясно, что применение сущест-вующих ИМ интерфейса затрудняет диспетчерам поиск, распознавание и оценку состояния аварийного объекта, что приводит к неоправданным рискам и затягиванию времени на устранение нештатных ситуаций. Для оценки качества работы диспетчеров ГРС был составлен перечень выполняемых ими функций по поиску и устранению типовых неисправностей по нештатным ситуациям (рис.5). Анализ функций показал, что выполняемые диспетчерами алгоритмы деятельности в основном однотипны и отличаются некоторым разбросом временных характеристик.

Для построения и оценки АД диспетчера ГРС была выбрана одна из нештатных ситуаций «Низкое выходное давление в ГРП». На основе ОСМ был построен АД с использованием типовых функциональный единиц (ТФЕ) и произведена количественная оценка деятельности диспетчера с использованием полученных опытным путем временных характеристик. Временные характеристики типовых функциональных единиц были получены методом хронометража, а величины дисперсий D(t) – в соответствии с методикой расчета дисперсий времени выполнения операций [6, стр.160].

По результатам анализа существующих ИМ интерфейса ГРС были разработаны новые варианты ИМ с учетом эргономических требований к ИМ (рис. 7-10). Выбранный разработчиком программного продукта темный фон с нанесением буквенно-цифрового обозначения получаемой информации белого цвета, а также применение более мягких тонов, обеспечивает диспетчеру более комфортные восприятие информации. Особенно это важно при получении и расшифровки информации в ночное время.

При разработке новых ИМ интерфейса были устранены и другие недоработки предыдущих разработчиков программного продукта. Внесенные изменения позволили не только улучшить качество восприятия отображаемой информации, но и существенно сократить АД диспетчера по устранению нештатной ситуации, поменять структуру его деятельности, что в свою очередь существенно увеличило надежностные характеристики деятельности диспетчера и сократило время выполнения нормативов.

Для проверки качества новых ИМ и сравнения полученных результатов с существовавшим ранее ИМ авторы, используя усовершенствованные ИМ, разработали новые АД диспетчеров. Реализация новых алгоритмов деятельности нашла отражение в создании новых руководящих документов по работе диспетчеров при ликвидации нештатных ситуаций.

В качестве примера для сравнения и последующего расчета был взят аналогичный АД диспетчера по поиску неисправности по сигналу «Низкое выходное давление» (рис.6). На рис. 6 представлены два алгоритма: А) с использованием существующих ИМ интерфейса и Б) с учетом обновленного интерфейса ГРС, выполненного с учетом эргономических требований к ИМ. При сравнении двух АД видно, что структура деятельности диспетчера после введения новых ИМ интерфейса существенно изменилась. а количество необходимых для его реализации ТФЕ сократилось. Окончательные результаты количественной оценки АД по нештатной ситуации «Низкое выходное давление в ГРП» с использованием существующих и новых ИМ приведены в табл. 2.

Таблица 2.

Сравнительная оценка количественных характеристик

АД диспетчера по нештатной ситуации «Низкое выходное давление в ГРП»

с использованием существующих ИМ и новых ИМ интерфейсов АСУ ГРС

Итоговый расчет АД по существовавшим ранее ИМ интерфейса		Итоговый расчет АД по новым ИМ интерфейса
Вероятность своевременного и безошибоч-ного выполне-ния АД, β¹	Время выполнения АД, с	Дисперсия времени выполнения АД, c²		Вероятность своевременного и безошибоч-ного выполне-ния АД, β¹	Время выполнения АД, c	Дисперсия времени выполнения АД, c²
0,937	846,0	139,5		0,978	586,6	102,5

 

Как видно из полученных в исследовании данных существенно улучшились надежностные и количественные характеристики АД диспетчера по данной нештатной ситуации, а именно:

1. По сравнению с существующими ИМ повысилась вероятность своевременного и безошибочного выполнения АД.

2. Время выполнения АД после установки компьютерной программы с новыми ИМ сократилось на ~31%, что позволило диспетчеру уложиться в норматив по принятию решения по нештатной ситуации и по своевременной отправке аварийной бригады к месту расположения ГРП.

3. Установка новой компьютерной программы с новыми ИМ интерфейса привело к изменению структуры алгоритма и сократилось количество необходимых для его реализации ТФЕ.

Кроме разработки новых ИМ интерфейса были применены другие инструменты среды разработки SCADA-системы для реализации интерфейса:

PivotControl (вращающий элемент управления), позволяющий объединить несколько экранов, как элементы одного объекта размером больше дисплея (переключаемые вращением), который загружается целиком при запуске интерфейса и целиком обрабатывается во время работы. Такой подход увеличивает нагрузку на аппаратные средства сервера и рабочие станции диспетчеров, но позволяет исключить затраты времени на загрузку разных экранов интерфейса во время работы. Для пояснения рассмотрим на рис.3 кнопки, расположенные сверху: "ГЛАВНЫЙ ЭКРАН", "ПЭУ", "ТЕКУЩИЕ ТРЕВОГИ" и т.д. Они являются ссылками на загрузку других экранов. В новом интерфейсе (рис.8) кнопки, расположенные сверху ("ТЕКУЩИЕ ТРЕВОГИ", "СПИСОК ГРП", "ИСТОРИЯ И ГРАФИКИ"), являются элементами управления инструмента PivotControl, переключающими уже загруженные экраны.

ScrollingList (прокручиваемый список), позволяющий разместить большой объем информации на одном экране и предоставить оперативный доступ к данным.

 

Выводи и перспективы

В 70-80 годах ХХ века обобщенный структурный метод А.И. Губинского широко применялся в различных областях техники, в которых требовалось количественно и качественно оценить деятельности человека в сложных СЧМ. Оценка деятельности оператора проводится с помощью вероятностных методов, позволяющих получать количественные характеристики своевременного и безошибочного выполнения оператором АД β общ, а также временных характеристик АД - времени выполнения M(t) общ и дисперсии времени выполнения D(t) общ. Использование данного метода для оценки качества информационных моделей открывает новую грань его применения.

В рамках проведенных исследований кроме оценки качества ИМ АСУ ГРП были достигнуты и другие результаты:

* использование дополнительных функций PivotControl и ScrollingList. SCADA-систем обеспечило разработчику упростить процесс поиска информации и сократить время на приянтие решения по нештатным ситуациям.

* в рамках совершенствования деятельности старшего диспетчера предложено автоматизировать процесс выдачи заказов-нарядов старшему аварийной бригады для ускорения времени подготовки необходимой для их работы документации. Это потребует от него ввода определенных данных перед началом смены, однако существенно сократит время оформления документов при появлении нештатной ситуации и необходимости отправки аварийной бригады к месту аварии.

В целом внедрение всех рекомендаций по совершенствованию работы диспетчеров АСУ ГРС за счет модернизации ИМ позволило получить более совершенный адаптивный интерфейс, улучшивший качество деятельности диспетчеров. Внедрение других рекомендаций улучшит организацию взаимодействия звена «главный диспетчер - аварийная бригада».

В результате выполнения данного исследования получены следующие результаты:

1. Доказана возможность применения ОСМ для оценки качества ИМ АСУ ГРС.

2. Доказана возможность применения ОСМ для обоснования нормативов по действиям диспетчеров при выполнении задач по ликвидации нештатных ситуаций за счет построения и количественной оценки их АД.

3. Подтверждена необходимость включения в Техническое задание на разработку эргономических требований к ИМ в составе рабочего проекта АСУ в соответствии с требованиями ГОСТ [9,10].

4. Обоснована целесообразность проведении эргономической экспертизы ИМ интерфейсов существующих АСУ для повышения качества работы диспетчеров.

В среднесрочной перспективе авторами статьи предложено внедрить полученные в результате исследований рекомендации. К сожалению, любые изменения в сложившуюся организацию деятельности предприятия и в особенности в отработанный годами процесс деятельности диспетчеров требует не только привлечения финансовых ресурсов, но и ломку стереотипов мышления людей, что зачастую бывает более сложной проблемой, чем решение технических оборудования и программного обеспечения.

 

Список использованной литературы:

1. Губинский А. И., Евграфов В. Г. «Эргономическое проектирование судовых систем управления». - Л.: Судостроение, 1977, 224 с.

2. ГОСТ 34.003-90 Информационная технология (ИТ). Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения, ГОСТ. -М.: Стандартинформ, 1990.

3. Дубровский В.В. "Справочник по автоматизации производственных процессов в газовой промышленности", - Киев, Изд. "Техника", 1980 г., 168 с

4. Уляшкин А.В. Учет человеческого фактора при создании диспетчерских пунктов // «Автоматизация в промышленности», № 12-2014 г., стр.31-34.

5. Краевский Д., Иванов А.И. Ситуационное восприятие. Новый подход к дизайну человеко-машинных интерфейсов // «Автоматизация в промышленности», № 12-2014 г., стр. 26-30.

6. Шибанов Г.П. Количественная оценка деятельности человека в системах человек-техника. - М.: Машиностроение, 1983. - 263 с.

7. Душков Б.А., Королев А.В., Смирнов Б.А. Энциклопедический словарь: Психология труда, управления, инженерная психология и эргономика, 2005 г.

8. Анохин А.Н., Ивакин А.С., Алонцева Е.Н. Проектирование экологического интер-фейса для операторов сложных технологических систем // «Автоматизация в промышленности», № 12-2014 г., стр.20-25.

9. ISO 9241-125:2017. Ergonomics of human-system interaction - Part 125: Guidance on visual presentation of information.

10.ГОСТ Р 50948-2001.Средства отображения информации индивидуального пользования. Общие эргономические требования и требования безопасности. - М.: Стандартинформ, 2008

11.ГОСТ 19.102-77. Единая система программной документации. Стадии разработки. - М:, Стандартинформ, 2010.

12.Информационно-управляющие человеко-машинные системы: Исследование, проектирование, испытания: Справочник/А.Н. Адаменко, А.Т. Ашеров, И.Л. Бердников и др.; под общ. ред. А.И. Губинского и В.Г. Евграфов, – Москва: Машиностроение, 1993. - 528 с.

13. ГОСТ 19.102-77. Единая система программной документации. Стадии разработки.

- М.: Стандартинформ, 2010.

 

Таблица 1

Основные типовые функциональные единицы ОСМ [1,6]

Функциональная единица деятельности и ее графическое изображение	Характеристики безошибочности	Характеристики быстродействия
название	условное обозначение	название	условное обозначение
Рабочая	Вероятность безошибочного выполнения	β 1	Математическое ожидание времени выполнения	M(T)
Вероятность выполнения с ошибкой	β 0	Дисперсия времени выполнения	D(T)
Логическая	Вероятность безошибочного выбора исхода I при фактической необходимости его выбора	β 11
Вероятность ошибочного выбора исхода II при фактической необходимости выбора исхода I	β 12	Математическое ожидание времени выполнения	M(T)
Вероятность безошибочного выбора исхода II при фактической необходимости его выбора	β 22	Дисперсия времени выполнения	D(T)
Вероятность оши­бочного выбора исхода I при фак­тической необходимости выбора исхода II	β 21
Задержка	Вероятность безошибочного перехода к задержке	β 1	Математическое ожидание времени выполнения	M(T)
Вероятность ошибочного перехода к задержке	β 0	Дисперсия времени выполнения	D(T)

Окончание таблицы 1

Диагностический контроль	Вероятность признания техники исправной при фактической ее исправности	П 11	Математическое ожидание времени выполнения	M(T)
Вероятность признания техники неисправной при фактической ее исправности	П 10	Дисперсия времени выполнения	D(T)
Вероятность признания техники неисправной при фактической ее неисправности	П 00	Вероятность нахождения техники в исправном состоянии	β 1
Вероятность признания техники исправной при фактической ее неисправности	П 01	Вероятность нахождения техники в неисправном состоянии	β 0
Функциональный контроль	Вероятность признания выполнения единиц правильным при фактически правильном их выполнении	К 11	Математическое ожидание времени выполнения	M(T)
Вероятность признания выполнения единиц неправильным при фактически правильном их выполнении	К 10	Дисперсия времени выполнения	D(T)
Вероятность признания выполнения единиц неправильным при фактически неправильном их выполнении	К 00	Вероятность безошибочного выполнения единиц, которые контролируются	β 1
Вероятность признания выполнения единиц правильным при фактически неправильном их выполнении	К 01	Вероятность ошибочного выполнения единиц, которые контролируются	β 0

 

Рис.1. ИМ основного экрана существующего интерфейса АСУ ГРС

 

Рис.2. ИМ экрана типового ГРП существовавшего ранее интерфейса АСУ ГРС

Рис.3. ИМ экрана поиска ГРП существующего интерфейса АСУ ГРС

Рис.4. ИМ экрана текущих тревог ГРП существующего интерфейса АСУ ГРС.

Рис. 5. Структура деятельности диспетчера АСУ ГРС по нештатным ситуациям.

А) Б)

Рис. 6. Существующий (А) и новый (Б) алгоритмы деятельности диспетчера по нештатной ситуации «Низкое выходное давление»

Рис.7. ИМ экрана текущих тревог нового интерфейса АСУ ГРС.

Рис.8. ИМ экрана списка ГРП нового интерфейса АСУ ГРС.

 

Рис.9. ИМ элемента PivotControl в процессе прокрутки к следующей

области отображения интерфейса

 

Рис.10. ИМ экрана типового ГРП нового интерфейса АСУ ГРС