Основы эргономики
Контрольная работа
Задача 1
Расчет эргономических характеристик пульта дежурного по станции
Исходные данные:
Участковая станция К расположена на двухпутном участке А-Б и является станцией продольного типа (рис 1). На ней осуществляют: прием и отправление пассажирских и грузовых поездов, смена локомотивов и локомотивных бригад, расформирование и формирование сборных, вывозных, передаточных и участковых поездов, маневровое обслуживание грузовых фронтов общего и необщего пользования и другие операции.
На станции имеется электрическая централизация стрелок и сигналов, управление которыми ведут с пульта дежурного по станции. Пульт дежурного по станции. Пульт ДСП включает выносное табло, на котором отображена мнемосхема участковой станции К.
Среднестатическая последовательность операций, выполняемых на участковой станции:
С10. П6б. П11а. П7б. П12а. Л6. Л11. П8б. П13а. З6. З11. Л7. Л12.З7. З12. Л8. Л13. О6а. О11б. О7а. О12б. у8. Г1с. У13. Г4с. О8а. Г3с. О13б. Г2с. П56. П6б. П11а. П12а. Л5. Л6. Л11. Л12. П7б. П8б. П13а. П14а. З5. З11. З6. З12. П9б. П10б. П15а. П16а. Л7. Л8. Л13. Л14. О5а. О11б. О6а. О12б. Л9. Л10. Л15. Л16. З7. З8. З14. У7. У13. О7а. З13. О8а. О14б. О13б. У9. З15. З10. У16. З9. О9а. О15б. З16. О10а. О16б. П6б. Л6. З6. О6а. П6Б. П7б. Л6. Л7. З6. З7. О6а. П6б. О7а. Л6. П8б. З6. Л8. О6а. З8. О8а.
Первая буква кода обозначает вид операции:
П - прием поезда на станцию,
О- отправление поезда со станции,
С - сортировка состава грузового поезда,
Г - подача вагонов на грузовой двор,
У - перестановка вагонов с грузового двора на приемо-отправочные пути,
Л - уборка поездного локомотива из под состава в локомотивное депо,
З - заезд поездного локомотива из депо под состав грузового поезда.
Вторая цифра - обозначает номер пути, на котором начинается или заканчивается операция.
Символ-буква обозначает прилегающее направление ("а" или "б"), за исключением буквы "с", символизирующую сортировочный путь.
Состав поезда переставляют на вытяжной путь и сортируют через горку малой мощности (ГММ). В процессе сортировки вагоны поступают на пять путей сортировочного парка (1с-5с).
Расстояние между пультом управления и выносным табло - 1 м.
Среднестатистическая последовательность постановки вагонов в составе:
Таблица 1
Последовательность постановки вагонов в расформировываемых составах
| Порядковый номер вагона в составе | Номер пути на сортировочном парке |
| … | … |
Расстояние между осями органов управления на пульте ДСП:
Для тумблеров:
Зона 1 - 23 мм
Зона 2 - 28 мм
Зона 3 - 33 мм
Для кнопок:
Зона 1 - 26 мм
Зона 2 - 31 мм
Зона 3 - 36 мм
В задаче требуется:
. Рассчитать основные параметры выносного табло.
. На основе анализа поездных и маневровых передвижений составить матрицу связей между органами управления.
Разместить органы управления на пульте ДСП и отобразить их на масштабной схеме пульта с указанием зон размещения органов управления и горизонтальной плоскости.
Основой рабочего места являются пульты и панели, на которых размещены органы управления (кнопки и клавиши, тумблеры, поворотные ручки, маховики, вращающиеся переключатели, ножные педали) и средства отображения информации. Они должны обеспечивать удобное и достаточное по размерам рабочее пространство для оператора, свободный подход его к месту, место для ведения записей, просмотра и хранения текущей информации (при необходимости).
Наиболее часто применяют три формы пультов:
Ø фронтальная, при возможности размещения всех органов управления в пределах зон максимальной и допустимой досягаемости, а средств отображения информации - в пределах зоны центрального и периферического зрения;
Ø трапециевидная, в этом случае при большом числе органов управления, часть из них частично располагают на боковых панелях, развернутых относительно фронтальной плоскости под углом 90 … 1200;
Ø многогранная, или полукруглая, применяется при значительном числе органов управления и средств отображения информации. Боковые панели располагают таким образом, чтобы они были перпендикулярны линии взора оператора. Минимальный размер полукруглого пульта для одного оператора должен быть 1200 мм.
Кнопочные и клавишные переключатели применяют для осуществления операций быстрого включения и выключения аппаратуры, выбора нужного параметра, набора и ввода логической и количественной информации и команд управления. Кнопочный переключатель срабатывает от своего перемещения привода в виде кнопки, а клавишный переключатель - от перемещения (вращения) клавиши вокруг смещенной оси. Расположение кнопочных и клавишных переключателей по высоте должно находится на уровне локтя сидящего человека при горизонтальном расположении предплечья и согнутым под углом 900 в локтевом суставе руки. Рациональный угол наклона панели клавиатуры равен 150. Располагают кнопки и клавиши в ряд горизонтально с расстоянием между кромками кнопок не менее 5 мм, а в особых случаях и вертикально с использованием функционально-цветового кодирования.
Для сокращения времени ввода управляющих воздействий кнопочные и клавишные переключатели выполняют с обратной связью. Это свойство выключателя, заключающееся в том, что в момент приведения в действие его подвижная система оказывает упругое сопротивление пальцу или кисти руки человека, а после завершения действия сигнализирует о вводе информации механически (тактильному анализатору) резким падением упругого сопротивления, акустически (слуховому анализатору) - "щелчком", или визуально (зрительному анализатору) - световым сигналом. Для уменьшения информационной загрузки зрительного анализатора целесообразно организовывать обратную связь механическими или акустическими способами.
Тумблеры применяют в качестве выключателей и переключателей для реализации функций, требующих двух или трех дискретных положений. На панелях тумблеры располагают горизонтальными рядами. Плоскость перемещения приводного элемента тумблера должна совпадать с плоскостью зрения. Расстояние между приводными элементами соседних тумблеров должно быть не менее 20, а при одновременном действии несколькими пальцами - 16 мм.
Рычаги управления предназначены для точного регулирования, включения - выключения оборудования путем непосредственного перемещения регулируемого органа без применения промежуточных усилительных устройств. Перемещение может осуществляться в зависимости от усилий, с разной частотой, одной или двумя руками.
Выключатели и переключатели поворотные предназначены для плавной или ступенчатой регулировки или переключения, когда необходимо получить более трех положений. Расстояние между поворотными ручками должно быть не менее 25 мм, при рациональном угле поворота 800. В граничных положениях выключатели должны иметь стопорные фиксаторы. При прохождении нулевого положения целесообразно предусмотреть обратную связь путем увеличения усилия вращения не более чем на 10 % от основного. Для опознания ручек тактильным анализатором (прикосновением) их формы должны различаться между собой.
Маховики и штурвалы применяются для медленного вращения и точного поворота или перемещения части орудия труда при значительных усилиях на оси (более 100 Н). Центр маховика располагается на высоте 230 мм от поверхности сидения или высоте 900 … 1050 мм от пола при работе в положении стоя. Для получения информации о перемещении моховиков и штурвалов их снабжают указателем или счетчиком числа оборотов.
Ножные педали используют при больших усилиях и небольшой точности ввода управляющих воздействий, а также для сокращения времени управления и уменьшения нагрузки на руки.
Ширина педали должна быть не менее 60 мм и иметь рифленую поверхность, а в некоторых случаях и закраину для предотвращения соскальзывания ноги.
Положение и направление перемещения органов управления при реализации управляющих воздействий типа: пуск, включено, увеличение, плюс, подъем, открывание, вперед, вправо и вверх, должно быть следующим:
Ø кнопочные и клавишные переключатели - нажатое положение;
Ø тумблеры и рычаги управления - перемещение снизу вверх, слева направо, от себя;
Ø поворотные переключатели и выключатели, маховики и штурвалы - перемещение по часовой стрелке;
Ø ножные педали - нажатое состояние.
Положение и направление перемещения органов управления при реализации управляющих воздействий типа: стой, отключено, выключено, уменьшено, минус, спуск, закрывание, назад, влево, вниз, должно быть следующим:
Ø кнопочные и клавишные переключатели - отпущенное положение;
Ø тумблеры и рычаги управления - перемещение сверху вниз, справа на лево на себя;
Ø поворотные переключатели и выключатели, маховики и штурвалы - перемещение против часовой стрелки;
Ø ножные педали - отжатое положение.
Пульт управления - основной функциональный элемент рабочих мест с автоматизированным управлением, от рациональной организации которого зависит эффективность и надежность работы оператора и системы в целом. Он должен удовлетворять следующим образом основным требованиям:
поверхность пульта должна обеспечивать отражение светового потока, исключающее появление бликов в поле зрения оператора;
на пультах, предназначенных для управления однотипными объектами, должно соблюдаться одно и то же размещение наиболее важных, часто используемых и аварийных средств отображения информации (СОИ) и органов управления (ОУ);
пульты при необходимости должны оборудоваться выдвижными ящиками для хранения документации и выдвижными досками для ведения записей и размещения дополнительных переносных приборов;
пульт для работы в положении сидя должен иметь пространство для ног оператора с размерами не менее: по высоте - 600 мм, по глубине на уровне колен и пола - соответственно 400 и 600 мм по ширине - 500 мм;
панели пультов не должны иметь посторонних элементов, затрудняющих работу оператора или отвлекающих его внимание: неоправданные назначением пульта выступы, углубления, разноплоскостность и т. п.
Экономический расчет характеристик пультов управления сводится в основном к определению размеров и формы пульта, правильному выбору СОИ и ОУ в зависимости от задачи, стоящей перед оператором, оптимальному их размещению.
Методы расчета геометрических параметров пультов управления зависят от его формы. На железнодорожном транспорте почти все пульты управления имеют фронтальную плоскую форму. На вертикальной панели - выносном табло - располагается мнемосхема станции, содержащаяся большое число СОИ. При этом, весьма важно рассчитать размеры табло таким образом, чтобы обеспечить нормальные условия восприятия информации. Нижняя граница табло определяется с таким расчетом, чтобы пульт управления не закрывал расположение табло СОИ. Горизонтальная панель используется для размещения ОУ.
Размеры пульта управления и табло определяются антропометрическими характеристиками человека - оператора и его рабочей позой. Основной рабочей позой по станции является поза "сидя", поэтому при расчете геометрических размеров табло используются следующие антропометрические признаки:
высота глаз над уровнем пола в положении сидя;
длина вытянутой руки.
Среднее значение этих величин для населения России приведены в табл. 1.
Таблица 1