Кабина и рабочее место машиниста по эргономическим требованиям

КАБИНА И РАБОЧЕЕ  МЕСТО МАШИНИСТА ПО ЭРГОНОМИЧЕСКИМ ТРЕБОВАНИЯМ

 

КАБИНА  И РАБОЧЕЕ МЕСТО МАШИНИСТА ПО ЭРГОНОМИЧЕСКИМ ТРЕБОВАНИЯМ

Основные  трудности проектирования новой транспортной техники связаны с поиском путей и средств оптимального взаимодействия ее с человеком. Отсюда вытекает необходимость всестороннего учета возможностей человека, его физиологических, эстетических и психологических факторов как при конструировании рабочего места, так и при проектировании трудовой деятельности в целом.

Поездная  работа предъявляет высокие требования к работоспособности различных анализаторов систем организма машиниста, прежде всего зрительной, двигательной, слуховой. Разработка кабины локомотива относится к особо сложной работе, т.к. она включает в себя много функционально-конструкторских объектов проектирования (пульт управления, кресло водителя, цветовой интерьер и т.д.).

Необходимо отметить, что  попытки специалистов рационально  спроектировать рабочее место управления во многих отраслях техники оканчивались неудачно. Причинами следует считать  следующие три основных недостатка:

• недостаточно учитывались антропологические, физиологические, психологические и гигиенические факторы, недооценивалась роль дизайна в проектировании;
• предпринимались неправильные и противоречащие самому характеру техники попытки разработать "стандартное", раз и навсегда (или по крайней мере на длительный срок) зафиксированное расположение определенных рычагов, приборов и оборудования. Такие "стандарты" опровергались самой жизнью, так как они вступали в противоречие с развивающейся и непрерывно изменяющейся техникой и во многих случаях устаревали к моменту их создания;
• делались попытки спроектировать наилучшее рабочее место, но это выдвигало перед конструкторами весьма трудную задачу сочетания большого числа самых разнообразных требований, начиная с чисто технических и кончая требованиями тактического порядка. В результате пришли к выводу, что от попыток "стандартизировать" рабочее место следует отказаться, а необходимо установить основные принципы его рационального проектирования.

В существующих локомотивах  кабины машинистов не вполне соответствуют  эстетическим и эргономическим требованиям (рис.7.38). Однако в последние годы большой вклад в проектирование современных кабин магистральных  маневрово-промышленных локомотивов, отвечающих требованиям дизайна и эргономики, внесли УФ ВНИИТЭ, БФ ВНИИТЭ, ПГУПС.

В настоящее  время дизайнер объединяет усилия многих специалистов, участвующих в создании кабины. Слабым местом кабины является комплектующее оборудование, которое на заводах, как правило, не изготавливается (кресло машиниста, контроллер, скоростемер, приборы и т.д.). Излишняя многопредметность в интерьере кабины локомотива утомляет человека-оператора; приборы отопления, электроосвещения и разное оборудование сами по себе машинисту не нужны; для него имеют значение определенная температура, влажность и чистота воздуха, освещение. Отдельные предметы и оборудование должны формировать в кабине определенное рабочее место, создавая общее художественно-конструкторское решение, т.е. стилевое единство форм интерьера.

Пульты  управления отечественных локомотивов ТЭ 136, ВЛ 15, ВЛ 85, ТЭМ 7 и др. укомплектованы в основном приборами контроля и управления, для которых характерны разнообразные, не согласованные между собой приемы стилизации и формообразования. Это относится к форме стрелок и наличников приборов, начертанию приборов и цифр, способу нанесения надписей, символов и др.

Комплектующее оборудование локомотивов должно быть не только функциональным, но и эстетичным, способствующим оптимальной реализации психических свойств машиниста. При этом должны в полной мере учитываться факторы положительного эмоционального и инженерно-психологического воздействия среды на машиниста. Установлено, что оператор-машинист при гармонично организованном оборудовании рабочего места испытывает ощущение порядка, надежности и удобства, что способствует снижению утомляемости и предотвращает ошибки в управлении локомотивом. Учитывая вышеперечисленное, в настоящее время следует рассматривать перспективный пульт, приборы и оборудование, комплектующие кабину машиниста, с позиции композиционной и стилистической целостности, отвечающей оптимизации деятельности машиниста. К этому уровню близки пульты португальской электрички и французского поезда TGV (рис. 7.39). При изготовлении отечественных локомотивов наметилось стремление к упорядочению приборов, но в общем композиционно пульты еще не организованы.

Интересны решения пультов  с панелями приборов контроля и управления в виде блоков-модулей, обеспечивающих быструю их взаимозаменяемость в  условиях депо. 
На рис. 7.40 показан зарубежный пульт, в котором решены вопросы единства композиции пульта и панелей.

Функциональная, инженерно-психологическая и эргономическая согласованность новых приборов требует стилистического единства пульта. Во все приборы должен быть заложен единый принцип формообразования стрелок и наличников, элементов отображения информации. Шкалы приборов должны иметь единый тип шрифта и оцифровки, экраны - единое тональное решение. Для обозначения приборов контроля и управления целесообразно применять систему символов в едином графическом стиле.

В последние  годы службы дизайна страны провели ряд разработок локомотивов и пультов для них. На рис. 7.41 и 7.42 показаны разработки БФ ВНИИТЭ, ПГУПС и УФ ВНИИТЭ кабины магистрального грузового локомотива для Ворошиловградского тепловозостроительного завода. Разработки выполнены с новым комплектующим оборудованием; для управления используется бортовая микроЭВМ, функционирующая в зависимости от выбранного режима. Все органы управления и средства отображения информации размещены по функциональным зонам на отдельных панелях информации и управления.

Отдельно следует отметить пульт, внедренный на маневровых машинах  Людиновского тепловозостроительного завода. Пульт в новом функциональном решении, блочный, как первый этап внедрения с существующим комплектующим оборудованием. Получил положительный отзыв на международной выставке "Железнодорожный транспорт-89" (рис. 7.43).

На рис. 7.44 рассмотрен конкурсный проект рабочего места машиниста-оператора  для транспорта метро. В решении  пульта выделены функциональные панели, большое внимание уделено креслу машиниста. При проектировании кресла первоочередной задачей являлось обеспечение  оптимального рабочего положения машиниста  перед пультом управления независимо от его роста и массы. Удобная  посадка с опиранием позвоночника на спинку кресла достигается соответствующим расположением элементов обивки и регулировкой положения кресла относительно пульта.

Кабина

Эргономически правильная организация деятельности машиниста и его помощника предполагает рациональную планировку оборудования, рабочего места и кабины с учетом психофизических, физиологических и антропометрических характеристик человека, а также обеспечение безопасности работы в нормальных окружающих условиях.

Эргономический анализ пультов  управления различных типов локомотивов  позволил определить возможные пути унификации и типизации рабочего места машиниста для нового поколения  локомотивов.

Кабина для локомотивов  всех типов, в том числе и скоростных, должна решаться как упорядоченная  система объемов, организующих деятельность машиниста по управлению локомотивом  в одно лицо и его кратковременный  отдых. Пространство кабины должно оборудоваться в соответствии с делением ее на три функциональные зоны: рабочую зону машиниста, рабочую зону помощника (зону кратковременного отдыха), санитарно-гигиеническую зону.

Исходя из функционального  деления рабочего пространства передняя часть кабины делится на рабочую зону машиниста и рабочую зону помощника с выделенной в качестве основной, рабочей зоной машиниста.

Следовательно, пространство кабины должно оборудоваться в соответствии с ее унифицированным делением на три функциональные зоны.

Пульт управления

Пульт управления локомотивом  с расположенными на нем контрольно-измерительными приборами и органами управления является основной частью рабочего места  машиниста. Формирование пульта управления диктуется потребностями основного  рабочего режима ведения поезда.

Оборудование на пульте управления должно компоноваться в зоне работы машиниста исходя из трех этапов деятельности машиниста (запуск двигателя, поездная работа и маневровая работа) по трем самостоятельным зонам:

• зона запуска;
• зона движения;
• зона маневровой работы.

Часть органов управления, связанных с маневровой работой, может располагаться у окна.

Для размещения оборудования и органов управления в оптимальных  зонах досягаемости и хороших  условиях обзорности в качестве модуля для унификации предлагается полуовальная форма пульта управления в рабочей  зоне машиниста. Полуовальная форма  пульта обеспечивает оптимальность  восприятия машинистом информационного  поля и досягаемости рабочих органов  при работе в положении стоя у  окна в зоне маневровой работы.

В соответствии с современным  техническим оснащением пульт управления может состоять из двух взаимосвязанных  панелей: информационной и органов  управления, но лучшим эргономическим решением было бы совмещение получаемой информации с управляемым органом.

Для динамических объектов психологически более приемлемым следует считать соотношение между информационной панелью и панелью управления в сторону увеличения последней.

При наличии рабочей зоны помощника рабочее место машиниста  следует располагать с правой стороны кабины.

Для магистральных  тепловозов и электровозов с введением новейших достижений техники (дисплеев микроЭВМ, компьютеризации) предполагается размещение пульта управления машиниста по центру передней части кабины.

С возрастанием скоростных характеристик, которые требуют  более выраженной обтекаемости передней части локомотива, соответственно должно улучшаться эргономическое решение  пульта, его формы: без острых углов, с улучшением обзорности.

Таким образом, предлагается полуовальный модуль пульта с унифицированным  делением на информационную панель и  панель управления и размещением  его в правой стороне кабины или  по центру.

Контрольно-измерительные  приборы

Для обеспечения наиболее оптимального (под углом в 90°) считывания информации со скоростемера, контрольно-измерительных приборов и дисплея при рабочей позе сидя и стоя средства отображения информации следует располагать на унифицированной вертикальной информационной панели пульта.

Угол наклона информационной панели должен быть унифицирован и  в соответствии с требованиями эргономики составлять не более 25° - 36° по отношению  к перпендикулярной плоскости кабины.

Размеры информационного  поля должны определяться по размерам угла зрения в горизонтальной плоскости  при повороте головы на 45° от линии  взора, что составляет угол зрения, равный 120°.

С учетом блочного размещения основных средств отображения информации и их компоновки по смысловым группам  информационная панель как бы делится  на три части. В центре информационной панели, непосредственно перед машинистом, предполагается установить скоростемер в виде электронного цифрового индикатора или дисплея оперативного управления параметрами движения.

Блок информационной панели с контрольными лампами предпочтительнее представлять в виде обобщенной мнемосхемы контроля технического состояния локомотива или состава в целом. Для большей  наглядности и быстроты чтения, а  также уменьшения числа ошибок при  восприятии информации унифицированную  мнемосхему локомотива следует представлять в виде бокового силуэта.

В правой части информационной панели следует располагать измерительные  приборы, контролирующие работу основных систем локомотива в режиме тяги и  торможения. Тормозные манометры  и средства отображения информации, представленные стрелочными индикаторами или дисплеем, должны группироваться по соответствующим функциональным панелям.

Такое расположение и вид  отображаемой информации должны соответствовать  задачам машиниста по управлению движением во времени и пространстве в режиме тяги и торможения. Информационная модель на дисплеях должна быть построена таким образом, чтобы обеспечить машинисту как целостную одномоментную оценку ситуации, так и немедленное получение информации.

Для обеспечения безопасности движения и ведения поезда предельные значения особо важных показателей (превышения скорости, перегрева масла  и др.), кроме стрелочной или графической  индикации, рекомендуется обозначать унифицированной световой или звуковой индикацией, срабатывающей при приближении  к предельному значению параметра.

Для более быстрого и правильного  опознавания нужного сигнала  контрольных индикаторов следует  применять унифицированную систему  символов.