ОАО "РОССИЙСКИЕ ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ"
РАСПОРЯЖЕНИЕ
от 17 декабря 2009 г. N 2609р
Об утверждении Методических рекомендаций по оптимизации алгоритма, методов и механизмов информационного обеспечения машинистов магистральных локомотивов, работающих без помощников в пассажирском и грузовом движении
В целях оптимизации и дальнейшего совершенствования систем отображения информационного потока о поездной ситуации, соответствия их современным эргономическим требованиям при проектировании и модернизации тягового подвижного состава:
1. Утвердить Методические рекомендации по оптимизации алгоритма, методов и механизмов информационного обеспечения машинистов магистральных локомотивов, работающих без помощников в пассажирском и грузовом движении.
2. Руководителям филиалов и структурных подразделений ОАО "РЖД", научно-исследовательских, проектно-конструкторских, конструкторско-технологических институтов и бюро при разработке проектов, касающихся методов, механизмов и алгоритмов информационного обеспечения машинистов магистральных локомотивов, руководствоваться положениями, изложенными в настоящих Методических рекомендациях.
3. Разработанные проекты различных видов информационной поддержки машинистов должны проходить согласование с ПКБ ЦТ - филиала ОАО "РЖД".
4. Контроль за выполнением настоящего распоряжения возложить на директора Проектно-конструкторского бюро локомотивного хозяйства - филиала ОАО "РЖД" Попова Ю.И.
Вице-президент
ОАО "РЖД"
А.В.Воротилкин
УТВЕРЖДЕНЫ
распоряжением ОАО "РЖД"
от 17 декабря 2009 г. N 2609р
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПТИМИЗАЦИИ АЛГОРИТМА, МЕТОДОВ И МЕХАНИЗМОВ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МАШИНИСТОВ МАГИСТРАЛЬНЫХ ЛОКОМОТИВОВ, РАБОТАЮЩИХ БЕЗ ПОМОЩНИКОВ В ПАССАЖИРСКОМ И ГРУЗОВОМ ДВИЖЕНИИ
1.1. Методические рекомендации разработаны в ФГУП ВНИИЖГ Роспотребнадзора на основании натурных хронометражных, гигиенических и психофизиологических исследований динамики изменения функционального состояния машинистов, работающих без помощника. Соблюдение положений, приведенных в методических рекомендациях, позволят обеспечить повышение функциональной надежности взаимодействия приборов и систем безопасности с машинистом.
1.2. Методические рекомендации разработаны в соответствии:
- с постановлением совещания у старшего вице-президента ОАО "РЖД" В.А. Гапановича от "11" октября 2006 г. пункт N 6 о подготовке нормативно-правовой документации (Протокол совещания от "11" октября 2006 г. N ВГ - 364 кр).
- Распоряжением вице-президента ОАО "РЖД" А.В. Воротилкина от
"25" мая 2009 г. N 1086р п.9
- Решение Российского профессионального Союза железнодорожников и транспортных строителей от 3 марта 2009 г. (Профессиональная Секция при Центральном комитете работников локомотивного хозяйства).
Методические рекомендации (далее МР) предназначены для использования при проведении модернизации или при проектировании средство отображения информации, в целях оптимизации обеспечения информационного потока машинистам магистрального движения, работающих полной бригадой и без помощников.
МР содержат перечень свойств, которыми должны обладать все модернизируемые и вновь проектируемые системы и устройства отображения информации на магистральных локомотивах и МВПС, предназначенных для работы без помощника.
Настоящие МР соответствуют общим эргономическим требованиям, предъявляемым к кабинам и рабочему месту машиниста.
В настоящих МР использованы материалы нижеследующих документов:
1. ГОСТ 12.2.056-81 "ССБТ. Электровозы и тепловозы колеи 1520 мм. Требования безопасности"
2. Межгосударственный стандарт ГОСТ 2.304-81 "Единая система конструкторской документации. Шрифты чертежные".
3. ГОСТ 26387-84 Система "человек-машина". Термины и определения. 4. ГОСТ 20.39.108-85 Требования по эргономике, обитаемости и технической эстетике. Номенклатура и порядок выбора.
5. ОСТ 32.18-92 Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Выбор и общие правила нормирования показателей безопасности
6. СНиЭТ 6/35-96 "Санитарные нормы и эргономические требования к проектированию кабин и оборудования тягового и моторвагонного подвижного состава железнодорожного транспорта"
7. СНиЭТ ЦУВСС 6/35-96 "Тяговый и моторвагонный подвижной состав железнодорожного транспорта. Проектирование кабин и оборудования тягового и моторвагонного подвижного состава железнодорожного транспорта".
8. СанПиН 2.2.2.542-96 "Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы" (утв. постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 14 июля 1996 г. N 14)
9. Стандарт Driver Machine Interface (DMI) разработанный рабочей группой WGA9D CENELEC
10. Стандарт ISO 9241 (часть 10). Стандарт ISO 9241 Ergonomic requirements for office work with visual display terminals (VDTs):
11. ГОСТ Р 50948-2001 "Средства отображения информации индивидуального пользования. Общие эргономические требования и требования безопасности".
12. СП 2.5.1336-2003 "Санитарные правила по проектированию, изготовлению и реконструкции локомотивов и специального подвижного состава железнодорожного транспорта".
13. Сатклифф А.Г., Фарадей П.Ф. (1994) Систематическое проектирование задачно-ориентированных мультимедийных интерфейсов. Информационные и Программные Технологии. 36(4). с. 225-234.
14. Сатклифф А.Г., Фарадей П.Ф. (1994) Проектирование представления в мультимедиа-интерфейсах. Труды CHI94. Под ред. Адельсон Б., Думаис С., Олсон Дж.. С. 92-98. ACM Press.
3.1. Рабочее место машиниста - часть пространства кабины в системе "человек-машина", оснащенная необходимыми техническими органами управления, средствами предоставления визуальной и речевой информации, а также вспомогательными устройствами.
3.2. Пульт управления - часть рабочего места машиниста, на котором размещены органы управления (ОУ) и средства отображения поездной информации (СОИ).
3.3. Орган управления (ОУ) - техническое средство, предназначенное для передачи управляющих действий машиниста к исполнительным органам локомотива.
3.4. Средство отображения информации (СОИ) - система визуального отображения динамической информации о технических параметрах работы узлов и агрегатов локомотива, а также параметрах ведения поезда и поездной обстановке.
3.5. Логическое управляющее действие - действие по управлению локомотивом основанное на анализе поездной ситуации и динамике изменения параметров работы узлов и агрегатов.
3.6. Угловой размер знака - угол между линиями соединяющими крайние точки знака по высоте и глаз наблюдателя (при фронтальном наблюдении).
4. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ОПТИМИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМАМИ АВТОВЕДЕНИЯ И УСТРОЙСТВАМИ БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ
4.1. Любая модернизация внутрикабинного пространства и алгоритма информационного оповещения должна приводить к снижению общей интенсивности информационного поиска, выполняемого машинистом.
4.2. В любых условиях поездной обстановки оптимизация представления информации должна приводить к снижению загруженности машиниста действиями по управлению локомотивом.
4.3. При оптимизации предоставления и отображения информационного обеспечения машинистов, работающих без помощника, целесообразно предусматривать максимальное замещение его функций (помощника) по информационной поддержке - средствами систем автоведения и безопасности движения.
5. РАЗМЕЩЕНИЕ СРЕДСТВ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ
5.1. Расположение дисплеев и контрольно-измерительных приборов в кабине должно соответствовать функциональному зонированию рабочего места машиниста.
5.2. В зависимости от технологического процесса, определяющего объем предоставления информации, плотность ее отображения и разновидность, необходимую скорость переключения внимания оператора, следует предусматривать различное количество дисплеев.
5.3. В зависимости от количества разнесенных в пространстве дисплеев СОИ, они должны располагаться в соответствии с правилами зонирования рабочего пространства.
5.4. Функциональное зонирование предопределяет размещение СОИ с учетом минимизации маршрута движения глаз и качества восприятия информации, так в центральной зоне (с углом примерно 4 град.) и зоне ясного видения (30-35 град.) - машинист четко различает детали изображения. В периферической части (75-90 град.) - предмет обнаруживается, но не распознается. Таким образом, в зоне до 35 град. от прямого взора машиниста следует располагать всю информацию, необходимую для оперативного принятия решения по управляющим действиям. В зоне до 90* следует располагать редко используемые индикаторы, частота обращения к которым низка. На рис. 5.4.1. схематически представлены эти зоны расположения дисплеев, контрольно-измерительных приборов и индикаторов.
5.5. На пульте управления машиниста должны размещаться СОИ с учетом приоритетности их использования в зависимости от реального алгоритма управления, которые необходимы для непосредственного управления локомотивов во время движения.
5.6 Алгоритм управления рассчитывается путем проведения хронометражных исследований с точным указанием частоты, длительности и пути перемещения взгляда машиниста, а также степени ответственности того или иного показателя (прибора отражающего этот показатель) для соблюдения правильности следования технологического процесса.
5.7. Информационный дисплей, отображающий поездную обстановку, на панели пульта управления должен располагаться перпендикулярно направлению взгляда машиниста и иметь защитный козырек или другие средства для предотвращения солнечной засветки и отражения его в окнах локомотива.
5.8. СОИ пульта управления следует объединять в функциональные группы, для того, чтобы их пространственное размещение позволяло одновременно без перемещения взгляда удерживать в зоне ясного видения показания группы приборов по выполняемой операции.
5.9. В центральном поле зрения и зоне ясного видения машиниста при наблюдении поездной обстановки через лобовое стекло не должны располагаться постоянно светящиеся индикаторы, отображающие штатный режим работы систем локомотива.
5.10. Расположение СОИ систем безопасности и алгоритм их работы должны быть единообразны на всех локомотивах одной серии.
6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЭРГОНОМИЧЕСКИМ ПРАВИЛАМ ОРГАНИЗАЦИИ СРЕДСТ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ.
6.1. Интерфейс СОИ должен обладать качествами, обеспечивающими выполнение машинистом своих задач на высоком уровне, с сокращением до минимума вероятности допущения ошибки по "человеческому фактору".
6.2. СОИ должны иметь антибликовое покрытие (антибликовые свойства), достаточную глубину и плавность регулировки яркости и контрастности, для беспрепятственного и безошибочного считывания всего диапазона предоставляемой информации в любых условиях освещенности рабочего места (днем/ночью).
6.3. В зависимости от светоощущения машиниста необходимо предусматривать возможность плавного регулирования искусственной подсветки отдельных групп приборов, включая электронные индикаторы.
6.4. Размер экрана дисплея должен позволять размещать всю необходимую информацию и обеспечивать безошибочное ее считывание машинистом.
6.5. Для обеспечения четкого восприятия отдельных символов и знаков на экране СОИ угловой размер знака должен быть не менее 18 угловых минут. При этом угловой размер знака в соответствии с требованиями СанПиН 2.2.2.542-96г., рассчитывается по формуле: а = 2 arctg (h/(2 L)), где h - высота знака; L - расстояние от знака до глаза наблюдателя.
На рис. 6.5.1. представлено графическая схема по расчету и определению абсолютной размерности знака.
6.6 Дисплей должен обладать хорошей четкостью отображения информации как при высокой (минимум 250 кд/м кв.), так и низкой (3 кд/м кв.) освещенности кабины, без визуальных мерцающих эффектов.
6.7. Дисплей должен иметь при отсутствии окружающего освещения контрастность не ниже 100 (контрастность определяется, как C=Lon/Loff, где Lon - световая интенсивность при белом экране, а Loff - световая интенсивность при черном экране).
7. АЛГОРИТМ, МЕТОДЫ И МЕХАНИЗМЫ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
7.1. Средства отображения информации (СОИ) должны обеспечивать машиниста своевременной, надежной, однозначно толкуемой информацией.
7.2. При размещении информации на дисплее необходимо руководствоваться эргономическими принципами организации информационного поля:
- доступности, наглядности и понятности отображения реальной поездной обстановки
- отображения необходимого машинисту объема информации с сохранением качества его восприятия вне зависимости от площади экрана.
- однозначного отображения показателей, не требующих перепроверки по дублирующим приборам.
7.3. Объем, структура и алгоритм предоставления информация должны обеспечивать возможность прогнозирования дальнейшего развития поездной обстановки.
7.4. Рекомендуется отображать текущие, прогнозируемые и рекомендованные параметры ведения поезда.
7.5. Системы должны отображать информацию о необходимых действиях машиниста, и об объектах по маршруту следования, требующих таких действий (например: подача сигнала, опустить токоприемник).
7.6. В автоматических режимах ведения поезда рекомендуется автоматизация выполнения отдельных управляющих действий, таких как подача сигнала на установленных местах, подача песка при буксовании, с включением этой опции по усмотрению машиниста.
7.7. На локомотивах рекомендуется реализовывать функцию самодиагностики, которая позволит в автоматизированном режиме сигнализировать о неполадках в контролируемых технических системах.
7.8. Необходимо предусматривать на локомотивах возможность сбора машинистом аварийных цепей ведения поезда, и устранения неполадок не покидая кабины.
7.9. Экран графического дисплея должен состоять не более чем из 6 - 8 функциональных полей, отвечающих за индикацию основных параметров движения и безопасности. Каждое из полей может быть разделено на более детальные подобласти.
7.10. В каждое функциональное поле рекомендуется включать информацию, относящуюся к конкретной технической группе показателей или технологическим параметрам выполняемого процесса.
7.11. К организации информационного поля, с точки зрения минимизации зрительного поиска, предъявляются следующие основные требования:
- элементы поля следует располагать так, чтобы в объем фиксации, ограниченной зоной 10 град., попадало не более чем 4-8 объектов;
- следует по возможности уменьшить объем поля, не допуская нахождения в нем ненужных элементов;
- искомые элементы следует выделять таким образом, чтобы обеспечить наименьшее время фиксации. Наилучшим является выделение искомого элемента другим цветом или с помощью цветового маркера.
7.12. Цифровое представление информация должно отображаться в виде арабских цифр и соответствовать стандарту написания символов.
7.13. Буквенное представление информации должно отображаться кириллицей, иноязычный шрифт допускается применять при отсутствии русскоязычных синонимов или технической необходимости.
7.14. Допускается использовать заглавные и строчные буквенные символы в соответствии с логикой отображения процесса, сохраняя общепринятые сокращения. (Пример: режим торможения символом " Т ", отпуск тормозов " О ").
7.15. Не допускается использовать идентичные по написанию и отображению сокращения, обозначающие различные показатели.
7.16. Периодическую информацию о поездной обстановке следует предоставлять машинисту с учетом фактической скорости движения не позднее чем за 20, но не ранее чем за 60 секунд до подъезда к отображаемому объекту.
7.17. В случаях возникновения отказов в работе систем локомотива или внештатных ситуаций рекомендуется предусмотреть возможность автоматического оповещения машиниста.
7.18. Другие информационные сообщения, не касающиеся непосредственно поездной обстановки, например, подсказка об оптимальном режиме ведения поезда, должна производиться по вызову машиниста.
7.19. При разработке и модернизации новых систем автоматизированного ведения поезда следует предусмотреть возможность информационного оповещения машиниста о предстоящем торможении.
7.20. Цветовая кодировка информации должна соответствовать общепринятым эргономическим, физиологическим и логическим рекомендациям:
7.20.1. Красный цвет использовать для предупреждения оператора о том, что вся система или одна из ее частей бездействуют. Примеры сообщений: "Срыв", "Ошибка", "Авария", "Отказ". Мигающий красный требует немедленных действий от операторов.
7.20.2. Желтый цвет применять для обозначения предельных режимов, в которых требуется предельная осторожность или возрастает вероятность наступления сбоя в работе системы.
7.20.3. Зеленым цветом обозначать полностью функционирующую систему, все компоненты которой работают в штатном режиме.
7.20.4. Белый цвет использовать для обозначения таких функций, относительно которых у системы нет сведений, являются ли они правильными или ошибочными. То есть, например, для обозначения альтернативных функций или кратковременного промежуточного состояния.
7.20.5. Синим цветом рекомендуется обозначать консультативно-справочную информацию. При этом рекомендуется минимизировать использование этого цвета в индикаторах.
7.20.6. При выборе цветовой гаммы отображения информационного потока или его символов необходимо учитывать физиологию восприятия цветов, исходя из того, что фокусировка глаза при наличии разноокрашенных объектов осуществляется детально. Поэтому, при восприятии символов окрашенного в два цвета с резко различающейся длиной волны, например, синим и красным цветом, глаз эти символы будет воспринимать поочередно, как состоящий из двух элементов. Кроме того, что это создает дополнительные трудности при восприятии информационного сообщения, подобное сочетание цветового решения будет вызывать ускоренное развитие утомления зрительного анализатора. Поэтому при реализации цветового кодирования следует избегать сочетания синего с красным или голубого с красным и подобных сочетаний цветов, т.к. синие и красные элементы изображения (символы) воспринимаются как удаленные на различные расстояния.
7.20.7. Для гарантированно эффективного опознания символов необходимо ограничить количество цветов и их оттенков до 15единиц.
7.20.8. Если от оператора требуется абсолютная точность в идентификации цвета (в отсутствие других цветов для сравнения), максимальное число цветов не должно превышать пяти.
7.20.9. Цветом рекомендуется кодировать целые слова или фон, а не символы или отдельные знаки.
7.21. Предоставлять информацию машинисту с необходимым упреждением к моменту начала исполнения действий по управлению локомотивом, например началу торможения;
7.22. Сократить поток информации до необходимого минимума, отображающего текущий технологический процесс, но при этом превышение 9 групп показателей может приводить к резкому снижению скорости и точности восприятия информации, что приведет к появлению ошибочных действий.
7.23. Максимально разгрузить оперативную память, путем предоставления машинисту "подсказки" по рекомендуемым ему дальнейшим действиям.
8. ПОДХОДЫ К ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА ИНТЕРФЕЙСА
8.1. При оценке качества разработанного пользовательского интерфейса и его доработке рекомендуется использоваться подход, который устанавливает, каким руководящим эргономическим принципам должен удовлетворять интерфейс с точки зрения оптимальности человеко-машинного взаимодействия. В этом случае показатель качества оценивается экспертом по степени реализации графических и операционных особенностей пользовательского интерфейса.
8.2. Итоговая оценка качества интерфейса производится конечными пользователями, т.е. машинистами, по результатам работы с СОИ на тренажере или реальных экспериментальных поездках, по полноте и точности отображения необходимой информации, влиянию интерфейса на производительность труда, субъективной удовлетворенности машинистов этим интерфейсом в достижении целевых результатов.