CIEŚLAKOWSKI Stanisław Janusz 1 Ergonomiczne diagnozowanie wizualizacji pracy nowoczesnych systemów sterowania ruchem WSTĘP Pojęcie ergonomia zostało wprowadzone po raz pierwszy w świecie przez polskiego przyrodnika prof. Wojciecha Bogumiła Jastrzębowskiego (1799 1882) w 1857 r. Definiuje on ergonomię następująco: nazwiskiem ergonomii wziętym od wyrazu greckiego ergon praca i nomos prawo, zasada, oznaczamy naukę o pracy, czyli o używaniu nadanych człowiekowi od Stwórcy sił i zdolności. W statucie Międzynarodowego Stowarzyszenia Ergonomicznego (IEA) w 1967 r. można znaleźć takie określenie tej stosunkowo nowej dyscypliny wiedzy: Ergonomia zajmuje się związkami zachodzącymi pomiędzy człowiekiem a jego zajęciem, sprzętem i otoczeniem (materialnym) w najszerszym znaczeniu, włączając w to pracę, wypoczynek, sytuację w domu i podróży. 1. ZADANIA I CZYNNOŚCI DYŻURNEGO RUCHU Dyżurni ruchu powinni być starannie dobierani do zawodu, gdyż ich praca wymaga umiejętności koncentracji i podzielności uwagi. Głównym obowiązkiem dyżurnych ruchu jest prowadzenie ruchu na stacji i przyległych szlakach. Do zadań dyżurnych ruchu należy m.in.: obsługa urządzeń na posterunku ruchu, przygotowanie drogi przebiegu pociągu, powiadamianie dróżników na przejazdach kolejowych o odjeździe pociągów, wydawanie ostrzeżeń i rozkazów pisemnych, obserwacja wjazdów, wyjazdów i przejazdów pociągów, podawanie sygnałów, organizacja pracy manewrowej na stacji, nadzór nad urządzeniami sterowania ruchem pod względem bezpieczeństwa, nadzór nad innymi pracownikami. W celu ułatwienia trudnej pracy dyżurnego ruchu, należy ergonomicznie ukształtować jego stanowisko pracy. Wymagania ergonomiczne można podzielić na: antropometryczne (zapewniające zachowanie preferowanej pozycji przy pracy), fizjologiczne (unikanie przeciążeń fizycznych), psychofizyczne (dostosowanie obiektów do możliwości zmysłów), higieniczne (zapewniające odpowiednie oświetlenie, mikroklimat, poziom hałasu, wibracji). Praca na stanowisku dyżurnego ruchu wykonywana jest w ciągu 12 h w systemie 12-24 -12 48, przy czym 24h odpoczynku następują po zmianie dziennej, a 48 h odpoczynku następuje po zmianie nocnej.[5] 1 Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu, Wydział Transportu i Elektrotechniki, 26-600 Radom, ul. Malczewskiego 29. Tel. 48 48 361-77-86, Fax. + 48 48 361 77 42, s.cieslakowski@uthrad.pl 751
2. WYMAGANIA DOTYCZĄCE MONITORÓW EKRANOWYCH Wymagania dotyczące monitorów ekranowych na stanowisku pracy dyżurnego ruchu powinny uwzględniać rozporządzenie w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy na stanowiskach wyposażonych w monitory ekranowe (Dz. U. 1998 Nr 148 poz. 973). Rozporządzenie dotyczy następujących elementów stanowiska i miejsca pracy: monitor ekranowy urządzenie do wyświetlania informacji w trybie alfanumerycznym lub graficznym, niezależnie od metody uzyskiwania obrazu, system komputerowy, urządzenia wchodzące w skład wyposażenia podstawowego i dodatkowego stanowiska pracy wraz z oprogramowaniem, stanowisko pracy przestrzeń pracy, wraz z wyposażeniem w środki i przedmioty pracy, obejmujące: wyposażenie podstawowe, w tym monitor ekranowy, klawiaturę lub inne urządzenie wejściowe, jednostkę centralną, wyposażenie dodatkowe, w tym drukarkę, skaner, mysz, trackball, wyposażenie pomocnicze, w tym stół, krzesło, uchwyt na dokument, podnóżek. Rozporządzenie traktuje pracownika jako każdą osobę zatrudnioną przez pracodawcę, w tym praktykanta i stażystę użytkującą w czasie pracy monitor ekranowy co najmniej przez połowę dobowego wymiaru pracy. Zgodnie z wymaganiami rozporządzenia pracodawca jest zobowiązany zorganizować stanowiska pracy z monitorami ekranowymi w taki sposób, aby spełniały one minimalne wymagania bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ergonomii. Podczas pracy na stanowiskach wyposażonych w monitory ekranowe, pracodawca jest zobowiązany do oceny warunków pracy z uwzględnieniem organizacji przestrzennej, stanu technicznego wyposażenia stanowiska pracy, obciążenia narządu wzroku oraz układu mięśniowoszkieletowego, a także obciążenia psychofizycznego pracownika. Ocena warunków pracy powinna być przeprowadzona zarówno dla nowo organizowanych stanowisk, jak również po zmianie organizacji i wyposażenia stanowisk pracy. Ponadto pracodawca zobowiązany jest informować pracowników o wszystkich aspektach ochrony zdrowia i bezpieczeństwa pracy, wynikach oceny warunków pracy oraz przeszkolić pracowników w zakresie bezpieczeństwa i higieny pracy. Wymagania ergonomiczne dotyczące monitorów ekranowych są następujące: znaki na ekranie powinny być wyraźne i czytelne, obraz na ekranie powinien być stabilny, bez tętnienia lub innych form niestabilności, jaskrawość i kontrast znaku na ekranie powinny być łatwe do regulowania w zależności od warunków oświetlenia stanowiska pracy, regulacje ustawienia powinny umożliwiać pochylenie ekranu co najmniej 20 o do tyłu i 5 o do przodu oraz obrót wokół własnej osi co najmniej o 120 o po 60 o w obu kierunkach, ekran powinien być pokryty warstwą antyodbiciową lub wyposażony w odpowiedni filtr (jeżeli wymagają tego warunki oświetlenia miejsca pracy, ustawienia monitora i powierzchni ekranu), ustawienie ekranu względem źródeł światła powinno ograniczać olśnienie i dobicia światła. 3. NOWOCZESNE SYSTEMY STEROWANIA RUCHEM KOLEJOWYN Systemy sterowania ruchem pociągów przeszły długą drogę rozwoju. Nowoczesne systemy sterowania ruchem kolejowym są stosowane na dużych i mocno obciążonych stacjach kolejowych i magistralach. Zadaniem systemów sterowania ruchem pociągów jest zapewnienie sprawnego i bezpiecznego prowadzenia ruchu oraz operatywnego zarządzania i kierowania przewozami. W komputerowych urządzeniach nastawczych zależności są wykonywane za pomocą odpowiednich programów komputerowych. Struktura sterowania składa się z trzech podstawowych poziomów: operatorski, 752
zależnościowy, urządzeń nastawczych. Dyżurny ruchu obsługuje komputer, który przyjmuje polecenia nastawcze prowadzane za pomocą klawiatury i przetwarza je na polecenia przesyłane do poziomu zależnościowego. Komputer otrzymuje informacje o sytuacji ruchowej całej stacji i przetwarza je na obrazy wyświetlane na monitorze. Nastawianie przebiegów pociągowych i manewrowych odbywa się z klawiatury sterowniczej i nadzorowane jest na monitorze ekranowym. Polecenia dyżurnego ruchu przetwarzane są w komputerze zależnościowym. Polecenia te kierowane są do sterowników obiektowych poprzez układ interfejsów i pętlę transmisji. Każdemu sterownikowi przyporządkowany jest adekwatny obiekt w terenie, np. semafor, tarcza manewrowa, wykolejnica, zwrotnica itd. [2] 4. ZOBRAZOWANIE OBIEKTÓW NA MONITORZE 4.1. Zobrazowanie odcinka toru Istnieje dwanaście wariantów prezentacji odcinka toru w zależności od jego stanu. Występują następujące stany toru: tor wolny, tor utwierdzony w drodze przebiegu pociągowego, tor utwierdzony w drodze przebiegu manewrowego, tor zajęty, tor w tracie ręcznego zwalniania przebiegu, tor przekazany do sterowania w rejonie manewrowym, tor zamknięty dla ruchu nieutwierdzony w przebiegu, niezajęty, tor zamknięty dla ruchu utwierdzony w przebiegu pociągowym, niezajęty, tor zamknięty dla ruchu utwierdzony w przebiegu manewrowym, niezajęty, tor zamknięty dla ruchu zajęty, tor bez kontroli zajętości, utrata łączności z obwodem kontroli niezajętości toru. 4.2. Zobrazowanie semafora Istnieje dziewięć wariantów prezentacji semafora w zależności od jego stanu. Występują następujące stany semafora: stan zasadniczy semafora nie biorącego udziału w przebiegu, semafor wyświetla sygnał stój, semafor wyświetla sygnał zezwalający, osłonięcie przebiegu sygnałem zabraniającym, stan awaryjny, uszkodzony sterownik lub brak transmisji, semafor w trakcie ręcznego zwalniania przebiegu, semafor zastopowany przez dyżurnego ruchu, semafor przekazany do sterowania w rejonie manewrowym, stan po zainicjowaniu sygnału zastępczego, semafor wyświetla sygnał stój, semafor wyświetla sygnał zastępczy. 4.3. Zobrazowanie tarczy manewrowej Istnieje siedem wariantów prezentacji tarczy manewrowej w zależności od jej stanu. Występują następujące stany tarczy manewrowej: stan zasadniczy tarczy manewrowej nie biorącej udziału w przebiegu, tarcza wyświetla sygnał zabraniający, tarcza wyświetla sygnał zezwalający, osłonięcie manewru sygnałem zabraniającym, 753
stan awaryjny, uszkodzony sterownik lub brak transmisji, tarcza manewrowa w trakcie ręcznego zwalniania przebiegu, tarcza manewrowa do sterowania w rejonie manewrowym, tarcza manewrowa zastopowana przez dyżurnego ruchu. 4.4. Zobrazowanie zwrotnicy Istnieje dwadzieścia pięć wariantów prezentacji zwrotnicy w zależności od jej stanu. Występują następujące stany zwrotnicy: stan zasadniczy zwrotnicy w położeniu na bok, stan zasadniczy zwrotnicy w położeniu na wprost, stan zasadniczy zwrotnicy w położeniu na wprost z zamkniętym obwodem kontroli niezajętości, zwrotnica utwierdzona w przebiegu pociągowym, wolna, zwrotnica utwierdzona w przebiegu pociągowym z zamkniętym obwodem kontroli niezajętości, zwrotnica utwierdzona w przebiegu manewrowym, wolna, zwrotnica utwierdzona w przebiegu manewrowym, z zamkniętym obwodem kontroli niezajętości, zwrotnica utwierdzona w przebiegu pociągowym lub manewrowym, zajęta, zwrotnica w trakcie ręcznego zwalniania przebiegu, zwrotnica przekazana do sterowania w rejonie manewrowym, zwrotnica zamknięta w ochronie rejonu manewrowego, indywidualne zamknięcie zwrotnicy, zwrotnica ze zbocznikowanym obwodem kontroli niezajętości, w trakcie przestawiania, rozprucie zwrotnicy, zwrotnica wciąż zajęta, rozprucie zwrotnicy, zwrotnica niezajęta, zwrotnica rozpruta, ze zbocznikowanym obwodem kontroli niezajętości, zwrotnica rozpruta, wciąż zajęta po osiągnięciu kontroli położenia w pozycji plus, inicjalizacja kasowania sygnalizacji rozprucia zwrotnicy, zwrotnica rozpruta, wciąż zajęta po osiągnięciu kontroli położenia w pozycji plus, zwrotnica rozpruta, niezajęta po osiągnięciu kontroli położenia w pozycji plus, inicjalizacja kasowania sygnalizacji rozprucia zwrotnicy, zwrotnica rozpruta, niezajęta po osiągnięciu kontroli położenia w pozycji plus, rozprucie zwrotnicy z zamkniętym obwodem kontroli niezajętości, zwrotnica wciąż zajęta, rozprucie zwrotnicy z zamkniętym obwodem kontroli niezajętości, zwrotnica niezajęta, inicjalizacja kasowania sygnalizacji rozprucia zwrotnicy z zastopowanym obwodem kontroli nie zajętości, zwrotnica przekazana do lokalnego sterowania, utrata łączności z obwodem kontroli niezajętości zwrotnicy w położeniu na wprost. 4.5. Zobrazowanie przejazdu drogowego Istnieje pięć wariantów prezentacji przejazdu drogowego w zależności od jego stanu. Występują następujące stany przejazdu drogowego: przejazd otwarty dla ruchu drogowego, rogatki w trakcie podnoszenia lub opuszczania, przejazd zamknięty dla ruchu drogowego, przejazd zamknięty dla ruchu drogowego, utwierdzony w przebiegu, stan awaryjny, uszkodzony sterownik lub brak transmisji.[2, 3, 4] 5. METODA BADAŃ I WYNIKI Układ człowiek obiekt techniczny ma do spełnienia trzy podstawowe funkcje: funkcję wejścia, która wprowadza informację do narządów zmysłu człowieka, funkcję sterowania realizowaną przez określony układ nerwowy, 754
funkcję wyjścia, która realizuje się zazwyczaj przez uruchomienie mechanizmów sensomotorycznych i przez zastosowanie siły mięśni człowieka. Do podstawowych zadań operatora należy zdobywanie informacji o pożądanym stanie sterowania obiektu (lub regulowanego procesu) oraz dokładne odbieranie informacji o jego stanie aktualnym (rzeczywistym). Proces ten składa się z wyodrębnienia obiektu z tła, rozpoznania, identyfikacji, podjęcia decyzji co do sytuacji, podjęcia decyzji co do metody, dokonania wyboru czynności oraz wykonania samej czynności. Praca dyżurnego ruchu sprowadza się, m.in. do nastawiania i śledzenia stanu obiektów. Czynności te wykonuje on często w utrudnionych warunkach optycznych i akustycznych. W przekazywaniu informacji za pomocą monitora szczególną rolę odgrywa barwa. Właściwe jej stosowanie decyduje o czytelności. Barwa ma także znaczenia informacyjne. Barwa wywiera również wpływ na postrzeganie wielkości obiektu. Na tę właściwość należy zwracać uwagę podczas komponowania przekazu. Barwa jest lepiej zapamiętywana od kształtu. Prawidłowe stosowanie i różnicowanie barwnych informacji pozwala na przyspieszenie i poprawę jakości przyswajania prezentowanego materiału wizualnego. Umiejętne wykorzystanie barwy pomaga w znacznym stopniu usprawnić percepcję eksponowanych informacji. Autor zaproponował następujący wzór na czytelność wizualizacji obiektów CZO na monitorze przez dyżurnego ruchu:[1] gdzie: n j liczba obiektów na monitorze o j tej czytelności, c j czytelność na monitorze j-tego obiektu [%], k liczba czytelności poszczególnych obiektów. WNIOSKI Z wykonanej pracy wynikają następujące wnioski: 1. Czytelność wizualizacji odcinków toru wynosi 49%. 2. Czytelność wizualizacji semaforów wynosi 51%. 3. Czytelność wizualizacji tarcz manewrowych wynosi 50%. 4. Czytelność wizualizacji zwrotnic wynosi 46%. 5. Czytelność wizualizacji przejazdów drogowych wynosi 52%. 6. Prawidłowa czytelność wizualizacji powinna być zbliżona do 100%. Streszczenie W pracy opracowano ilościową metodę ergonomicznej oceny wizualizacji pracy komputerowych systemów sterowania ruchem kolejowym. Słowa kluczowe: dyżurny ruchu, ergonomia, system sterowania Ergonomic diagnosis of visualization of operation of modern railway traffic control systems Abstract The paper presents the method for ergonomical quantity assessment of operation of railway traffic control systems. Keywords: train dispatcher, ergonomy, traffic control system 755
BIBLIOGRAFIA 1. Cieślakowski St. J.: Ergonomiczne diagnozowanie wizualizacji pracy systemu SNZ 3. Logistyka 4/2014. 2. Dyduch J., Kornaszewski M.: Systemy sterowania ruchem kolejowym. WPR. Radom 2009. 3. Dyduch J.: Innowacyjne systemy sterowania ruchem kolejowym. WPR. Radom 2010. 4. Dyduch J., Kornaszewski M.: Komputerowe systemy sterowania ruchem kolejowym. WUTH. Radom 2014. 5. Instrukcja Ir 1: Instrukcja o prowadzeniu ruchu pociągów. PKP PLK S.A. Warszawa 2007. 756