Транспортная газета Евразия Вести

Разделы:

 Свежий номер
 Подшивка
 Материалы
 Новости
 О газете
 Редакция
 Подписка

 Консалтинг
 Лицензирование
 Сертификация
 Юридические
 услуги

 Партнеры
 Ресурсы сети
 Реклама на сайте

Поиск:


 

НАУКА


Версия для печати
Обсудить в форуме

Современные кабины машиниста Новочеркасского электровозостроительного

Железнодорожная отрасль сегодня вышла на новый уровень, который требует решения новых технических задач, в первую очередь, связанных с условиями работы локомотивных бригад, от чего зависит главное – безопасность движения поездов.

О требованиях, предъявляемых к современным кабинам машиниста для улучшения работы локомотивных бригад на Новочеркасском электровозостроительном заводе, пойдет речь в материалах статьи нашего корреспондента.

Современные кабины машиниста Новочеркасского электровозостроительного
Современные кабины машиниста Новочеркасского электровозостроительного
Современные кабины машиниста Новочеркасского электровозостроительного
Современные кабины машиниста Новочеркасского электровозостроительного
Работа локомотивных бригад характеризуется специфическим режимом труда и отдыха:

– начало и окончание работы в разные часы суток;

– наличие ночной работы;

– частый отдых вне дома;

– длительное пребывание на локомотиве при ограниченной подвижности и т. д.

В связи с повышением скорости движения возросло нервно-эмоциональное напряжение членов бригады, увеличился поток информации – более частое мелькание сигналов (путевых знаков), «набегание» шпал, стрелок и т. д.

Кроме того, такие факторы, как шум, вибрация, микроклимат и др., не безразличны для организма человека и могут также быть причиной преждевременного утомления. Наиболее неблагоприятное воздействие на человека оказывают шум и вибрации.

Воздействие вибраций на организм человека особенно ощутимо при частотах, близких собственной частоте колебаний тела и его органов. Резонансными для тела человека частотами являются частоты 6–8 и 16–30 Гц. Уменьшение воздействия вертикальных вибраций на локомотивную бригаду достигается за счет снижения вибраций рамы и кузова путем правильного подбора параметров рессорного подвешивания, применения резиновых амортизаторов в подвешивании.

Микроклимат в кабине машиниста также имеет немаловажное значение для здоровья членов локомотивной бригады. По санитарным нормам, средняя температура воздуха в кабине машиниста при закрытых окнах весной, зимой и осенью должна быть 16-18 оС, при этом перепад температуры на уровнях 50–100 мм и 1,5–2 м от пола не должен превышать 3–5 оС. При больших перепадах температуры появляется состояние дискомфорта. Устройство боковых окон в кабине машиниста должно обеспечивать отсутствие сквозняков, а также чрезмерного перепада давлений в кабине при их открытии на большой скорости, вызывающего болевые ощущения в ушах.

Для создания нормального микроклимата в переходное и холодное время года должна быть предусмотрена система отопления с обеспечением возможно большей равномерности температуры воздуха во всем объеме кабины. Этому способствует хорошая герметизация пола, окон, дверей кабины. Воздух к отопительно-вентиляционной установке должен поступать снаружи очищенным от пыли. Использование вентиляционной установки летом позволяет снижать температуру в кабине на 3–6 оС, однако в условиях жаркого климата вентиляционная установка не решает проблемы создания оптимального микроклимата в кабине. Поэтому необходимым радикальным решением для улучшения условий труда локомотивных бригад при высоких температурах наружного воздуха является оборудование кабины машиниста установкой для кондиционирования, позволяющей понизить температуру воздуха во всем объеме кабины, очистить его от пыли и обеспечить подачу свежего воздуха.

Взаимное расположение и размеры основных элементов кабины, пульт управления и кресла должны удовлетворять требованиям эргономики, чтобы обеспечивались оптимальные условия работы локомотивной бригаде. Для облегчения работы машиниста при подъезде к составу около правого бокового окна должна быть предусмотрена кнопка, сблокированная с 1-й позицией контроллера, так как при пользовании контроллером, подъезжая к составу, машинисту приходится занимать крайне неудобную позу.

Основные проблемы проектирования кабин электровозов 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 машиниста в целом.

Поездная работа предъявляет высокие требования к работоспособности различных анализаторов систем организма машиниста, прежде всего – зрительной, двигательной, слуховой. Разработка кабины электровоза относится к особо сложной работе, так как она включает в себя много функционально-конструкторских объектов проектирования (пульт управления, кресло машиниста и помошника, 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 разработчики кабин пришли к выводу, что от попыток «стандартизировать» рабочее место следует отказаться, а необходимо установить основные принципы его рационального проектирования.

Внутреннее оборудование кабин электровозов 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 машинист при гармонично организованном оборудовании рабочего места испытывает ощущение порядка, надежности и удобства, что способствует снижению утомляемости и предотвращает ошибки в управлении электровозом. 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 наиболее близки пульты португальской электрички и французского поезда TGV.

При изготовлении отечественных электровозов последнего поколения наметилось стремление к упорядочению приборов.

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 решении пульта выделены функциональные панели контроллера машиниста, системы тормозов, системы индикации, радиостанции и т.д.

Большое внимание в интерьере кабины должно быть 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 равномерным опиранием позвоночника на спинку кресла достигается соответствующим расположением элементов обивки и регулировкой положения кресла относительно пульта.

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

Кабина для электровозов 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 функциональных 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.

Пульт управления. Пульт управления электровозом 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 двух этапов деятельности машиниста (поездная работа и маневровая работа), по двум самостоятельным зонам:

– зона движения;

– зона маневровой работы.

Часть органов управления, связанных с маневровой работой, должна 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 является совмещение получаемой информации с управляемым органом, т.е. наличие сенсорных экранов и клавиш.

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.

Контрольно-измерительные приборы. Для обеспечения наиболее оптимального (под углом в 90о) 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 25-36о по отношению к перпендикулярной плоскости кабины.

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

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.

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, 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 (превышение скорости, перегрев масла и др.), кроме стрелочной или графической индикации, рекомендуется обозначать унифицированной световой, звуковой или голосовой индикацией, срабатывающей при приближении к предельному значению параметра.

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

Таким образом, в соответствии с функциональным группированием средств отображения информации для быстроты ее восприятия, информационная панель разделяется на три унифицированных блока:

– по центру располагается наиболее значимый и часто наблюдаемый прибор – дисплей – скоростемер;

– слева – дисплей контроля работы основных систем локомотива в режимах тяги и торможения, который является и средством вывода унифицированных мнемосхем контроля технического и аварийного состояния.

Средства управления. Перспективные скоростные локомотивы по сравнению с эксплуатирующимися поездами имеют не только более высокие мощность и скорость, но в них широко используется электроника, включая микропроцессоры в цепях управления и регулирования. Это позволило применить сенсорные клавиши с регулируемым усилием нажатия, также дистанционные контроллеры и краны управления. В перспективе возможно применение сенсорных экранов дисплеев с выводом на них кнопок управления с различной цветовой подсветкой. Это позволит одновременно с приемом информации выполнять управляющие воздействия без перемещения руки машиниста.

Контроллер и тормозные краны. Контроллер является основным, постоянно используемым органом управления, поэтому его форма и место расположения имеют первостепенное значение. В качестве модуля для унификации приводного элемента контроллера применяют рычаг с вертикально расположенной рукояткой. Рукоятки должны быть изготовлены из материалов с малой теплопроводностью или иметь покрытие из этих материалов. Перемещение рукоятки контроллера вперед и назад, соответствующее увеличению и уменьшению скорости, следует признать для машиниста наиболее приемлемым, так как такое движение обеспечивает логическое соответствие между органом управления и управляемым объектом. Форма рукоятки и координаты ее перемещения не должны требовать значительных усилий и создавать неудобное положение кисти в крайних позициях контроллера, но должны позволять машинисту длительное время держать ладонь на рукоятке.

С учетом отечественного и зарубежного опыта по совмещению функций управления тягой и электрическим торможением поезда наиболее целесообразно располагать такой контроллер под правой рукой с преимущественным расположением рычага управления в центральной зоне. Такое размещение дает возможность более равномерно распределить нагрузку между левой и правой рукой, а также высвобождает левую руку для удобного пользования рацией.

Рация располагается с левой стороны на панели управления, что обеспечивает хорошую обзорность и удобство пользования переговорным устройством.

Центральное расположение контроллера позволяет управлять им как правой, так и левой рукой и обеспечивает наиболее оптимальные условия для получения зрительной информации и ответного действия (расположение на одной линии взгляда пути следования, АЛСН, скоростемера и контроллера).

Органы управления. Для более рационального размещения органов управления и уменьшения загруженности панели менее значимые, эпизодически используемые органы управления предполагается вынести за пределы пульта с автоматическим их включением при подготовительной работе.

Для поддержания постоянной бдительности на всех локомотивах кабины оборудуются приборами безопасности с общим алгоритмом действия. В систему поддержания бдительности должны входить не менее двух кнопок бдительности, педаль, световой сигнал, выведенный на экран дисплея и появляющийся через каждые 30–40 секунд.

Звуковой сигнал можно подавать только в случае крайней опасности. Одну из кнопок бдительности рекомендуется располагать на панели управления в зоне управления движением, другую кнопку следует разместить на стыке информационной панели и панели управления в левой стороне пульта.

Для обозначения функционального назначения органов управления должна применяться унифицированная система символов.

Считая сидячую позу машиниста его основной рабочей позой, наиболее важные органы управления движением следует располагать на границе оптимальной зоны досягаемости моторного поля человека. Таким образом, на панели управления должны размещаться основные органы управления, в соответствии с их функциональным группированием. Функция органов управления должна обозначаться унифицированной системой символов, а основным типом органов управления должны быть унифицированные кнопки и клавиши.

Лобовые стекла кабины машиниста должны быть выполнены из безопасного многослойного стекла. Лобовые стекла кабины машиниста должны быть испытаны на сопротивление разрушению грузом массой 1 килограмм при скорости столкновения, равной удвоенной максимальной скорости локомотива. Рекомендуется, чтобы отношение площади окон к площади пола кабины машиниста была в пределах от 0,3 до 0,7. Лобовые стекла должны быть оборудованы электрообогревом, стеклоочистителями и омывателями наружной поверхности стекол. Для внутренней обшивки кабины машиниста должны быть применены шумозащитные материалы с достаточным уровнем звукопоглощения. Конструкция пульта управления, размещение кресел, органов управления (рукояток, переключателей, кранов), средств отображения информации должны обеспечивать свободу движения конечностей машиниста в зоне легкой досягаемости для удобства воздействия на органы управления, наблюдения за средствами отображения информации и впереди лежащим путем в положении сидя и стоя. Для удобства работы машиниста в положении стоя расстояние между проекциями заднего края пульта управления и переднего края кресла, отодвинутого в заднее крайнее положение, рекомендуется не менее 300 мм. Расстояние между креслом и боковой стенкой на высоте нижней кромки бокового окна должно быть не менее 300 мм.

На лобовых окнах с внутренней стороны кабины должны быть установлены по всей ширине окна солнцезащитные экраны, регулируемые по высоте (не менее 2/3 высоты от верхней кромки окна). Экраны должны быть изготовлены из малонасыщенного материала зеленовато-серого цвета с оптимальным коэффициентом пропускания света (t~= 6%), не изменяющего цветность железнодорожных сигналов.

В темное время суток в стеклах окон кабины управления в поле зрения машиниста и его помощника не должно быть зеркального отражения приборов, нормально горящих сигнальных ламп сигнализации и ламп подсветки приборов.

По нижнему краю открывающихся боковых окон должны быть установлены мягкие подлокотники шириной от 60 до 80 мм и длиной, соответствующей ширине открытого окна.

Кнопки для включения тифона и свистка должны располагаться в зоне легкой и быстрой досягаемости моторного поля рабочего места машиниста и помощника машиниста.

Конструкция кресла должна обеспечивать возможность экстренного покидания оператором (машинистом) рабочего места в течение времени, не превышающего 3 секунд. Для этого кресло должно иметь механизмы, позволяющие сместить сиденье дополнительно назад, и в случае необходимости экстренного покидания развернуть сиденье вбок, преодолевая сопротивление защелки.

Создание кабины машиниста для современного электровоза и особенно скоростного – это дизайнерское объединение усилий многих специалистов, участвующих в создании кабины. Слабым местом дизайнерского оформления кабин отечественных локомотивов является комплектующее оборудование кабин, которое на заводах-изготовителях локомотивов, как правило, не изготавливается (кресло машиниста, контроллер, скоростемер, приборы и т.д.). Излишняя многопредметность, разнообразие форм и цветового оформления приборов в интерьере кабины локомотива утомляет машиниста; приборы отопления, электроосвещения и разное оборудование микроклимата 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.

© Евразия Вести XII 2012







XII 2012

Евразия Вести XII 2012

Выстроенная вертикаль функционирует динамично

Цель - экономическая эффективность работы комплекса

Реформирование локомотивного комплекса

Комплексные технологии - основа повышения эффективности локомотиворемонтного комплекса

Задача: «оздоровить» локомотивный парк

Планово-предупредительный ремонт локомотивов

Управление инженерной деятельностью в новой структуре эксплуатационного комплекса

Разработка и внедрение АСУ ЦТР

Новые подходы к заводским видам ремонта локомотивов

Медицинское обеспечение безопасности движения поездов

Научное сопровождение решения задач локомотивного комплекса

Диагностическая информация на службе эксплуатации и ремонта локомотивов

Автоматизированные системы - современное средство управления безопасностью и надежностью локомотивов

Северная Дирекция тяги: современность и перспективы развития

Нереализованные возможности и предложения

Локомотивный комплекс заработает эффективнее

Создать условия для плодотворной работы

PDF-формат



 

Copyright © 2003-2016 "Евразия Вести"
Разработка: интернет-студия "ОРИЕНС"

Евразия Вести