Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка тренажера для обучения оператора распределительных сетей действиям в нештатных ситуациях

Сведения об участнике
ФИО
Алюшина Валерия Сергеевна
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет"
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Информационные технологии и вычислительные системы
Раздел области наук
Информационные технологии
Тема
Разработка тренажера для обучения оператора распределительных сетей действиям в нештатных ситуациях
Резюме
Важной задачей является обучение операторов действиям в нештатных ситуациях. Для этого существуют тренажеры, предназначенные для отработки определенных навыков.Их недостатки - они не учитывают психоэмоциональное состояние оператора и не позволяют осуществить тренировку стрессоустойчивости в процессе работы в нештатных ситуациях. Разработанный тренажер будет основываться на снятии биоэлектрических сигналов, в частности кожно-гальванической реакции. Исходя из показаний определяется психофизиологическое состояние человека, а именно уровень стресса. Разработан тренажер, учитывающий психофизиологическое состояние оператора и тренирующий стрессоустойчивость.
Ключевые слова
Тренажер, оператор, психофизиологическое состояние,стрессоустойчивость, кожно-гальваническая реакция, биоэлектрические сигналы, среда визуального программирования
Цели и задачи
Цель работы – создание тренажера для обучения оператора распределительных сетей действиям в нештатных ситуациях адаптивного к психофизиологическому состоянию человека и направленного на тренировку знаний и умений, а так же стрессоустойчивости.
Основные задачи, решаемые в работе.
1. Исследование различных психофизиологических состояний оператора.
2. Выбор способов необходимых для проведения оценки психофизиологического состояния оператора.
3. Разработка способа выдачи обучающих заданий в зависимости от динамики психофизиологического состояния оператора во время работы с тренажером.
4. Разработка способа тренировки стрессоустойчивости в процессе работы во внештатных ситуациях с тренажером.
5. Разработка обучающего тренажера в интегрированной автоматизированной среде LabVIEW.

Введение

Вклад человеческого фактора в аварийные ситуации на различных объектах очень существен. Статистика показывает, что основными причинами аварий являются некорректные действия персонала , технические причины, неблагоприятное воздействие различных внешних факторов и др. Исходя из этого, можно сделать вывод, что важнейшим условием безаварийной работы потенциально опасных объектов является обеспечение надежности их персонала. На надежность персонала влияет сочетание личностных качеств, обеспечивающих точное, адекватное восприятие сложившейся ситуации, быстрое и успешное выполнение регламентированных функций в различных режимах работы.Необходимо учитывать психофизиологическое состояние.

Методы и материалы

Существует следующий ряд психофизиологических состояний:

Пассивное бодрствование – активное бодрствование – психоэмоциональное напряжение – психоэмоциональная напряженность – психоэмоциональный стресс – фрустрация – аффект.

С помощью оценки психофизиологическое состояние оператора, возможно предотвратить переход состояния в негативное, при котором оператор будет не способен качественно выполнять свою деятельность. Это дает возможность снизить вероятность появления ошибок, аварий и технологических катастроф на производствах, или полностью предотвратить их. 

Кожно-гальваническую реакцию можно использовать для определения особенностей психофизиологических реакций и применять в психофизиологических, физиологических  исследованиях в качестве высокочувствительного, простого и технически легко определяемого показателя уровня активности симпатической нервной системы, а также для оценки нейропсихического напряжения человека-оператора. Создан манипулятор «мышь», позволяющий осуществить съем и передачу в компьютер КГР.

Разработан алгоритм анализа кожно-гальванической реакции и определения уровня психоэмоциональной напряженности оператора. 

Смысл разрабатываемого тренажера по обучению оператора распределительных сетей заключается в следующем: обучающийся  начинает работу с компьютерным тренажером, после запуска системы начинается появления различных возможных вариантов  отдельных ошибок, неисправностей или их комбинаций. Тренажр создан в LabVIEW.

Описание и обсуждение результатов

Смысл разрабатываемого тренажера по обучению оператора распределительных сетей заключается в следующем: обучающийся  начинает работу с компьютерным тренажером, после запуска системы начинается появления различных возможных вариантов  отдельных ошибок, неисправностей или их комбинаций. Ошибки возникают с определенной периодичностью.

Одна серия обучения длится в течении 60 минут, каждые 5 минут прибор снимает показания с кожи и передает информацию в систему. Информация о психофизиологическом состоянии обрабатывается и перекодируется в язык понятный разрабатываемому тренажеру, вследствие этого, исходя из снятых показаний, тренажер перестраивается и сам подбирает необходимую в данный момент программу обучения.

Программы, заложенные в систему основаны на периодичности возникновения ошибок. Таких программ в систему заложено 5.

Уровень стресса обучаемого лежит в интервале [0,100]. Данную шкалу можно разбить на 5 интервалов, каждому из которых будет соответствовать своя программа. Так для интервала [0,30] будет использоваться программа, выдающая  10 ошибок в минуту, для [31,40] – 6 ошибок в минуту, для [41,60]- 4 ошибки в минуту,  для [61,80] -2 ошибки в минуту, [81,100] – 1 ошибка в минуту.

При высоком уровне стресса частота выдачи ошибок уменьшается, что дает возможность оператору больше времени на оценку ситуации, а так же возможность сосредоточится на задании и сделать все грамотно. Если в процессе работы уровень стресса снижается  и попадает в другой диапазон, то система автоматически выдает  программу, настроенную на конкретный интервал.

Тренировка оператора распределительных сетей будет проходить не один сеанс, поэтому важно оценивать психофизиологическое состояние человека в определенный момент времени, так как значение человеческого фактора играет не последнюю роль в правильном выполнении заданий, так например болезнь, недосып или нервное напряжение могут повлечь за собой негативные последствия.

В интегрированной автоматизированной среде LABVIEW был разработан тренажер для обучения оператора распределительных сетей устранению некоторых сбоев и неисправностей системы.

В данном виртуальном приборе возможна отработка навыков устранения четырех ошибок, таких как превышение допустимого значения температуры, падение уровня масла, падение напряжения сети и изменение частоты промышленной сети, а так же их комбинаций.

На лицевой панели виртуально прибора  расположены четыре индикатора, каждый из которых соответствует определенной ошибке. 

Разработан виртуальный прибор для анализа КГР оператора. На лицевой панели можно выделить область данных об операторе, область ввода параметров, контролирующих процесс, группу индикаторов характеризующих уровень возбуждения, окно осциллограммы, кнопки запуска и остановки. 

Были проведены эксперименты по исследованию динамики КГР в расслабленном состоянии и при выполнении тестовых упражнений.

 

Используемые источники
1. Назначение и классификация подстанций [Электронный ресурс] -.URL: http://www.kgau.ru/distance/2013/et2/007/gl7.htm
2. Зевакин А.И. Комплектные трансформаторные подстанции. М.-Л.: Энергия, 1966. - 80 с.
3. Данилова Н.Н. Психофизиологическая диагностика функциональных состояний: Учебное пособие / Н.Н. Данилова. – М.: МГУ, 1992. – 192 с.
4. Медведев В.И. Функциональные состояния работающего человека / В.И. Медведев // Эргономика: принципы и рекомендации. Методическое руководство. - М.: Медицина, 1981. – С.33.
5. Анохин П.К. Кибернетика функциональных систем: избранные труды / П.К. Анохин. – М.: Медицина, 1998. – 397 с.
6. Фёрстер Э., Рёнц Б. Методы корреляционного и регрессионного анализа. Руководство для экономистов. М.: «Финансы и статистика». 1983. 256 с.
7. Суранов А.Я. LabVIEW 8.20. Справочник по функциям. М.: ДМК Пресс, 2007. 536 с.
Information about the project
Surname Name
Alyushina Valeriya
Project title
Development of a simulator for training operators of distribution networks for emergency
Summary of the project
An important task is to train operators for emergency measures. For this purpose there are simulators, designed for working navykov.Ih certain disadvantages - they do not take into account the operator's psycho-emotional state and do not let stress training during operation in emergency situations. The developed simulator is based on the removal of bioelectric signals, such as galvanic skin response. Based on the readings determined by a psychophysiological state of a person, namely, the level of stress. A simulator that takes into account the psychophysiological state operator coaching and stress resistance.
Keywords
The simulator operator, psychophysiological state, stress resistance, galvanic skin response, bioelectrical signals, visual programming environment