Методы повышения безопасности
МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ функционирования технических средств, как и работы персонала ж. д., основываются на 3 принципах: уменьшение интенсивности опасных отказов технических средств или опасных ошибок специалистов; уменьшение числа видов опасных отказов или опасных ошибок; увеличение коэффициента парирования опасных отказов или опасных ошибок.
Общие сведения
Для обеспечения заданного уровня безопасности движения поездов необходимо, чтобы технические средства и персонал ж. д. обладали соответствующим уровнем безопасности функционирования. Под безопасностью функционирования какого-либо объекта ж.-д. транспорта (будь то техническое средство, специалист или программный продукт) понимается свойство этого объекта не переводить движение поезда из неопасного в опасное состояние. Опасным называется такое состояние движения поезда, при котором возникает угроза для здоровья и жизни пассажиров, целостности груза и объектов окружающей среды, в том числе для объектов ж.-д. транспортной системы. Опасным, например, является состояние движения поезда, которое возникает после столкновения с другим поездом. Движение поезда, при котором подобные угрозы не возникают, считается неопасным.
Обеспечение безопасности функционирования технических средств
Уменьшение интенсивности опасных отказов технических средств достигается путем создания необходимых запасов прочности их элементов при изготовлении и последующего восполнения этих запасов в процессе эксплуатации. При увеличении запаса прочности технических средств одновременно повышается их надежность. Запас прочности создается как за счет повышения механической прочности конструкций, так и за счет увеличения электрической прочности элементов электротехнических устройств. На этапе конструирования необходимый запас прочности обеспечивается за счет подбора соответствующих материалов и способов их использования; на этапе производства — путем применения соответствующей технологии и последующего выходного контроля с целью отбраковки элементов с дефектами; на этапе эксплуатации — за счет восполнения запасов прочности, уменьшающихся в процессе эксплуатации технических средств, что достигается главным образом в результате профилактики при текущем содержании и своевременных ремонтах.
Уменьшение числа видов опасных отказов достигается путем выбора соответствующей структуры технического средства. Принципы и методы, позволяющие синтезировать новую структуру с наименьшим числом видов опасных отказов, получили название структурных. Структурные методы весьма многочисленны, их применяют для повышения безопасности как механических конструкций, так и электротехнических устройств.
Принципы и методы повышения безопасности технического средства путем увеличения коэффициента парирования называются соответственно принципами и методами парирования опасных отказов. Эти методы включают две операции: обнаружение опасного отказа и перевод устройства в защищенное состояние. По степени автоматизации этих операций методы подразделяются на автоматические, автоматизированные и неавтоматизированные. Например, обнаружение техническим работником станции во время профилактических работ опасного отказа в виде излома рельса и последующее запрещение движения по участку пути с поврежденным рельсом является примером парирования опасного отказа без каких-либо автоматических устройств. Примером автоматической системы парирования того же отказа является автоматическая блокировка, в которой излом рельса автоматически обнаруживается с помощью рельсовой цепи, а приостановка движения по соответствующему блок-участку осуществляется с помощью автоматически управляемых огней напольного светофора.
Для реализации микропроцессорных систем управления движением поездов, удовлетворяющих требованиям обеспечения безопасности движения, используются многоканальные методы парирования. Они отличаются тем, что опасные отказы обнаруживаются в результате сравнения либо параметров сигналов нескольких каналов в ряде контрольных точек, либо промежуточных результатов обработки входной информации в различных каналах. Обнаружение опасных ошибок программного обеспечения осуществляется путем сопоставления промежуточных результатов обработки входной информации в соответствии с различными версиями программы. В тех случаях, когда обнаруживаются различия в параметрах сопоставляемых сигналов, вырабатывается команда на перевод системы в защищенное состояние.
Многоканальные системы парирования подразделяются на системы с физическими и временными каналами. Системы с физическими каналами имеют несколько параллельно работающих комплектов аппаратуры. Они подразделяются на системы с жесткой синхронизацией работающих комплектов и системы с мягкой синхронизацией. Жесткой называется синхронизация, когда работа нескольких комплектов синхронизируется с точностью до такта. Мягкой называется синхронизация, когда работа нескольких комплектов синхронизируется по началам частных циклов обработки входной информации.
Системы с временными каналами отличаются от систем с физическими каналами тем, что они содержат только один комплект аппаратуры, а для обнаружения его отказов сопоставляются параметры сигналов, вырабатываемые этим комплектом в различные временные интервалы (каналы), но при одной и той же входной информации. В данной системе промежуточные результаты обработки информации в различные временные интервалы предварительно записываются в память, а затем сопоставляются между собой для обнаружения отказов аппаратных средств.
Обеспечение безопасности деятельности персонала
Уменьшение интенсивности опасных ошибок человека, как части транспортной системы, достигается путем повышения требований к его психологическим и физиологическим качествам и совершенствования методов психологического и медицинского отбора специалистов; путем воспитания у них необходимых навыков, умений, технологической дисциплины, усвоения ими необходимых знаний и совершенствованием методов обучения специалистов; поддержанием перечисленных выше их свойств в процессе трудовой деятельности, повышением качества контроля соответствия качеств специалистов предъявляемым к ним требованиям.
Психологи выделяют четыре психофизиологических качества человека, которые являются профессионально необходимыми качествами машиниста: экстравертность психики; умение концентрировать сознание; эмоциональная устойчивость; сенсорная координация. Эти качества не могут быть выработаны посредством специальных тренировок и не могут быть компенсированы за счет развития других способностей оператора. Если отсутствует хотя бы одно из этих качеств, то человек не может работать оператором, в частности, водителем транспортного средства. Оператор с удовлетворительным здоровьем, психофизиологическими данными, знаниями, навыками и умениями, тем не менее, может совершать опасные ошибки при утомлении, в случаях стресса, приема лекарства, наркотика или алкоголя, а также вследствие влияния ряда природных, техногенных или социальных факторов. В этой связи для снижения интенсивности опасных ошибок оператора необходимо осуществлять в процессе его деятельности непрерывный контроль за его физическим и моральным состоянием в данный момент, за способностью обеспечивать безопасное движение.
Уменьшение числа видов опасных ошибок человека достигается путем перераспределения функций между человеком и машиной (техническим средством) в эргатической системе. Человек и машина обладают различными способностями выполнять одни и те же функции. Следовательно, для технического средства с определенными параметрами и человека-оператора с определенными свойствами возможно оптимальное распределение функций по обеспечению безопасности движения, при котором достигается максимальная безопасность. Совершенствование интерфейсов между оператором и машиной также ведет к уменьшению ошибок, допускаемых оператором при приеме информации от машины, и к снижению числа ошибок оператора при вводе им команд в машину. Методы, которые при этом используются, относятся также к структурным и являются предметом эргономических исследований.
Парирование опасных ошибок человека реализуется двумя способами: либо действия одного человека-оператора контролирует другой оператор и вовремя исправляет опасные ошибки первого, либо за человеком-оператором «наблюдает» автоматическое устройство и в случае необходимости парирует опасные ошибки человека. Так, например, для парирования опасных ошибок при управлении движением поезда локомотивная бригада состоит из двух человек, которые контролируют действия друг друга и при необходимости корректируют их. Другой пример — автостоп, который останавливает поезд, если машинист по ошибке не тормозил перед светофором с запрещающим сигналом.