Задача.

Исходные данные:

Участковая станция К расположена на двухпутном участке А – Б и является станцией продольного типа. На ней производятся: приём и отправление пассажирских и грузовых поездов, смена локомотивов и локомотивных бригад, расформирование – формирование сборных поездов, маневровое обслуживание грузовых фронтов общего и не общего пользования и другие операции.

На станции имеется электрическая централизация стрелок и сигналов, управление которыми осуществляется с пульта дежурного по станции. Пульт ДСП включает выносное табло, на котором отображена мнемосхема участковой станции К.

Последовательность операций представлена в двух трехзначном коде.

Первая буква кода обозначает вид операции:

П – приём поезда на станцию;

О – отправление поезда со станции;

С – сортировка состава грузового поезда;

Г – подача вагонов на грузовой двор;

У – перестановка вагонов с грузового двора на приемо-отправочные пути;

Л – уборка поездного локомотива из под состава в локомотивное депо;

З – заезд поездного локомотива из депо под состав грузового поезда.

Вторая цифра кода обозначает номер пути, на котором начинается или заканчивается операция. Ряд кодов имеют третий символ-букву, обозначающую прилегающее направление (а или б), за исключением буквы с, символизирующую сортировочный путь.

Среднестатистическая последовательность операций, выполняемых на участковой станции К.

С10, П6б, П11а, П7б, П12а, Л6, Л11, П8б, П13а, З6, З11 , Л7, Л12, З7, З12, Л8, Л13О,

6а, О11б, 07а, О12б, У8, У13, З8, З13,Г1 с, Г2с, Г3с, Г4с, О8а, О13б, П5б, П6б, П11а,

П12а, Л5, Л6, Л11, Л12, П7б, П8б, П13а, П14а, З5 ,З11, З6, З12, П9б, П10б, П15а, П16а, Л7, Л8, Л13, Л14, О5а, О11б, О6а, О12б, Л9,Л10, Л15, Л16, З7, З8, З14, У7, У13, О7а, З13, О8а, О146, О13б, У9, З15, З10, У16, З9, О9а, О15б, З16, О10а,О16б, П6б, Л6, З6, O6a, П6б, П7б, Л6, З6, З7, O6a, П6б, O7а, Л6, П8Б,З6, Л8, О6а, З8, О8а.

Последовательность постановки вагонов в расформированных составах.

Порядковый номер вагонов в составе (соответствует номеру пути, на который следует вагон):

1-4, 2-5, 3-1, 4-2, 5-1, 6-2, 7-5, 8-4, 9-2,10-5, 11-3, 12-1, 13-2, 14-4, 15-5, 16-2, 17-5, 18-2, 19-4, 20-2, 21-3, 22-3, 23-3, 24-5, 25-5, 26-3, 27-3, 28-3, 29-1, 30-3, 31-4, 32-2.

Расстояние между оператором и выносным табло – 170 см.

Расстояние между осями органов управления на пульте ДСП.

Для тумблеров – 1 зона 23 мм, 2 зона 28 мм, 3 зона 33 мм;

Для кнопок – 1 зона 23 мм, 2 зона 28 мм, 3 зона 33 мм;

В задаче требуется:

1. Рассчитать основные параметры выносного табло.

2. На основе анализа поездных и маневровых передвижений составить матрицу связей между органами управления.

3. Разместить органы управления на пульту ДСП и отобразить их на масштабной схеме пульта с указанием зон размещения органов управления в горизонтальной плоскости.

Основой рабочего места являются пульты и панели, на которых размещены органы управления,

и средства отображения информации. Они должны обеспечивать удобное и достаточное по размерам рабочее пространство для оператора, свободный подход его к месту, место для ведения записей, просмотра, хранения текущей информации.

Наиболее часто применяют три формы пультов:

- Фронтальная, при возможности размещения всех органов управления в пределах зон максимальной и допустимой досягаемости.

- Трапециевидная, при большом числе органов управления. Часть располагается на боковых панелях.

- Многогранная, или полукруглая – большое число органов управления на боковых панелях.

Кнопочные и клавишные переключатели применяют для осуществления операций быстрого включения и выключения аппаратуры, выбора нужного параметра, набора и ввода логической и количественной информации и команд управления.

Тумблеры применяют в качестве выключателей для реализации функций, требующих двух или трёх дискретных положений

Маховики и штурвалы применяют для медленного вращения и точного поворота или перемещения части орудия труда при значительных усилиях на оси.

Пульт управления – основной функциональный элемент рабочих мест с автоматизированным управлением, от рациональной организации которого зависит эффективность и надёжность работы оператора и системы в целом. Он должен удовлетворять следующим основным требованиям:

• поверхность пульта должна обеспечивать отражение светового потока, исключающее появление бликов в поле зрения оператора;

• на пультах, предназначенных для управления однотипными объектами, должно соблюдаться одно и то же размещение наиболее важных, часто используемых и аварийных средств отображения информации СОИ и органов управления ОУ;

• пульты при необходимости должны оборудоваться выдвижными ящиками для хранения документации и выдвижными досками для ведения записей и размещения дополнительных переносных приборов;

• пульт для работы оператора в положении сидя должен иметь пространство для ног оператора с размерами не менее: по высоте – 600 мм, по глубине на уровне колен от пола – соответственно 400 и 600 мм, по ширине – 500 мм.

• Панели пультов не должны иметь посторонних элементов, затрудняющих работу оператора или отвлекающих его внимание.

Эргономический расчет характеристик пультов управления сводится в основном к определению размеров и формы пульта, правильному выбору СОИ и ОУ в зависимости от задачи, стоящей перед оператором, оптимальному их размещению.

Методы расчета геометрических параметров пультов управления зависят от его формы. На железнодорожном транспорте почти все пульты управления имеют фронтальную плоскую форму. На вертикальной панели – выносным табло – располагается схема станции, содержащая большое число СОИ. При этом весьма важно рассчитать размеры табло таким образом, чтобы обеспечить нормальные условия восприятия информации. Нижняя граница табло определяется с таким расчетом, чтобы пульт управления не закрывал расположенные на табло СОИ. Горизонтальная панель используется для размещения ОУ.

Размеры пульта управления и табло определяются антропометрическими характеристиками человека-оператора и его рабочей позой. Основной рабочей позой дежурного по станции является поза «сидя», поэтому при расчете геометрических размеров табло используются следующие антропометрические признаки: высота глаз над уровнем пола в положении сидя; длина вытянутой руки.

Антропометрические признаки.

Измеряемая величина.	Условное обозначение.	Мужчины.	Женщины.
Высота глаз над уровнем пола.	hГЛ.	118	110
Длина вытянутой руки.	IРУК.	75,4	70,3

Чтобы определить геометрические размеры табло и размеры основной и второстепенной зон расположения СОИ, воспользуемся следующим построением (рис. 1.).

Из подобия треугольников ОАВ и ОА^IВ^I имеем:

(h_ГЛ – Н_min) / (h_ГЛ – h_П) = L / I

из выражения 1 следует:

Н_min = h_ГЛ – [L*(h_ГЛ – h_П) / I]

где Н_{m 1 n} – высота нижней кромки табло;

h_ГЛ – высота расположения глаз оператора;

h_П - высота пульта управления;

L - расстояние от оператора до выносного табло;

Iм = 0.7 * I_РУК = 0,7 * 75,4 = 52,78 см. - расстояние от оператора до пульта управления.

Iж=0.7 * I_РУК = 0,7 * 70,3 =49,21 см. - расстояние от оператора до пульта управления

Нм = 118 – [110*(118 – 98)/ 52,78] =76 см.

Нж =110 – [110*(110 – 93)/49,21] =72 см.

Общая высота табло определяется размером максимальной зоны зрительного наблюдения в вертикальной плоскости, которая в соответствии с ГОСТ 12.2.033 – 78 составляет 45⁰ над горизонтальной линией взгляда. Тогда

H_max = h + L * tg a^b_max

При a^b_max = 45⁰ имеем

Hм_max = h_ГЛ + L = 118 + 110 = 228 см.

Hж_max = h_ГЛ + L = 110 + 110 = 220 см.

Высота второстепенной зоны расположения СОИ ограничена 15⁰ над горизонтальной линией взора и 45⁰ под горизонтальной линией взора. Тогда

H^max_bm = h_ГЛ + L * tg a^b_bm = h_ГЛ + L * tg15⁰

H^max_bm ж= 110 + 110 * 0.2679 = 140 см.

H^max_bm м= 118 + 110 * 0.2679 = 148 см.

Нижняя граница второстепенной зоны совподает с H_min

H^min_bm = H_min ; H_bm = H^max_bm - H_min ;

H_bm м=148 – 76 = 72 см.

H_bm ж=140 – 72 = 68 см

Высота основной зоны расположения СОИ ограничена 30⁰ под горизонтальной линией взора. Это объясняется тем, сто нормальная линия взора смещена обычно на угол ß= 15⁰ вниз от горизонтальной линии. Тогда

H^max_осн = h_ГЛ ; H^min_осн = h_ГЛ - L * tg 30⁰ ; H_осн = H^max_осн - H^min_осн

H^min_осн м= 118 - 110 * 0.5774 = 54 см.

H_осн = 118 –54 =64 см.

H^min_осн м= 110 - 110 * 0.5774 =46 см.

H_осн = 110 –46 =64 см.

Ширина табло определяется горизонтальным размером зоны периферического зрения.

S_max = 2 * L * tg( a^г_max / 2)

где a^г_max = 120⁰ – угол зоны периферического зрения в горизонтальной плоскости.

S_max = 2 * 110 * 1,732 =381 см.

Ширина второстепенной зоны расположения СОИ.

S_bm = 2 * L * tg( a^г_bm / 2)

где a^г_bm = 90⁰ – угол второстепенной зоны зрительного наблюдения в горизонтальной плоскости.

S_bm = 2 * 110 * 1 = 220 см.

Ширина основной зоны расположения СОИ.

S_осн = 2 * L * tg( a^г_осн / 2)

где a^г_осн = 60⁰ – угол второстепенной зоны зрительного наблюдения в горизонтальной плоскости.

S_осн = 2 * 110 *0,5774 = 127 см.

Рис.1 Схема основных параметров выносного табло.

S_MAX = 381

Зоны расположения СОИ на выносном табло.

S_вт = 220

S_осн = 127

Рис.2 Пульт управления с выносным табло. Вид сверху.

S_MAX = 381

S_вт = 220

S_осн = 127

Рис. 3 Пульт управления с выносным табло. Вид сбоку.

l = 52,8

Среднестатистическая последовательность операций выполнения на участковой станции К.

П641=21\23,Н;21\23

П5б=21\23,31,33,Н;21\23,31,33

Л4 =Н4

П11а=10,12,Ч;10,12

Л5=Н5

П12а=10,Ч;10

С11=42\44,34\36,32,30,М1,Н4,Ч11;М14;42\44,34\36,32,30,51,М1 [41,41;43,43;43,43;41,41;45,45;47,47;45,45;41,41;43,43;47,47;45,45;45,45;41,41;43,43;45,45; 41,41;43,43;45,45;41,41;43,43;41,41]51

З4=М8

У5=98,84,39,51,М9,М7;98,84,39,51;31,33,М1;31,33

З5=110\114,М8;110\114

О4а=42\44,Н4;42\44

О5а=68\70,42\44,Н5;68\70,42\44

С12=42\44,34\36,32,30,М1,Н4,Ч11;М14;42\44,34\36,32,30,51,М1 [41,41;43,43;43,43;41,41;45,45;47,47;45,45;41,41;43,43;47,47;45,45;45,45;41,41;43,43;45,45; 41,41;43,43;45,45;41,41;43,43;41,41]51

П10б=5\7,51,39,Н;5\7,51,39

Л10=84,80,Н10;84,80

П9б=5\7,49,Н;5\7,49

Л9=86,Н9;86

П8б=5\7,49,37,Н;5\7,49,37

Л8=88,86,Н8;88,86

У10=98,84,М7;98,84

П7б=5\7,31,Н;5\7,31

У9=98,84,39,51,М9,М7;98,84,39,51;49,М1,49

З10=68\70,76\78,84,М8;68\70,76\78,84

О10а=84,76\78,68\70,42\44,Н10;84,76\78,68\70,42\44

Л7=64,Н7;64

У8=98,84,39,51,М9,М7;98,84,39,51;49,37,М1;49,37

З9=110\114,86,М8;110\114,86

У7=98,84,39,51,М9,М7;98,84,39,51;31,М1;49,31

З8=110\114,86,88,М8;110\114,86,88

З7=110\114,64,М8;110\114,64

О9а=86,68\70,42\44,Н9;86,68\70,42\44

О7а=64,60\62,42\44,Н7;64,60\62,42\44

П3а=54,Ч;54

О8а=88,86,68\70,42\44,Н8;88,86,68\70,42\44

О3б=29,43;29

П9б=5\7,49,Н;5\7,49

Л9=86,Н9;86

С9=49,М1,М10;49,51,М1 [41,41;43,43;43,43;41,41;45,45;47,47;45,45;41,41;43,43;47,47;45,45;45,45;41,41;43,43;45,45; 41,41;43,43;45,45;41,41;43,43;41,41]51

Г1с=90,98,М6;90,98

П13а=14,16,18,Ч;14,16,18

Л13=24,26,28,Ч13;24,26,28;102\104,106\108,М15;102\104,106\108

Г2с=92,98,М5;92,98

У13=98,84,39,51,М9,М7;98,84,39,51;46\48,38\40,28,26,24,М1,Н4;46\48,38\40,28,26,24

З13=106\108,102\104,М8;106\108,102\104;28,26,24,М15;28,26,24

П11а=10,12,Ч;10,12

О13б=24,26,28,Ч2,Ч13;24,26,28

Г3с=94,98,М4;94,98

П4б=5\7,Н;5\7

Г4с=96,98,М3;96,98

О4а=42\44,Н4;42\44

Г5с=98,М2;98

Л11=30,32,Ч11;30,32;102\104,106\108,М15;102\104,106\108

У11=98,84,39,51,М9,М7;98,84,39,51;46\48,34\36,32,30,М1,Н4;46\48,34\36,32,30

П5б=21\23,31,33,Н;21\23,31,33

Л5=Н5

У5=98,84,39,51,М9,М7;98,84,39,51;31,33,М1;31,33

З11=106\108,102\104,М8;106\108,102\104;32,30,М15;32,30

О11б=30,32,Ч11,Ч2;30,32

З5=110\114,М8;110\114

П16а=14,Ч;14

О5а=68\70,42\44,Н5;68\70,42\44

Л16=28,Ч16;28;102\104,106\108,М15;102\104,106\108

С16=56\58,38\40,28,М1,Н4,Ч16,М14;56\58,38\40,28;51,М1

[41,41;43,43;43,43;41,41;45,45;47,47;45,45;41,41;43,43;47,47;45,45;45,45;41,41;43,43;45,45; 41,41;43,43;45,45;41,41;43,43;41,41]51

Г5с=98,М2;98

П6б=5\7,31,35,Н;5\7,31,35

Г4с=96,98,М3;96,98

Л6=66,64,Н6;66,64

Г3с=94,98,М5;94,98

П7б=5\7,31,Н;5\7,31

Г2с=92,98,М5;92,98

Л7=64,Н7;64

Г1с=90,98,М6;90,98

З6=72\74,64,66,М8;72\74,64,66

З7=110\114,64,М8;110\114,64

О6а=66,64,60\62,42\44,Н6;66,64,60\62,42\44

О7а=64,60\62,42\44,Н7;64,60\62,42\44

П16а=14,Ч;14

Л16=28,Ч16;28;102\104,106\108,М15;102\104,106\108

С16=56\58,38\40,28,М1,Н4,Ч16,М14;56\58,38\40,28;51,М1

[41,41;43,43;43,43;41,41;45,45;47,47;45,45;41,41;43,43;47,47;45,45;45,45;41,41;43,43;45,45; 41,41;43,43;45,45;41,41;43,43;41,41]51

П7б=5\7,31,Н;5\7,31

Л7=64,Н7;64

С7=31,М1;Н12,31;51,М1

[41,41;43,43;43,43;41,41;45,45;47,47;45,45;41,41;43,43;47,47;45,45;45,45;41,41;43,43;45,45; 41,41;43,43;45,45;41,41;43,43;41,41]51

П11а=10,12,Ч;10,12

Л11=30,32,Ч11;30,32;102\104,106\108,М15;102\104,106\108

С11=42\44,34\36,32,30,М1,Н4,Ч11;М14;42\44,34\36,32,30,51,М1 [41,41;43,43;43,43;41,41;45,45;47,47;45,45;41,41;43,43;47,47;45,45;45,45;41,41;43,43;45,45; 41,41;43,43;45,45;41,41;43,43;41,41]51

Г1с=90,98,М6;90,98

Г2с=92,98,М5;92,98

Г3с=94,98,М4;94,98

Г4с=96,98,М3;96,98

Г5с=98,98,М2;98,98

П6б=5\7,31,35,Н;5\7,31,35

Л6=66,64,Н6;66,64

З6=72\74,64,66,М8;72\74,64,66

О6а=66,64,60\62,42\44,Н6;66,64,60\62,42\44

Анализ: на основе составленной матрицы видно, что ДСП особо часто пользуется кнопками открытия входных и маневровых сигналов: М7, М8, М1, М12 и входных и выходных от Ч до Ч13 и от Н до Н7, поэтому их располагаем в основной зоне СОИ. Менее используемые маневровые:М5, М6, М9, М13, М11, а также стрелки входящие в данные маршруты - в средней зоне СОИ. Остальные оставшиеся кнопки управления - во второстепенной зоне СОИ.