Секция: Экология.

4. Промышленная экология и медицина труда

Д.м.н. Грызунов В.В., Грызунова И.В., Гришина А.М.

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», г. Санкт-Петербург

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, г. Санкт-Петербург

Технология мониторинга функционального состояния оператора автоматизированной системы контроля технологических процессов в горнодобывающей промышленности

Высокая аварийность в отечественной угольной промышленности, сопровождающаяся материальными потерями, предопределила необходимость внедрения интегрированных автоматизированных информационно-измерительных систем для обеспечения безопасности на угольных шахтах [1,2]. Ведь при добыче угля число несчастных случаев в угольной отрасли составляет 25-30 человек на 1000 работающих, а из каждых 10 тыс. работающих шахтеров погибают 4 рабочих [1].

Использование подобных аналитических комплексов привело к резкому снижению числа аварий в ведущих угледобывающих странах Европы. На отечественных угледобывающих шахтах используются многофункциональная измерительная система «Granch», на базе которой успешно функционируют системы аэрогазового контроля, автоматизированного управления конвейерным транспортом, шахтным водоотливом, энергоснабжения, наблюдения, оповещения и поиска людей, застигнутых аварией. И вся разнообразная визуальная, аудиальная информация в виде числовых, графических, текстовых, звуковых данных передается на пульт диспетчера, обеспечивая формирование алгоритма действий в экстремальной ситуации. Поэтому специфика профессиональной деятельности оператора автоматизированной системы мониторинга технологических процессов на шахтах, требующая принятия ответственных решений в условиях риска, неопределенности, жесткого дефицита времени и информации, предъявляет высокие требования к личностным ресурсам и психофизиологическим возможностям человека и обусловливает необходимость не только профессионального отбора, подготовки, но и мониторинга надежности функционирования человека-оператора [3]. Сегодня многие специалисты считают, что причины большинства аварий и инцидентов связаны с поведением людей, их отношению к выполнению собственных обязанностей, обеспечению безопасности. Недооценка составляющих культуры безопасности приводит к увеличению рисков для здоровья людей. Поэтому культура безопасности становится междисциплинарной научной категорией и входит в правовое поле безопасности жизнедеятельности, в которой первостепенное значение приобретают понятия надежности, неопределенности и риска (рис.1).

					Психофизиологическая составляющая
	Когнитивная составляющая

Приверженность принципам безопасности на коллективном

уровне

Приверженность принципам безопасности на индивидуальном уровне

		Культура безопасности

Рис.1. Структурная схема взаимоотношений между надежностью и культурой безопасности.

Основные элементами культуры безопасности (знания,компетентность, мотивация, ответственность, осознание важности проблемы) определяют когнитивную составляющую надежности функционирования организма, которая во многом лимитируется психофизиологическими возможностями человека-оператора. И поэтому проблеме оценки надежности работы человека-оператора уделяется все большее внимание. Ибо в ситуациях неопределенности при жестком лимите времени формируется психофизиологический прессинг на человека-оператора, индуцирующий выбор стратегии личностно-ситуационной формы совладающего поведения, определяющий надежность функционирования организма, которая проявляется не как биостатический параметр, а как ситуационный оптимум функционирования в заданных пределах с последующим восстановлением к исходным параметрам. Ситуативная норма-реакции в ответ на действие внешних факторов сопряжена у человека-оператора с поведенческим паттерном, который формируется на основе копинг-ресурсов, личностных особенностей и когнитивной оценки ситуации, определяет «цену» адаптации. Результативность совладания с негативной ситуацией зависит от личности субъекта, реальной ситуации и ее оценки личностью. Оперативный контроль за состоянием диспетчера, профессионально связанного с выполнением ответственных задач в различных сферах управления, требует разработки соответствующих дистанционных аппаратно-программных средств мониторинга. Эти автоматизированные системы обеспечивают возможность оперативного контроля за состоянием основных физиологических систем жизнеобеспечения человека в режиме мониторинга, беспроводной передачи информации в условиях помех, формирования базы данных для расчета профессионального риска срыва адаптации, а также обладать высокими отказоустойчивыми характеристиками. Технология дистанционного функционального биоконтроля с обратной связью позволяет реализовать оперативный контроль за функциональным состоянием оператора автоматизированной системы в горнодобывающей промышленности. Эффективность анализа колебательного контура кардиореспираторной системы для оценки напряженности регуляторных механизмов была неоднократно подтверждена в различных исследованиях. Разрабатываемая модель мобильного комплекса отвечает следующим требованиям: низкий уровень энергопотребления; беспроводная передача информации в условиях помех в режиме непрерывной деятельности оператора; небольшие размеры и вес, не вызывающие негативных ощущений. Непрерывный функциональный мониторинг состояния специалиста операторского профиля, профессионально связанного с выполнением ответственных задач в различных сферах деятельности, реализован на базе адаптивного модуля регистрации электрокардиосигналов. Для беспроводного варианта передачи данных использовали готовый модуль – Bluetooth-адаптер OR-BT20-115.2, предназначенный для создания беспроводного канала связи в подчиненном устройстве на основе UART-протокола и представляет собой законченное решение с интегрированным фильтром питания и планарной антенной. Адаптер OR-BT20-115.2 обеспечивает скорость обмена 115.2 Кбит/с (с микроконтроллером) и принадлежит ко второму классу bluetooth-передатчиков (гарантированная дальность действия – 10-15м). С учетом специфики профессиональной деятельности оператора автоматизированной системы мониторинга технологических процессов на шахтах использовались следующие параметры, от которых зависит функциональность и удобство использования готового устройства:

– скорость передачи данных;

– дальность действия передатчика;

– потребляемая мощность – особо важный пункт для портативного варианта устройства, работающего от аккумуляторов;

– наличие приёмника сигнала в существующих приборах (ПК, ноутбуках, мобильных телефонах и т. д.);

– стоимость передатчика.

Основные блоки, входящие в автоматизированный комплекс: предварительный усилитель, частотно-селективный усилитель в полосе R-зубцов электрокардиосигнала, аппаратный выделитель R-зубцов электрокардиосигналов, частотно-селективный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, гальваническая развязка, блоки формирования данных для персонального компьютера и индикации включения и питания. Информационная система, позволяющая формировать базу данных, развёрнута на основе SQL Server Compact Edition 4.0., что обеспечивает непрерывный контроль за состоянием оператора.

Таким образом, применение системы дистанционного функционального мониторинга состояния оператора автоматизированной системы в горнодобывающей промышленности позволит снизить риск развития дезадаптивной формы совладающего поведения и уменьшить вероятность развития техногенной аварии.

Литература

1.Саркисов А.А. Феномен восприятия общественным сознанием опасности, связанной с ядерной энергетикой// Научно-технические ведомости СПбГПУ.-2012. – Т.2,Вып.3(154). – С.9-21.

2.Шатиров С.В., Васильев В.В. Меры предупреждения обрушений пород в горных выработках угольных шахт//Безопасность труда в промышленности. – 2014. - №1.- С.26-28.

3.Грызунов В.В. Надежность – интегративная характеристика живой системы// Научные исследования и инновационная деятельность: Материалы научно-практической конференции.- СПбГПУ,2008.- С.147-152.