Скрипець А.В., Буров О.Ю., Павлов В.В. Інженерна психологія, ергономіка та людський чинник в авіації

Подождите немного. Документ загружается.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Національний авіаційний університет

А.В. Скрипець, О.Ю. Буров, В.В. Павлов

ІНЖЕНЕРНА ПСИХОЛОГІЯ, ЕРГОНОМІКА

ТА ЛЮДСЬКИЙ ЧИННИК В АВІАЦІЇ

За загальною редакцією

професора А.В. Скрипця

Підручник

Київ

Видавництво Національного авіаційного університету

«НАУ-друк»

2010

УДК 331.101.1 : 629.735 (075.8)

ББК Ю 941 я 7

С 454

Тиражувати без офіційного дозволу НАУ забороняється

Рецензенти:

М.М. Дмитрієв – завідувач кафедра аеропортів, перший проректор

– проректор з наукової роботи Національного транспортного універси-

тету, Заслужений працівник народної освіти України, лауреат Держав-

ної премії України в галузі науки і техніки, д-р техн. наук, професор;

В.С. Дем’янчук – начальник науково-дослідного центру Навчаль-

но-сертифікаційного центру Державного підприємства обслуговування

повітряного руху «Украерорух», д-р техн. наук, професор;

Бідюк П.І.– професор Інституту прикладного системного аналізу

Національного технічного університету України «КПІ», д-р техн. наук,

професор;

О.М. Саустенко – віце-президент авіакомпанії «Міжнародні авіа-

лінії України» з питань технічного обслуговування та інженерного за-

безпечення, канд. техн. наук.

С454 Інженерна психологія, ергономіка та людський чинник в авіації:

Підручник/ А.В. Скрипець, О.Ю. Буров, В.В. Павлов; За заг. ред.

проф. А.В. Скрипця. – К.: Вид-во Нац. авіац. ун-ту «НАУ-друк»,

2010. – 696 с.

ISBN

Систематизовано викладено фундаментальні концепції людсь-

кого чинника як в цивільній авіації, в цілому, так і в системі технічної

експлуатації авіаційної техніки.

Розглядається широке коло інженерно-психологічних та ергономі-

чних проблем, пов’язаних з вимогами до оператора, авіатехніки і робо-

чого середовища, основами проектування ергатичних систем і їхньою

оцінкою, забезпеченням сумісностей та розподілу функцій між складо-

вими частинами ергатичних систем, взаємодією оператора з машиною

в нормальних та особливих ситуаціях, особливостями групової діяль-

ності авіаційних операторів та організації їхньої праці, професійним

відбором, підготовкою і тренуванням авіаційних операторів тощо.

Для студентів вищих навчальних закладів, які навчаються за на-

прямом підготовки 6.051103 «Авіоніка»; може бути корисний для фа-

хівців авіаційної галузі.

ISBN 966–598–080–7 УДК 331.101.1 : 629.735 (075.8)

ББК Ж Ю 941 я 7

Павлов В.В., 2010

УМОВНІ СКОРОЧЕННЯ

ААС – автоматичний аналізатор станів

АІП – авіаційна інженерна психологія

А і РЕО – авіаційне і радіоелектронне обладнання

АНТК – авіаційний науково-технічний комплекс

АП – авіаційна пригода

АП та І – авіаційні пригоди та інциденти

АРМ – автоматизоване робоче місце

АСК – автоматизована система керування; автоматизована сис-

тема контролю

АТ – авіаційна техніка

АТБ – авіаційно-технічна база

АТС – авіаційно-транспортна система

БФД – багатофункціональний дисплей

ВНД – вища нервова діяльність

ЕЕГ – електроенцефалограма

ЕКГ – електрокардіограма

ЕМГ – електроміограма

ЕОГ – електроокулограма

ЕОМ – електронно-обчислювальна машина

ЕПП – ергономічний портрет підприємства

ЕПТ – електронно-променева трубка

ЄВРОКОНТРОЛЬ – Європейська організація з безпеки аеро-

навігації

ЗВІ – засіб відображення інформації

ЗПС – злітно-посадкова смуга

ІАС – інженерно-авіаційна служба

ІАТА – Міжнародна асоціація повітряного транспорту

ІМ – інформаційна модель

ІП – інформаційне поле

ІПВ – інженерно-психологічна вимога

ІПО – інженерно-психологічна оцінка

ІПП – інженерно-психологічне проектування

КЛЕ – керівництво з льотної експлуатації

КПА – керівник польотів аеропорту

КПП – командно-пілотажний прилад

КПР – керування повітряним рухом

КС – класифікатор ситуацій

ЛФП – логічний фільтр-перетворювач

ЛЧ – людський чинник

МАК – Міждержавний авіаційний комітет

НОП – наукова організація праці

НПП – навігаційно-плановий прилад

НСО – нормалізатор стану оператора

ОбК – об’єкт керування

ОК – орган керування

ПГ – пнемограма

ПО – перетворювач однофазний

ПОС – перетворювач однофазний статичний

ПС – повітряне судно

ПТ – перетворювач трифазний

ПТС – перетворювач трифазний статичний

РКД – рідкокристалічний дисплей

САК – система автоматичного керування

СВІ – система відображення інформації

СВК – система вбудованого контролю

СЛТС – система людина-техніка-середовище

СОДО – система оцінювання діяльності оператора

СОМС – система оператор-машина-середовище

СОТС – система оператор-техніка-середовище

ТО – технічне обслуговування

ТО і Р – технічне обслуговування і ремонт

ТТВ – тактико-технічні вимоги

ЦА – цивільна авіація

ЦНС – центральна нервова система

ЦОМ – цифрова обчислювальна машина

ЦТО і РАТ – центр технічного обслуговування і ремонту авіа-

ційної техніки

ШГА – штучна газова атмосфера

ШГР – шкіро-гальванічна реакція

ШЗПС – злітно-посадкова смуга зі штучним покриттям

ACAS/TGAS – бортова система запобігання зіткнення повітря-

них суден

ECAM – бортовий централізований електронний контрольний

пристрій

EFIS – електронний пілотажний прилад

FMS – система оптимізації польоту

GPWS – система попередження про небезпеку зближення з зе-

млею

ICAO – Міжнародна організація цивільної авіації

IFALPA – Міжнародна федерація асоціацій лінійних пілотів

ILS – система посадки за приладами

IMC – приладні метеорологічні умови

PNAV – система зональної навігації

VOR – всеспрямований маяк

ВСТУП

Соціальний та економічний розвиток людства закономірно веде

до зростання обсягів інформаційного спілкування, швидкості при-

йняття виважених рішень, скорочення часу на виконання адекват-

них керувальних дій. Вимоги праці та пізнавальної діяльності ве-

дуть до переміщення людини на великі відстані за короткий час,

що стає можливим тільки з використанням засобів авіації. Не ди-

вно, що обсяги авіаційних перевезень тільки цивільною авіацією

(ЦА) невпинно зростають, використання повітряного простору збі-

льшується і значно підвищується в ньому інтенсивність польотів. В

цих умовах підвищуються вимоги до забезпечення таких трьох ос-

новних показників функціонування ЦА як безпека, регулярність та

ефективність використання авіаційної техніки. Саме ці показники

відображають мету роботи галузі – безпечна організація та керу-

вання повітряним рухом (КПР) з гарантованою регулярністю за

умов економічної ефективності її роботи.

Досвід експлуатації авіаційної техніки (АТ) свідчить, що зазна-

чені показники функціонування авіаційної галузі значною мірою

залежать від взаємозв’язку між окремими ланками авіаційної тран-

спортної системи (АТС), яка є надзвичайно складною сукупністю

взаємодіючих складових: екіпаж – повітряне судно – засоби КПР –

служби та засоби підготовки і забезпечення польотів. Комплекс

цих зв’язків складний та багатогранний. Розрив їх або втрата окре-

мої ланки такого ланцюга безпосередньо впливає на ефективність

системи і безпеку польотів.

Матеріали розслідування авіаційних пригод та інцидентів

(АП та І) показують, що у більшості випадків виникаюча загроза

безпеці польотів може бути попереджена екіпажем за умови прави-

льної і своєчасної його взаємодії з іншими ланками АТС. Сьогодні

при вирішенні задач забезпечення безпеки польотів в ЦА значна

увага приділяється дослідженням людського чинника (ЛЧ) як осно-

вної ланки в авіаційній ергатичній системі оператор - машина - се-

редовище (СОМС).

Ускладнення АТ, зростання обсягів інформації, дефіцит часу в

операторів для її обробки та прийняття рішення як в нормальних

умовах, так і, особливо, в аварійних ситуаціях, зумовлюють необ-

хідність вирішення ергономічних та інженерно-психологічних про-

блем: раціонального розподілу функцій між оператором і маши-

ною, а також між операторами; забезпечення сумісності між скла-

довими частинами ергатичної системи; обґрунтування ер-

гономічних та інженерно-психологічних вимог до АТ, а також ре-

комендацій з керування авіаційними транспортними засобами, роз-

робки методів професійного відбору та підготовки авіаційних опе-

раторів.

Таким чином, вивчення основ інженерної психології й ергоно-

міки (як з боку людського чинника, так і проектувальної ергономі-

ки або ергодизайну) має важливе значення для майбутніх фахівців,

оскільки знання їх основних проблем необхідні при вирішенні ви-

робничих питань, пов’язаних з забезпеченням ефективності і без-

печної взаємодії усіх трьох складових ергатичної системи – люди-

ни, машини та середовища, – а також зі створенням, виготовлен-

ням, випробуванням і експлуатацією сучасної та перспективної АТ.

В основу написання підручника покладений тридцятирічний

досвід роботи Української ергономічної школи, яку створив і бага-

то років очолював видатний вчений доктор технічних наук, профе-

сор Віктор Григорович Денисов. Використані також матеріали лек-

цій з ергономіки, які читаються у Національному авіаційному уні-

верситеті. В підручнику широко висвітлено результати досліджень

вітчизняних і зарубіжних вчених: В.М. Ахутіна, В.Ф. Венди, В.М.

Войненка, Е.В. Гаврилова, М.Л. Галлая, В.М. Глушкова, Ф.Д. Гор-

бова, В.А. Горячева, А.І. Губінського, М.Ф. Давиденка, В.Г. Дени-

сова, Є.О. Дерев’янка, Ю.П. Доброленського, Н.Д. Завалової, Г.М.

Зараковського, В.П. Зінченка, Б.В. Зубкова, А.О.Комарова, В.І. Ко-

стюка, М.А. Котика, А.А. Крилова, Б.Ф. Ломова, Р.П. Макарова,

Г.Г. Маньшина, В.М. Муніпова, В.Д. Небилицина, В.Ф. Онищенка,

В.В. Павлова, В.В. Паріна, К.К. Платонова, В.О. Пономаренка, Р.П.

Повілейка, Г.І. Рильського, Р. В. Сакача, Б.А. Смирнова, О.А. Си-

дорова, М.А. Столярова, О.О. Терьошкіна, В.П. Ускова, У. Вудсо-

на, Е. Едварса, Д. Коновера, Д. Мейстера, М. Монмоллена, Дж.

Рабідо, Дж. Різона, Г. Салвенді, Х. Хендріка, А. Чапаніса, М. Шмі-

да та ін.

В підручнику використані також основні принципи і концепції,

які напрацьовані на цей час в Міжнародній організації цивільної

авіації (ІСАО).

ПЕРЕДМОВА

За даними Міждержавного авіаційного комітету (МАК), світова

статистика аварійності на авіаційному транспорті за останні 10 ро-

ків дещо знизилася, проте ще залишається тривожною. Тільки в

ЦА держав-учасниць «Угоди про цивільну авіацію і про викорис-

тання повітряного простору» (держав СНД) в 2006-2008 роках від-

булося 120 авіаційних пригод (АП), в тому числі 57 катастроф, в

яких загинуло 800 людей.

Макроергономічний підхід щодо усунення або зменшення

впливу причин, що викликають виникнення АП, передбачає систе-

мне вирішення питань аналізу певного виду діяльності, проекту-

вання її оптимальних умов, відбір та пристосування людини до цієї

діяльності, вирішення технічних та організаційних питань забезпе-

чення ефективної та безпечної праці. Підвищуються вимоги до без-

відмовності техніки, апаратури, агрегатів і авіаційних систем; ство-

рюються, впроваджуються та використовуються найновіші авіа-

ційні матеріали та технології; вдосконалюються інформаційне за-

безпечення праці пілота й авіадиспетчера, їх професійний відбір і

технології навчання. Але зменшення кількості АП відбувається не

так швидко, як би хотілося, а їх частка з причини помилки людини

зростає. Якщо 10 років тому вона складала 70-75 %, то згідно з

останніми документами ІСАО 85-90 % авіаційних пригод є наслід-

ком дії «людського чинника».

В деяких випадках причинами помилок є конструктивні недо-

ліки обладнання, неадекватність процедур, огріхи в підготовці або

інструктуванні перед початком експлуатації. Проте центральними

факторами ЛЧ залишаються людська діяльність, поведінка й обме-

ження психофізіологічних можливостей людини. Значну частку АП

становить перебільшена довіра льотного персоналу до інформації

від обладнання, що є наслідком неадекватного розподілу функцій

між людьми та технічними засобами. Втрати через неоптималь-

ність людської діяльності зросли настільки, що зневажливе відно-

шення до ЛЧ стає дедалі неможливим.

Основні причини АП та І ІСАО пропонує групувати таким чи-

ном:

 технічна несправність повітряного судна (ПС);

 складні метеорологічні умови;

 помилки пілотування;

 зіткнення ПС з перешкодами або іншими ПС через порушен-

ня пілотажно-навігаційних умов польоту;

 тероризм і саботаж для цивільних ПС;

 неадекватність функціонального стану пілота.

50 відсотків груп причин безпосередньо зв’язані з ЛЧ, інші

причини є зовнішніми по відношенню до екіпажу, проте в деяких

випадках можуть бути компенсовані ним в залежності від кваліфі-

кації, досвіду і стану на момент АП та І. Результати розслідувань

АП свідчать, що практично кожний випадок в своєму розвитку

проходить певні стадії: виникнення позаштатної ситуації через ві-

дмову, що може бути усунена (рідше не може бути усунена), або

помилку екіпажу; перехід її в аварійну, а потім, за умов неправиль-

них прийнятих рішень або дій екіпажу, – в авіаційну пригоду. В

кожній конкретній ситуації резерв часу на прийняття і реалізацію

заходів для попередження АП може бути обмеженим. В той же час

експерти знаходять під час ретроспективного аналізу ознаки що-

найменше небезпечного розвитку ситуації (друга стадія). Інакше

кажучи, діагностичні ознаки перших п’яти груп можуть бути фор-

малізовані та ідентифіковані в реальному масштабі часу із застосу-

ванням навіть сучасної комп’ютерної техніки.

Значно гірше вирішується питання оцінки функціонального

стану пілота. Більше того, навіть досягнення теоретично абсолютно

точного та своєчасного рівня діагностики відмов обладнання не

забезпечує 100 % запобігання АП через обмежені психофізіологі-

чні можливості людини. Оскільки остаточне рішення щодо запобі-

ганню АП залежить від пілота, то заміна інформації від приладів

безпосереднього вимірювання на інтегровану інформацію від ком-

п'ютерів породжує нові проблеми ЛЧ, а саме – оцінку когнітивних

можливостей людини, особливо в надзвичайних ситуаціях

Аналіз структури помилкових дій свідчить, що в переважній

більшості вони є наслідком дій авіаційного персоналу, який має

достатні здоров'я, кваліфікацію і мотивацію. За останні 10 років у

ЦА, за даними ІСАО, помилки льотного персоналу, які призвели до

аварій з людськими жертвами та руйнування, кваліфікувались за 11

категоріями (рис. 1).