Расширение функциональных возможностей тренажеров транспортных средств | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №1-2 (13) январь-февраль 2010 г.

Статья просмотрена: 25 раз

Библиографическое описание:

Кузнецов Б. В. Расширение функциональных возможностей тренажеров транспортных средств // Молодой ученый. — 2010. — №1-2. Т. 1. — С. 85-88. — URL https://moluch.ru/archive/13/1072/ (дата обращения: 21.08.2018).

В настоящее время известно множество способов моделирования психо­физио­логических эффектов в тренажерах транспортных средств (ТТС), со­гласно кото­рым вы­числяют в реальном времени параметры поведения объ­екта, синтези­руют в информационных каналах психофизиологические эф­фекты и преобра­зуют их в ощущения пространственного движения, зритель­ной внутри­кабинной и вне­кабинной информации, слуховой (шумовой, рече­вой), так­тильно-кинестетической (от органов управления) [1, 2].

Устрой­ства, реализующие известные способы, как правило, содержат: имитатор акселерационных воздействий (динамический стенд с кабиной опе­ра­тора); имитаторы зрительной внутрикабинной и внекабинной информа­ции; имитатор слуховой информации (шумовой, речевой); имитатор тактильно-ки­нестетической информации (органы управления); имитатор параметров пове­де­ния объекта (вычислитель динамики движения имитируемого транспорт­ного средства); пульт инструктора.

Общим недостатком известных способов является отсутствие восп­роиз­веде­ния некоторых психофизиологических ощущений дискомфорта, возни­кающих, у обучающегося опе­ратора при определённых режимах ра­боты ими­тируемого объекта, напри­мер:

·         ощущение опьянения или морской болезни, которое наблюдается при дви­же­нии автомобиля со скоростью 100–120 км/час. При движении возни­кают не только вибрации с частотами 0,2–20 Гц, но и срыв потока воздуха позади ав­томо­биля, рождающий инфразвук. Вращение колёс возбуждает вер­тикальные колеба­ния кузова автомобиля с частотами около 10 Гц. Неров­но­сти дорожного полотна вызывают колебания в диапазоне 0,5–11 Гц, вибрация двигателя 11–17 Гц и т.д. Интен­сивность колебаний достигает 100–115 дБ. При длительной езде на большой ско­рости воздействие инф­развука снижает быстроту зрительной реакции води­теля, особенно реакции на дорожные сиг­налы и на усложнения дорожной обста­новки, нарушает ко­ординацию его действий при управлении автомобилем [3];

·         ощущение затуманивания зрения, судорожное подергивание глазного яб­лока, нару­ше­ние чувства равновесия, усталость, нередко даже страх. Ис­следо­вания пока­зали, что аналогичные явления возникают у во­дителей гру­зовых автомобилей, тракторов, самоходных машин и летатель­ных аппаратов [3, 4];

·         ощущение воз­душной болезни или укачивание во время полета в турбулент­ной атмосфере. Турбулентность атмосферы вызывает вибрацию са­молёта со знакопе­ремен­ными перегрузками и инфразвуковое поле, которое воздействует на лет­чика. Длительное дей­ствие полета в турбулентной атмо­сфере может вызвать головокружение, вя­лость, безразличие, снижение про­дук­тивно­сти памяти и мышления, влияющие на дееспособность лётчика [5];

·         ощущение вялости, морской болезни и других симптомов у водите­лей ка­те­ров. Катер с двигателем мощностью 400 л.с. создаёт инфразвук 134 дБ на час­тоте 13 Гц при поступлении во всасывающее отверстие карбюратора по­тока воздуха [6];

·         ощущения бо­лей в ушах водителей и пассажиров в троллейбусе, при ра­боте компрессора воздушного тормоза [7] или у летчика при по­вышении или понижении давления воздуха в кабине лета­тельного аппарата;

·         ощущения страха, возникающего на реальном объекте в аварийных си­туа­циях. Ощущение страха зачастую проявляется в экстремальных ус­ловиях, например, полет на малых высотах. Малые высоты и большие скорости при­дают полетам свои особенности, ос­новными из которых являются близость земли, существенно увеличивающая риск по­лета, специфика пилотирования и воз­дей­ствие внешних факторов. Более строгое, чем в других видах по­лета вы­держивание вы­соты диктуется соображением безопасности, ибо превыше­ние необходимой вы­соты увеличивает возможность обнаружения летатель­ного ап­парата радиоло­кацион­ными средствами, а уменьшение ее вызывает опасность столкновения с препят­ствием на земле. Другой отличи­тельной особенностью пилотирования яв­ляется характер переключения внимания. Если на больших высотах на просмотр внекабинных ориентиров затрачива­ется около 5 % общего времени по­лета, то на малых высотах – до 90 % [8, стр. 83]. Кроме того, на про­цесс пило­тирования дополнительно накладыва­ется влияние инфразвукового поля, получен­ного при движении самолёта в турбулентной атмосфере [5]. Дли­тельное дей­ствие перечисленных факторов может вызвать так называемую воз­душную бо­лезнь или укачивание. При­чём, наиболее важны замаскированные симптомы её: головокружение, вялость, безразличие, снижение продуктивности памяти и мыш­ления, влияющие на дееспособность летчика.

Данные виды информации играют важную роль при обучении экипажа на ТТС, так как по ним он судит о текущем состоянии и местонахождении имити­руемого транспортного средства и где необходимо проявить волевые уси­лия обучающегося персонала, чтобы, несмотря на все отрицательные симптомы, проявившиеся в данной ситуации, задание было выполнено на должном уровне. Все указанные особенности вызывают нервно-психологи­ческое напряжение у операто­ров, повышают требования к его эмоционально-волевым качествам, па­мяти, восприятию, мышлению, физической и психоло­гической выносливости.

Невозможность воспроизведения вышеперечисленных ощущений на со­временных ТТС с помощью имеющихся в составе тренажера имитаторов объ­ясня­ется тем, что из-за конструктивных и динамических ограничений ис­пол­ни­тельных приводов имитатора акселерационных воздействий не­воз­можно вос­производить перемещения с амплитудами, выходящими за указан­ные пределы, при которых синтезируются инфразвуковые колебания той ин­тен­сивности и частотой, как на реальном объекте. В случае же масштаби­ро­вания (умень­ше­ния), по сравнению с реальными перемещениями, величины воспроизводи­мого сигнала во всем диапазоне, восприниматься органами чувств опера­тора не бу­дет, т.к. станет ниже порога их чувствительности.

Для устранения вышеперечисленных недостатков разработан способ и устройство моделирования психофизиологических воздействий в ТТС.

Техническим результатом предлагаемого способа является расширение функцио­наль­ных возможностей ТТС за счет воспроизведения психофизиоло­ги­че­ских ощущений, возникающих у обучающегося оператора при опреде­ленных ре­жимах работы транспортных средств, а именно: состоя­ние укачи­вания, боле­вых ощущений, утомления, страха, чувство тревоги, эйфории и т.п.

Это достигается тем, что в реальном времени вычисляют параметры дви­же­ния объекта, синтези­руют в информационных каналах психофизиоло­гиче­ские эф­фекты и прео­бразуют их в ощущения пространственного движе­ния, зрительной внутрикабинной и внекабинной информации, звуковой, так­тильно-кинестетической информации, сопровождающие ра­боту управляе­мого транс­портного средства с имитатора параметров поведения объекта. Кроме того, до­полни­тельно вычисляют в реальном времени параметры дви­жения объекта, при кото­рых происходит синтез в информационных каналах инфразвуко­вых ко­лебаний, по частотному и энергетическому спек­тру адекват­ных на реаль­ном объекте, и преобразуют их в ощу­щения страха, состояния укачивания, болевых ощущений, утомления, эйфо­рии и т.п.

Для воспроизведения указанных ощущений в форсированном ре­жиме с пульта инструктора пораздельно или в определенной (комплексной) взаимо­связи произ­водят синте­з в информационных каналах инфразвуко­вых ко­леба­ний, воздействуют на обучающегося оператора частотой и интен­сив­но­стью, адекватной частотному и энергетическому спектру колебаний, при кото­рых у оператора проявляются эти ощущения, находясь на реальном объекте.

Для ограничения неблагоприятного воздействия инфразвука на окру­жаю­щую обстановку, рабочее место оператора с источником инфразвука по­мещают в акустический демпфер.

Предлагаемый способ также может быть применен для обучения опера­торов работающих с объектами страте­гического назначения, где приходится сталкиваться в своей профессиональной деятельности с различными видами аварийных ситуаций, неизбежно возникаю­щие на указанных объектах. Мно­гие аварии возникают именно по вине оператора, не сумевшего справиться со своими эмоциями и взять себя в руки ввиду различ­ных причин. Поэтому ава­рии антропогенного характера можно было бы предот­вратить (или, по край­ней мере, уменьшить их негативные последствия), обучив и подготовив пер­сонал к различным нестандартным и чрезвычайным ситуациям.

Профессиональная деятельность персонала является разновидностью сложного умст­венного, нервно-эмоционального и физического труда, отли­чающегося большой психофизиологической напряженностью. По результа­там проведенного экспертного опроса [9] были выделены че­тыре блока профес­сионально важных качеств персонала, формирование и оценка кото­рых осуще­ствляется непосредственно в процессе эксплуатации стратегически важного объекта:

·         дисциплинарно-профессиональные качества (дисциплинированность, ис­полни­тельность, ответственность, трудолюбие, работоспособность и др.);

·         специально-профессиональные качества (техническая культура, творче­ское мышление, способность предвидеть развитие ситуации, знания теоретиче­ского и практического характера и др.);

·         организаторские качества (умение организовывать работу, требователь­ность, способность принимать осмысленные решения, навыки воспитательной ра­боты и др.);

·         психологические качества (целеустремленность, быстрота принятия ре­ше­ний, эмоциональная устойчивость, инициативность, решительность, внима­тель­ность, самостоятельность и др.).

Анализ выделенных профессионально важных качеств показывает, что пер­вые три блока качеств интегрированы с психологическими качествами обу­чае­мого и определяют не только поведение персонала стратегически важ­ного объ­екта в релевантной области, но и влияющее на эффективность их деятель­ности.

В связи с этим весьма важной психолого-педагогической проблемой ста­но­вится разработка средств и методов, позволяющих эффективно и бы­стро адапти­ровать сенсомоторные образы, сформированные в обучающей системе, к реаль­ным условиям непосредственной формы восприятие инфор­мации. До на­стоящего времени у проектировщиков комплексных средств обучения сущест­вовало мне­ние о невозможности с помощью технических средств имитировать полную ин­формационную среду, которая имеет место в реальных условиях, включая и пси­хофизиологическую напряженность у обу­чающегося персонала. При моделирова­нии экстремальных режимов работы объекта всегда существо­вала их условность, предметная неполнота, чувст­венная обедненность и т.п. Все это сказывается на эффективности обучения и развития навыков принятия решений в штатных и ава­рийных режимах.

В ходе проведения НИРС по данной тематике на кафедре «Автоматизация и управле­ние» Пензенской государственной технологической академии были выполнены следующие виды работ:

·         разработка структурной схемы имитатора психофизиологических воздей­ст­вий для развития эмоционально-волевых качеств у обучающихся опе­раторов;

·         разработка структурной схемы модуля анализа энергетических характери­стик инфранизкочастотного электроакустического преобразователя для обеспе­чения безопасности обучающего персонала и окружающей среды;

·         оценка эффективности повышения качества ТТС и выявление резервов повышения конкурентоспособности ТТС как обучаю­щих систем;

·         подана заявка на предполагаемое изобретение, по которой получен патент [2]; 

·         внедрение в учебный процесс академии для реализации основных профессио­нальных образовательных про­грамм при проведении лекцион­ных, лаборатор­ных работ, курсовом и диплом­ном проектировании;

·         участие во Всероссийском смотре-конкурсе научно-технического творчества студентов высших учебных заведений «Эврика-2007» (Новочеркасск, 2007), по результатам которого студент Бояров П.А. награжден дипломом лауреата в номинации «Интеллектуальные тренажеры и тренажерные комплексы»;

·         участие во Всероссий­ском конкурсе молодежных проектов и программ (выставка «НТТМ июнь 2009» г. Москва), по результатам которого студент Кузнецов Б.В. награжден медалью «За успехи в научно-техническом творчестве» по номина­ции «Лучший научно-исследовательский проект в области технических наук» по проекту «Исследование и разработка автоматизированной сис­темы управления аэрокосмическим тренажером».

 

Литература

1. Прошкина Л.А. Совершенствование управления предприятиями авиацион­ного трена­жеро­строения в условиях модернизации экономики: Дис…кан­д. эко­н. наук. – Пенза, 2006. – 173 с.

2. Патент 2369909 РФ. МКИ: G09В9/00. Способ моделирования психофи­зиологических эффектов в тренажере и устройство для его реализации / В.Н. Прошкин, Я.А. Туровский, П.А. Бояров // Опубл. 10.10.09 Бюл. № 28.

3. Новогрудский Е.Е. и др. Инфразвук: враг или друг. – М.: Машиностроение, 1989.– 64 с.

4. Измеров Н.Ф. и др. Инфразвук как фактор риска здоровью человека (ги­гиенические, ме­дико-биологические и патогенетические механизмы) – Воронеж, 1998. –  276 с.

5. Хорбенко И.Г. Звук, ультразвук, инфразвук. – М.: Знание, 1986. – 178 с.

6. Чедд Г. Звук. – М.: Мир, 1975. – 162 с.

7. Большая Советская Энциклопедия, т. 18. – М.: Советская Энциклопе­дия, 1977. – С. 331 – 332.

8. Покровский Б.Л. Лётчику о психологии. – М.: Военное издательство мини­стерства обо­роны СССР, 1974. – 83 с.

9. Самолаев Ю.Н. Классификация профессионально важных качеств авиаци­онного спе­циа­листа. IV Всероссийская научно-методическая конференция «Тренажеры и компьюте­ризация профессиональной подго­товки» ГАНГ им. И.М. Губкина – Москва, 1994. –  С. 14 – 16.

 

Основные термины (генерируются автоматически): реальное время, ощущение, морская болезнь, инфразвуковое поле, Москва, ощущение страха, орган управления, пульт инструктора, обучающийся оператор, предлагаемый способ, средство.


Похожие статьи

Повышение эффективности аэрокосмических тренажеров для...

В настоящее время известно множество способов моделирования психофизиологических

имитатор 1 параметров поведения реального объекта (ИППРО); пульт 2 инструктора (ПИ)

анализатор 11 инфразвуковых колебаний (АИЗК); рабочее место 12 оператора (РМО)

Плассотерапия как средство работы со страхами

IV международная научная конференция «Психологические науки: теория и практика» (Москва, ноябрь 2015).

Клиент сосредоточен на своих телесных ощущениях, погружен в них.

Во время второй встречи девочке так же было предложено поработать с кинетическим песком, но...

Определение соционического типа студента с целью повышения...

В последнее время одним из перспективных направлений в педагогической психологии является теория разделения

К. Юнг предложил типологию характера, опираясь на четыре основные психические функции, свойственные человеку: мышление, эмоции, ощущения и интуицию.

Исследование и применение eye-tracking технологии на...

В то же время eye-tracker посылает второй сигнал, которой устанавливает позицию человека относительно устройства.

Акимов Д. А. — Разработка бесконтактного интегрального интерфейса оператора диспетчерского пульта дефектоскопии на непрерывной...

Дыхательные упражнения одно из средств оздоровления детей...

международная научная конференция «Педагогическое мастерство» (Москва, апрель 2012).

В настоящее время наиболее популярными являются: парадоксальное дыхание по А.Н

не заниматься с ребенком, если у него заболевание органов дыхания в острой стадии.

Предупреждение появления чувства страха у новичков в процессе...

Повышенная чувствительность к водной среде проявляется в обостренной реакции новичка на неприятные ощущения от попадания воды на

Страх перед глубиной проявляется, например, при первых прыжках в воду с бортика самым простым способом- соскоком ногами вниз.

Психологическая профилактика страхов в младшем школьном...

Детские страхи — это ощущение беспокойства или тревоги у детей, возникающее в ответ на реальную или воображаемую угрозу для

Е. Г. Макарова выделяет два способа профилактики страха у детей младшего школьного возраста

Во время занятия дети сидят в кругу, который...

Анализатор сигналов инфракрасного пульта дистанционного...

Такой подход позволяет получить желаемый результат с минимальными затратами средств и времени.

В таблице 2 приведены структуры информационных полей некоторых протоколов систем дистанционного управления [1, 2].

Сенсорная комната — альтернативный способ развития...

5) формирование адекватной самооценки, преодоление страхов и агрессии

Она используется как «энциклопедия стимулирующих ощущений», предлагающих гораздо большее

Город как детская комната. Медиация как альтернативный способ разрешения споров.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Повышение эффективности аэрокосмических тренажеров для...

В настоящее время известно множество способов моделирования психофизиологических

имитатор 1 параметров поведения реального объекта (ИППРО); пульт 2 инструктора (ПИ)

анализатор 11 инфразвуковых колебаний (АИЗК); рабочее место 12 оператора (РМО)

Плассотерапия как средство работы со страхами

IV международная научная конференция «Психологические науки: теория и практика» (Москва, ноябрь 2015).

Клиент сосредоточен на своих телесных ощущениях, погружен в них.

Во время второй встречи девочке так же было предложено поработать с кинетическим песком, но...

Определение соционического типа студента с целью повышения...

В последнее время одним из перспективных направлений в педагогической психологии является теория разделения

К. Юнг предложил типологию характера, опираясь на четыре основные психические функции, свойственные человеку: мышление, эмоции, ощущения и интуицию.

Исследование и применение eye-tracking технологии на...

В то же время eye-tracker посылает второй сигнал, которой устанавливает позицию человека относительно устройства.

Акимов Д. А. — Разработка бесконтактного интегрального интерфейса оператора диспетчерского пульта дефектоскопии на непрерывной...

Дыхательные упражнения одно из средств оздоровления детей...

международная научная конференция «Педагогическое мастерство» (Москва, апрель 2012).

В настоящее время наиболее популярными являются: парадоксальное дыхание по А.Н

не заниматься с ребенком, если у него заболевание органов дыхания в острой стадии.

Предупреждение появления чувства страха у новичков в процессе...

Повышенная чувствительность к водной среде проявляется в обостренной реакции новичка на неприятные ощущения от попадания воды на

Страх перед глубиной проявляется, например, при первых прыжках в воду с бортика самым простым способом- соскоком ногами вниз.

Психологическая профилактика страхов в младшем школьном...

Детские страхи — это ощущение беспокойства или тревоги у детей, возникающее в ответ на реальную или воображаемую угрозу для

Е. Г. Макарова выделяет два способа профилактики страха у детей младшего школьного возраста

Во время занятия дети сидят в кругу, который...

Анализатор сигналов инфракрасного пульта дистанционного...

Такой подход позволяет получить желаемый результат с минимальными затратами средств и времени.

В таблице 2 приведены структуры информационных полей некоторых протоколов систем дистанционного управления [1, 2].

Сенсорная комната — альтернативный способ развития...

5) формирование адекватной самооценки, преодоление страхов и агрессии

Она используется как «энциклопедия стимулирующих ощущений», предлагающих гораздо большее

Город как детская комната. Медиация как альтернативный способ разрешения споров.

Задать вопрос