Методика разработки человеко-машинного интерфейса в системе поддержки оператора производственных установок при действиях в аварийных ситуациях

Аннотация

Предложены методические подходы к разработке человеко-машинного интерфейса для специализированного программного обеспечения поддержки деятельности операторов производственных установок в аварийных ситуациях. В качестве примера рассмотрена разработка системы поддержки деятельности операторов нефтеперерабатывающих производств при устранении различных отказов и их последствий в соответствии с принятым регламентом плана устранения аварий. Проведен анализ особенностей действий операторов в условиях аварии, сформулированы требования к интерфейсу программ поддержки оператора. Предлагаемый подход основан на применении паттернов проектирования человеко-машинных интерфейсов критически важных по безопасности систем. Выполнен анализ основных паттернов, даны рекомендации по применению конкретных паттернов для формирования интерфейса программного обеспечения поддержки действий оператора. Приведены результаты экспериментального исследования возможностей практического применения предложенного программного обеспечения, показывающие значимое снижение времени, которое затрачивается оператором на действия по выполнению пунктов плана ликвидации аварий, и уменьшение числа ошибок. Это подтверждает эффективность применения разработанной методики на практике. В качестве направления дальнейшего совершенствования деятельности операторов производственных установок целесообразно рассмотреть методы оценивания состояния оператора по данным разнородных информационных каналов --- речь, анализ числа морганий, оценка эмоций, анализ наклона головы, направления взгляда с использованием сверточных нейронных сетей глубокого обучения

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Уали А.Б., Наукенова А.С., Корсун О.Н. и др. Методика разработки человеко-машинного интерфейса в системе поддержки оператора производственных установок при действиях в аварийных ситуациях. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2023, № 1 (142), с. 98--116. DOI: https://doi.org/10.18698/0236-3933-2023-1-98-116

Литература

[1] Authorization for use of electronic flight bags. AC 120-76D. U.S. Department of Transportation, Federal Aviation Administration. 2017.

[2] Руководство по электронным планшетам (EFB). ИКАО, 2018.

[3] Шевелев А.А. Внедрение применения электронного полетного планшета в боевой авиации на этапах подготовки и выполнения полетного задания. Universum: технические науки, 2021, № 11-1. DOI: https://doi.org/10.32743/UniTech.2021.92.11.12536

[4] Adelstein B., Hobbs A., O’Hara J., et al. Design, development, testing, and evaluation: human factors engineering. NASA/TM-2006-214535. NASA, 2006.

[5] Anokhin A.N. Ergonomics in Russia. In: Ergonomics in Developing Regions: Needs and Applications. CRC Press, 2009, pp. 385--390.

[6] Anokhin A., Ivkin A., Dorokhovich S. Application of ecological interface design in nuclear power plant (NPP) operator support system. Nucl. Eng. Technol., 2018, vol. 50, iss. 4, pp. 619--626. DOI: https://doi.org/10.1016/j.net.2018.03.005

[7] Купер А., Рейман Р., Кронин Д. и др. Интерфейс. Основы проектирования взаимодействия. СПб., Питер, 2021.

[8] Анохин А.Н., Назаренко Н.А. Проектирование интерфейсов. Биотехносфера, 2010, № 2, с. 21--27.

[9] Hollnagel E. Handbook of cognitive task design. CRC Press, 2003.

[10] Todd E., Kemp E., Philips C. What makes a good User Interface pattern language? Proc. 5th AUIC2004. Vol. 28. Australian Computer Society, 2004, pp. 91--100.

[11] Александер К. Язык шаблонов. Студия Артемия Лебедева, 2020.

[12] Mahemoff M.J. Design reuse in human-computer interaction and software engineering. The University of Melbourne. 2001.

[13] Coplien J.O. Advanced C++ programming styles and idioms. Addison Wesley, 1991.

[14] Гамма Э., Хелм Р., Джонсон Р. и др. Приемы объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования. М., Вильямс, 2015.

[15] Макконелл С. Совершенный код. М., Русская редакция, 2010.

[16] Fields R., Wright P. Safety and human error in activity systems: a position. CHI’98, 1998. DOI: https://doi.org/10.1145/286498.286685

[17] Себряков Г.Г., Корсун О.Н., Лаврова Г.А. и др. Современные аудиотехнологии в интерфейсе кабины пилотов. М., ИД Академии Жуковского, 2021.

[18] Korsun O.N., Yurko V.N., Om M.H., et al. Estimation of the interrelation between the pilot state and the quality index of piloting. AS, 2022, vol. 5, no. 3, pp. 465--471. DOI: https://doi.org/10.1007/s42401-022-00135-z