УДК 331.101.1

ЭРГОНОМИЧЕСКИЙ РИСК В ДЛИТЕЛЬНОМ КОСМИЧЕСКОМ ПОЛЕТЕ: ПОНЯТИЙНЫЙ АППАРАТ

ТИММЕ Егор Анатольевич

Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодёжи и туризма (ГЦОЛИФК), Москва

Доцент кафедры Тим ПВСиЭД, кандидат технических наук

E-mail: alpdem@yandex.ru

ПЕТРОВ Владислав Михайлович

Начальник отдела радиационной безопасности космических полетов Государственного научного центра "Институт медико-биологических проблем" РАН, кандидат физико-математических наук

Ключевые слова: космический полет, опасные и вредные факторы, эргономический риск, радиационный риск, ошибочные действия, качество деятельности, значимость ошибки, структура деятельности.

Аннотация. Авторы определяют понятие эргономического риска в космическом полете, рассматривают его структуру, содержание и обусловленность. Они формулируют задачи создания теории эргономического риска и пути разработки практической методики его оценки, основанной на применении математических моделей влияния радиационного фактора космического полета на организм космонавта и качество его деятельности.

ERGONOMIC RISKS IN LONG-DURATION SPACE FLIGHT: CONCEPTUAL APPARATUS

TIMME Yegor

Russian State University of Physical Culture, Sport, Youth and Tourism (GTSOLIFK), Moscow

PhD, Research Center Institute of Biomedical Problems of RAS

PETROV Vladislav

Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Research Center Institute of Biomedical Problems RAS

Keywords: space flight, dangerous and harmful factors, ergonomic hazards, radiation risk, wrong actions, the quality of work, the significance of the error, structure.

Abstract. The authors define the concept of ergonomic risk in space flight, consider the structure, content, and conditioning. They formulate the problem of developing a theory of ergonomic risk and ways to develop practical methods of its evaluation, based on the application of mathematical models of radiation effects of space flight on the body astronaut and quality of its work.

При осуществлении длительных космических полетов особую роль будет играть оценка и прогнозирование разнообразных рисков. Решающее значение имеет прогнозирование радиационного риска, в структуре которого можно выделить биологический, технический и эргономический радиационный компоненты (рис.1).

Структура радиационного риска связана с учетом всех способов влияния космической радиации на уровни радиационной безопасности в космическом полете. Радиационный риск можно подразделить на три категории:

- биологический, когда риск неблагоприятного исхода полета возрастает по причине радиобиологических (соматических и отдаленных) реакций организма на облучение, имевшее место в процессе полета;

- технический, когда риск экипажа увеличивается в связи с возрастанием вероятности отказов различных систем корабля по причине радиационного воздействия на эти системы;

- эргономический, когда увеличение риска связано с вызванным облучением, нарушением операторской и физической работоспособности космонавтов во время полета.

Среди этих рисков, одним из наиболее значимых компонентов является эргономический риск.

Под эргономическим риском мы понимаем вероятность гибели космонавта или, в более общем случае, нанесение вреда его здоровью, произошедшее вследствие ошибки (ошибок) в действиях космонавта, возникшей в результате воздействия неблагоприятных факторов космического полета на его организм.

Эргономический риск основывается на основе учета частоты и значимости ошибок, допускаемых космонавтом при выполнении различных видов деятельности и обусловленных последствиями воздействия радиационного фактора [5].

Рис. 1. Место, роль и обусловленность эргономического радиационного риска в длительном космическом полете

Таблица 1

Классификация видов деятельности космонавта в космическом полете

Рис. 2. Декомпозиция деятельности космонавта по категориям: действия, операции, психофизиологические и моторные акты

Таблица 2

Влияние последствий ошибочных действий на структуру деятельности экипажа

Таблица 3

Влияние последствий ошибочных действий на функциональное состояние космонавтов

Основой для оценки эргономического риска могут служить эмпирические данные, полученные в результате анализа причин и характера ошибок, возникающих в деятельности космонавтов во время полета и в результате проведения специальных экспериментов, а также закономерности и теоретические модели влияния различных факторов (невесомости, длительной изоляции, воздействия радиации и т.д.) на работоспособность и качество деятельности космонавтов, на частоту и значимость совершаемых ими при этом ошибок [1]. Данная задача представляется крайне сложной при этом основными проблемами, требующими решения, являются:

1. Разработка адекватной классификации видов деятельности космонавта и критериев оценки её значимости с точки зрения прогнозной оценки эргономического риска.

2. Построение теоретических и имитационных моделей воздействия факторов космического полета на работоспособность и качество деятельности космонавта, выраженных в виде частоты и значимости ошибок.

3. Выявление причинно-следственных связей анализируемых факторов, построение на их основе и последующий анализ деревьев ошибок и деревьев событий, реализация которых приводит к возможности появления рассматриваемых неблагоприятных исходов.

4. Разработка методики количественного расчета эргономического риска за полет в целом и на отдельных его этапах.

Вся деятельность в космическом полете может быть классифицирована по ее целевому назначению (табл. 1).

В то же время, любую деятельность можно представить в виде морфологической структуры независимо от ее целевого назначения (рис. 2). При этом подходе, деятельность разбивается на виды, которые, в свою очередь, могут быть разделены во времени на действия, имеющие целью выполнение определенных задач и состоящие из блоков однотипных операций [6].

Деятельность по выполнению задачи разбивается на ряд элементарных операций, каждая из которых характеризуется следующим вектором параметров, характеризующих деятельность: <t, k, p, n>, где t - время выполнения операции; k - качество ее выполнения; p - надежность выполнения; n - напряженность в процессе выполнения [3].

Под качеством деятельности понимается ее результативность, оцениваемая по критериям достижения цели в соотношении с величиной физиологических и психических затрат на ее выполнение, а также количество совершенных при этом ошибок с учетом их значимости.

Ошибочным действием (ошибкой) космонавта будем называть любое действие, выходящее за допустимые пределы параметров нормативного способа деятельности, приводящее к невыполнению или к неправильному, несвоевременному выполнению запланированной работы [3].

Нормативный способ деятельности - это обобщенный и закрепленный инструкциями алгоритм деятельности, рассчитанный на подготовленного космонавта и нормальные внешние условия и приводящий к результату не превышающему установленных погрешностей [4].

Классификация ошибочных действий космонавта с учетом структуры программы полета заключается в регистрации параметров возникновения ошибочного действия, а также наименование элемента действия, эксперимента или операции, при выполнении которых допущена ошибка.

Значимостью ошибки будем называть тяжесть последствий (ущерба) при ее появлении. По характеру последствий ошибки могут быть классифицированы (табл. 2).

Надежность работы космонавта можно выразить вероятностью появления ошибок в последующих событиях или испытаниях [5]. Метод, с помощью которого выполняется эта оценка, аналогичен методу оценки надежности аппаратуры. Вероятностная оценка качества работы космонавта может быть определена отношением n/r, где r-число успешно выполненных заданий, n-общее количество испытаний.

Математическая модель для количественного определения ошибок, весьма близка к модели, используемой при анализе надежности [3]. Эта модель описывается вероятностью появления отказа в результате совершения ошибки космонавтом:

,

где Pi - вероятность того, что операция будет выполнена таким образом, что будет совершена ошибка i; Fi - вероятность того, что при совершении ошибки i произойдет отказ; ni - число аналогичных операций, при которых может быть совершена ошибка i.

При проведении оценок радиационного риска с учетом изложенного выше его трехкомпонентного представления большую роль играет эргономический компонент. При этом частота ошибок оператора, определяющая этот компонент риска, существенным образом зависит от нарушений функционирования центральной нервной системы (ЦНС), вызванного воздействием космической радиации. Поскольку специфика такого воздействия кардинально отличается от радиационного воздействия на Земле, необходимо детальное исследование закономерностей формирования поражения центральной нервной системы и соответствующее нарушение работоспособности в космическом полете.

Связанный с этим эргономический компонент радиационного риска, так же как и специфика биологических изменений в ЦНС, вызываемых плотноионизирующей радиацией, являются наиболее актуальными направлениями исследований, необходимых для формирования научного базиса системы радиационной безопасности длительных космических экспедиций.

Литература

1. Береговой Г.Т. Некоторые теоретические особенности подготовки космонавтов / Г.Т. Береговой, П.Р. Попович, Г.М. Колесников // Деятельность космонавтов в полете и повышение ее эффективности. - М.: Машиностроение, 1981. - С. 46-58.

2. Зараковский Г. Классификация ошибок оператора. Техническая эстетика / Г. Зараковский, В. Медведев, 1971, № 10. - С. 5-6.

3. Колесников Г.М. О модели деятельности человека / Г.М. Колесников // Деятельность космонавта в полете и повышение ее эффективности. - М.: Машиностроение, 1981. - С. 25-46.

4. Котик М.А. Ошибки управления. Психологические причины. Метод автоматического анализа / М.А. Котик, А.М. Емельянов. - Таллин.: Валгус. - 1985. - 391 с.

5. Попович П.Р. Системный анализ комплексов "космонавт - техника" / П.Р. Попович, А.И. Губинский, Г.М. Колесников, В.П. Савиных. - М.: Машиностроение, 1994. - 192 с.

6. Bedny G.Z., Karwowsky W. A systemic-structural theory of activity: Applications to human performance and work design. USA: Boca Raton, FL, CRC Press, Taylor & Francis Group, 2007. - 526 p.

  На главную    В библиотеку    Обсудить в форуме 

При любом использовании данного материала ссылка на первоисточник обязательна!