МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ МАШИНИСТ - УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ – ЛОКОМОТИВ

Проводится математическое описание работы системы “человек—локомотив—устройство безопасности—железнодорожная сеть”. Принята модель, описывающая взаимодействие трех подсистем: СИРД (система интервального регулирования движения поездов), машиниста (поездной бригады) и устройства безопасности. Каждая из подсистем описывается своей математической моделью. Приведенные модели в первую очередь предназначены для оценки эффективности действия Телемеханической Системы Контроля Бодрствования Машиниста (ТСКБМ) и других устройств безопасности (УБ) контролирующих машиниста. Однако обработка статистических данных касающихся случаев засыпания машинистов, проведённая на основе указанных моделей, выявляет параметры, которые являются характеристиками оператора-машиниста.

Математическое описание моделей производится на основе теории марковских процессов применённых к случайным величинам, определяющим безопасность железнодорожного движения. Это вероятности ошибки и засыпания машиниста, возможности отказа УБ, вероятности неблагоприятной поездной ситуации (запрещающий сигнал) и т.д.

Модель СИРД определяет в упрощенном виде поездные ситуации, наиболее часто встречающиеся реальному машинисту на движущемся поезде. В данной модели таких ситуаций две: наличие или отсутствие впереди запрещающего сигнала. Модель машиниста представляет его как устройство, управляющее поездом. Реально прогнозировать действия человека в разных ситуациях очень сложно. Поэтому моделирование машиниста в рассматриваемом случае опирается именно на статистические данные, в основе которых лежат действия большого количества машинистов работающих хотя и в разных, но достаточно конкретных условиях железной дороги. Машинист (как устройство) с одной стороны воспринимает поездную ситуацию, с другой стороны находится под контролем УБ. Предполагается, что машинист имеет два типа отказов:

- машинист может с вероятностью q совершить ошибку при встрече запрещающего сигнала и принять его за разрешающий; - машинист может временно отключаться от рабочего состояния (сон, снижение уровня бодрствования ниже критического) с интенсивностью lс, после чего с интенсивностью m восстанавливать своё рабочее состояние. Если машинист не находится под контролем УБ, то параметр m равен интенсивности свободного просыпания машиниста mс. Рассматриваются разные модели засыпания человека: как простые, типа системы с восстановлением работоспособности, так и двухступенчатые, учитывающие этап так называемого короткого сна.

Модель локомотивной бригады, состоящей из двух человек, описывает совместную работу двух указанных устройств. Также рассматриваются разные модели. Согласно одной модели взаимодействие между членами бригады отсутствует, однако принимается, что УБ воздействуют на каждого из них. Другая модель представляет более реальную ситуацию, в которой машинист находится под контролем устройства бдительности, а помощник машиниста – нет. Модели УБ описывают их взаимодействие с машинистом. Устройство обеспечивает восстановление рабочего состояния машиниста. Учитываются устройства двух типов: – с периодическими проверками бодрости машиниста, это такие устройства, как УКБМ, АЛСН, КЛУБ; и с непрерывным контролем (ТСКБМ). Использованы статистические данные за ряд лет по железнодорожному транспорту и состоянию безопасности движения на железной дороге РФ и СССР. На основе вышеизложенных моделей из этих данных были извлечены сведения о засыпании машинистов в виде таких параметров, как интенсивности засыпания и восстановления, на основе которых можно делать необходимые оценки состояния бодрствования машиниста.