Loading

Zunifikowane ergonomiczne stanowiska pracy maszynisty przyszłościowych pojazdów trakcyjnych PKP

Trakcja i Wagony nr 8/1984

dr Bolesław Biedunkiewicz
Zakład Trakcji COBiRTK
mgr inż. Edward Błaszczyk
Fabryka Wagonów "Pafawag" we Wrocławiu
mgr inż. Wojciech Bogdański
Zakład Trakcji COBiRTK
doc. dr hab. Edward Ziobro
Instytut Organizacji i Zarządzania Politechnika Wrocławska

 

Przyczyny i cele unifikacji

Pulpity sterownicze pojazdów trakcyjnych, bez względu na rodzaj trakcji i przeznaczenie pojazdów, zawierają wiele elementów wspólnych. We wszystkich przypadkach np. element operacyjny nastawnika głównego lokomotyw ma formę koła kierownicy samochodu. w zespołach trakcyjnych zaś lub w wagonach silnikowych - poziomej dźwigni. Elektryczne przyrządy pomiarowe, przełączniki dżwigienkowe lub pokrętne, lampki sygnalizacyjne itp. wyposażenie pulpitów mają przeznaczenie bądź całkowicie analogiczne, bądź też funkcjonalnie zbliżone (np. przycisk SHP lub czuwaka. woltomierz sieci lub prądnicy głównej).

W wyposażeniu kabin maszynisty pojazdów trakcyjnych występuje wiele elementów już zunifikowanych, np. szybkościomierze, pulpity rozkładu jazdy, zawory hamulcowe itp. Z tych przyczyn wyposażenie kabin maszynisty pojazdów trakcyjnych jest obiektem wręcz modelowym do unifikacji, oczywiście jeżeli uwzględni się przy tym wymagania ergonomii. Za unifikacją przemawiają również pozytywne doświadczenia z konstrukcji, zwłaszcza współczesnych samochodów osobowych.

Dotychczasowe rozwiązania pojazdów trakcyjnych PKP w zbyt małym stopniu uwzględniały zarówno wymagania unifikacji rozmieszczenia wyposażenia sterowniczego, sygnalizacyjnego i kontrolnego kabin maszynisty, jak i wymagania współczesnej ergonomii. Poszczególne serie pojazdów trakcyjnych PKP. choć należące do jednej rodziny konstrukcyjnej i bazujące na analogicznych lub zbliżonych podzespołach (np. EU07 i ET22, EW55 i EN57, SM42 i SM31). miały odmienne, zarówno formę i kształt pulpitu sterowniczego, jak i rozmieszczenie urządzeń na pulpicie. Wprowadzenie do eksploatacji na PKP każdej nowej serii taboru zmuszało więc maszynistów do uczenia się na nowo lokalizacji wyposażenia pulpitu. Ponadto w rozmieszczeniu tym występowały ewidentne błędy konstrukcyjne, utrudniające obsługę pojazdu, niemożliwe bądź co najmniej trudne do usunięcia po podjęciu przez przemysł seryjnej produkcji danego typu taboru.
Maszyniści PKP wielokrotnie zwracali na to uwagę, jednak praktyczne tego rezultaty były niewielkie. Nadal stosowano zasadę projektowania miejsca pracy maszynisty bez konsultacji z najbardziej zainteresowanymi - ich przyszłymi użytkownikami.

Te wszystkie przesłanki oraz informacje o wprowadzeniu zunifikowanych pulpitów sterowniczych lokomotyw w wielu krajach, m.in. we Francji, w Szwecji i ZSRR. były powodem podjęcia w 1981 r. przez Zakład Trakcji COBiRTK. wspólnie z Zakładem Ergonomii Instytutu Organizacji i Zarządzania Politechniki Wrocławskiej oraz Ośrodkiem Badawczo--Rozwojowym Budowy Taboru Kolejowego we Wrocławiu, prac nad rozwiązaniem tego problemu.

Ergonomiczne zasady projektowania stanowiska pracy

Termin "ergonomia", jako nazwę gałęzi wiedzy zajmującej się stosunkami zachodzącymi między człowiekiem a maszyną i materialnym środowiskiem jego pracy, wprowadziła') do nauki światowej w 1949 roku grupa angielskich naukowców zebranych w Oksfordzie. W rezultacie tego spotkania zostało utworzone Ergonomiczne Towarzystwo Badawcze.

Termin "ergonomia" oznacza naukę o prawach rządzących pracą (z greckiego: ergon - praca, nomos - prawo). W innych krajach używano odmiennych określeń oznaczających podobne dziedziny badań, np. antropotechnika lub nieco później psychologia inżynieryjna itd. Z biegiem czasu nazwa ergonomia stalą się jednak dominująca. Polska podstawowa monografia [3] określa w podtytule ergonomię jako "zagadnienia przystosowania pracy do człowieka".

Punktem wyjścia ergonomii jest synteza wiedzy czerpanej z zasobu niektórych nauk medycznych (zwłaszcza anatomii i fizjologii) oraz psychologii i wiedzy technicznej. Oprócz tych zasadniczych dziedzin udział w wiedzy ergonomicznej rnają także: cybernetyka z bioniką, antropometria jako dział antropologii, socjologia i organizacja pracy. Ergonomia dąży do optymalizacji układu człowiek - maszyna, także pod względem jego sprawności, efektywności działania czy wreszcie wydajności.

Podczas projektowania układów ergonomicznych głównym zadaniem jest uwzględnienie czynnika ludzkiego. Podstawowa trudność polega na odpowiedniej integracji ściśle określonych parametrów i kryteriów dotyczących maszyny oraz środowiska materialnego z mniej precyzyjnie sformułowanymi wymaganiami i ograniczeniami dotyczącymi człowieka.

Wygoda obsługi urządzeń i zmniejszenie obciążenia człowieka mogą być osiągnięte m.in. przez:
- optymalizację wymiarów i kształtu stanowisk pracy (np. pulpitu sterowniczego w kabinie maszynisty elektrowozu),
- optymalizację rozmieszczenia urządzeń sygnalizacyjnych i sterowniczych oraz stosowanie blokowania funkcjonalnego i fizycznego tych urządzeń.

Realizacja wyszczególnionych zadań nie jest prosta i łatwa. Komplikują ją bowiem różne przeszkody, a mianowicie: ograniczenia przestrzeni fizycznej, ograniczenia wynikające z charakterystyki psychofizycznej i antropometrycznej człowieka oraz ograniczenia wynikające z sekwencji i czasu trwania czynności roboczych. Przykładowo, blokowanie funkcjonalne jest niekiedy sprzeczne z blokowaniem wynikającym z częstotliwości użycia i ważności elementów. Natomiast rozmieszczenie zgodne z .sekwencją działania jest czasem sprzeczne z rozmieszczeniem zakładającym równowagę pomiędzy obciążeniem prawej i lewej ręki.

Projektowanie układu ergonomicznego rozpoczyna się od fazy konceptualnej, a następnie są formułowane i rozwiązywane bardziej szczegółowe zagadnienia. W pierwszej fazie następuje określenie struktury problemu przez analizę wymagań i ograniczeń związanych z samym systemem, jego wykonaniem, stosowaną technologią, osiągalnością rozwiązań itd.

W drugiej fazie projektowania są formułowane wariantowe rozwiązania w zakresie zidentyfikowanych celów i problemów. Z kolei w trzeciej fazie ocenia i wybiera się rozwiązania. Ocenia się stopień osiągalności celów, tj. stopień spełniania potrzeb będących podstawa podjętych prac. Oceniać można również na podstawie następujących kryteriów:
- bezpieczeństwa pracy,
- kosztu wykonania,
- łatwości użycia,
- trwałości eksploatacyjnej,
- możliwości produkcyjnych lub eksploatacyjnych,
- osiągalności rozwiązania.

Pewne wymagania i dodatkowe ograniczenia szczegółowe pojawiają się często dopiero w trakcie projektowania i mają wpływ na jego przebieg. Jednakże należy podkreślić, że cele projektu (potrzeby) powinny być uwzględnione na wszystkich etapach projektowania, to znaczy podczas formułowania rozwiązań i w trakcie ich oceny.

Założenia i cele projektu, możliwości i ograniczenia obiektu unifikacji

Kierunek i zakres podjętych prac projektowych nad ergonomicznym stanowiskiem pracy maszynisty został określony w danych wyjściowych oraz uzupełniony wynikami wywiadów i ankiet przeprowadzonych wśród maszynistów z byłej DRKP Wrocław, jak też wynikami konsultacji prowadzonych z konstruktorami Ośrodka Badawczo-Rozwojowego Budowy Taboru Kolejowego należącego do ,,Pafawagu". Pewne dodatkowe wnioski pojawiły się również w rezultacie własnych doświadczeń oraz dodatkowych obserwacji prowadzonych przez wykonawców na poszczególnych typach pojazdów trakcyjnych PKP.

W danych wyjściowych do projektu przyjęto m.in. następujące ogólne wymagania.
1. Należy rozpatrzyć możliwość blokowej budowy pulpitu, tak aby można było wydzielić następujące bloki:
- blok manewrów przygotowawczych, obejmujący czynności wykonywane przed uruchomieniem pojazdu trakcyjnego,
- blok sterowania podstawowy, obejmujący czynności bezpośrednio związane z prowadzeniem pociągu,
- blok sygnalizacji podstawowy. obejmujący wskaźniki bezpośrednio związane z prowadzeniem pociągu,
- blok urządzeń sygnalizacyjnych i sterowniczych pomocniczych, tj. nie związanych bezpośrednio z prowadzeniem pociągu, lecz dotyczący stanu pojazdu trakcyjnego i pociągu,
- blok diagnostyczny, zawierający indykatory stanu wydzielonych elementów i układów pojazdu.
2. Prowadzenie pociągu powinno być jednoosobowe, z tym że w lokomotywach powinno być miejsce dla młodszego maszynisty, a w zespołach trakcyjnych dla kierownika pociągu.
3. Wszystkie bloki, z wyjątkiem przygotowawczego i diagnostycznego, powinny być dostępne ze stanowiska prowadzącego pociąg.
4. Izolacja akustyczna powinna obniżyć poziom hałasu w kabinie sterowniczej do 70 db(A).
5. Oświetlenie wskaźników powinno pozwalać na prowadzenie pociągu w nocy, z możliwością płynnej regulacji natężenia oświetlenia.
6. W kabinie powinno być miejsce na zainstalowanie kuchenki elektrycznej.
Ponadto należy przewidzieć szafę na okrycie wierzchnie oraz lodówkę i składaną umywalkę.
7. Materiały użyte do budowy kabiny powinny być trudno palne.

Dodatkowe przesłanki dla sformułowania celów projektowych uzyskano z wywiadów i ankiet przeprowadzonych wśród maszynistów. Wyniki ankiety pozwoliły ustalić następującą kolejność czynników powodujących zmęczenie maszynisty: hałas, mikroklimat, zmęczenie wzroku, wibracja, monotonia warunków pracy, czynniki chemiczne.

Ponadto w wywiadach najczęściej zgłaszano mankamenty związane z:
- przestrzenią pracy (brak miejsca na kolana i stopy ze względu na usytuowanie kolumny nastawnika jazdy),
- środowiskiem pracy (nadmierny hałas, niewłaściwe ogrzewanie i oświetlenie kabiny, zwłaszcza w nocy),
- urządzeniami sygnalizacyjnymi (słaba widoczność przez szybę, spowodowana niewłaściwą pracą wycieraczek, zbyt słabe ogrzewanie szyby przedniej, niewłaściwe podświetlenie rozkładu jazdy),
- urządzeniami sterowniczymi (nieodpowiednie usytuowanie nastawnika jazdy, powodujące niewygodną pozycję maszynisty, dźwignia bocznikowania umieszczona zbyt nisko, przycisk ręczny SHP zbyt daleko),
- urządzeniami socjalnymi (brak W.C. i lodówki).
Powyższe wymagania, ustalone na podstawie wywiadów i ankiet przeprowadzonych wśród użytkowników, pozwoliły na sformułowanie ogólnej listy potrzeb, która posłużyła do określenia celów projektu.

Następnym etapem wstępnym była analiza podstawowych ograniczeń i założeń, które wyznaczają pole poszukiwań i możliwych rozwiązań.

Pierwszy rodzaj ograniczeń wynika - ogólnie mówiąc - z dostępnej "generacji technicznej" pojazdów, w ramach której projekt może być realizowany. Przyjęto,że projekt będzie oparty na realnej generacji technicznej podzespołów i elementów, stosowanej w dotychczas produkowanych pojazdach trakcyjnych PKP.

Drugi rodzaj ograniczeń polega na alokacji funkcji pomiędzy osoby prowadzące pociąg. Ponieważ pojazd jest prowadzony przez jedną osobę, wszystkie podstawowe bloki powinny być dostępne ze stanowiska prowadzącego pojazd; należy przy tym przewidzieć miejsce w kabinie dla drugiej osoby (młodszy maszynista lub kierownik pociągu).

Kolejna grupa ograniczeń wynikała z realnych możliwości wdrożenia do produkcji seryjnej elementów wyposażenia, proponowanych w wersji skorygowanej pod względem ergonomicznym. Mimo istniejących ograniczeń, zdecydowano się jednak na ich uwzględnienie w projekcie, który - z tego punktu widzenia - należy traktować jako rodzaj wzorca, do którego należy dążyć, gdy pozwolą na to uwarunkowania zewnętrzne.

Powyższe wymagania i ograniczenia sprowadziły zadanie do roli ergonomii korekcyjnej, czyli do przeprojektowania rozwiązań istniejących, z ograniczoną możliwością zastosowania rozwiązań nowych.

Kilku uwag wymaga również występujące tu często określenie "zunifikowane stanowisko pracy maszynisty". Unifikację można rozpatrywać na różnych poziomach i w różnym zakresie. W ekstremalnym przypadku jako zunifikowane można przyjąć stanowisko identyczne dla wszystkich typów i odmian pojazdów trakcyjnych, co z przyczyn oczywistych jest nierealne i całkowicie zbędne.

Specyfika konstrukcyjna poszczególnych odmian taboru narzuciła konieczność odrębnej unifikacji stanowisk pracy maszynisty w następujących grupach konstrukcyjnych pojazdów:
- elektryczne i spalinowe zespoły trakcyjne, wagony spalinowe i autobusy szynowe,
- dwukabinowe lokomotywy elektryczne i spalinowe,
- jednokabinowe spalinowe i elektryczne lokomotywy manewrowe.

Uwzględniając realne perspektywy przygotowania przez przemysł krajowy nowych serii pojazdów trakcyjnych dla PKP, uznano, że w pierwszej kolejności unifikacją należy objąć pierwsze dwie z ww. grup. Jako przykładowe rozwiązania (wzorce) należy zaprojektować zunifikowane ergonomiczne stanowiska pracy maszynisty dla dwóch prototypowych lokomotyw elektrycznych serii EP09 (104E) będących obecnie w budowie w "Pafawagu", a następnie dla elektrycznego zespołu trakcyjnego serii EN57 i produkowanej obecnie przez przemysł lokomotywy serii ET22.

Ogólna charakterystyka zunifikowanych ergonomicznych stanowisk pracy maszynisty

Zaprojektowane wg procedury ergonomicznej, z wykorzystaniem przyjętych wyżej założeń, rozwiązania stanowisk pracy maszynisty lokomotywy dwukabinowej są przedstawione na rysunkach l i 2, zespołu trakcyjnego i wagonu spalinowego zaś na rysunkach 3 i 4. Podstawowe cechy tych rozwiązań to:
- pulpit w kształcie konsoli,
- uchylona kolumna nastawnika jazdy lokomotyw,
- regulowane, obrotowe siedzisko maszynisty,
- konsola zestawiona ze zunifikowanych segmentów (tablic),
- konsola zaopatrzona w daszek.


Rys. 1.

Ergonomiczne zunifikowane stanowisko pracy maszynisty w lokomotywie dwukabinowej (na przykładzie lokomotywy serii ET22)


Rys. 2.
Schemat przestrzennego rozmieszczenia bloków funkcjonalnych na pulpicie sterowniczym lokomotywy dwukabi nowej


Rys. 3.
Ergonomiczne zunifikowane stanowisko pracy maszynisty w zespole trakcyjnym lub wagonie spalinowym (na przykładzie zespołu serii EN57)
a - widok z góry,
b - widok z boku


Rys. 4.
Schemat przestrzennego rozmieszczenia bloków funkcjonalnych na pulpicie sterowniczym zespołu trakcyjnego lub wagonu spalinowego

Pulpit w kształcie konsoli zapewnia jednocześnie dobrą dostępność urządzeń z pozycji maszynisty oraz dobrą widoczność szlaku. Uchylona kolumna nastawnika jazdy pozwala na poprawę wygody obsługi (miejsce na nogi) i umożliwia jednocześnie przesunięcie maszynisty bliżej pulpitu. Możliwość regulacji obrotowego siedziska pozwala na dostosowanie jego usytuowania do wymiarów antropometrycznych konkretnego maszynisty w taki sposób, aby zapewnić widoczność szlaku i urządzeń sygnalizacyjnych na pulpicie oraz dostępność do urządzeń sterowniczych. Ponadto obrotowe siedzisko ułatwia opuszczenie przez maszynistę miejsca w konsoli, co jest korzystne z punktu widzenia bezpieczeństwa.

Daszek w konsoli zapewnia dobrą widoczność urządzeń sygnalizacyjnych na pulpicie w dzień oraz zapobiega zakłóceniom w odbiorze sygnałów zewnętrznych - likwiduje odblaski na szybie z lampek sygnalizacyjnych.

W konsoli są rozmieszczone następujące bloki funkcjonalne wyposażenia pulpitów sterowniczych (rys. 2 i 4):
A - blok sygnalizacyjny podstawowy,
B - blok sterowniczy podstawowy,
C - blok sterowniczy pomocniczy,
D - blok diagnostyczny,
E - blok przygotowawczy.

Bloki te są z kolei (choć nie we wszystkich przypadkach) podzielone na następujące tablice pulpitów, na których są rozmieszczone wszystkie urządzenia sygnalizacyjne, sterownicze itp.

Tablica l jest usytuowana po lewej stronie maszynisty i zawiera główne urządzenia bloku sterowniczego pomocniczego C, przygotowawczego E, sterowniczego podstawowego B (w zasięgu optymalnego pola manipulacji) i bloku diagnostycznego D (w peryferyjnym polu widzenia). Należą do nich przykładowo: lampki sygnalizacyjne zadziałania przekaźników zabezpieczających (nadmiernych, różnicowych, zanikowych itp.), poślizgu, wyłączenia styczników liniowych; sterowanie oświetleniem zewnętrznym, sprężarką, przetwornicą główną itp. W polu tej tablicy w zespole trakcyjnym usytuowano nastawnik jazdy i nastawnik kierunkowy.

Tablica 2 jest usytuowana po lewej stronie maszynisty nad tablicą l i zawiera urządzenia należące do bloków: sygnalizacyjnego podstawowego A (np. woltomierz i amperomierz niskiego napięcia) oraz sterowniczego C (np. sterowanie ogrzewaniem pociągu, rozkład jazdy wraz z jego oświetleniem itp.).

Tablica 3 jest umieszczona centralnie za nastawnikiem jazdy i zawiera blok sygnalizacyjny podstawowy A (szybkościomierz, lampka SHP, amperomierze i woltomierz obwodu głównego).

Tablica 4 w przypadku lokomotyw dwukabinowych zawiera nastawniki: jazdy, kierunkowy i bocznikowania. W przypadku tej tablicy zrezygnowano z pełnej, unifikacji i w rozwiązaniu proponowanym dla zespołów trakcyjnych skrócono konsolę w celu uzyskania lepszej widoczności szlaku oraz większej przestrzeni w kabinie. W zespole trakcyjnym tablicę tę wykorzystano na usytuowanie lampek sygnalizacyjnych: jazdy na rezystorach rozruchowych, sygnału odjazdu oraz przełączników sterowania odbierakami prądu.

Tablica 5 jest usytuowana z prawej strony maszynisty i zawiera manometry: zbiornika głównego, przewodu głównego i cylindra hamulcowego. Umieszczono je w pobliżu manipulatorów pneumatycznych (hamulce, syrena), znajdujących się w tablicy 6.

Tablica 6 została przeznaczona głównie do rozmieszczenia urządzeń pneumatycznych bloku sygnalizacyjnego podstawowego A: lampek sygnalizacyjnych hamowania lub napięcia na nastawniku hamulcowym, dźwigni zaworów hamulca pociągowego i dodatkowego, sterowania pneumatycznym napędem wycieraczek szyb czołowych.

Tablica 7 zawiera tylko jedno urządzenie: dźwignię zaworu nagłego hamowania. Umieszczenie tej dźwigni w tym właśnie miejscu umożliwia w razie potrzeby szybkie jej użycie.

Tablica 8 zawiera główne urządzenia bloku sterowniczego pomocniczego C: przełączniki jazdy awaryjnej, sterowania odbierakami prądu, nagrzewnicą, oświetleniem przyrządów kabiny, przyciemnianiem reflektorów, włączaniem świateł końcowych, rozrządu oraz sygnalizacji świetlnej SHP. Zawiera ona również nieliczne urządzenia z bloku przygotowawczego E: przełącznik rozrządu i rodzaju hamulca. Ze względu na pełnione funkcje oraz ważność i częstość ich użycia, część tych urządzeń może znajdować się poza optymalnym polem sterowniczym. W dotychczasowych rozwiązaniach lokomotyw elektrycznych większość ich znajdowała się na pulpicie młodszego maszynisty i w założeniu miała być obsługiwana przez niego. W obecnym rozwiązaniu jest możliwa obsługa wszystkich tych urządzeń przez siedzącego maszynistę. Rysunki 2 i 4 pokazują położenie tablicy 8 na ścianie bocznej konsoli, z uwzględnieniem miejsca na radiotelefon, również łatwo dostępny przez siedzącego maszynistę.

Tablica 9 zawiera urządzenie należące do bloku sterowniczego podstawowego B: nożne przyciski piasecznicy, SHP oraz syreny.

Przedstawiona powyżej lokalizacja wyposażenia pulpitów sterowniczych pozwoliła na uzyskanie znacznego stopnia unifikacji rozmieszczenia tych urządzeń w obrębie konsoli elektrycznego zespołu trakcyjnego oraz lokomotyw elektrycznych 4-osiowej i 6-osiowej. Zestawienie wspólnych tablic dla tych pojazdów zawiera tablica.

Zestawienie wspólnych tablic dla pojazdów trakcyjnych

Nr tablicy Tablice wspólne dla
2 ET22 EP09 EN57
4 ET22 EP09
5 ET22 EP09 EN57
7 ET22 EP09 EN57
9 ET22 EP09

Unifikacja ergonomiczna umożliwiła usytuowanie poszczególnych bloków funkcjonalnych w tych samych tablicach konsoli, większość zaś urządzeń w tych samych miejscach.

Uzyskano ponadto duży stopień unifikacji w znaczeniu technicznym, gdyż kształt poszczególnych tablic (z wyjątkiem tablicy 4 w EN57) jest taki sam dla wszystkich rozpatrywanych tu serii pojazdów, a wyposażenie pięciu tablic jest identyczne tak pod względem ilościowym, jak jakościowym (tab 1.). Sprzyja to szybkiej nauce prawidłowej obsługi wyposażenia pulpitu, zmniejsza obciążenie fizyczne i psychiczne maszynisty, ogranicza możliwość pomyłek oraz ułatwia prowadzenie pojazdów trakcyjnych różnych typów.

Propozycje korekt konstrukcyjnych elementów wyposażenia pulpitów sterowniczych

Podczas analizy ergonomicznej elementów składowych wyposażenia pulpitów sterowniczych dotychczas eksploatowanych pojazdów trakcyjnych PKP stwierdzono wiele przypadków niewłaściwych rozwiązań. Przykładowo, nieodpowiednia jest kolorystyka tarcz wskazówkowych przyrządów kontrolno-pomiarowych zarówno elektrycznych, jak i pneumatycznych. Zbędne jest również umieszczenie na tych tarczach w polu widzenia znaków informacji jakościowej.

Proponuje się zmianę zarówno wymiarów tarcz tych przyrządów, jak i kolorystyki oraz opisu. Tarcze powinny być matowe, czarne z białym opisem oraz wskazówkami i odpowiednimi znakami wskazującymi wartości nominalne. Przykłady propozycji takich rozwiązań przedstawiono na rysunku 5. Również zewnętrzne obudowy tych przyrządów powinny mieć barwę czarną, matową.

Rysunki 6-9 pokazują propozycje korekt - pod względem ergonomicznym - kształtu dźwigni nastawników bocznikowania i kierunkowego, uchwytu dźwigni zaworu nagłego hamowania oraz dźwigni ręcznej syreny. Dźwignia nastawnika bocznikowania w obecnym rozwiązaniu jest umieszczona zbyt blisko powierzchni pulpitu, zbyt daleko od maszynisty, w pozycji "O" zaś najbardziej niewygodna do uchwycenia. W pozycji "O" kąt, jaki tworzy rękojeść z krawędzią nastawnika, wynosi ok. 45°. Proponuje się podniesienie dźwigni oraz takie jej usytuowanie na osi, aby kąt ten wynosił 35°. Zmiana ta, wraz z pochyleniem całej kolumny nastawnika jazdy, pozwoli na wygodniejszą obsługę nastawnika bocznikowania.

W przypadku odejmowalnej dźwigni nastawnika kierunkowego proponuje się pokrycie metalowej rękojeści tworzywem sztucznym. Spełni to podwójną rolę: da osłonę termiczną i zaokrągli krawędzie.

W przypadku uchwytu dźwigni zaworu nagłego hamowania stwierdzono jego niekorzystne usytuowanie w stosunku do maszynisty oraz niewłaściwy kierunek uruchamiania: "w tył". Uchwyt ten powinien znajdować się na wysokości 500 mm nad podłogą i być nachylony do ściany pionowej pod kątem ok. 10°. Uruchamianie hamulca powinno nastąpić przez pociągnięcie uchwytu w kierunku "do góry". Ponadto uchwyt powinien być wykonany z grubszego pręta i zaopatrzony - podobnie jak nastawnik kierunkowy - w osłonę termoizolacyjną.

Konieczność powiększenia średnicy gałki dźwigni ręcznej syreny wynika z faktu jej uruchamiania ręką, a nie palcami oraz użycia do tego celu siły przekraczającej 20 N.


Rys. 5.
Propozycje ergonomicznych rozwiązań tarcz przyrządów pomiarowych
a - szybkościomierz (wartość eksploatacyjna 125 km/h),
b - manometr cylindra hamulcowego (w.e. = MPa),
c - amperomierz NN,
d - woltomierz WN (w.e. = 1900, 2100 i 3200 V)


Rys. 6.
Propozycja korekty kształtu dźwigni nastawnika bocznikowania w lokomotywie


Rys. 7.
Propozycja korekty kształtu dźwigni nastawnika kierunkowego


Rys. 8.
Propozycja korekty kształtu uchwytu dźwigni zaworu nagłego hamowania


Rys. 9.
Propozycja korekty kształtu dźwigni ręcznej syreny

 

 

Kolorystyka i oświetlenie kabin maszynisty

W kabinach pojazdów trakcyjnych PKP stosowano dotąd rozwiązania barwne, nie spełniające kryteriów ergonomicznych. Dominują barwy ciemnozielone o odcieniu brudnym, sprzeczne z kryteriami higieny psychicznej, fizycznej i kryteriami estetycznymi. Gładka faktura powierzchni pulpitów jest przyczyną powstawania odblasków, kolorystyka zaś urządzeń sygnalizacyjnych jest przypadkowa i zależna od możliwości zaopatrzeniowych producenta. Na przykład obok właściwych barw filtrów lampek kontrolnych: zielonej i czerwonej, jest stosowana barwa fioletowa - najgorsza z możliwych.

W projekcie proponuje się następujące rozwiązania kolorystycznie kabiny:
- ściany pionowe przednie pulpitów, ściany boczne pod pulpitem, ściana tylna kabiny: kolor pomarańczowy (nr 66 wg karty kolorów ZPFiL "Polifarb" Gliwice),
- ściany boczne kabiny i obramowania szyb bocznych: kremowy (03)
- sufit: żółty ciemny (14),
- podłoga: brąz ciemny (33),
- pulpity, podnóżki, ściana czołowa kabiny, obramowanie szyb przednich, ściany tylne pod pulpitem, manipulatory nastawników, fotel: czarny.

Faktura pulpitu (łącznie z daszkiem) powinna być matowa, przez co będzie zapobiegać szkodliwym odblaskom. Górne części pionowych przednich ścian pulpitu, narażone na przypadkowy kontakt z ciałem maszynisty, powinny być wyłożone miękką wykładziną. Lampki sygnalizacyjne powinny być czerwone, zielone i żółte - kolory te są szczególnie dobrze odbierane, nawet w niekorzystnych warunkach oświetleniowych. Dla przełączników dźwigienkowych przewidziano barwę kości słoniowej. Na tle pulpitu da to niezbędny kontrast, ponadto wystąpi wymagana różnica barw w stosunku do tabliczek opisowych, rozmieszczonych na pulpicie, dla których proponuje się białą barwę liter na czarnym tle.
Dla podświetlenia przyrządów pomiarowych przewiduje się barwę ciemnopomarańczową. Taki układ barw zapewnia dużą kontrastowość białych znaków opisu tabliczek na czarnym tle pulpitu zarówno w dzień, jak i w nocy. Znajdujące się w kabinie pojazdu trakcyjnego trzy rodzaje źródeł światła: platfomiery oświetlenia ogólnego, lampki sygnalizacyjne oraz podświetlenie urządzeń kontrolno-pomiarowych, dają zbyt niskie natężenie światła oraz silną nierównomierność oświetlenia. Brak jest również możliwości regulacji tego natężenia. W projekcie przewidziano 4 lampy oświetlenia ogólnego o mocy po 60 W, co daje natężenie oświetlenia 150 lx, z możliwością jego płynnej regulacji od zera do wartości maksymalnej.

Stosowana obecnie dwustopniowa skala zmienności strumienia świetlnego lampek sygnalizacyjnych jest niewystarczająca. Proponuje się pełną regulację tej jasności w- zakresie od 0,5 do 3,7 nt 2), co umożliwi każdorazowe dostosowanie jasności lampek do warunków zewnętrznych oraz indywidualnych właściwości fizjologicznych narządu wzroku maszynisty.

Praktyczna realizacja projektu: model stanowiska pracy maszynisty lokomotywy serii EP09 (104E)

W celu praktycznej weryfikacji prawidłowości ergonomicznych rozwiązań projektowych zunifikowanych stanowisk maszynisty, pod nadzorem zespołu autorskiego zbudowano w Fabryce Wagonów "Pafawag" we Wrocławiu model stanowiska dla lokomotywy serii EP09 (104E) w skali naturalnej (rys. 10). Z przyczyn zrozumiałych model ten nie zawiera wszystkich proponowanych w pracy nowych rozwiązań elementów wyposażenia pulpitów sterowniczych. Jest on wyrazem kompromisu między intencjami autorów i możliwościami przyszłego producenta tej serii lokomotyw. Stąd zastosowano w modelu (oraz w przyszłości w samej lokomotywie) tradycyjny zespół nastawnika głównego z jasną powierzchnią górną, prostokątne elektryczne przyrządy pomiarowe oraz tradycyjne manometry, wszystkie wyposażone w białe tarcze z czarnymi znakami opisu zamiast tarcz czarnych z opisem białym itp. uproszczenia: Pomimo tego, model ten w znacznym stopniu odzwierciedla propozycje projektowe zespołu realizatorskiego.

Przedstawiony wyżej model posłużył do wizualnej oceny oraz wstępnego przetestowania prawidłowości ergonomicznej proponowanych rozwiązań konstrukcyjnych. Dzięki dużemu, autentycznemu zainteresowaniu praktyczną realizacją projektu oraz bezpośredniemu uczestnictwu we wszystkich etapach projektowania i oceny zastępcy naczelnego dyrektora Dolnośląskiej DOKP mgr. inż. Stanisława Wójcika model ten został przetestowany przez 20 naczelników, zastępców naczelników lokomotywowni oraz instruktorów maszynistów i przez 50 maszynistów lokomotyw elektrycznych z terenu Dolnośląskiej DOKP. Wyniki testowania potwierdziły prawidłowość przyjętych rozwiązań i dużą ich zbieżność z oczekiwaniami przyszłych użytkowników taboru.. Z drugiej strony wykazały one również potrzebę wprowadzania w wersji prototypowej wielu poprawek. Do najważniejszych z nich należą:
- zastosowanie bardziej ergonomicznego obrotowego fotela z możliwością pełnej regulacji jego położenia w płaszczyznach podłużnej i pionowej oraz regulacji oparcia wyposażonego w podłokietniki i oparcia z odpowiednio wyprofilowaną krzywizną lędźwiową,
- zastosowanie niewielkiego, składanego stolika do wykonania niezbędnych zapisów oraz do konsumpcji,
- wymiana pewnych przełączników między stanowiskami maszynisty i młodszego maszynisty,
- wyodrębnienie spośród innych urządzeń wyposażenia pulpitu przycisku SHP,
- zastosowanie płynnej regulacji natężenia oświetlenia przyrządów.

Propozycje te zostały przeanalizowane pod kątem możliwości ich zastosowania, z uwzględnieniem ograniczeń rynkowych, braku odpowiednich norm regulujących m.in. sprawę kształtu i kolorystyki tarcz, opisu i wskazówek przyrządów pomiarowych.


Rys. 10.
Model stanowiska pracy maszynisty w lokomotywie serii EP09 (104E) (fot. G. Jóźwicki)
a - widok ogólny (widoczne również stanowisko młodszego maszynisty),
b - stanowisko maszynisty

Należało jeszcze przekonać projektantów lokomotywy o potrzebie i celowości stosowania w tym przypadku rozwiązań ergonomicznych. W wyniku tego Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Budowy Taboru Kolejowego we Wrocławiu (przy Fabryce Wagonów "Pafawag") opracował projekt techniczny zunifikowanego ergonomicznego stanowiska pracy maszynisty przyszłej lokomotywy elektrycznej PKP serii EP09 (104E).

Projekt ten będzie praktycznie wdrożony w prototypie nr l tej lokomotywy. Równolegle zostanie zbudowany prototyp nr 2, wyposażony w stanowisko pracy maszynisty wg projektu Ośrodka Badawczo-Rozwojowego Pojazdów Szynowych w Poznaniu. Pozwoli to na porównanie obu wersji rozwiązań oraz wybór docelowej koncepcji ergonomicznego zunifikowanego stanowiska pracy maszynisty lokomotyw dwukabinowych PKP.

Bibliografia
[1] Ziobro E. i wsp.: Ergonomiczne założenia i projekt zunifikowanych kabin maszynisty dla elektrowozów i jednostek trakcyjnych PKP. Wrocław Praca Instytutu Organizacji i Zarządzania Politechniki Wrocławskiej 1982
|2] Ziobro E. i wsp.: Nadzór autorski nad wdrożeniem ergonomicznych zunifikowanych kabin maszynisty w lokomotywach typu 104E. Wrocław Praca Instytutu Organizacji i Zarządzania Politechniki Wrocławskiej 1983
3] Praca zbiorowa: Ergonomia. Warszawa Książka i Wiedza 1954


1) Wojciech Jastrzębski (1857 r), po raz pierwszy posłużył się terminem "ergonomija", określił jej istotę i cele
2) nt - nit - jednostka jasności.