Світловий інформаційний екран диспетчерського пульта моніторингу складних систем

1. Світловий інформаційний екран диспетчерського пульта моніторингу складних систем, що містить принаймні три оптично прозорих світлопровідних елементи, широкі поверхні яких обернені до спостерігача, а торцеві поверхні оптично погоджені з наборами твердотільних світлодіодів, що електрично зв'язані з електронним блоком керування, при цьому на широкі поверхні світлопровідних пластин нанесені інформаційні знаки, які дифузно відбивають світло, який відрізняється тим, що ближній до спостерігача перший світлопровідний елемент світлового інформаційного екрана для світлової індикації позаштатної ситуації в контрольованій підсистемі виконаний принаймні із трьох світлопровідних смуг з нанесеними на їхніх поверхнях дифузно-відбивними знаками найменування позаштатної ситуації, другий світлопровідний елемент для світлової індикації найменування контрольованої підсистеми виконаний у вигляді цілої світлопровідної прямокутної пластини, а третій світлопровідний елемент для світлової індикації поточних змін виконаний принаймні з трьох базових технологічних параметрів контрольованої підсистеми, три зазначені світлопровідні смуги першого світлопровідного елемента своїми довгими торцями зістиковані між собою з повітряним проміжком між їх дотичними торцевими поверхнями, при цьому світлова індикація позаштатної ситуації в підсис 2 (19) 1 3 83569 4 відбивних фігур, з яких фігури, нанесені на поверхню друго го світлопровідного елемента, викона ні зі значенням коефіцієнта дифузного відображення не більше 0,5. Винахід відноситься до області автоматизованих систем управління й інтелектуальних систем підтримки прийняття рішень, що використовують досягнення інженерної психології (ергономіки), призначено для моніторингу технологічних процесів у складно організованих системах. Під складною системою (СС) розуміється людино-машинна (ергатична) система, що має множину рівнів ієрархії і, як наслідок, складну багаторівневу систему управління. ДО СС можна, зокрема, віднести системи, у яких можна виділити мережну архітектур у і канали для транспорту цільового продукту. Можна виділити наступні СС: - інженерні мережі (цільовий продукт - вода, газ, нафтопродукти і т.п.); - електричні мережі (електрична енергія); - інформаційні мережі (комп'ютерні мережі: цільовий продукт - інформація у вигляді електричних імпульсів) і інші подібні мережі. Сучасні СС відносяться до найбільших споживачів і виробників оперативної інформації. Наприклад, до об'єктів електричних мереж відносяться електростанції, лінії електропередач, підстанції, споживачі енергії. Так, основною задачею електричної мережі є безперебійне постачання споживачів електричною енергією. Для рішення цієї задачі необхідно вирішувати питання оперативного управління електричними мережами, як у штатних, так і при позаштатних ситуаціях. Актуальність розробки пристрою, що заявляється, визначається необхідністю підвищення якості і надійності оперативного управління системою і прийняття рішень за рахунок активізації базових операторських функцій людиниоператора. Така можливість забезпечується за рахунок використання досягнень практичної психології, наприклад, за рахунок стимуляції когнітивної функції уваги оператора. Робота оператора відноситься до тієї сфери інтелектуальної діяльності людини, яка найбільш піддається виникненню стресу монотонії [Корнелюк В.А., Давыдов Д.М. Использование цветодинамических приборов для комнат психологической разгрузки персонала // Новые промышленные технологии. 1997. - Вып.4 (279). - С.82-90], результатом такого стресорного навантаження є виникнення помилок як у самому процесі моніторингу, так і в процесі прийняття рішення. Наявність системи автоматизованого управління технологічними процесами в СС не відвертає виникнення позаштатни х ситуацій або впливу людського фактора, які можуть перевести систему в позаштатний або аварійний стан. Для зменшення впливу людського фактора в процесі моніторингу технологічних процесів інженерна психологія пропонує різноманітні конструкції диспетчерських пультів [Психология труда, рекламы, управления, инженерная психология и эргономика. - Энцикл. Словарь. М., 2000. - 463с]. Найбільш типові конструкції диспетчерських пультів, що можуть бути обрані як аналог, містять у своєму складі рахункову множину інформаційних пристроїв, компактно розміщених на вертикальній поверхні у відповідності до рекомендацій інженерної психології [Венда В.Ф. Инженерная психология и синтез систем отображения информации. - М.: Машиностроение, 1975. -396с]. Зазначені інформаційні пристрої можуть розглядатися як інструментальна підсистема автоматизованої системи управління, яка електричне зв'язана з виходами датчиків стану технологічних параметрів контрольованої системи, і їхня робота функціонально відповідає задачам забезпечення оптимального режиму функціонування системи. Оскільки СС відноситься до класу людиномашинних систем, то в процесі управління присутній людський фактор. У більшості випадків інформаційними контрольними пристроями є цифрові або індикаторні прилади і від диспетчера потрібен високий ступінь збереження в часі його базових операторських функцій. У пристрої, що заявляється, і у пристроюаналога збігаються наступні ознаки: - наявність рахункової множини контрольних інформаційних пристроїв, компактно розміщених на вертикальній поверхні; - електричний і функціональний зв'язок контрольних інформаційних пристроїв із системою автоматизованого управління СС, а також із системою підтримки прийняття рішень. Досягненню технічного результату при використанні пристрою, обраного як аналог, перешкоджають наступні фактори: - незважаючи на досягнення інженерної психології, робота оператора за диспетчерським пультом дотепер є рутинною і монотонною, що спричиняє розвиток стресу монотонії, який є однієї з причин появи помилок у процесі оперативного прийняття оператора рішення, неадекватного позаштатній або аварійній ситуації; - відсутність на пульті пристроїв, що сприяють відновленню психофізіологічного статусу оператора під час виконання ним своїх функцій; - недостатнє використання можливостей когнітивних функцій психіки людини, у першу чергу, функції уваги. Більш перспективними за конструкцією і виконуваними функціями є диспетчерські пульти, що використовують для віз уального представлення поточної інформації контрольованої системи мнемонічні схеми, які наочно представляють послідовність технологічного процесу в системі і зв'язки координації-субординації між підсистемами. Метою винаходу є розробка світлового інформаційного блоку диспетчерського пульта, у якому поточний стан контрольованої системи представлено за допомогою змін колірної гами дифузно-відбивної поверхні одного зі світлопро 5 відних елементів у динамічному режимі з періодом зміни кольору меншим трьох секунд, а поточна інформація про виявлену передаварійну або аварійну ситуації контрольованої підсистеми представлена за допомогою висвітлення інформації про вид позаштатної ситуації в статичному режимі. Найбільш близьким за сукупністю ознак є пристрій для демонстрації інформації [патент України №55035А з пріоритетом від 17.06.2002p., Бюл. №1, опубл.17.03.2003]. Пристрій містить: принаймні, два світлопровідних елемента, виконаних з акрилового скла і встановлених на широких поверхнях, принаймні, по одному дифузно-відбиваючому знаку, точкові джерела світла (твердотільні світлодіоди) для торцевого підсвічування світлопровідних елементів, проміжок між широкими поверхнями, що примикають до двох світлопровідних елементів, електронний блок програмного управління точковими джерелами світла, електричне зв'язаний з точковими джерелами світла. Основним недоліком пристрою прототипу є неможливість світлового представлення графічної інформації на широкій площині, принаймні, одного світлопровідного елемента, що визначається фізичним законом відображення світлових променів усередині оптичного середовища на границі її поділу. За рахунок багаторазових дзеркальних відображень світлових променів на зазначеній границі поділу оптичних середовищ з різними показниками переломлення здійснюється світлопровідний ефект усередині пластини з акрилового скла при підсвічуванні, принаймні, одного з його торців. Якщо гра фічна дифузновідбиваюча інформація буде нанесена в різних місцях світлопровідної пластини, то навіть при включенні одного точкового джерела світла за рахунок світлової провідності поза осьовими променями практично вся інформація буде висвітлюватися одночасно. Таким чином, якщо ставиться задача забезпечення автономної освітленості дифузно-відбиваючих знаків, розміщених по площі в різних місцях, принаймні, одного зі світлопровідних шарів, то в конструкції пристрою, що заявляється, виникає технічна і конструктивна задача створення світлової ізоляції між групами зазначених знаків. Другим недоліком пристрою-прототипу є неможливість зв'язування змін вихідних параметрів точкових джерел світла (спектр, інтенсивність випромінювання кожного зі світлодіодів, період динамічного режиму висвітлення) зі змінами вихідних основних те хнологічних параметрів, що у сукупності характеризують поточну ситуацію функціонування контрольованої підсистеми. В основу винаходу поставлена задача розробити такий пристрій, при використанні якого досягається технічний результат, що полягає в підвищенні якості операторської діяльності диспетчера в процесі моніторингу те хнологічних процесів за рахунок активізації психологічних когнітивних функцій людини, у першу чергу, його функції уваги, а також за рахунок зниження шкідливого 83569 6 впливу стресу монотонії, що виникає в процесі оперативного чергування. Поставлена технічна задача досягається за рахунок: - нового типу інтерфейсу оператора з диспетчерською системою моніторингу; - ефективного використання світлової індикації поточної ситуації в контрольованій підсистемі в статичному і динамічному режимах зміни колірної гами світлових випромінювань від RGB-тріад світлодіодів; - активізації когнітивної функції уваги оператора, обумовленої спеціально обраними режимами статичного і динамічного висвітлення світлопровідних елементів від RGB-тріад світлодіодів, випромінювання яких адитивне змішуються і дифузно відбивають від поверхонь світлопровідних елементів; - колірного (символьного) кодування позаштатни х ситуацій, що виникають при змінах поточних значень, принаймні, трьох базових те хнологічних параметрів у контрольованій системі, що висвічується на поверхні екрана у вигляді динамічної зміни колірної гами дифузійного відображення. Такий технічний результат досягається тим, що світловий інформаційний екран диспетчерського пульту моніторингу складних систем, що містить, принаймні, три оптично прозорих світлопровідних елементи, широкі поверхні яких звернені до спостерігача, а торцеві поверхні оптично погоджені з наборами твердотільних світлодіодів, що електричне зв'язані з електронним блоком управління, при цьому на широкі поверхні світлопровідних пластин нанесені інформаційні знаки, які дифузно відбивають світло, відповідно до винаходу, ближній до спостерігача перший світлопровідний елемент світлового інформаційного екрана призначений для світлової індикації позаштатної ситуації в контрольованій підсистемі і виконаний, принаймні, із трьох світлопровідних смуг з нанесеними на їхніх поверхнях дифузновідбивними знаками найменування позаштатної ситуації, др угий світлопровідний елемент призначений для світлової індикації найменування контрольованої підсистеми і виконаний у вигляді цілої світлопровідної прямокутної пластини, а третій світлопровідний елемент призначений для світлової індикації поточних змін, принаймні, трьох базових технологічних параметрів контрольованої підсистеми, три зазначені світлопровідні смуги першого світлопровідного елемента своїми довгими торцями зістиковані між собою з повітряним проміжком між їх дотичними торцевими поверхнями, при цьому світлова індикація позаштатної ситуації в підсистемі здійснена першою тріадою RGB світлодіодів, які оптично погоджені з короткою торцевою поверхнею кожної світлопровідної смуги, а світлова індикація поточних змін технологічних параметрів у підсистемі на третьому світлопровідному елементі реалізована за допомогою адитивного додавання світлових випромінювань від другої RGB-тріади світлодіодів за допомогою електронного блоку управління інтенсивністю випромінювання електричне пого 7 джені з виходом системи контролю і підтримки прийняття рішення, причому оптимальному функціонуванню контрольованої підсистеми поставлено у відповідність адитивно-біле світіння третього світлопровідного елемента, а значенням виходу, принаймні, одного технологічного параметра за межі оптимальних значень поставлена у відповідність зміна інтенсивності випромінювання, принаймні, одного зі світлодіодів другої RGBтріади, що призводить до динамічного зсуву адитивно-білого висвітлення оптимальної ситуації в області червоного, зеленого або синього випромінювання, що характеризують у колірному вигляді появу позаштатних ситуацій у підсистемі. Світловий інформаційний екран диспетчерського пульту моніторингу складних систем, в якому відповідно до винаходу, світлопровідні смуги першого світлопровідного елемента встановлені з можливістю заміни кожної з них на нову з найменуванням позаштатної ситуації в підсистемі. Світловий інформаційний екран диспетчерського пульту моніторингу складних систем, в якому відповідно до винаходу, за допомогою блоку системи підтримки прийняття рішень друга RGBтріада світлодіодів електричне погоджена з управлінням перемиканнями світлодіодів першої RGB-тріади, що висвітлюють на світлопровідних смугах першого світлопровідного елемента найменування найбільш ймовірної позаштатної ситуації. Світловий інформаційний блок диспетчерського пульту моніторингу складних систем, в якому відповідно до винаходу, на широкі поверхні другого і третього світлопровідного елемента нанесені дві множини растрових дифузно-відбивних фігур, з яких фігури, нанесені на поверхню другого світлопровідного елемента, виконані зі значенням коефіцієнта дифузного відображення не більше 0.5. Винахід ілюструється графічним матеріалом, на фігурах якого представлене: на Фіг.1 - загальний вид диспетчерського пульта, на Фіг.2 - загальний вигляд світлового інформаційного екрана диспетчерського пульту, на Фіг.3 - конструкція світлового інформаційного екрана, на Фіг.4 - ілюстрація виконання множини растрових фігур, що ди фузно-відбивають, на Фіг.5 - схема комутації світлового інформаційного екрана з електронними системами моніторингу і управління, на Фіг.6 - схема електричного зв'язку гр уп RGB світлодіодів, на Фіг.7 - схема алгоритму роботи світлового інформаційного екрану диспетчерського пульту моніторингу складних систем. На Фіг.1 у схематичному вигляді представлений світловий інформаційний екран диспетчерського пульта моніторингу складно-організованих систем, які є плоскою конструкцією, що закріплена на вертикальній поверхні. Інформаційний екран складається з упорядкованого набору елементарних світлови х інформаційних екранів, (1,1), (1,2), .... (I,J), ..., (M,N). 83569 8 Кожне зі значень упорядкованості набору екранів (IJ) відповідає за моніторинг кожної з підсистем, що організують архітектур у СС. Кожний з екранів (Фіг.2) конструктивно виконаний у вигляді трьох світлопровідних елементів 2-4, що утворюють інформаційне поле, на якому розміщена інформація про номер підсистеми в наборі (позначення №ПС) або найменування підсистеми, а також три і більш інформаційні носії найменування ситуації, 5 - окантовка інформаційного екрана. На Фіг.2 запропоновано позначення «Ситуація 1, 2, 3». Цей набір основних інформаційних даних виконано на широких поверхнях світлопровідних елементів 2, 3 і 4 у вигляді набору дифузно відбиваючих знаків, що стають видимими при освітленні їх сві тло діодами торцевого підсвічування. Поперечний розріз світлового інформаційного екрана і загальний вид його основних складових елементів представлений на Фіг.3. Для зручності викладу фронтальний вид екрана представлений з рознесеними в просторі елементами і без окантовки. Світлопровідні елементи 2, 3 і 4 виконані з оптично прозорого акрилового скла і постачені трьома групами RGB світлодіодів 6, 7 і 8. Зазначені світлодіоди оптично погоджені з відповідними світлопровідними елементами 2-4. Для запобігання світлових втрат світлопровідні елементи 24 встановлені з зазором між їхніми поверхнями, що примикають. Світлопровідний елемент 1, у свою чергу, розділений на три автономних світлопровідних смуги 2-1, 2-2 і 2-3, у яких RGB світлодіоди висвітлюють їх вузькі торцеві поверхні. Так як елементи 2-1, 2-2, 2-3, в оптичному змісті, є автономними, то при підсвічуванні, наприклад, світлопровідної смуги 2-1 світлодіодом 6-R його червоне випромінювання не буде проникати усередину оптичного середовища смуг 2-2 і 2-3. Дифузно-відбиваюча інформація найменування ситуації наноситься на зворотній поверхні смуг 21, 2-2 і 2-3 у дзеркальному відображенні. При включенні одного зі світлодіодів, наприклад, 6-R інформація найменування ситуації яскраво світиться. Друга світлопровідна смуга 3 призначена для постійної світлової індикації номера контрольованої підсистеми й у режимах її оптимального функціонування світлопровідний елемент 3 світиться адитивно-білим світлом при одночасному включенні групи RGB-світлодіодів 7. Третій світлопровідний елемент 4 призначений для кольородинамічної індикації виходу контрольованої підсистеми в позаштатний режим функціонування. Світлопровідний елемент 4 при оптимальному функціонуванні підсистеми працює в режимі очікування. При виході підсистеми з оптимального стану група RGB сві тлодіодів 7 відключається, після чого починає працювати світлова індикація, сформована на поверхні світлопровідного елемента 4. Світлова індикація здійснюється групою RGB світлодіодів 8 у режимі колірної динаміки зміни спектра при адитивному додаванні світлових потоків трьох базових кольорів RGB їхніх випромінювань. На Фіг.4 проілюстровано виконання множини растрових дифузно-відбивних фігур 9 та 10 на світлопровідних елементах 3 та 4. Світлодіоди 6 9 8 що знаходяться на торцевому блоці 10, підсвічують світлопровідний елемент 3, а світлодіоди 6-8 на торцевому блоці 11 - підсвічують елемент 4. Схема комутації системи управління світловим інформаційним екраном (Фіг.5) містить у собі: електронний програмний блок 13, який керує роботою трьох гр уп RGB світлодіодів 6, 7, 8; блок аналізу рішень (БАР) - 14, рахункову множину датчиків контролю технологічних параметрів контрольованої системи 15. Блоки 13, 14 і групи RGB світлодіодів 6-8 електричне зв'язані один з одним, при цьому RGB світлодіоди з блоком 13 ієрархічно зв'язані відносинами підпорядкування, а блок 13 із блоком аналізу рішень 14 - відносинами підпорядкування й узгодження. Схема електричного зв'язку гр уп RGB світлодіодів 6-8 містить блок мікроконтролера 16, електричне пов'язаного з групами світлодіодів 6-8, блок автоматизованої системи підтримки прийняття рішень 17, який електричне зв'язаний з блоком МК 16 і семантичне з оператором. При використанні світлового інформаційного екрана диспетчерського пульту моніторингу складних систем, що заявляється, забезпечується досягнення технічного результату, що полягає в підвищенні якості операторської діяльності диспетчера в процесі моніторингу технологічних процесів за рахунок активізації психологічних когнітивних функцій людини, у першу чергу, її функції уваги, а також за рахунок зниження шкідливого впливу стресу монотонії, що виникає в процесі оперативного чергування. Найбільш важливою істотною ознакою пристрою, що заявляється, є створення нового типу інтерфейсу, заснованого на використанні колірного кодування оптимальної і позаштатної ситуацій, які виявляються в процесі моніторингу контрольованих підсистем. Конструктивно кожний зі світлових інформаційних екранів є уніфікованим, тому диспетчерський пульт виконується у вигляді рахункової й упорядкованої множини зазначених екранів. Рахунковість зазначеної множини визначає число підсистем, що утворюють архітектур у контрольованої системи, а її впорядкованість номер або тип контрольованої підсистеми. Перевагою колірного кодування є використання психо фізіологічних механізмів сприйняття кольору, що дає можливість активізувати когнітивну функцію уваги людини-оператора. На відміну від існуючих диспетчерських пультів, виконаних у вигляді мнемосхем і деякого набору цифрових і стрілочних приладів, світловий інформаційний екран має можливість представляти в образному вигляді поточну ситуацію в підсистемі у вигляді зміни адитивно-білого кольору, код якого визначає оптимальний стан у підсистемі. Будь-яка зміна колірної гами миттєво сприймається людиною-оператором, оскільки колір активно впливає на функцію уваги. При цьому варто мати на увазі наступне: 1. Підсвічування першого світлопровідного елемента, відповідального за індикацію найменування виду позаштатної або аварійної ситуації, здійснюється тільки в момент виходу за межі при 83569 10 пустимих флуктуацій базових технологічних параметрів. Наприклад, якщо розглянути роботу системи розподілу електроенергії по мережі, то такими базовими параметрами може бути баланс електричної енергії, розподілений по потужностях споживання активних і реактивних навантажень. Загальне значення балансу миттєвої й інтегральної потужностей електричного струму представляється у вигляді суми їх реактивних і активних складових (1) P st » P At + P Lt + P Ct , ( p ) p + + + ç + ÷ å Psit »å æ PAit + PLit + PCit ö, è ø i=1 де i =1 + PAt , PAit (2) - значення активних потужностей + від постачальника до споживача, PLt , PLit - значення реактивних індуктивних потужностей, + PCt , PCit - значення реактивних ємнісних потужно стей. З врахуванням (1) і (2) вираження балансу можна представити у вигляді - PW s ( PAt + PLt + PCt ) @ p + + + @ å PZ + æ PAit + PLit + PCit ö ± DP," t Î T. ÷ siç è ø (3) i =1 Дослідження показали, що мінімальним числом контрольованих інформаційних параметрів для оцінки поточної ситуації в системі електропостачання є значення + PLt , PLit і + PCt , PCit на кожному з S- рівнів підсистем Zsi. Па раметри активних і реактивних потужностей є керованими, і кінцевою задачею моніторингу є інформаційно-координаційна підтримка прийняття рішень при виникненні нестандартної або аварійної ситуації. Включення кожної зі світлопровідних смуг першого світлопровідного елемента миттєво сприймається диспетчером, як інформація, що вимагає миттєвого рішення. 2. Підсвічування другого світлопровідного елемента здійснюються в статичному режимі, що забезпечує тільки швидке визначення номера контрольованої підсистеми або її найменування. 3. Підсвічування третього світлопровідного елемента здійснюються за допомогою білого адитивного світіння, отриманого в результаті змішування світлового випромінювання від тріади RGB світлодіодів. Оскільки кожному з базових параметрів присвоюється свій колір, то при виході одного з параметрів відбувається спектральний зсув білого кольору в сторону синього, червоного або зеленого випромінювання. Наприклад, якщо нормованим значенням активної потужності присвоїти червоний колір (R-світлодіоди), індуктивному навантаженню присвоїти синій колір (Всвітлодіоди), а індуктивній потужності - зелений (G-зелені світлодіоди), то при аварії, наприклад, індуктивної печі, відключається синій світлодіод і поверхня третього світлопровідного елемента змінює свій колір з білого на фіолетовий (адитивне додавання червоного і синього випромінювань від RGB світлодіодів). Для активізації когнітивної 11 функції уваги зміна білого світла здійснюється в динамічному режимі. Таким чином, сукупність відмітних ознак пристрою, приведена у п ункті 1 формули винаходу, причинно-наслідково зв'язана з поставленою технічною задачею, є необхідного і достатньою для досягнення технічного результату, тому є істотною. Наступні відмітні ознаки пристрою, що заявляється, є додатковими і конкретизують нові конструкції і можливі області застосування пристрою. У пункті 2 формули винаходу конкретизується конструктивне виконання першого світлопровідного елемента, виконаного з набору декількох світлопровідних смуг. Зазначені смуги встановлені з можливістю заміни кожної з них на нову з найменуванням позаштатної ситуації в підсистемі. Необхідність введення цієї ознаки в пристрій визначається тим, що в процесі набору статистики про позаштатні й аварійні ситуації, що виникають у процесі роботи контрольованої системи, розробляються нові критерії ідентифікації або розпізнавання цих ситуацій. Це вимагає заміни вихідної інформації найменування позаштатної ситуації на більш конкретну, що і досягається шляхом заміни однієї і більше світлопровідних смуг на нову. Найбільш простим варіантом заміни такої інформації може бути проста заміна самого тексту на поверхні смуги на новий, однак така технологічна операція вимагає визначених навичок від виконавця, тому доцільніше встановлювати нові смуги з набору, що надається при установці диспетчерського пульта. Таким чином, сукупність відмінних ознак пристрою, наведена у пункті 2 формули винаходу, причинно-наслідково зв'язана з поставленою технічною задачею, є необхідного і достатньою для досягнення технічного результату, тому є істотною. У п.3 формули винаходу конкретизується зв'язок першої і другої тріад RGB світлодіодів, що здійснюється за допомогою блоку системи підтримки прийняття рішень і програмного блоку управління переключеннями світлодіодів. Для забезпечення індикації найменування найбільш ймовірної позаштатної ситуації на першому світлопровідному елементі з одночасним забезпеченням динамічного підсвічування третього світлопровідного елемента при виході контрольованої підсистеми з оптимального стану в позаштатний обох тріад RGB світлодіодів електричне погоджені з блоком програмного управління цими світлодіодами. Пункт 3 формули винаходу визначає, принаймні, два інтерфейси: - перший інтерфейс відображає загальну оцінку виходу підсистеми в позаштатний стан у кольородинамічному режимі висвітлення третього світлопровідного елемента, що активізує когнітивну функцію уваги оператора; - другий інтерфейс відображає найбільш ймовірний варіант (групу варіантів) найменування (виду) позаштатної ситуації, що здійснюється після програмної обробки динаміки зміни значень базових технологічних параметрів, проведеної блоком аналізу рішень. 83569 12 Таким чином, сукупність відмінних ознак пристрою, приведена у п ункті 3 формули винаходу, причинно-наслідково зв'язана з поставленою технічною задачею, є необхідного і достатньою для досягнення технічного результату, тому є істотною. Пункт 4 формули винаходу конкретизує конструктивне виконання світлового інформаційного екрана і призначений для забезпечення комфортних умов моніторингу. У першу чергу це відноситься до умов забезпечення оптимального і рівномірного рівня освітленості другого і третього світлопровідних елементів. Для цього на широкі поверхні другого і третього світлопровідного елемента нанесені дві множини растрових фігур, що дифузно-відбивають, з яких фігури, нанесені на поверхню другого світлопровідного елемента, виконані з коефіцієнтом дифузійного відображення не більш 0.5. Найбільш прийнятними є растрові структури, утворені рахунковою множиною точкових фігур, конформних колу, що рівномірно розподілені на поверхнях зазначених світлопровідних елементів, що дифузно відбивають світло. При цьому вибір коефіцієнта дифузійного відображення не більш 0.5 призначений для виконання двох світлооптичних функцій: - растрова структура на поверхні другого світлопровідного елемента забезпечує рівномірне висвітлення всієї площини без падіння освітленості в центральній зоні; - растрова структура є своєрідним дифузійним фільтром, що згладжує світло, яке надходить від поверхні третього світлопровідного елемента. Робота пристрою, що заявляється, ґрунтується на використанні принципу активізації когнітивної психологічної функції за рахунок кольородинамічної візуалізації позаштатних, передаварійних і аварійних ситуацій, які виникли в контрольованих підсистемах або в системі в цілому. Завдяки колірній динаміці, що руйнує розвиток стресу монотонії, вирішуються паралельно дві задачі контролю і прийняття рішень: як показала практика [Корнелюк В.А., Давыдов Д.М. Использование кольородинамічних приборов для комнат психологической разгрузки персонала // Новые промышленные технологии. 1997. - Вып. 4 (279). - С.82-90], використання кольородинамічних зображень сприяє збереженню на оптимальному рівні базових операторських функцій людини-оператора; швидкість, з яким людина-оператор фізично сприймає колір і його градацію на рівні підсвідомості [Исследования и разработка рекомендаций по улучшению условий труда и совершенствованию профессиональной подготовки пожарных ОАЭ и промышленности. Отчет о НИР / ВНИИПО МВД РФ. Рук. Марьин М.И. №ГР01900057262. М., 1990. - 279с.], складає 1500мсек. Як видно з вищевикладеного, швидкість фізичного сприйняття кольору і швидкість простих сенсомоторних реакцій порівнянні між собою за тривалістю, а швидкість вербального сприйняття кольору за тривалістю можна порівняти зі швид 13 кістю розпізнавання сигналу на фоні шумів. Цього тимчасового інтервалу цілком достатньо для прийняття люлиною-оператором первинних рішень, адекватних ситуації. Так як одним з елементів, з яким пристрій, що заявляється, має інтерфейсний зв'язок, є блок аналізу рішень (БАР), то для прискорення процесу прийняття рішення світловий інформаційний екран візуально представляє операторові, принаймні, три ймовірних сценарії розвитку позаштатної ситуації в контрольованій підсистемі і три варіанти адекватних рішень. Схема алгоритму роботи світлового інформаційного екрана диспетчерського пульта з програмними блоками-системами представлена на Фіг.7. Найбільше інформаційне навантаження в процесі моніторингу підсистеми несуть динамічні параметри, що миттєво змінюються. Управління цими параметрами в автоматичному режимі здійснює автоматизована система управління (АСУ) за допомогою зворотних і прямих зв'язків. Однак під час зовнішнього стохастичного впливу на підсистему виникають флуктуації технологічних параметрів, що знаходяться поза припустимим коридором їхніх змін, наприклад, один з параметрів при аварії стає нульовим. Для такої передаварійної ситуації необхідний перехід управління системи в ручний режим, при цьому людинаоператор повинна мати в своєму розпорядженні кілька алгоритмів-сценаріїв виходу системи з цього стану. Для цих цілей у системах моніторингу і управління передбачено блок аналізу рішень. Світловий інформаційний екран є візуальним індикатором появи позаштатної ситуації, включений у СС як підсистему та одержує на своєму вході вже оброблену інформацію. Упорядкована множина технологічних параметрів ТПІ контрольованої ij-підсистеми формується множиною сигналів датчиків, що функціонують у реальному часі. У цей же блок з бази даних БАР надходить впорядкована множина нормованих максимальних значень флуктуацій те хнологічних параметрів (ФТПІ), що розраховані в процесі аналізу всіх можливих варіантів розвитку позаштатної ситуації в контрольованій підсистемі. При порівнянні параметрів ТПІ і ФТПІ, динаміки їхніх миттєви х змін і т.д. з бази даних БАР надходять найбільш імовірні варіанти позаштатних ситуацій, а також варіанти алгоритмівсценаріїв усунення ситуації, що виникла. Якщо значення миттєвих флуктуацій можливо усун ути за допомогою АСУ, то використовуються її керуючі можливості. Якщо блок логічного аналізу показує неможливість використання АСУ, то оператор переходить на ручний режим управління. Сигнали візуальної індикації надходять на світловий екран і умовно розділяються на три рівні: 1) рівень оптимального функціонування підсистеми й у цьому режимі працюють (стаціонарно висвітлюються) номер (найменування) світлопровідного елемента 3 при цьому перший і третій світлопровідний елементи відключені; 2) рівень виходу підсистеми в позаштатний режим, коли включається світлова індикація по 83569 14 передження або уваги третього світлопровідного елемента; 3) рівень виходу підсистеми в передаварійную (аварійну) ситуацію, включаються усі три світлопровідних елементи 2-4. Схема електричного зв'язку гр уп RGB світлодіодів 6-8, що ілюструє принцип роботи пристрою, представлена на Фіг.6. Світловий інформаційний екран є пристроєм тривалого режиму роботи і працює в такий спосіб. Якщо контрольована підсистема працює в оптимальному режимі, то на екрані висвітлюються текстова інформація найменування або номера підсистеми, загальний фон світіння екрана є адитивно-білим, що не змінює своєї інтенсивності світіння. Керуючі імпульси вмикання-вимикання зазначених світлодіодів записані в пам'ять мікроконтролера (МК). У випадку оптимальної ситуації на виході блоку БАР на вхід МК не подається ніяких коректувань сигналами управління роботою груп RGB світлодіодів 6-8. Під час моніторингу системами АСУ і БАР ведеться безперервний логічний аналіз миттєвих змін флуктуацій технологічних параметрів, як показано на Фіг.6. У випадку зміни значення флуктуації, принаймні, одного технологічного параметра система БАР проводить логічний аналіз ситуації робить вибір рівнів позаштатної ситуації, що повинно бути виведене на екран диспетчерського пульта. Можливі наступні варіанти: 1) позаштатна ситуація, що не вимагає втручання людини-оператора; 2) позаштатна ситуація, що при аналізі не переходить у передаварійну і вимагає втручання людини-оператора тільки на рівні коригування технологічного параметра в контрольованій підсистемі; 3) позаштатна ситуація, що з визначеною імовірністю може перейти в передаварійну ситуацію і вимагає втручання людини-оператора; 4) передаварійна ситуація, що з визначеною імовірністю може розвитися в аварійну; 5) аварійна ситуація, що з визначеною імовірністю може привести до розвалу всієї системи. Для усі х вищенаведених варіантів у постійному режимі висвітлення працює світлодіодне підсвічування номера або найменування підсистеми. При виникненні в підсистемі ситуації, приведеної у варіанті 2, блок БАР подає на вхід МК наступні коригувальні команди управління для: підсвічування одним зі світлодіодів групи RGB світлодіодів 6-G, наприклад, світлопровідної пластини 2-1, на якій розміщено попереджуючий напис, наприклад, «позаштатна ситуація 2»; переключення в МК один з каналів, запрограмованого для динамічного висвітлення світлопровідного елемента 3 групою RGB світлодіодів 7 у такому режимі, що забезпечує інтенсивність висвітлення в межах від 0.5-0.6 від максимального паспортного значення. Світлова індикація про ситуацію, яка виникла, є попереджуючим візуальним сигналом, що вимагає від оператора відповідного контролю і коригування параметрів зворотних зв'язків в АСУ. 15 При виникненні в підсистемі ситуації, наведеної у варіанті 3, блок БАР подає на вхід МК наступні коригувальні команди управління для: - підсвічування одним зі світлодіодів групи RGB світлодіодів 6-В, світлопровідної пластини 22, на якій розміщена попереджуючий напис, наприклад, «позаштатна ситуація 3»; - переключення в МК другого каналу динамічного висвітлення світлопровідного елемента 3 групою RGB світлодіодів 7 у такому режимі, що забезпечує максимальну інтенсивність висвітлення. Одночасно зі світловою індикацією на світловому інформаційному екрані БАР вибирає з бази даних перелік можливих позаштатних си туацій, а також сценарії усунення ситуації, що передаються на монітор у допомогу операторові. Аналогічно 83569 16 алгоритм роботи світлового інформаційного екрана реалізує варіанти 4 і 5. Алгоритми світлової індикації виникнення позаштатної або передаварійної ситуацій розробляються конкретно для кожної з ситуацій на етапі проектування. Світловий інформаційний екран для моніторингу СС є перспективною реалізацією нових технічних можливостей візуального представлення знакової інформації, завдяки динамічним змінам кольорів висвітлення світлопровідних елементів, що призначені для оперативного залучення уваги оператора і виконання ним комплексу операцій для усунення ситуації, яка виникла. Нові можливості пристрою, що заявляється, засновані на ефективному використанні законів геометричної оптики і світлотехніки, а також на досягненнях практичної психології. 17 Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко 83569 Підписне 18 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601