DEZVOLTAREA UNEI OPORTUNITĂȚI UNICE DE CERCETARE PRIVIND ALARMELE SONORE ÎN CENTRELE DE CONTROL

Sistemele de alarmă moştenite şi utilizate de US erau dependente, precise şi, mai ales adecvate, pentru scopurile operatorilor de uzine, chiar dacă sistemele analogice cu cabluri erau artifacte ale tehnologiei anilor 1960-1970. Proprietarii de uzine, împreuna cu Departamentul Energiei al US, au convenit asupra unei actualizări de tehnologie în uzinele deținute, oricum, exista dorința unei modernizări a panourilor de control și o dată cu ele și a sistemelor de alarmă care ajutau operatorii să mențină integritatea și producția stațiilor de generare. Aceste actualizări erau necesare din câteva motive, inclusiv dorința unei actualizări a siguranței fizice actuale (manevre greșite, răsuciri, etc.) precum și ideea de a avea avantajul unei siguranțe tehnologice, comoditate și eficiența avansată în ultimele 4 decade.

În mediul actual crescând al integrării multi-sistem complexe, militar, guvernamental și alte industrii conexe cu securitatea este demonstrată nevoia ghidată tehnologic pentru capacități de gestionare a informației aflată în expansiune. Pe măsură ce tehnologia s-a dezvoltat, aceste entități au îmbrățișat ideea mașinăriei autonome fără factor uman, din perspective economice și de siguranță. Aceste capacități noi au adus și dezavantaje precum noi înțelesuri ale alertării și direcționării resurselor atenției a unui singur operator uman, ceea ce a devenit din ce în ce mai dificil, în special pentru ca multiple sisteme concurau pentru aceste resurse de atenție.

 Ambele aceste medii unice și diverse furnizează provocări similare în felul în care informația trebuie transmisă, primită, și interpretată de către factori umani decidenți și relevanți. Ca atare, ambele medii, și în special cel similar adăugat, au nevoie de o paradigmă de control nouCare permite utilizatorului să aloce în mod corespunzător lui sau a ei atenția într-un mod mult mai de încredere pentru a răspunde mai bine la necesitățile sistemului. Cu toate practicile de management a alarmei obișnuite, operatorii sunt în imposibilitatea de a detecta, înțelege, și/sau de a răspunde la multe dintre alarmele ce le întâlnesc în anumite situații extreme. Motivul pentru aceasta rezidă în dezvoltarea modelului sistemului de alarmă curent.     Cum era digitală a început în anii 1980, sistemele de control au devenit mai mult și mai dependente de utilizarea alarmelor pentru creșterea abilităților operatorilor umani să monitorizeze sistemele de control complexe. Folosind tehnologia digitală, sistemele de control distribuite, precum și performanțele crescânde ale calculatoarelor, a devenit din ce în ce mai ușor să se încorporeze un număr tot mai mare de alarme digitale într-un sistem de control. De fapt, unele practici implicite au fost pentru a seta alarme la orice stare a procesului sau sistem de afișare cu comutator automat ce se declanșează între 20% și 80%, indiferent dacă astfel de declanșatori sunt utili sau nu. Acest eveniment comun a dus la unnumăr copleșitor de alarme număr de declanșate zi cu zi, ceea ce duce la nevoia operatorilor de vigilență constantă pentru a separa și de a gestiona aceste alarme diferite, și să răspundă la condițiile reale de alarme reprezintă. Dificultățile de a face astfel se referă în principal la alarmele de inundație.      Alarma de inundație se produce din cauza încrederii excesive în mecanismele de alarmă și penelor obișnuite de curent datorită imprevizibilității și rarității stărilor de urgență. Pe măsură ce tehnologia a devenit mai ieftină, digitalizată și mai eficientă, omniprezența ei a crescut. Organizațiile încearcă să reducă costurile, eroarea umană și forța de muncă folosindmai multe sisteme automatizate,Mai multe alarme și operatori mai puțini. Astfel de abordări sunt logice folosind ca baza strict costurile, dar poate duce la probleme semnificative în încărcare cognitivă și inteligibilitate atunci când stările de urgență sunt declanșate și inundațiile alarmă apare în orice chintesență critice pentru siguranța sistemului. Rezultatul acestor tendințe a fost o tendință către alarme de inundații mai frecvente.      Alarma de inundații reprezintă o problemă majoră în sistemul de monitorizare mondial, de multe ori cu experiență în medii de control dinamice și complexe cum ar fi camerele de control ale uzinelor.

Un număr excesiv de alarme în același timp poate produce probleme grave. Atunci când se confruntă cu inundații de alarmă, operatorii pot deveni tentați șinesiguri pe maura ce încearcă încearcă săReconcilieze fiecare alarmă cu declanșarea ei, în scopul de a ameliora situația. O astfel de confuzie poate provoca operatorilor amalgamarea alarmelor de prioritate maximă cu alarme cu prioritate scăzută. Cele Ei pot interpreta greșit anumite situații ca alarme zgomotoase ostentative șipotCopleși sau mascao alarmă mai moale, subtilă. Pe termen lung, inundațiile de alarmă poate provoca iritabilitate, stres, confuzie, sau panică în rândul operatorilor (Baldwin, 2012). Unii operatori potDecide să ocolească manual alarme care pot fi anumite în general, văzut ca "alarme noxe" sau cele care nu sunt critice pentru operațiuni. În cele din urmă, în calitate de operatori al camerelor de control devinFamiliarizați cu anumite tipuri și niveluri de inundații, renunțând la a mai da importanța cuvenită alarmei (a se vedea Koene & Vedam, 2000).

MECANISME PENTRU ABORDAREA ALARMEI DE INUNDAȚIE

Pe măsură ce industria devine tot mai conștientă de pericolele de inundații, numeroase studii au fost comandate pentru a stabili modalități de a gestiona această problemă, ceea ce duce la diverse tehnici în managementul de alarmă. Grupuri, cum ar fi Consorțiul Managementului Situațiilor Anormale (MSAC) au fost fondat, parțial dedicat descoperirii și înmulțirii celor mai bune practici pentru a face față problemelor de alarmă de inudații. Recent, Asociația Utilizatorilor de Echipament Ingineresc și Materiale (EEMUA) a publicat un ghid de management al alarmei pentru utilizarea în proiectarea, gestionarea, și procurarea de alarme (EEMUA, 1999). În plus față de utilizarea comună a strategiilor de gestionare inundații de alarmă, cum ar fi rezoluțiile pt alarmă, benchmarking, documentare, și audit, există noi domenii în care cercetătorii încearcă să reproiecteze alarmeleinsăși, în scopul de a profita de tehologiile emergente pentru a face alarmele mai eficiente.  Câteva abordări diferite au fost sugerate de către AȘM, EEMUA, și alții pentru migrarea controlului sistemelor spre tehnologii noi cu capacități sporite. Adesea, o echipa de proiectare va opta pentru a imita modelul anterior, în majoritatea funcțiilor, stilurilor, și aspect. Avantajele acestei abordări include o curbă de învățare mult mai repidă, întrucât operatorii se adaptează la noul sistem, deoarece acestea nu vor avea să-și petreacă o cantitate semnificativă de timp pentru "re-învățare" la locurile de muncă pe noile echipamente. Mulți operatori pot prefera, de asemenea, această metodă,deoarece aceștia au învățat să facă la locurile lor de muncă în mod eficient pe vechiul sistem, și cred că sistemul nu are nevoie modernizare majoră. Dezavantajele acestui lucru sunt evidente -puține progrese tehnologice pot fi utilizate pe deplin atunci când noul sistemul este copiat de la cel vechi. Majoritatea progreselor în afișaje, controale, de automatizare și principiile factorilor umanis-au făcut din anii 1980 încoace, și ratarea de a profita de rezultatele acestor tehnologii duce la utilizarea lorîntr-un sistem de control nou, care este depășit chiar înainte de a fi instalat.     La celălalt capăt al spectrului migrației sistemului de control, atunci când reajustări majore radicale de mari dimensiuni sunt făcute la sistemele existente, acestea pot fi copleșitoare sau confuze pentruoperatori. Ca principali utilizatori, care au dobândit o familiaritate cu sistemele mai vechi pe o perioadă de ani sau chiar decenii, operatorilor nu le plac, în general, astfel de schimbări majore, și pot manifesta inițial rezistentă la ele. Deși există multe beneficii tehnice și ergonomice pentru un redesign complet al sistemuluide jos în sus, schimbările majore pot fi problematice, de asemenea, pentru sistem la fel de complexe și critice ca o stație de generare de energie nucleară. În special în domeniul energiei nucleare de generare, întârzieri de 30-40 de ani în inovare și difuzare de tehnologie reprezintă mai multe generații de evoluția tehnologică. Astfel, încercările de a proiecta gama și direcția de noi posibilitati tehnologice care pot fi aplicate operațiilor din centre de control sunt subiectul unor incertitudini de prognoză prohibitive (Caldwell et al.,2005). Dacă operatorii de uzine care nu sunt pe deplin familiarizați cu noul sistem, problemele de siguranță pot deveni critice, penele la scală mare sau mică a uzinelor pot duce la pierderi de capital,productivitate sau chiar vieți umane.     Pentru aceste motive, proiecte majore de inginerie, cum ar fi reconfigurarea completă a unui centru de control al centralei nucleare necesită scară largă de intervievare, de testare, studiu și proiectare. Strict dintr-un punct de vedere al factorului uman, cercetarea extinsă trebuie să se facă pe configurația,

aspectul, dimensiunea, tipul, numărul, aspectul și capacitățile de control, display-uri, și alarme pentru a asigura performanțe optime în modelul de operare uman. Ca atare, este necesar să ne concentrăm un efort semnificativ pe studierea și îmbunătățirea interacțiunilor in interiorul acestui model, între operator și sistem.

IDENTIFICAREA OPORTUNITĂȚII UNEI DISERTATII DE CERCETARE

Deoarece actualizările pe scară largă, cuprinzătoarecentrele de control ale centralelor nucleare pot fi efectuate numai o dată într-o generație, Idaho Național Laboratory (INL) și autorii acestei lucrări au identificat această modernizare, ca o oportunitate de a face schimbări funcționale specifice și ergonomice ale sistemelor de avertizare folosite de alarme în fiecare zi în operațiunile și sistemele de siguranță ale uneia din centralele nucleare naționale. Acest efort ar permite, de asemenea, oportunitate de a profita de utilizarea facilităților (inclusiv modelul de test de full-size deja fiind planificat), în momentul retehnologizării centralei. Cercetătorii ar trebui să poată să experimenteze cu operatori reali, scenarii executate real și să primească feedback-ul autentic, astfel să maximizeze aplicațiile din viața reală la astfel de teste.      Alternativ, acest lucru se face in zona de război și culegerea de informații folosind sistemele vehiculelor fără pilot pentru a ajuta la detectarea și identificarea potențialei amenințări sau ținte pentru fortele de ordine guvernamentale, strategice, militare, comercial, sau de drept active. Printr-un parteneriat cu Centrul de Sisteme Navale și Spațiale- Pacific din San Diego, cu finanțare de la Biroul Naval de Cercetare (ONR), autorii propun un efortul de a profita de oportunitățile oferite de acest domeniu în curs de formare de proiectarea comunicațiilor de bază și principiile de alarmelor, în scopul de a evita multe dintre problemele cu care se confruntă alarmele de inundație ca rezultat al utilizării sistemelor tradiționale cu feedback de semnalizare. Problemele legate resursele limitate de atenție între numeroasele alarme audio și distractori este un element cheie în ambele scenarii, provocările prezentate de fiecare sunt ușor de tradus și adaptat la orice parte dintr-o varietate a problemelor cu care se confruntă cei de la asistență medicală, manufacturare, navigație, distribuție sau ingrijirea copilului.

SONORIZARE

O metodă pentru îmbunătățirea impactului schimbărilor potențiale de design arată promițător, deși încă relativ noi în domeniul cercetării factorului uman, este sonorizarea. Această tehnica este o metodă de afișare a datelor numerice în forma semnalelor auditive într-un mod care convine cel mai bine utilizatorului. Cercetătorii din sonorizare studieze diferite moduri în care se pot regla tonuri, amplitudini, corecții, și tempo-uri de sunete, în scopul de a crea semnale auditive eficiente pentru utilizarea în sistemele de alarmă. În acest fel, inginerii de sunet pot crea serii și spectre de sunete care ajută la minimizarea confuziei și suprasarcină de date care apare în timpul alarmei de inundație.      Aplicații de succes ale tehnicilor sonorizare au fost folosite in diverse domenii, inclusiv medicina (Fitch &Kramer, 1994) (Barass & Kramer, 1999), studiu de mișcare(Jensenius, 2012), muzica (Schoon & Dombois, 2009), căutare și operațiunile de salvare (Barass & Kramer, 1999), interactive de divertisment (Beilharz, 2005), și chiar și sport (Höner et al.,2011). Aceste aplicații au arătat o gamă largă de tehnici și utilizările interdisciplinare despre care autorii susțin ar putea fi de o importanță majoră pentru designul domeniului sistemului de control, in special vis-a-vis de managementul alarmei.

Dezvoltarea unui proiect de disertație de cercetare intr-un asemenea mediu implică un numar unic de provocări conceptuale, operaționale și de participare studențească. Spre deosebire de experimentul de cercetare intr-un laborator convențional, un studiu de teren in contextul și complexitatea unui sistem critic de infrastructura aduce lumină asupra setului de abilitați și lectiilor asimilate de tehnicieni (Byrd, 2009). În schimb, complexitatea și restricțiile ale simulatorului centrului de control al uzinei și sistemele vehiculelor militare fără pilot împiedică accesul ușor la locul de desfășurare real fără parteneriate de cercetare și cooperare considerabile.     Tehnicile de sonorizare eficiente au fost explorate și în trecut. Una dintre cele mai simple metode de sonorizare a fluxurilor multiple de date prin prezentare simultană este prin acorduri muzicale(a se vedea McGookin și Brewster, 2011). Fluxuri de date pot fi prezentate folosind acorduri muzicale

tradiționale, care atunci când luate împreună pot produce reacții diferite utilizatorului a asculta datele sonorizate. Acordurile majore sunt, de obicei, prezentate și percepute ca state de sistem pozitive, din moment ce sunt, în general, plăcute urechii ascultătorului. Acordurile minore pot fi comunicate ascultătorului ca fiind o stare de sistem negativă, sau de avertizare, deoarece acestea sunt diferențiate cu ușurință de acordurile majore și cauzează o neliniște naturală într-un ascultător/operator. Stările suplimentare de urgență pot fi comunicate mai departe prin tehnici de disonanță cognitivă și muzicală care adaugă disconfort operatorului. Prin cartografierea simplă a unei ieșiri către o sursă muzicală, mai multe fluxuri de date pot fi convertite ușor dintr-o dată, în timp ce îl informează pe operator asupra răspuns adecvat care trebuie luat.     Orchestrație este o altă metodă de sonorizare care implică o serie de fluxuri de date simultan fiind reprezentate de tonuri diferite sau voci care permit utilizatorului să audă fiecare parte independent, în timp ce, de asemenea, ascultarea întregii orchestre fluxuri de date oferă contextul. O astfel de metodă este o reminiscență a compozițiilor muzicale dinamice pentru orchestră, și pot oferi o înțelegere mai completă și instantanee a mai multor date punctuale (A se vedea Cullen & Coyle, 2004).     O altă metodă de sonorizare a datelor care se poate dovedi utilă este utilizarea de intervale ritmice pentru a afișa mari cantități de date. Mai ales atunci când modelele de date care reapar sunt găsite, ritmul poate fi utilizat pentru a da ascultătorului o modalitate suplimentară de a da sens fluxurilor de date. În cercetare efectuate de către Cullen & Coyle (2003), au folosit modele ritmice pentru a afișa informațiile conținute în codul ADN/ARN. Această informație a fost combinat cu alte nuanțe și tonuri sonorizate de date pentru a ajuta utilizatorul să înțeleagă mai bine fluxul total de date ce i-a fost prezentat.     Fiecare dintre aceste tehnici vor fi explorate mai în profunzime de autori în scrierile ulterioare, și combinate cu noi idei dobândite prin experimentare și literatura de cercetare ulterioară. Prin alegerea în mod corespunzător și a semnalelor de date pentru monitorizare și raport, precum și prin aplicarea tehnicilor de sonorizare într-o manieră acceptabilă, autorii cred pot fi făcute avansuri mari în domeniul sonorizării alarmelor.

ConcluziiAlarma de inundație este o problemă comună, aplicabilă nu numai centralelor energetice, ci și

industriilor diverse, precum mentinerea ordinii, manufactură, de tratare a apei, de transport și explorarea spațiului. Din acest motiv, încearcările de gestionare a cantității și metodelor de prezentare a informației sunt importante, în scopul de a reduce confuzia și stresul operatorilor din mediile predispuse la inundații. O metodă promițătoare, sonorizarea, este încă în faza copilăriei printre domeniile de cercetare ale factorului uman.      Profitând de parteneriate simbiotice, facilități specializate, și oportunitățile de timp și de capital prezentate, autorii și colegii lor vor fi în măsură să contribuie în mod semnificativ la adâncirea și popularizarea cunoștințelor în domeniul de sonorizărilor de alarme. Așa cum ne îndrumă cercetătorii, și ca parte a unei tezei de doctorat, ne așteptăm să fie în măsură să câștige acces și înțelegere, prin interviuri cu experți, dezvoltarea sistemelor de alarmă, testarea avertizorilor și examinare suplimentară în literatura de specialitate în domeniul sonorizării alarmelor. În propunerea și dezvoltarea îmbunătățirii reale a sonorizării către sisteme de alarmă care pot fi utilizate în centrale nucleare sau în operațiuni de culegere a informațiilor, adevărate contribuțiile vor fi făcute în eficiența mediului centrelor de control, precum și domeniul sonorizării alarmelor ca un întreg.