ОЦЕНКА КОГНИТИВНОЙ НАГРУЗКИ ОПЕРАТОРОВ АСУ ТП НА ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВАХ КАК ФАКТОР РИСКА ВОЗНИКНОВЕНИЯ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ

Химически опасные производства относятся к числу наиболее сложных и потенциально опасных объектов промышленности, функционирование которых требует постоянного контроля со стороны операторов автоматизированных систем управления технологическими процессами. Работа данных специалистов связана с высокой ответственностью, необходимостью обработки значительных объёмов информации и принятием решений в условиях дефицита времени, что повышает вероятность ошибок, обусловленных человеческим фактором.

 

Значительная доля аварий на промышленных предприятиях связана с действиями персонала, в том числе операторов АСУ ТП. На химических производствах такие ошибки могут приводить к тяжёлым последствиям для персонала, населения и окружающей среды. В условиях усложнения технологических процессов и широкого внедрения автоматизации характер деятельности оператора изменяется, смещаясь в сторону мониторинга и анализа состояния системы, а также реагирования на нештатные ситуации.

 

Данные особенности труда предъявляют повышенные требования к когнитивным возможностям операторов, их способности поддерживать внимание, обрабатывать несколько информационных потоков и принимать обоснованные решения в стрессовых условиях. В связи с этим проблема когнитивной нагрузки операторов АСУ ТП приобретает особую актуальность в контексте обеспечения промышленной безопасности и требует разработки эффективных методов её оценки и снижения.

 

Понятие когнитивной нагрузки и её роль в профессиональной деятельности оператора АСУ ТП

 

Когнитивная нагрузка представляет собой объём умственных усилий, которые требуются человеку для обработки информации, принятия решений и выполнения профессиональных задач. В психологии труда принято различать несколько видов когнитивной нагрузки: внутреннюю, связанную со сложностью самой задачи; внешнюю, определяемую способом представления информации; и полезную, направленную на формирование профессиональных схем действий и углубление понимания производственных процессов.

 

Деятельность оператора АСУ ТП на химически опасном производстве характеризуется следующими особенностями, формирующими высокую когнитивную нагрузку. Во-первых, необходимость постоянного сосредоточенного наблюдения за множеством параметров технологического процесса на протяжении всей рабочей смены. Исследования показывают, что у операторов промышленных предприятий длительность концентрированного внимания может составлять более семидесяти пяти процентов рабочего времени, что соответствует высокому классу напряжённости труда.

 

Во-вторых, необходимость одновременного контроля большого количества информационных каналов. Современные автоматизированные системы управления могут генерировать десятки и даже сотни сигналов в течение одного часа работы. При этом научные исследования свидетельствуют о том, что человеческий мозг способен эффективно обрабатывать не более четырёх блоков информации одновременно. Превышение данного порога приводит к когнитивной перегрузке, снижению качества восприятия и увеличению вероятности пропуска критически важных сигналов.

 

В-третьих, работа оператора предполагает не просто восприятие информации, но и её комплексную оценку с последующим принятием управленческих решений. Данная деятельность требует активации как наглядно-образного, так и абстрактно-логического мышления, что создаёт дополнительную нагрузку на когнитивные ресурсы специалиста. Особенно высока напряжённость труда в условиях дефицита времени и неполноты информации, что характерно для аварийных и предаварийных ситуаций на химических производствах.

 

Факторы, усиливающие когнитивную нагрузку операторов химически опасных производств

 

Анализ условий труда операторов АСУ ТП на химически опасных объектах позволяет выделить комплекс факторов, которые усугубляют когнитивную нагрузку и повышают вероятность ошибочных действий персонала.

 

Первым и наиболее значимым фактором является информационная перегрузка. Автоматизированные системы мониторинга генерируют огромные массивы данных, при этом часть из них не несёт критической информационной ценности для оператора. Исследования в области промышленной безопасности показывают, что избыточное количество сигналов с одинаковым уровнем приоритета приводит к эффекту «информационного шума», когда действительно важные сообщения теряются среди второстепенных уведомлений. В результате оператор испытывает постоянное напряжение, пытаясь отфильтровать релевантную информацию, что истощает его когнитивные ресурсы.

 

Вторым существенным фактором выступает недостаточная эргономичность интерфейсов систем управления. Несмотря на развитие технологий визуализации данных, многие промышленные системы диспетчеризации проектируются без должного учёта психофизиологических особенностей восприятия информации человеком. Перегруженные графики, неструктурированные таблицы данных, отсутствие цветового кодирования приоритетов и визуальной группировки связанных параметров создают дополнительные трудности для оператора, вынужденного тратить время и умственные усилия на интерпретацию представленной информации.

 

Третьим фактором является монотонность деятельности в условиях автоматизации. Парадоксально, но внедрение автоматических систем управления, призванное облегчить труд оператора, может приводить к снижению его вовлечённости в производственный процесс. Когда большинство рутинных операций выполняется автоматически, оператор превращается в пассивного наблюдателя, что ведёт к снижению концентрации внимания, развитию сонливости и потере ситуационного восприятия. При возникновении нештатной ситуации такой оператор оказывается не готов к быстрому и адекватному реагированию.

 

Последствия избыточной когнитивной нагрузки для безопасности производства

 

Избыточная когнитивная нагрузка операторов АСУ ТП является одним из ключевых факторов риска возникновения аварийных ситуаций на химически опасных производствах. Механизм влияния когнитивной перегрузки на безопасность можно проследить через цепочку негативных эффектов.

 

Первым и наиболее очевидным последствием является снижение качества восприятия информации. В условиях перегрузки внимания оператор может пропустить критические сигналы о нарушении технологических параметров. Известны случаи, когда множественные предупреждающие сообщения формировали на экранах мониторов «стену» уведомлений, среди которых терялись действительно важные аварийные сигналы. Оператор, перегруженный визуально, принимал решение отложить реагирование на второстепенные, по его мнению, события, что в итоге приводило к развитию аварийной ситуации.

 

Вторым последствием выступает увеличение времени принятия решений. Когнитивная перегрузка замедляет процессы анализа информации и выбора оптимального варианта действий. В условиях, когда развитие аварийной ситуации происходит стремительно, задержка в принятии решений может иметь фатальные последствия. Исследования показывают, что под воздействием стресса и информационной перегрузки время реакции оператора может увеличиваться в несколько раз по сравнению с нормальными условиями.

 

Третьим негативным эффектом является снижение качества самих принимаемых решений. В ситуации когнитивного перенапряжения человек склонен использовать упрощённые стратегии мышления, полагаться на стереотипные решения, игнорировать часть доступной информации. Данный феномен особенно опасен на химических производствах, где каждая нештатная ситуация может иметь уникальные особенности, требующие творческого подхода и нестандартных решений.

 

Методы оценки когнитивной нагрузки операторов АСУ ТП

 

Оценка когнитивной нагрузки операторов АСУ ТП необходима для контроля их умственной работоспособности и снижения риска ошибочных действий при управлении технологическими процессами. В практике используются субъективные, объективные и психофизиологические методы, которые позволяют оценить уровень умственного напряжения с разных сторон.

 

Субъективные методы основаны на самооценке операторов с помощью опросников и шкал, отражающих степень усталости и сложности выполняемых задач. Их преимуществом является простота применения, однако полученные данные могут быть искажены вследствие субъективного восприятия собственного состояния.

 

Объективные методы предполагают анализ показателей профессиональной деятельности, таких как количество ошибок и время реакции на сигналы системы управления. Изменение этих параметров позволяет выявлять рост когнитивной нагрузки и снижение эффективности работы оператора.

 

Психофизиологические методы включают регистрацию физиологических показателей, характеризующих уровень нервно-психического напряжения, в том числе частоты сердечных сокращений и кожно-гальванических реакций. Наиболее надёжная оценка когнитивной нагрузки достигается при комплексном использовании различных методов, что позволяет получить более полное представление о состоянии оператора в процессе работы.

 

Пути снижения когнитивной нагрузки и минимизации рисков аварийных ситуаций

 

Снижение когнитивной нагрузки операторов АСУ ТП является важным условием повышения надёжности управления технологическими процессами и предотвращения аварий на химически опасных производствах. Решение данной задачи требует применения комплекса технических и организационных мер, направленных на оптимизацию условий труда операторского персонала.

 

Одним из ключевых направлений является совершенствование интерфейсов систем управления с учётом принципов когнитивной эргономики. Рациональная визуализация информации, чёткая приоритизация сигналов и сокращение избыточных сообщений позволяют снизить информационную перегрузку и повысить скорость восприятия критически важных данных.

 

Эффективным способом уменьшения умственной нагрузки является внедрение интеллектуальной фильтрации информации и систем поддержки принятия решений. Такие системы помогают оператору оперативно анализировать состояние технологического процесса и выбирать оптимальные действия в нештатных ситуациях, снижая риск ошибочных решений.

 

Важную роль играет также оптимизация режимов труда и отдыха, а также автоматизация рутинных операций. Регулярные перерывы, рациональное распределение смен и поддержание профессиональной готовности персонала способствуют сохранению устойчивого уровня когнитивной работоспособности и повышению общей безопасности производства.

 

Заключение

 

Проведённый анализ проблемы когнитивной нагрузки операторов автоматизированных систем управления технологическими процессами на химически опасных производствах позволяет сформулировать следующие выводы.

 

Во-первых, когнитивная нагрузка операторов является значимым фактором риска возникновения аварийных ситуаций на химических предприятиях. Избыточная нагрузка приводит к снижению качества восприятия информации, замедлению принятия решений, увеличению количества ошибок и развитию хронического утомления персонала.

 

Во-вторых, формирование избыточной когнитивной нагрузки обусловлено комплексом факторов, включающих информационную перегрузку, недостаточную эргономичность интерфейсов, монотонность деятельности, неоптимальные режимы труда и отдыха, а также высокое психоэмоциональное напряжение, связанное с ответственностью за безопасность производства.

 

В-третьих, для эффективного управления когнитивной нагрузкой необходима её систематическая оценка с использованием комплекса субъективных, объективных и психофизиологических методов. Интегрированный подход к оценке позволяет получить достоверную информацию о состоянии операторов и своевременно выявлять неблагоприятные тенденции.

 

Таким образом, проблема когнитивной нагрузки операторов АСУ ТП заслуживает пристального внимания как со стороны руководства химически опасных производств, так и со стороны специалистов в области промышленной безопасности, эргономики и психологии труда. Дальнейшие исследования в данном направлении должны быть сосредоточены на разработке более совершенных методов оценки когнитивной работоспособности, создании интеллектуальных систем поддержки деятельности оператора и научном обосновании оптимальных режимов труда для персонала, работающего в условиях повышенной ответственности и информационных перегрузок.