Система автоматизированного обучения планам локализации и ликвидации аварийных ситуаций

 

Изобретение относится к компьютерным средствам обучения операторов и производственного персонала технологических процессов планам локализации и ликвидации аварийных ситуаций. Система основана на использовании компьютерной системы, формирующей гибкое информационное пространство и снабженной базой знаний, предусматривающей систематизацию причин и соответствующих им опознавательных признаков аварийных ситуаций, оптимальных способов противоаварийной защиты, технических средств для локализации и ликвидации аварийных ситуаций. Система снабжена устройствами генерации, устройствами оценивания знаний и навыков обучаемых, настройки пользователем параметров оценивания, интерфейсом обучаемого с устройствами генерации. Гибкое информационное пространство формируется путем создания, пополнения и редактирования пользователем базы знаний на основе оперативной части утвержденных планов локализации аварийных ситуаций для конкретных технологических установок. Обучаемому последовательно генерируют и предъявляют отдельные причины с набором опознавательных признаков. По запросу обучаемого ему предоставляют текстовые описания и блок-схемы технологического процесса, планы размещения технологического оборудования. В режиме тренировки обучаемому сообщают правильные ответы, а в режиме экзамена - обучаемому сообщают общую оценку за выполненное задание, состоящее из числа причин и числа правильных ответов. Система обеспечивает создание эффективного электронного плана локализации аварийных ситуаций.

Изобретение относится к компьютерным средствам обучения операторов и производственного персонала технологических процессов (ТП) планам локализации и ликвидации аварийных ситуаций (ПЛАС).

Одним из важнейших элементов подготовки персонала к работе на взрывопожароопасных и химически опасных производствах является изучение планов локализации и ликвидации аварийных ситуаций. ПЛАС создаются для каждого такого производства или отдельного производственного объекта в целях:

- определения возможных сценариев возникновения аварийной ситуации и ее развития;

- определения готовности организации к локализации и ликвидации аварийных ситуаций на опасном производственном объекте;

- планирования действий производственного персонала и аварийно-спасательных служб (формирований) по локализации и ликвидации аварийных ситуаций на соответствующих стадиях их развития;

- разработки мероприятий, направленных на повышение противоаварийной защиты и снижение масштабов последствий аварий;

- выявления достаточности принятых мер по предупреждению аварийных ситуаций на объекте.

Степень усвоения персоналом содержащейся в ПЛАС информации в значительной мере определяется способами их изучения и закрепления изученного материала. К сожалению, на сегодняшний день практически единственным способом изучения ПЛАС остается чтение и запоминание текста с последующей сдачей экзамена. Исследования психологов в области образования показывают, что эффективность такого способа освоения новой информации крайне низка: более 50% изученного материала со временем забывается. Кроме того, полученные знания носят порой бессистемный и достаточно отвлеченный характер. Все это может повлечь за собой серьезные последствия в случае возникновения реальной аварийной или предаварийной ситуации на производстве: порой оказывается, что оператор, ранее успешно сдавший экзамен по данной теме, по прошествии определенного времени либо не помнит часть усвоенного, либо плохо представляет, как применить знания на практике, либо просто теряется в непривычной обстановке.

Для повышения степени усвоения ПЛАС, большей их систематизации и перевода в практическую плоскость рекомендуется применять современные технологии обучения: “В организации для персонала опасных производственных объектов должны быть предусмотрены на базе микропроцессорной и вычислительной техники средства (тренажеры, учебно-тренировочные полигоны и т.д.) для обучения и приобретения практических навыков выполнения работ по локализации и ликвидации аварийных ситуаций”, - указано в Постановлении Госгортехнадзора РФ №14 от 18.04.2003 г. “Об утверждении методических указаний о порядке разработки плана локализации и ликвидации аварийных ситуаций (ПЛАС)”.

К сожалению, на сегодняшний день данная рекомендация Госгортехнадзора не может быть выполнена в полной мере, поскольку существующие компьютерные тренажеры не ориентированы в достаточной мере на отработку “ПЛАСовских” ситуаций, а специализированные компьютерные средства обучения ПЛАС отсутствуют. Ситуация осложняется тем, что стремление предприятий приобретать компьютерные тренажеры, даже с учетом их относительной полезности для освоения ПЛАС, часто ограничивается высокой стоимостью этих продуктов, делающей их практически недоступными для многих потенциально опасных производств. Таким образом, основным средством создания и редактирования ПЛАС по-прежнему остается пишущая машинка (или заменяющий ее компьютер), а основным средством изучения - чтение и заучивание. Кроме того, “бумажные” ПЛАС, в силу их громоздкости не позволяют описать все разнообразие существующих аварийных ситуаций, что делает операторов порой беззащитными перед лицом аварийной ситуации, отличной от описанных и изученных.

Известна система автоматизированного обучения Troubleshooting Trainer (Тренажер поиска неисправностей) фирмы Simulation Dynamics (США, www.simulationdynamics.com, последнее обновление 06.02.2003), включающая в себя применение компьютерной системы, формирующей гибкое информационное пространство и снабженной базой знаний, предусматривающей систематизацию причин и соответствующих им опознавательных признаков аварийных ситуаций, оптимальных способов противоаварийной защиты, технических средств для локализации и ликвидации аварийных ситуаций, а также перечней исполнителей и порядка их действий. В системе Troubleshooting Trainer обучаемому предлагается выбрать причину неисправности из предлагаемого набора, а после правильного ответа указать меры по ликвидации (или смягчению) ее последствий. При этом отсутствует возможность реализации вышеуказанной схемы “Признаки - Способы защиты - Технические средства - Действия”, в силу чего система Troubleshooting Trainer, представляя (как, собственно, и большинство компьютерных тренажеров) безусловный интерес для изучения определенных “ПЛАСовских ситуаций”, малопригоден для изучения ПЛАС, как таковых, ввиду всех оговоренных Госгортехнадзором жестких требований к построению и освоению этих документов.

Ближайшим аналогом является контрольно-обучающий курс “Безопасность”, разработанный НПП "Протек" и НТЦ "Промышленная безопасность". Он представляет собой компьютерную систему обучения и проверки знаний по безопасности у руководящих работников, инженерно-технического персонала и рабочих промышленных предприятий и организаций. Система “Безопасность” - удобное, понятное и простое в управлении программное средство, используемое при изучении требований нормативных документов по охране труда и промышленной безопасности, а также для контроля и проверки знаний. Система включает в себя применение компьютерной системы, формирующей гибкое информационное пространство и снабженной базой знаний, предусматривающей систематизацию причин и соответствующих им опознавательных признаков аварийных ситуаций, оптимальных способов противоаварийной защиты, технических средств для локализации и ликвидации аварийных ситуаций, а также перечней исполнителей и порядка их действий. Данный курс предназначен для самостоятельной подготовки и самоконтроля знаний работников предприятий, а также для повышения эффективности работы членов постоянно действующих экзаменационных комиссий на предприятиях и в государственных надзорных органах, преподавателей и инструкторов учебно-производственных комбинатов. Основу системы составляет обширная, пополняемая пользователем библиотека контрольных вопросов и вариантов ответов на них. Система позволяет комбинировать различные нормативы и готовить типовые программы обучения и проверки знаний для разного контингента обучаемых, модифицировать стандартные программы обучения или создать собственные программы, отвечающие специфике конкретного производства. Для каждого созданного экзамена можно определить методику его проведения, в которой указываются способ оценки знаний (зачет/незачет, отметка), необходимость контроля времени ответа, необходимость задания дополнительных вопросов, демонстрация правильного ответа и т.д. При всех многочисленных достоинствах этой системы и широком спектре ее применений, она не может в полной мере считаться “электронным учебником” по ПЛАС в силу следующих причин:

1. В системе “Безопасность” отсутствует модуль самостоятельного изучения ПЛАС, который содержал бы структурированный в соответствии с блок-картами официально утвержденный текст ПЛАС. Наличие такого модуля в сочетании с модулем проверки и самопроверки знаний позволило бы значительно повысить эффективность освоения ПЛАС.

2. Система проверки знаний, предусматривающая выбор верного ответа из группы, содержащей один правильный ответ и несколько неправильных, не вполне пригодна для эффективного изучения ПЛАС. Как правило, для каждого сценария развития аварии каждый раздел (“Признаки”, “Способы защиты”, “Технические средства”, “Действия”) содержит несколько правильных ответов, которые обучаемый должен выбрать предложенной группы, причем в разделах “Способы защиты” и “Действия” еще и расставить выбранное в нужном порядке. Такая процедура должна быть предусмотрена и удобно организована в системе проверки, равно как и жестко заданная последовательность переходов от раздела к разделу (Признаки - Способы защиты - Технические средства - Действия) при работе в режиме экзамена. В системе “Безопасность”, в силу ее ориентированности на другие задачи, такая возможность не предусмотрена.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение предприятия, имеющего в своем составе взрывопожароопасные и химически опасные производства и объекты, недорогим эффективным “электронным” средством создания и изучения ПЛАС, применение которого позволило бы существенно упростить их создание и редактирование, повысить степень усвоения материала и готовность к его практическому применению, а также предоставило бы руководителям и специалистам по технике безопасности удобный инструмент проверки и формального сравнения приобретенных персоналом знаний.

Поставленная задача решается тем, что система автоматизированного обучения Планам локализации и ликвидации аварийных ситуаций (“ПЛАС+”), включающая применение компьютерной системы, формирующей гибкое информационное пространство и снабженной базой знаний, предусматривающей систематизацию причин и соответствующих им опознавательных признаков аварийных ситуаций, оптимальных способов противоаварийной защиты, технических средств для локализации и ликвидации аварийных ситуаций, а также перечней исполнителей и порядка их действий, отличающаяся тем, что система снабжена устройством генерации причин, устройством генерации опознавательных признаков, устройством генерации оптимальных способов защиты, устройством генерации технических средств, устройством генерации перечней исполнителей и порядка их действий, устройством оценивания знаний и навыков обучаемого в режимах тренировки и экзамена, устройством настройки пользователем параметров оценивания знаний и навыков обучаемого, устройством протоколирования экзамена, интерфейсом обучаемого с устройствами генерации причин, генерации опознавательных признаков, генерации оптимальных способов защиты, генерации технических средств, генерации перечней исполнителей и порядка их действий и с устройством оценивания, интерфейсом инструктора с базой знаний, с устройством оценивания, с устройством настройки параметров оценивания и с устройством протоколирования экзамена, причем гибкое информационное пространство формируют путем создания, пополнения и редактирования пользователем базы знаний на основе Оперативной части утвержденных Планов локализации аварийных ситуаций для конкретных технологических установок, с целью выбора правильных ответов последовательно генерируют и предъявляют обучаемому отдельные причины с набором опознавательных признаков, оптимальных способов защиты, технических средств, перечней исполнителей и порядка их действий, часть из которых соответствует предъявленным причинам, по запросу представляют обучаемому текстовые описания и блок-схемы технологического процесса, планы размещения технологического оборудования, при этом в режиме тренировки обучаемому представляют правильные ответы для каждого выбора, в режиме экзамена представляют обучаемому общую оценку за выполненное задание, состоящее из заранее определенного пользователем числа причин, предоставляют пользователю возможность настраивать параметры оценивания правильности ответов обучаемого, предоставляют пользователю детальный протокол экзамена по каждому обучаемому для анализа и аттестации знаний и навыков обучаемого.

Автоматизированная система обучения “ПЛАС+” состоит из следующих основных модулей:

- Электронный учебник PlasView. Содержит принципиальную технологическую схему и план-схему размещения оборудования, а также компьютерную версию блок-карт технологических блоков, включающую в себя:

- структурированную согласно нормативным требованиям Оперативную часть ПЛАС;

- справочную информацию, необходимую оператору для действий в аварийных ситуациях;

- краткую характеристику опасности технологических блоков.

- Модуль проверки знаний PlasTest. В режиме тренировки позволяет обучаемому практиковаться в выборе правильных элементов Оперативной части ПЛАС (предпосылок и опознавательных признаков аварий, оптимальных способов противоаварийной защиты, технических средств противоаварийной защиты, исполнителей и порядка их действий) для различных аварийных ситуаций. В режиме экзамена используется для тестирования знаний и умений оператора по правильному определению вышеназванных элементов Оперативной части ПЛАС.

- Модуль настройки параметров тестирования PlasOption, позволяющий специалистам Служб промышленной безопасности и подготовки персонала корректировать систему оценки за экзамен.

- Модуль редактирования PlasEsdit, позволяющий легко и удобно обновлять все структурные элементы блок-карт, вплоть до создания ПЛАС “с нуля”. При этом вновь созданные страницы ПЛАС могут быть распечатаны в привычном, общепринятом формате.

Изучение “электронного ПЛАС” начинается с модуля PlasView. Обучаемый может выбрать как описание всей установки, так и интересующий его сценарий. При этом материал систематизирован в соответствии с деревом сценариев, благодаря чему логика построения ПЛАС лучше усваивается и, при необходимости, развивается и наращивается. Для каждого сценария обучаемому доступны текстовые описания сценариев, систематизированные по схеме: “признаки - способы защиты - технические средства защиты - действия”, графическая информация (технологические схемы, планы размещения оборудования, блок-схемы развития аварии), а также общие описания (характеристика опасности установки или блока, энергетический баланс и пр.).

После изучения материала, связанного с определенным блоком, оператор может проверить свои знания с помощью модуля PlasTest. Самопроверка знаний организована в соответствии с вышеуказанной последовательностью “признаки - способы защиты - технические средства защиты - действия”. Выбрав сценарий для самопроверки, обучаемый получает перечень признаков аварийной ситуации, включающий как правильные, так и нерелевантные (посторонние). Обучаемому предлагается выбрать правильные параметры. После подтверждения обучаемым сделанного выбора система оценивает действия обучаемого и показывает обучаемому допущенные ошибки (неправильные признаки, выбранные в качестве правильных, и правильные признаки, которые обучаемый должен был выбрать, но не выбрал, посчитав их неправильными). После этого обучаемый может продолжить тренировку с признаками аварии (при этом набор предлагаемых системой нерелевантных признаков будет уже другим), а может перейти к следующей категории - способам защиты. Выбор правильных способов защиты осуществляется по той же схеме, что и выбор признаков аварии за исключением того, что здесь имеет значение не только набор признаков, но и порядок, в котором обучаемый их расставил, на что также указывает система, давая оценку выполненным обучаемым действиям. Аналогично проводится тренинг по двум следующим категориям: “технические средства” и “действия”. Обучаемый может в любой момент вернуться к предыдущим стадиям обучения, выбрать новый сценарий или другой блок изучаемой технологической установки, а также выйти из системы.

Проведение экзамена в систем ПЛАС+ организовано по аналогии с вышеописанной самопроверкой с помощью модуля PlasTest. Разница заключается в следующем. В режиме экзамена:

- обучаемый (или экзаменатор) может выбрать блок технологической установки и число экзаменационных заданий (т.е. сценариев для проверки знаний), но не может выбрать конкретный сценарий - его выбирает система;

- после выбора сценария система жестко “ведет” обучаемого по схеме “признаки - способы защиты - технические средства защиты - действия”; повторное прохождение любого из этих этапов, возможное в режиме самопроверки, в случае экзамена исключается, равно как и выход из системы до окончания выполнения заданного числа экзаменационных заданий;

- по результатам выполнения всего экзаменационного задания система выставляет оценку, которую выводит на основе штрафных очков, набранных обучаемым за данные неправильные ответы, отсутствие правильных ответов, или отказ от ответов; при этом все действия обучаемого автоматически протоколируются.

Система вывода оценки может корректироваться экзаменатором с помощью модуля PlasOption. Этот модуль позволяет настраивать количества штрафных очков, набираемых обучаемыми за те или иные ошибки и неправильные действия, а также определять, какая оценка какому количеству штрафных очков должна соответствовать.

Простота системы ПЛАС+, ее гибкость и универсальность (выражающиеся в отсутствии привязки ее как к конкретным типам производств, так и к сегодняшним или будущим требованиям по разработке ПЛАС), наличие удобного модуля PlasEdit, обеспечивающего быстрое и эффективное создание и редактирование ПЛАС, открывает перед этой системой широкий спектр применений практически во всех отраслях промышленности, где имеются потенциально опасные производства. На сегодня система ПЛАС+ успешно используется для обучения операторов ТП и производственного персонала на Ачинском НПЗ (НК “ЮКОС”), Новокуйбышевском НПЗ (НК “ЮКОС”), в Ангарской нефтехимической компании (НК “ЮКОС”), в ОАО “ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез”, на Комсомольском НПЗ (НК “Роснефть”) и на Саратовском НПЗ (НК “Сиданко”). Реализованные в системе ПЛАС+ строгие, формализованные процедуры проверки знаний позволяют использовать ее как в качестве элемента системы сертификации операторов ТП, так и при проведении конкурсов их профессионального мастерства.

Формула изобретения

Система автоматизированного обучения планам локализации и ликвидации аварийных ситуаций, включающая формирующую гибкое информационное пространство компьютерную систему, снабженную базой знаний, предусматривающей систематизацию причин и соответствующих им опознавательных признаков аварийных ситуаций, оптимальных способов противоаварийной защиты, технических средств для локализации и ликвидации аварийных ситуаций, перечень исполнителей и порядок их действий, отличающаяся тем, что система снабжена устройствами генерации и интерфейсом обучаемого с устройствами генерации причин, опознавательных признаков, оптимальных способов защиты, технических средств, перечня исполнителей и порядка их действий, устройствами оценивания знаний и навыков обучаемого в режимах тренировки и экзамена и настройки пользователем параметров оценивания знаний и навыков обучаемого, интерфейсом инструктора с базой знаний, с устройствами оценивания и настройки параметров оценивания, причем гибкое информационное пространство формируется путем создания, пополнения и редактирования пользователем базы знаний на основе оперативной части утвержденных планов локализации аварийных ситуаций для конкретных технологических установок, при этом для выбора правильных ответов последовательно генерируют и предъявляют обучаемому отдельные причины с набором опознавательных признаков, оптимальных способов защиты, технических средств, перечень исполнителей и порядок их действий, часть из которых соответствует предъявленным причинам, а по запросу обучаемого предъявляют ему текстовые описания и блок-схемы технологического процесса, планы размещения технологического оборудования, при этом в режиме тренировки обучаемому представляют правильные ответы для каждого выбора, а в режиме экзамена обучаемому сообщают общую оценку за выполненное задание, состоящее из заранее определенного пользователем числа причин, представляя пользователю возможность настраивать параметры оценивания правильности ответов обучаемого, после чего пользователь получает детальный протокол экзамена по каждому обучаемому для анализа и аттестации знаний и навыков обучаемых.