employee
Khabarovsk, Khabarovsk, Russian Federation
student
Khabarovsk, Khabarovsk, Russian Federation
employee
Khabarovsk, Khabarovsk, Russian Federation
UDK 614.825 Электричество как источник и причина несчастных случаев
UDK 621.331 Электрификация транспорта
BBK 392 Железнодорожный транспорт
The study objective is to reduce the number of cases of electrical injuries at work. Research methods. Modern software tools for the development of educational content are analyzed. Adobe Captivate software shell was chosen as the basis for the development of the interactive simulator. An algorithm and structure of all blocks of the simulator have been developed for training electrical personnel safe methods of work in electrical installations of railways. Based on the flow sheet “Checking the condition, adjustment and repair of the aerial frog”, an interactive simulator was developed, consisting of video presentations, text passages from regulatory documents, instructions and rules of work, test tasks, as well as video materials filmed at full-scale production in real conditions of Far Eastern Railway operation. The novelty of the work: an interactive simulator for learning electrical safety methods of work on the contact network of AC railways is developed and patented. Conclusions: an interactive simulator has been introduced at the Far Eastern Management for Energy Supply - a structural subdivision of Transenergo - a branch of OAO "Russian Railways", and is also used in the educational process when training students of the Department of Power Supply Systems at FESTU for the training program "Train Traffic Control Systems“ of the specialty ”Railway Power Supply".
electrical safety, shock, electric current, injury, simulator, program, test
Введение
Согласно совместному докладу Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и Международной организации труда (МОТ) о заболеваемости и травматизме на рабочих местах, смертность от несчастных случаев на производстве занимает 3-е место после сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, в результате чего во время трудовой деятельности погибает почти 2 миллиона человек ежегодно [1,2]. Случаи электротравматизма составляют порядка 7-10 % всего числа производственных травм, причем, более половины из них завершаются летальным исходом [1-4, 7]. В целом, несмотря на относительно небольшой процент в общей статистике всех производственных травм именно электрические травмы являются причиной высоких показателей смертности и заболеваемости во многих странах мира. Уровень смертности от электрических травм варьируется от страны к стране в зависимости от социально-экономического уровня, в развитых странах он составляет от 3 до 15%, а в развивающихся странах – от 21 до 27% [5,6]. Таким образом, особую актуальность имеет снижение вплоть до нулевых значений случаев электротравм персонала, что достигается применением комплекса организационных и технических мер, среди которых основное место отводится обучению правилам электробезопасности.
В конце 2017 г. Россия присоединилась к международному движению Vision Zero (“Нулевой травматизм”), основной задачей которого является формирование политики превентивных мер для предотвращения производственных травм, аварий, происшествий на рабочих местах [2]. ОАО “РЖД” стало одной из первых компаний в Российской Федерации, которые присоединились к движению Vision Zero с 2018 г. Сегодня в ОАО “РЖД” трудятся свыше 720 тысяч человек, а основной электротехнический и электротехнологический персонал – это работники службы электрификации и электроснабжения железных дорог, которые относятся к дирекции по энергообеспечению – структурному подразделению Трансэнерго – филиалу ОАО “РЖД”.
Работа по профилактике и снижению травматизма на производстве, связанном с электротехнической деятельностью работников, ведётся путем повышения эффективности обучения персонала и контроля его знаний в области электробезопасности. Современный уровень информатизации общества позволяет расширить использование различных обучающих тренажёров и современных интерактивных программных продуктов путем их адаптации под конкретные изучаемые производственные процессы, что и является задачей представленной работы. В настоящее время помимо существующих практик анализа и разбора причин и последствий травматических случаев на производстве необходимо усилить работу по повышению качества обучения персонала правилам электробезопасности [7]. С целью предупреждения производственного электротравматизма авторы считают целесообразным разработку и внедрение интерактивных обучающего контента и тренажёров для персонала по освоению электробезопасных методов труда. Предполагается, что такие интерактивные тренажеры будут разрабатываться на современных платформах и позволят не только изучать порядок производства работ, но и будут включать в себя различные фото- и видео-материалы для разбора потенциально опасных ситуаций при производстве работ в электроустановках железных до-рог, а также тестовые блоки для проверки и закрепления полученных знаний. Учитывая специфику и темпы развития цифровых технологий во всех сферах деятельности человека, актуальным направлением становится создание и внедрение в процесс обучения персонала интерактивных обучающих программ-тренажёров, доступных и удобных для пользователя. Программно-аппаратные тренажёры применяются в различных сферах деятельности обучающихся, что особенно актуально в технических сферах при работе с объектами повышенной опасности [8-10].
Материалы, модели, эксперименты и методы
На первом этапе разработки необходимо было сформулировать требования к разрабатываемому интерактивному тренажёру и произвести ранжированный анализ предлагаемых на рынке программных продуктов и выполнить выбор программой среды.
Создание интерактивного обучающего тренажера представляет собой разработку и наполнение кейса, что само по себе является отдельной сложной и объемной задачей. При разработке авторы придерживались следующих аспектов:
1. Видео и фото изображения должны быть хорошего качества.
2. Звук видео-материалов должен быть четко различимым.
3. Шрифты и оформление блоков должны быть нейтральными, не перегруженными анимацией и прочими эффектами для концентрации обучающегося на сути изучаемого материала.
4. Формулировка заданий должна быть краткой и лаконичной во избежание недопонимания со стороны пользователя.
5. Сложность поставленных вопросов должна возрастать постепенно: от простого к сложному.
6. Кейс тренажёра должен состоять из нескольких блоков для улучшения запоминания представленного материала.
7. Целесообразно наличие возможности перехода от одного компонента к другому для повторения и закрепления пройденного материала.
Результаты
Традиционно обучающие тренажёры разрабатываются с использованием современных мультимедийных компьютерных технологий, в составе которых требуется реализовать сле-дующие функции [8-10]:
|
80 |
– соответствие реальной ситуации производства работ или операторскому интерфейсу, что дает возможность имитировать выполнение операций во всех требуемых технологиче-ских процедурах;
– моделирование аварийных и нештатных ситуаций, которые могут возникнуть во вре-мя изучаемого технологического процесса;
– моделирование возможных неисправностей оборудования и негативного воздействия факторов окружающей среды или человеческого фактора;
– возможность протоколирования событий в системе и действий обучаемых;
– наличие модульной структуры образовательного контента с возможностью пощаго-вого возврата в нужную точку обучения, что позволяет гибко адаптировать процедуру изу-чения материала под индивидуальный темп усвоения материала обучающимся.
Важной особенностью современных обучающих программ и различных тренажёров является возможность выбора такого метода обучения, который бы позволил не только по-лучить новые знания, но и сформировать умения, а также позволил выработать целевую установку на уровне мышления. Большую популярность сегодня набирают активные методы обучения, которые большое внимание уделяют именно практическому аспекту при обучении и получении знаний, навыков и умений [11-12].
Выбор программного обеспечения (ПО) для создания интерактивного контента произ-водился по нескольким критериям, среди которых одним из основных являлась возможность установки разрабатываемого ПО на смартфоны и планшеты при минимальном размере пла-ты за использование приложения-платформы. Рассматривались те ПО, которые находятся в свободном доступе в сети Интернет, а также скачиваются с официальных сайтов разработчи-ков и продавцов данного вида продукции в виде демонстрационных версий.
Предпочтения в выборе отдавалось тем ПО, которые имеют возможность интеграции как фото, так и видео-файлов с набором различных дополнительных инструментов и опций. Дополнительным условием дальнейшей успешной работы с тренажёром на основе выбран-ного ПО служит простота восприятия пользователем интерфейса итогового продукта.
В результате составлен список требований, которым должно соответствовать ПО для разработки интерактивного тренажёра по электробезопасности работников службы электри-фикации и электроснабжения железных дорог, представленный на рис. 1.
Рис. 1. Требования и критерии отбора программного обеспечения
|
81 |
Далее для анализа были отобраны программы: iSpring Suite 9, Adobe Captivate, Storyline 3 [13-15]. Путем пробной работы с каждым из выбранных приложений проведена субъективная оценка приложений о десятибалльной шкале, где отметке 0 баллов соответствует наихудшее значение показателя, а оценке 10 баллов – наилучшее. Результаты сведены в таблицу.
По результатам проведенной бальной оценки трёх ПО для дальнейшей разработки вы-бран программный пакет Adobe Captivate, набравший наибольшее количество баллов–48 из 60 возможных. Одним из преимуществ этого ПО перед рассмотренными аналогами стало наличие возможности при первоначальной настройки разрешения создавать проекты (интерактивные тренажёры) как для широкоформатных компьютерных мониторов, так и экранов современных смартфонов и планшетов различных моделей, что расширяет возможности использования тренажёра, создаваемого на базе Adobe Captivate.
Adobe Captivate является редактором широкого профиля: от простых проектов до сложных и многоуровневых. Различные настройки позволяют подбирать необходимые шаблоны и изменять шрифты, их размер, цвет, визуальные эффекты. Также существует возможность добавлять интерактивные курсы с элементами виртуальной реальности, которые помогут лучше усвоить представленные материалы. Различные возможности записи видео позволяют создавать разнонаправленные проекты как для проверки знаний, так и для обучения. Функция добавления теста позволяет интегрировать вопросы в создаваемую работу. Еще одним важным плюсом является функционирование программы без подключения к интернету.
Таблица
Результаты оценки приложений для интерактивного тренажёра
|
№ пп |
Критерий отбора |
Название программного продукта |
||
|
iSpring Suite 9 |
Adobe Captivate |
Storyline 3 |
||
|
1 |
Интерфейс программы |
10 |
8 |
7 |
|
2 |
Уровень работы с макетами |
7 |
9 |
5 |
|
3 |
Возможности программного интерактива |
5 |
7 |
9 |
|
4 |
Работа с видео-форматом |
6 |
8 |
0 |
|
5 |
Тестовая часть |
6 |
9 |
5 |
|
6 |
Выбор форматов |
6 |
7 |
4 |
|
Сумма баллов |
40 |
48 |
30 |
|
|
82 |
В итоге, разработанный тренажёр состоит из трех основных блоков. Первая часть тренажёра предназначена для визуального ознакомления и теоретического освоения порядка действий, которые необходимо выполнять при производстве рассматриваемого вида работ, как для работников ОАО “РЖД”, имеющих опыт работы, так и для новых специалистов, проходящих стажировку. Видеозапись производства работ, монтаж и последующая запись звука проводилась работниками Дальневосточной дирекции по энергообеспечению – структурного подразделения Трансэнерго – филиала ОАО “РЖД”. В рассматриваемом нами примере первый блок тренажёра включает в себя видеозапись процесса производства работы в соответствии с “Технологической картой 2.2.2 “Проверка состояния, регулировка и ремонт воздушной стрелки” [16].
Фрагмент видео с добавленными функциональными кнопками для перемотки представлен на рис. 2.
Рис. 2. Внешний вид фрагмента видео
с функцией перемотки
Fig. 2. Video fragment appearance with rewind function
Технологическая карта в видео-формате содержит пошаговую инструкцию, в которой подробно изложены следующие аспекты:
1. Состав исполнителей – требуемое число электромонтеров определенного разряда (с 3 по 6), необходимое для выполнения работ.
2. Условия выполнения работ: под напряжением, без перерыва движения поездов, по наряду и уведомлению.
3. Инструменты, необходимые для работы по наряду: наименование и количество необходимых рабочих инструментов, материалов и приборов.
4. Содержание подготовительных работ и допуска к работе.
5. Схема последовательного технологического процесса, включая рисунки и схемы, необходимые для точного и последовательного обслуживания контактной сети.
6. Порядок окончания работ в виде регламентированной правильной последовательности действий, которые необходимо выполнить по завершению ремонтных работ.
Второй блок тренажёра содержит тестовый кейс с вопросами следующих типов:
– открытого (вписать недостающее слово или цифру);
- закрытого (выбрать один или несколько правильных ответов из предложенных);
- на подтверждение или опровержение заявляемого утверждения;
- на установление правильной последовательности.
Пример видового окна тестового блока представлен на рис. 3.
Рис. 3. Пример тестового задания по составлению правильной
последовательности
|
83 |
В разработанном тренажёре предусмотрена возможность добавления вопросов различного характера, а также необходимого количества ответов. Пользователю предоставляется возможность вернуться на выбранный раздел видео-материала и еще раз его просмотреть для лучшего запоминания. Для удобства процесса обучения видео-материал уже разбит на отдельные смысловые блоки, что упрощает для пользователя процессы поиска нужного фрагмента и возврата в необходимую точку, как показано на рис. 4.
Третья часть интерактивного тренажера является тестовой и включает в себя итоговый тест, состоящий из 20 вопросов с ограничением по времени прохождения и установленным пороговым значением количество правильных ответов для отметки “зачтено”.
В третьем блоке на прохождение теста дается одна попытка и за каждый правильный ответ начисляется определенное количество баллов. По завершению тестирования появляется форма с результатами в цифрах, пример которой представлен на рис. 5.
Рис. 4. Выбор пунктов для перемотки и просмотра отдельных фрагментов
Fig. 4. Selecting items for rewinding and viewing individual fragments
Рис. 5. Окно результата итогового тестирования
Fig. 5. Final test result window
По результатам итогового теста в тренажёре предусмотрена возможность просмотра ответов, что позволяет провести работу над ошибками и лучше усвоить материал.
|
84 |
Для группы студентов в возрасте от 20 до 22 лет, состоящей из 30 человек, с согласия студентов было проведено занятие, на котором был представлен разрабатываемый тренажер. Студентам было предложено пройти обучение, тестирование и опрос о том, насколько удобно и понятно работать с обучающим тренажёром.
Пробное тестирование разработанного ПО позволило определить наличие ошибок или неточностей при написании тестовых вопросов и выявить необходимость внесения правок. В разработанной форме опроса студенты могли кратко написать свой отзыв и внести пожелания и замечания для доработки тренажёра. Средний процент правильных ответов составил более 70 %, причем из 30 человек, проходящих тест, неудовлетворительных результатов (ниже 50 %) не было. Таким образом, тестируемая группа усвоила материал на оценку “хорошо”. На просьбу оценить в целом качество исполнения, простоту работы и удобство интерактивного тренажера от 1 до 10 баллов, средняя пользовательская оценка составила 7,5 баллов из 10, что подтверждает позитивное отношение пользователей к тестируемому ПО. Замечания студентов по размерам шрифта, рисунков, формулировке вопросов и т.п. также были учтены при последующей доработке тренажера.
Достоинствами созданной программы для ЭВМ [17] являются:
– возможность её работы без подключения к сети интернет,
– простота и удобство спользования,
– интуитивно понятный ользователю интерфейс
– доступность разработки тестовых материалов без необходимости скачивания платных блоков ПО Adobe Captivate.
Дополнительным плюсом служит возможность создания универсальных шаблонов для работы, по которым в дальнейшем возможна сборка обучающих интерактивных частей различных характера и направлений. Такая процедура удобна, к примеру, для создания аналогичных продуктов по другим видам работ на объектах электроснабжения железных дорог, например, для изучения соотвествующих техноогических карт при производстве работ на оборудовании тяговых подстанций, линиях продольного элеткроснабжения и т.д.
Использование обучающего тренажёра целесообразно не только в процессе обучения и проверки знаний у электротехнического персонала электроустановок железнодорожного транспорта, но и при проведения занятий у студентов-энергетиков профильного направления подготовки. Применение разработанного интерактивнго тренажёра представляется целесообраным, по мнению авторов, для обучения студентов высших и средних профессиональных учебных заведений по профильному направлению подготовки “Электроснабжение железных дорог”. На электрифицированных участках железных дорог переменного тока целевая аудитория для работы с тренажёром – это электромонтёры контактной сети второго и выше разряда в соответствии с требованиями профессионального стандарта "Работник по техническому обслуживанию и ремонту контактной сети железнодорожного транспорта", утвержденного приказом Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации N 952н от 2 декабря 2015 г. (регистрационный номер 589).
Обсуждение/Заключение
|
85 |
Проведен анализ существующих методов и форм обучения, аналитический обзор современных образовательных приложений и требований к ним для построения интерактивного тренажера по электробезопасности. В результате анализа популярных платформ для электронных образовательных продуктов, которые дают возможность создания интерактивных кейсов, была выбрана программа Adobe Captivate. На основании видео-материалов, предварительно отснятых и озвученных работниками службы электрификации и электроснабжения Дальневосточной железной дороги, разработан и запатентован новый интерактивный тренажёр, состоящий из теоретической базы, фото- и видео-презентаций и тестовых блоков. Разработанное авторами новое обучающее программное обеспечение на основе технологических карт позволяет улучшить знания по электробезопасности. Изложенные подход, алгоритм и структура интрективного тренажёра позволяют в будущем подобным образом разрабатывать аналогичные продукты в программной среде Adobe Captivate по другим видам электротехнических работ.
Произведенная разработка доказала, что созданный интерактивный тренажёр, может применяться в качестве дополнительного информационно-образовательного ресурса по элек-тробезопасности и охране труда и использоваться для обучения элеткромонтёров контактной сети железных дорог. Разработанная программа для ЭВМ передана для внедрения на Дальневосточную дирекцию по энергообеспечению– структурное подразде-ление Трансэнерго – филиал ОАО “РЖД”, а также на кафедру “Системы электроснабжения” ФГБОУ ВО ДВГУПС. Тренажёр опробован студентами и рекомендован решением упомянутой кафедры для применения в учебном процессе по дисциплинам “Электропитание и электроснабжение нетяговых потребителей” и “Электромагнитная совместимость и электробезопасность”.
Применение современных интерактивных тренажёров в качестве вспомогательных средств при обучении человека безопасным методам производства работ даёт возможность улучшить подготовку персонала и снизить показатели травматизма на рабочих местах.
1. International Labor Organization. Mezhdunarodnaya organizaciya truda. Informacionnyy portal. 2021. https://www.ilo.org
2. Opyt OAO “RZhD”: pravil'nyy put' v dostizhenii celi VISION ZERO. Trud-Ekspert. Upravlenie. Informacionnyy portal. 2021. https://www.trudcontrol.ru/press/publications/28855/opit-oao-rzhd-pravilniy-put-v-dostizhenii-celi-vision-ero
3. Pushenko S.L., Staseva E.V., Demchenko S.G., Nasonova S.Yu., Ten'gaeva A.N. Analiz elektrotravmatizma sredi rabochih. Bezopasnost' tehnogennyh i prirodnyh sistem. 2020. № 3. S. 2-6.
4. Federal'naya sluzhba po trudu i zanyatosti. Informacionnyy portal. 2021. https://rostrud.gov.ru
5. Habouchi S., Bouamra A., Bezzaoucha A., Joucdar S. Estimation of survival rate in electrical injuries, experience in Algerian Burn Centers, Burns Open, Vol. 4, Is. 4, 2020, : 141-145 https://doi.org/10.1016/j.burnso.2020.07.001
6. Arnoldo B.D., Purdue G.F., Kowalske K., Helm P.A., Burris A., Hunt J.L. Electrical injuries: a 20-year review. The Journal of Burn Care & Rehabilitation, Vol. 25, Is. 6, 2004: 479–484 https://doi.org/10.1097/01.BCR.0000144536.22284.5C
7. Makasheva S.I., Mart'yanov E.O. Elektrotravmatizm sredi rabotnikov Direkcii po energoobespecheniyu - strukturnogo podrazdeleniya Transenergo - filiala OAO "RZhD". Transport Aziatsko-Tihookeanskogo regiona. 2021. № 1 (26). S. 48-53.
8. Zacarinnyy A.A., Gorshenin A.K., Volovich K.I., Kondrashev V.A. Osnovnye napravleniya razvitiya informacionnyh tehnologiy v usloviyah vyzovov cifrovoy ekonomiki. Cifrovaya obrabotka signalov. 2018. № 1. S. 3-7.
9. Kirillov S.N., Lisnichuk A., Batishchev A.V., Aronov L.V., Baukov A.A. Adaptive software-configurable system development to receive, transmit and process information. 3rd International Science and Technology Conference "Modern Network Technologies 2020", MoNeTeC 2020 - Proceedings. 3. 2020. S. 9258072.
10. Grigor'ev V.K., Antonov A.A., Biryukova A.A. Metod postroeniya modeli informacionnoy sistemy dlya obucheniya professional'nyh pol'zovatel. Informatizaciya obrazovaniya i nauki. 2014. № 2 (22). S. 36-48.
11. Pinchukov P., Makasheva S. Improving methods for reliability assessment of electric power systems. Advances in Intelligent Systems and Computing. 2017. T. 692.: 162-169. https://doi.org/10.1007/978-3-319-70987-1_17
12. Hashim Harwati. Application of Technology in the Digital Era Education. International Journal of Research in Counseling and Education. 2018. https://doi.org/1. 1. 10.24036/002za0002
13. ISpring Suite Max. Informacionnyy portal. URL: https://www.ispring.ru/ispring-suite.
14. Adobe Captivate. Informacionnyy portal. URL: https://www.adobe.com/ru/products/captivate.html.
15. Storuline 3. Informacionnyy portal. URL:https://articulate.com/perpetual/storyline-3.
16. Tehnologicheskie karty na raboty po soderzhaniyu i remontu ustroystv kontaktnoy seti elektrificirovannyh zheleznyh dorog: CE – 197 – 5/3. Kniga II. – Moskva: Transizdat, 1997. 673 s.
17. Svidetel'stvo o gosudarstvennoy registracii programmy dlya EVM № 2021661532 Rossiyskaya Federaciya. Izuchenie raboty po tehnologicheskoy karte "Proverka sostoyaniya, regulirovka i remont vozdushnoy strelki": № 2021617646 ot 20.05.2021.: zayavl. 20.05.2021: opubl. 13.07.2021 / Makasheva S.I., Mart'yanov E.O. ; zayavitel' DVGUPS. – 1 s.
