Підвищення ефективності управління безпекою праці при експлуатації та обслуговуванні спеціальних видів транспорту

Abstract

У дисертаційній роботі, що є завершеною науковою роботою, подано вирішення актуального науково-прикладного завдання, що полягає у підвищенні ефективності управління безпекою праці при експлуатації та обслуговуванні спеціальних видів транспорту за рахунок виявлення взаємозв’язків між функціями, які описують транспортний процес вантажних перевезень спеціальними видами транспорту і критеріями, які визначають умови виконання виробничого завдання, що дозволяє визначити рівень професійного ризику водія. На основі проведеного аналізу показано, що безпека експлуатації кар’єрного самоскида залежить від основних ключових елементів, які утворюють систему: "водій- автомобіль-дорога-навколишнє середовище" (далі - система "ВАДС"). Відмова будь- якого елементу системи "ВАДС" збільшує ймовірність виходу її з нормального- функціонального стану, а головне, сприяє підвищенню ризику виникнення аварійної ситуації. Фахівці з транспортних технологій виділяють найважливішим елементом системи "ВАДС" - водія, який потребує відповідного рівня контролю його психофізіологічного стану під час виконання професійних функцій для зменшення помилок при керуванні автомобілем. Оскільки в системі "ВАДС" постійно відбувається безперервний обмін інформацією: від технічного стану транспортного засобу та дорожніх умов і самопочуття водія, який надає команди з управляння та отримує інформацію про результати своїх дій через канали зворотного зв'язку для проведення коригувальних дій відповідно до зміни умов в середовищі, виникає необхідність в

удосконалені управління безпекою праці при експлуатації та обслуговуванні спеціальних видів транспорту. Для вирішення цієї задачі запропоновано застосувати метод "Functional Resonance Analysis Method" (FRAM), який базується на дослідженні функцій транспортного процесу ВАП, ураховуючи шість їх різних аспектів: вхідні дані, час, контроль, ресурси, передумови та вихід. При цьому оцінювання професійного ризику небажаної ситуації від сумісної дії декількох чинників під час перевезення вантажів здійснено на основі феноменологічної моделі, яка не має на меті встановлення будь-яких жорстких законів взаємодії між факторами і подіями, а лише узагальнює сукупний їх вплив на досліджуваний процес. Це дозволило визначити взаємозв’язок за допомогою "FRAM"-аналізу між мінливістю та своєчасністю виконання процесу перевезення, який описується за допомогою п’яти основних функцій: підготовки вантажних перевезень, подачі вантажного автомобіля, завантаження, перевезення та розвантаження вантажу в місці призначення, з рівнем професійного ризику, враховуючи шість основних чинників: досвід водія, рівень контролю, термін виконання перевезення, складність маршруту, наявність підтримки водія з боку керівництва. Звідси було розроблено модель системи управління безпекою праці при експлуатації та обслуговуванні спеціальних видів транспорту на основі дослідження функцій транспортного процесу вантажних автомобільних перевезень враховуючи шість їх різних аспектів: вхідні дані, час, контроль, ресурси, передумови та вихід, що дозволило провести оцінювання професійного ризику небажаної ситуації від сумісної дії декількох чинників під час перевезення вантажів. На основі побудованої моделі було продемонстровано можливість прогнозування виконання вантажних перевезень на належному рівні через розрахунок кількісних оцінок надійності завершення завдання на належному рівні і ризику порушення графіку перевезення для двох сценаріїв: перший, коли всі безпеки вимоги та умови виконані і другий, коли існує певна кількість порушень зазначених вимог і умов, що дозволило виявити зменшення професійного ризику майже вдвічі. Відтак, запровадження посиленого контролю за виконанням транспортної задачі призведе до збільшення надійності і зменшення визначеної величини ризику.

Проведені розрахунки різних сценаріїв дозволили встановити, що найбільш травмонебезпечними функціями транспортного процесу вантажного перевезення в умовах гірничодобувного підприємства є підготовка та транспортування вантажу, що пов’язано зі значною їх мінливістю та варіабельністю технологічних операцій, які задаються кількістю виробничих завдань для відправки вантажу та високими вимогами замовників до якості транспортних послуг. При цьому при перевезенні вантажів в умовах гірничодобувних підприємств, найбільш впливовими чинниками є психологічний стан водія, що пов’язаний з відволікаючими діями, чи втомою водія під час керування ВА; відмова технічних систем ВА, що пов’язана з недоліками конструкції чи невідповідним технічним обслуговуванням, чи експлуатацією ТЗ; дорожні умови, що пов’язані із формуванням дорожнього полотна, уступів, поворотів, кутів підйому, електромереж та інших інфраструктурних об’єктів, які можуть обмежувати рух, видимість чи процедури навантаження-розвантаження ВА. Це дозволило встановити, що найбільший вплив на рівень ризику дорожньо-транспортної пригоди має психофізіологічний стан водія, оскільки характеризується високим показником мінливості під час виконання транспортної роботи з перевезенням вантажів. Додатково проведений аналіз психосоціального стану водія показав, що найвищий рівень настання аварійної ситуації відбувається через емоційні прояви, які пов’язані з взаємовідносинами між співробітниками, відсутністю підтримки керівництва, психологічної допомоги, конфліктних ситуацій та інше. Все вище описане визначає рівень організаційної культури на ГП, що в кінцевому результаті формує соціальну поведінку людини. В результаті проведеного аналізу та розроблених моделей і механізмів з оцінки професійних ризиків створено рекомендації щодо підвищення безпеки водія вантажного автомобіля під час перевезення вантажів від місця завантаження до місця розвантаження на основі формування відповідної організаційної культури на гірничо-переробному підприємстві, які передбачають систему зобов’язань і компромісів, що дає змогу уникнути напруженості між процесами, обслуговуванням та інтеграцією,

позиціонуванням та диференціацією, а також адекватно реагувати на внутрішні й зовнішні загрози та стабілізувати психофізіологічний стан водія. Крім того, була розроблена методика кількісного оцінювання мінливості функцій транспортного процесу, викликаної зміною вказаних параметрів; інструментарій для кількісної оцінки впливу чинників транспортного процесу на надійність ВАП в умовах гірничодобувного підприємства та чек-листи для оцінювання ергономічного ризику при експлуатації та обслуговуванні вантажних автомобілів. Наукова новизна полягає у встановлені взаємозв’язків між характеристиками базових функцій транспортного процесу і критеріями, які впливають на безпеку транспортного процесу вантажних автомобільних перевезень, що дозволило провести оцінку рівня професійного ризику при перевезенні вантажу у визначений термін. Наукові результати: 1. Розроблено модель системи управління безпекою праці при експлуатації та обслуговуванні спеціальних видів транспорту на основі дослідженні функцій транспортного процесу вантажних автомобільних перевезень враховуючи шість їх різних аспектів: вхідні дані, час, контроль, ресурси, передумови та вихід, що надає змогу провести оцінювання професійного ризику небажаної ситуації від сумісної дії декількох чинників під час перевезення вантажів. 2. Удосконалено механізм керування професійними ризиками водіїв при експлуатації та обслуговування автомобільних транспортних засобів за рахунок виявлення взаємозв’язків між характеристиками базових функцій транспортного процесу і критеріями, які впливають на безпеку транспортного процесу автомобільних перевезень, що дозволяє кількісно оцінювати критерії, які впливають на безпеку транспортного процесу вантажних перевезень, виявляти потенційний функціонально резонансний ефект, коли транспортний процес не зможе здійснюватися в нормальному режимі роботи через зміну певних його умов, а також розробляти механізми зниження ризиків шляхом оптимального управління технічними та організаційними факторами впливу. 3. Удосконалено модель системи безпечної праці за ергономічним критерієм при обслуговуванні вантажних транспортних засобів, яка складається з чотирьох основних кроків, що дозволяє враховувати при оцінюванні ризиків не тільки професійні ризики, але й ергономічні, які пов’язані зі зручністю робочої пози, наявністю санітарно- гігієнічних небезпечних чинників, соціальними небезпеками та рівнем здоров’я водія. - Набула подальшого розвитку модель для розрахунку величини професійного ризику залежності виникнення аварійної ситуації під час керування водієм кар’єрним самоскидом не тільки від ймовірності настання небезпечної події та важкості наслідків, але й від зміни його психофізіологічного стану, який зумовлений організаційною культурою безпеки праці на гірничодобувному підприємстві. Практичне значення одержаних результатів дисертаційної роботи полягають у розробці процедури з якісної оцінки ризику настання аварійної ситуації від дії психофізіологічного стану водія під час вантажних автомобільних перевезень гірської породи в умовах гірничодобувного підприємства, а також рекомендацій щодо підвищення безпеки перевезень через формування відповідної організаційної культури транспортного процесу. Крім того результаті розробки моделі системи управління безпекою праці при експлуатації та обслуговуванні спеціальних видів транспорту було створено: - методику кількісного оцінювання мінливості функцій транспортного процесу, викликаної зміною вказаних параметрів; - розроблено інструментарій для кількісної оцінки впливу чинників транспортного процесу на надійність ВАП в умовах гірничодобувного підприємства; - розроблені чек-листи для оцінювання ергономічного ризику при експлуатації та обслуговуванні вантажних автомобілів.

The dissertation work, which is a completed scientific study, presents the solution to the relevant scientific and applied task of increasing the efficiency of occupational safety management in the operation and maintenance of special types of transport by identifying the relationships between the functions describing the transportation process of cargo transportation by special types of transport and the criteria determining the conditions for performing the production task, allowing to determine the level of professional risk for the driver. Based on the analysis conducted, it is shown that the safety of operating a quarry dump truck depends on the main key elements forming the system: "driver-vehicle-road" (hereinafter - the "DVR" system). Failure of any element of the DVR system increases the likelihood of its deviation from the normal-functional state and, most importantly, contributes to an increased risk of accidents. Transportation technology experts highlight the driver as the most important element of the DVR system, requiring a proper level of control over their psychophysiological state during the performance of professional functions to reduce errors while driving. Since continuous information exchange occurs within the DVR system: from the technical condition of the vehicle and road conditions to the driver's own feelings, who provides commands for control and receives information about the results of their actions through feedback channels for corrective actions according to changes in environmental conditions, there is a need for improved management of occupational safety in the operation and maintenance of special types of transport. To address this issue, it is proposed to apply the Functional Resonance Analysis

Method (FRAM), which is based on the study of the functions of the transportation process within freight truck transportation, considering six different aspects: input data, time, control, resources, preconditions, and output. In this regard, the assessment of the professional risk of an undesirable situation arising from the simultaneous action of several factors during cargo transportation is proposed to be carried out based on a phenomenological model, which aims not to establish any rigid laws of interaction between factors and events, but only to generalize their cumulative impact on the studied process. This allowed determining the relationship through FRAM analysis between the variability and timeliness of the transportation process, which is described by five main functions: preparation of cargo transportation, dispatching of cargo vehicles, loading, transportation, and unloading of cargo at the destination with a level of professional risk, considering six main factors: driver experience, level of control, transportation time, route complexity, and availability of driver support from management. Thus, a model of occupational safety management system in the operation and maintenance of special types of transport based on the study of the functions of the cargo transportation process, considering six different aspects: input data, time, control, resources, preconditions, and output, was developed, allowing to assess the professional risk of an undesirable situation arising from the simultaneous action of several factors during cargo transportation. Based on the constructed model, the possibility of predicting the execution of cargo transportation at the proper level was demonstrated by calculating quantitative assessments of task execution reliability at the proper level and the risk of schedule disruption for two scenarios: the first when all safety requirements and conditions are met, and the second when there are a certain number of violations of the specified requirements and conditions, which allowed identifying a nearly twofold decrease in professional risk. Therefore, the implementation of enhanced control over the execution of the transportation task will lead to increased reliability and a decrease in the determined risk magnitude. The calculations of various scenarios allowed to establish that the preparation and transportation of cargo are the most injury-prone functions of the cargo transportation process in mining enterprises, which are associated with their significant changeability and variability

of technological operations dictated by the number of production tasks for sending cargo and high demands of customers for the quality of transportation services. Moreover, during cargo transportation in mining enterprises, the most influential factor is the driver's psychological state due to loss of attention associated with distracting actions or driver fatigue during cargo truck control; failure of cargo truck technical systems due to design flaws, inadequate technical maintenance, or transportation vehicle operation; road conditions related to the formation of road surface, yields, turns, inclines, power lines, and other infrastructure objects that may restrict movement, visibility, or cargo truck loading/unloading procedures, which allowed identifying the highest impact on the level of road traffic accident risk is the driver's psychophysiological state, as it is characterized by a high variability index during cargo transportation tasks. Additionally, an analysis of the driver's psychosocial state showed that the highest level of occurrence of accident situations arises from emotional manifestations related to interpersonal relationships among employees, lack of management support, psychological assistance, conflict situations, and others. Described above, determines the level of organizational culture in the mining enterprise, which ultimately shapes human social behavior. As a result of the conducted analysis and development of models and mechanisms for assessing professional risks, recommendations have been developed to increase the safety of truck drivers during cargo transportation from loading to unloading based on the formation of appropriate organizational culture at the mining and processing enterprise, which involves a system of obligations and compromises that avoid tension between processes, service, and integration, positioning and differentiation, as well as adequately responding to internal and external threats to stabilize the driver's psychophysiological state. Furthermore, methodologies for quantitative assessment of the variability of transportation process functions caused by changes in specified parameters; tools for quantitatively assessing the impact of transportation process factors on the reliability of freight truck transportation in mining enterprises; and checklists for assessing ergonomic risk during the operation and maintenance of freight trucks have been developed. 10

The scientific novelty lies in establishing relationships between the characteristics of basic functions of the transportation process and criteria influencing the safety of freight truck transportation processes, which allowed assessing the level of professional risk during cargo transportation within a defined period. Scientific Results: 1. A model of occupational safety management system during the operation and maintenance of special types of transport has been developed based on the study of functions of the transportation process of freight truck transportation, considering six different aspects: input data, time, control, resources, preconditions, and output, allowing for the assessment of professional risk of adverse situations arising from the combined action of several factors during cargo transportation. 2. The mechanism for managing professional risks of drivers during the operation and maintenance of motor vehicles has been improved by identifying relationships between characteristics of basic functions of the transportation process and criteria influencing the safety of automotive transportation processes, enabling quantitative assessment of criteria affecting the safety of freight truck transportation processes, identifying potential functional resonance effects when the transportation process cannot operate normally due to changes in certain conditions, and developing risk reduction mechanisms through optimal management of technical and organizational influencing factors. 3. A model of a safe work system based on ergonomic criteria for servicing freight transport vehicles has been improved, consisting of four main steps, allowing for the evaluation of risks not only of professional but also ergonomic nature, associated with the convenience of working positions, the presence of sanitary-hygienic hazards, social hazards, and the driver's health level. - Additionally, a further developed model for calculating the magnitude of professional risk depends on the occurrence of an accident situation during the operation of a quarry dump truck not only on the probability of a dangerous event and the severity of consequences but also on the change in the driver's psychophysiological state, which is determined by the safety culture at the mining enterprise. The practical significance of the obtained results of the dissertation work lies in the development of a procedure for qualitative assessment of the risk of an accident situation due to the driver's psychophysiological state during the transportation of rock materials in mountainous conditions at a mining enterprise, as well as recommendations for increasing transportation safety through the formation of an appropriate organizational culture of the transportation process. Additionally, the results of developing a model of the safety management system during the operation and maintenance of special types of transport include: – a methodology for quantitative assessment of the variability of transportation process functions caused by changes in specified parameters. – developed tools for quantitatively assessing the impact of transportation process factors on the reliability of freight truck transportation at mining enterprises. – developed checklists for assessing ergonomic risk during the operation and maintenance of freight trucks.