СПОСОБ И СИСТЕМА СЕТЕВОЙ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ГРАФИКИ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА Российский патент 2016 года по МПК G06F17/40 G09B19/00 

Изобретение относится к средствам накопления информации в информационно-коммуникационных сетях, необходимой для организации безопасного производства, и может быть использовано в различных производственных структурах любой формы собственности персоналом без специальной предварительной подготовки.

Статические и динамические графические описания могут применяться в качестве эффективного накопления знаний при создании безопасных производственных условий, как средство формализации действий и приемов при штатных и нештатных режимах эксплуатации машин и оборудования, агрегатов и установок, при создании безопасных условий труда, оказании первой помощи пострадавшему, тушении пожаров, ликвидации аварий. Статические и динамические графические описания могут рассматриваться эффективным средством формализации управляющих воздействий по созданию безопасного производства, в том числе с применением технологических карт, макетов и мнемосхем.

Одним из наиболее эффективных средств и инструментов формализации знаний высококвалифицированных специалистов также могут рассматриваться статические и динамические описания, которые формируются специалистами в процессе интерактивного (динамического) взаимодействия с ранее накопленными графическими описаниями и их элементами в сетевых базах знаний. Знания специалистов по безопасности производства, включая их графическое представление, являются необходимым атрибутом экспертных систем в составе сетевых комплексов и средств электронного обучения персонала безопасности производства и программных комплексов и средств выработки и принятия решений по созданию безопасных условий труда ответственным специалистом.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является известная система формализации знаний по безопасности производства (патент №2166208; авторы Е.В. Халин, Д.С. Стребков).

Недостатки вышеуказанной системы заключаются в отсутствии возможности формировать статические и динамические графические описания в сетевом режиме, используя наборы графических примитивов (простейших графических элементов) и графических образов из структурированной сетевой базы графических примитивов и базы графических образов, сформированных предварительно и постоянно пополняемых скорректированными или отсутствующими примитивами непрограммирующими пользователями-профессионалами в компьютерных и телекоммуникационных системах и сетях.

Отсутствует возможность совместного интерактивного использования и сопоставления графических информационных ресурсов, формируемых разными территориально разобщенными пользователями, в открытых циклах с проверкой на сопоставимость и корректность применяемых графических образов (совокупности примитивов) и наполнения конкретного графического образа и графического описания и последующих их динамических состояний, что существенно снижает достоверность и адекватность графических представлений, необходимых для организации электронного учебного процесса и в практической работе по созданию в конкретном производстве безопасных условий труда.

Задачей предлагаемого изобретения является создание сетевой системы интеллектуальной графики с сетевыми базой коллективно выверенных графических примитивов, базой коллективно выверенных графических образов и базой коллективно выверенных графических описаний для повышения качества графических примитивов, образов и описаний и унификации быстрого поиска, повышения уровня применимости и востребованности примитивов, образов и описаний, используемых в системах электронного обучения и системах принятия решений для обеспечения безопасности производства.

В результате использования предлагаемого изобретения для обеспечения безопасности производства повышается качество графических примитивов, образов и описаний, достигается унификация быстрого поиска, повышается уровень применимости и востребованности примитивов, образов и описаний за счет создания сетевых базы коллективно выверенных графических примитивов, базы коллективно выверенных графических образов и базы коллективно выверенных графических описаний, которые соединены между собой, с применением открытых циклов формирования графических описаний, включающих проверку на сопоставимость и корректность используемых графических образов (совокупности примитивов), наполнения конкретного графического образа и последующих его динамических состояний, а также проверку на сопоставимость и корректность графических описаний (совокупности примитивов и образов), поддерживаемых сетевыми прикладными программными средствами, на каждом сетевом рабочем месте организуется оперативный доступ к базе графических примитивов, образов и завершенных графических описаний по безопасности производства в составе базы знаний по безопасности производства, используя обобщенные ресурсы которой в виде коллективно выверенных графических примитивов, образов и описаний непрограммирующий пользователь-профессионал создает новые интеллектуальные графические образы и описания, отражающие требования нормативно-технической документации, воспроизводящие травматические ситуации и состояние условий труда, для электронного обучения персонала и формализации управляющих воздействий, в том числе с применением технологических карт, макетов, мнемосхем, имеющие высокую достоверность, однозначную воспринимаемость, доступность для эффективной реализации при генерации решений и электронном обучении работников по безопасности производства.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемой системе сетевой интеллектуальной графики для обеспечения безопасности производства, содержащей соединенные между собой блоки сетевых рабочих мест, ответственных за организацию безопасного производства и за обучение и аттестацию персонала по безопасности производства, и с блоком базы знаний по безопасности производства, а также соединенные с блоком электронного обучения персонала по безопасности производства и блоком поддержки принятия решений по обеспечению безопасности производства, выполнены сетевые базы графических примитивов, образов и описаний по безопасности производства, связанные с последовательно соединенными между собой блоками систематизации, детализации и структурирования графических примитивов, блоками систематизации, детализации и структурирования графических образов и блоками систематизации, детализации и структурирования графических описаний, при этом блок базы знаний по безопасности производства последовательно соединен с блоком базы графических примитивов по безопасности производства, соединенным с блоками систематизации, детализации и структурирования графических примитивов, с блоком базы графических образов, соединенным с блоками систематизации, детализации и структурирования графических образов, с блоком базы графических описаний, соединенным с блоком систематизации, детализации и структурирования графических описаний, а также с блоком электронного обучения по безопасности производства и блоком поддержки принятия решений по обеспечению безопасности производства с возможностью осуществления доставки коллективно выверенных примитивов, образов и описаний к каждому сетевому рабочему месту для построения новых интеллектуальных графических образов и описаний и помещения их в соответствующие сетевые базы графических образов и описаний, при этом блок систематизации графических примитивов соединен с блоком детализации графических примитивов, который соединен с блоком структурирования графических примитивов, соединенным в свою очередь с блоком систематизации графических примитивов, с возможностью формирования в базе графических примитивов непротиворечивых, взаимосочетаемых графических элементов и элементарных графических структур для последующей оптимизации и гармонизации примитивов с целью унификации быстрого поиска, повышения уровня применимости и востребованности примитивов при формировании завершенных графических образов, помещаемых в базу графических образов, а блок систематизации графических образов соединен с блоком детализации графических образов, который соединен с блоком структурирования графических образов, соединенным в свою очередь с блоком систематизации графических образов, с возможностью формирования в базе графических образов непротиворечивых, взаимосочетаемых графических образов с целью последующей оптимизации и гармонизации графических образов для унификации быстрого поиска, повышения уровня применимости и востребованности образов при формировании завершенных графических описаний, помещаемых в базу графических описаний, а блок систематизации графических описаний соединен с блоком детализации графических описаний, который соединен с блоком структурирования графических описаний, соединенным в свою очередь с блоком систематизации графических описаний, с возможностью формирования в базе графических описаний непротиворечивых, взаимосочетаемых графических описаний для последующей оптимизации и гармонизации описаний с целью унификации быстрого поиска, повышения уровня применимости и востребованности описаний, помещаемых в базу графических описаний.

Интеллектуальная графика для обеспечения безопасности производства включает накопление знаний в базах знаний по безопасности производства с применением графических описаний статического и динамического характера на сетевых рабочих местах, ответственных за организацию безопасного производства и за обучение и аттестацию персонала по безопасности производства.

Для воспроизведения графических описаний наборами графических примитивов и образов создают сетевую базу коллективно выверенных графических примитивов, сетевую базу коллективно выверенных графических образов и сетевую базу коллективно выверенных графических описаний по безопасности производства, затем с использованием сетевого прикладного программного обеспечения извлекают графические примитивы по безопасности производства и создают путем графической компоновки и логического суммирования примитивов новые интеллектуальные графические образы, при этом сравнивают эти графические образы с размещенными образами в сетевой базе графических образов и помещают созданные образы в данную базу знаний.

Затем извлекают из сетевой базы знаний графические примитивы и графические образы по безопасности производства и создают путем графической компоновки и логического суммирования графических примитивов и образов новые интеллектуальные графические описания, при этом сравнивают эти графические описания с описаниями, размещенными в сетевой базе графических описаний, и помещают созданные описания в базу графических описаний, причем сетевые базы графических примитивов, образов и описаний формируют предварительно, размещают в сетевой базе знаний по безопасности производства и постоянно пополняют их скорректированными и созданными путем сканирования, компоновки и суммирования, изготовления прикладными программными средствами, систематизации, детализации и структурирования примитивами, образами и описаниями.

Завершенные графические описания используют для организации эффективного электронного обучения персонала по безопасности производства и при поддержке принятия решений по обеспечению безопасности производства, причем накапливают примитивы и образы для формирования не только точных графических описаний действий и приемов при штатных и нештатных режимах эксплуатации машин и оборудования, агрегатов и установок, при создании безопасных условий труда, оказании первой помощи пострадавшему, тушении пожаров, ликвидации аварий, а также для построения неточных и неверных графических описаний поименованных ситуаций, объектов и действий для повышения качества электронного обучения, при этом создание графических примитивов, статических и динамических графических образов и описаний осуществляют непрограммирующие пользователи-профессионалы.

Появляется возможность формировать статические и динамические графические описания по безопасности производства, используя графические примитивы и образы из сетевых баз примитивов и образов по безопасности производства, сформированных предварительно и постоянно пополняемых скорректированными или отсутствующими графическими примитивами и образами на сетевых рабочих местах непрограммирующими пользователями-профессионалами, а также повышать эффективность использования графических описаний в процессах и процедурах электронного обучения безопасности производства и при поддержке принятия решений по обеспечению безопасности производства.

Графический примитив - простейший графический элемент.

Графический образ - совокупность графических примитивов в виде завершенного графического образа материального объекта.

Графическое описание - совокупность графических примитивов и образов в виде завершенного графического описания события при взаимодействии материальных производственных объектов и персонала.

Статическое графическое описание - совокупность неизменных графических образов.

Динамическое графическое описание - совокупность графических образов, изменяющихся во времени, в виде последовательности взаимосвязанных, меняющихся во времени графических описаний.

Систематизация графических примитивов - отнесение примитива к одному из классов в базе графических примитивов.

Систематизация графических образов - отнесение образа к одному из классов в базе графических образов.

Систематизация графических описаний - отнесение описания к одному из классов в базе графических примитивов.

Детализация графических примитивов - выявление в примитиве простейших графических элементов.

Детализация графических образов - выявление в образе набора графических примитивов и простейших графических элементов.

Детализация графических описаний - выявление в описании набора образов, графических примитивов и простейших графических элементов.

Структурирование графических примитивов - определение вероятных связей примитивов между собой и частоты их применения при создании образов и описаний.

Структурирование графических образов - определение вероятных связей образов между собой и частоты их применения при создании описаний.

Структурирование графических описаний - определение вероятных связей описаний между собой.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена общая схема сетевой системы интеллектуальной графики для обеспечения безопасности производства.

Система включает блоки сетевых автоматизированных рабочих мест (АРМ) 1…3, соединенные с блоком 4 базы знаний по безопасности производства, который последовательно соединен с блоком базы графических примитивов по безопасности производства 5, соединенным с блоками систематизации 6, детализации 7 и структурирования 8 графических примитивов, с блоком базы графических образов 9, соединенным с блоками систематизации 10, детализации 11 и структурирования 12 графических образов, с блоком базы графических описаний 13, соединенным с блоками систематизации 14, детализации 15 и структурирования 16 графических описаний, а также с блоком электронного обучения по безопасности производства 17 и блоком поддержки принятия решений по обеспечению безопасности производства 18.

При этом блок систематизации графических примитивов 6 соединен с блоком детализации графических примитивов 7, который соединен с блоком структурирования графических примитивов 8, соединенным в свою очередь с блоком систематизации графических примитивов 6, с возможностью формирования в базе графических примитивов 5 непротиворечивых, взаимосочетаемых графических элементов и элементарных графических структур для последующей оптимизации и гармонизации примитивов с целью унификации быстрого поиска, повышения уровня применимости и востребованности примитивов при формировании завершенных графических образов, помещаемых в базу знаний графических образов 9.

При этом блок систематизации графических образов 10 соединен с блоком детализации графических образов 11, который соединен с блоком структурирования графических образов 12, соединенным в свою очередь с блоком систематизации графических образов 10, с возможностью формирования в базе графических образов 9 непротиворечивых, взаимосочетаемых графических образов для последующей оптимизации и гармонизации графических образов с целью унификации быстрого поиска, повышения уровня применимости и востребованности образов при формировании завершенных графических описаний, помещаемых в базу графических описаний 13.

При этом блок систематизации графических описаний 13 соединен с блоком детализации графических описаний 14, который соединен с блоком структурирования графических описаний 15, соединенным в свою очередь с блоком систематизации графических описаний 16, с возможностью формирования в базе графических описаний 13 непротиворечивых, взаимосочетаемых графических описаний для последующей оптимизации и гармонизации описаний с целью унификации быстрого поиска, повышения уровня применимости и востребованности описаний, помещаемых в базу графических описаний 13.

Сетевое автоматизированное рабочее место 1 взаимосвязано с каждым другим автоматизированным рабочим местом в сети 2, 3 в свою очередь каждое сетевое автоматизированное рабочее место 1…3 взаимосвязано с блоком базы знаний по безопасности производства 4, связанным с блоком базы графических примитивов по безопасности производства 5, блоком базы графических образов по безопасности производства 9, блоком базы графических описаний по безопасности производства 13, а также с блоком электронного обучения персонала по безопасности производства 17 и блоком поддержки принятия решений по обеспечению безопасности производства 18. Блок базы знаний по безопасности производства 4 взаимосвязан с блоком базы графических примитивов по безопасности производства 5, который связан с последовательно соединенными между собой блоками систематизации 6, детализации 7 и блоком структурирования 8 графических примитивов, блоком базы графических образов по безопасности производства 9, который связан с последовательно соединенными между собой блоками систематизации 10, детализации 11 и блоком структурирования 12 графических образов, блоком базы графических описаний по безопасности производства 13, который связан с последовательно соединенными между собой блоками систематизации 14, детализации 15 и блоком структурирования 16 графических описаний.

Система сетевой интеллектуальной графики для обеспечения безопасности производства функционирует следующим образом.

На каждом сетевом АРМ с персональной ЭВМ 1 в компьютерных и телекоммуникационных сетях, оснащенном прикладным (специальным) программным обеспечением и взаимосвязанным с другими автоматизированными рабочими местами 2, 3 пользователь имеет санкционированный доступ к базе знаний по безопасности производства 4 с базой графических примитивов 5, базой графических образов 9 и завершенных графических описаний 13, используя ресурсы которых, создает путем сканирования, изготовления прикладными программными средствами, систематизации, детализации и структурирования новые графические примитивы, образы и описания и пополняет поименованные базы 5, 9 и 13. При пополнении базы графических примитивов по безопасности производства 5 выполняют действия по систематизации графических примитивов в блоке 6, включая их классификацию, затем действия по детализации графических примитивов - в блоке 7 с выделением подклассов, уровней и простейших графических элементов и структурирование примитивов выполняют в блоке 8 с выявлением связей простейших графических элементов в различных уровнях и подклассах графических примитивов с последующим сопоставлением результатов с имеющимися графическими примитивами в накопленной систематизации и корректировкой проведенной систематизации в блоке 6.

При пополнении базы графических образов по безопасности производства 9 выполняют действия по систематизации графических образов в блоке 10, включая их классификацию, затем действия по детализации графических образов - в блоке 11 с выделением подклассов, уровней и элементов образов (графических примитивов) и структурирование графических образов выполняют в блоке 12 с выявлением связей элементов образов в различных уровнях и подклассах графических образов с последующим сопоставлением результатов с имеющимися графическими образами в накопленной систематизации и корректировкой проведенной систематизации в блоке 10.

При формировании базы графических описаний по безопасности производства 13 выполняют действия по систематизации завершенных графических описаний в блоке 14, включая их классификацию, затем действия по детализации графических описаний - в блоке 15 с выделением подклассов, уровней и элементов описаний (совокупности графических примитивов и графических образов) и структурирование графических описаний выполняют в блоке 16 с выявлением связей элементов описаний в различных уровнях и подклассах графических описаний с последующим сопоставлением результатов с имеющимися графическими описаниями в накопленной систематизации и корректировкой проведенной систематизации в блоке 14.

Пользователи АРМ 1…3 с сетевыми прикладными программными средствами применяют графические описания из базы графических описаний по безопасности производства 13, входящей в базу знаний по безопасности производства 4 с завершенными коллективно выверенными графическими описаниями при организации электронного обучения безопасности производства в блоке 17 для формирования у работников устойчивых навыков и умений, позволяющих предотвращать несчастные случаи и аварийные ситуации на производстве, снижать производственно обусловленную заболеваемость и улучшать условия труда и при выработке и принятии эффективных безошибочных решений по обеспечению безопасности производства в блоке 18 для создания безопасного производства своевременно принимаемыми эффективными решениями.

Система включает блоки сетевых автоматизированных рабочих мест (АРМ) в компьютерных и телекоммуникационных системах и сетях с прикладным программным обеспечением, соединенные с блоком базы знаний по безопасности производства и блоками базы графических примитивов, базы графических образов и базы графических описаний, включающими блоки систематизации, детализации и структурирования примитивов, образов и описаний в составе экспертных систем с соответствующим программным обеспечением, а также с блоком электронного обучения персонала по безопасности производства и блоком поддержки принятия решений по обеспечению безопасности производства.

Пример

Систему сетевой интеллектуальной графики для обеспечения безопасности производства применяют по сведениям об обстоятельствах несчастного случая на производстве, например, электротравмы во время работы в распределительном щите. Графическое описание электроравмы (совокупность статических графических примитивов и образов или динамическое (анимационное) представление описания меняющимися во времени графическими примитивами и образами) отражает последовательность рабочих операций правильных и неправильных, выполняемых основным работником и действий работника, оказывающего помощь в случае поражения электротоком основного работника и невозможности ему самостоятельно освободиться от воздействия электрического тока. Элементы графического описания формируют непрограммирующие профессионалы в среде графических редакторов экспертных систем с использованием в качестве строительного материала графических примитивов (фрагментов машин, оборудования, установок, строительных объектов, человеческих тел в их двухмерном или объемном (трехмерном) представлении в различных положениях и состояниях) и графических образов (логически и функционально завершенной совокупности графических примитивов в виде завершенного графического образа материального объекта) из базы графических примитивов и базы графических образов, причем предусмотрена возможность добавления отсутствующих графических примитивов и образов с выполнением систематизации, детализации и структурирования примитивов и образов. Выстроенное графическое описание содержит опыт и навыки профессионала-производственника, сравнивается периодически, как в течение всего времени формирования графического описания с выдачей сообщений о корректности применения примитивов и образов и о наличии в базе аналогичных графических описаний выстраиваемого графического объекта, ситуации (той или иной части графического описания), так и по завершении графического описания. Добавление отсутствующего графического описания производится с выполнением систематизации, детализации и структурирования графического описания.

Новое графическое описание, помещаемое в базу знаний по безопасности производства, содержащую базу графических описаний, отражает накопленные ранее знания, формализованные коллективно выверенными графическими примитивами, образами и описаниями, размещенными в базе знаний по безопасности производства. Такое графическое описание несчастного случая на производстве является наиболее эффективным инструментом при электронном обучении работника правильному оказанию помощи в конкретном несчастном случае и при формировании у выполняющего производственные операции работника устойчивых профессиональных и безопасных для его жизни и здоровья навыков.

Система позволяет накапливать формализованные в виде интеллектуальных графических описаний знания как некоторый недублируемый ресурс конкретной организации, доступный при обязательном санкционировании другим сетевым пользователям и применяемый как в выработке решений по предотвращению производственного травматизма, так и по профилактике производственно-обусловленной заболеваемости и улучшению условий труда. Сформированные профессионалами-производственниками графические описания с применением сетевых ресурсов являются наиболее эффективным средством электронного обучения персонала по безопасности производства и последующего надежного сетевого контроля их знаний.

Изобретение относится к системе сетевой интеллектуальной графики для обеспечения безопасности производства. Технический результат заключается в повышении эффективности формирования графических образов для обеспечения унификации их поиска. Система содержит блоки сетевых автоматизированных рабочих мест (АРМ), соединенные с блоком базы знаний по безопасности производства, который последовательно соединен с блоком базы графических примитивов по безопасности производства, соединенным с блоками систематизации, детализации и структурирования графических примитивов, с блоком базы графических образов, соединенным с блоками систематизации, детализации и структурирования графических образов, с блоком базы графических описаний, соединенным с блоками систематизации, детализации и структурирования графических описаний, а также с блоком электронного обучения по безопасности производства и блоком поддержки принятия решений по обеспечению безопасности производства. 1 ил.

Система сетевой интеллектуальной графики для обеспечения безопасности производства, содержащая соединенные между собой блоки сетевых рабочих мест ответственных за организацию безопасного производства и за обучение и аттестацию персонала по безопасности производства и с блоком базы знаний по безопасности производства, а также соединенные с блоком электронного обучения персонала по безопасности производства и блоком поддержки принятия решений по обеспечению безопасности производства, отличающаяся тем, что в системе выполнены сетевые базы графических примитивов, образов и описаний по безопасности производства, связанные с последовательно соединенными между собой блоками систематизации, детализации и структурирования графических примитивов, блоками систематизации, детализации и структурирования графических образов и блоками систематизации, детализации и структурирования графических описаний, при этом блок базы знаний по безопасности производства последовательно соединен с блоком базы графических примитивов по безопасности производства, соединенным с блоками систематизации, детализации и структурирования графических примитивов, с блоком базы графических образов, соединенным с блоками систематизации, детализации и структурирования графических образов, с блоком базы графических описаний, соединенным с блоком систематизации, детализации и структурирования графических описаний, а также с блоком электронного обучения по безопасности производства и блоком поддержки принятия решений по обеспечению безопасности производства с возможностью осуществления доставки коллективно выверенных примитивов, образов и описаний к каждому сетевому рабочему месту для построения новых интеллектуальных графических образов и описаний и помещения их в соответствующие сетевые базы графических образов и описаний, при этом блок систематизации графических примитивов соединен с блоком детализации графических примитивов, который соединен с блоком структурирования графических примитивов, соединенным в свою очередь с блоком систематизации графических примитивов, с возможностью формирования в базе графических примитивов непротиворечивых, взаимосочетаемых графических элементов и элементарных графических структур для последующей оптимизации и гармонизации примитивов с целью унификации быстрого поиска, повышения уровня применимости и востребованности примитивов при формировании завершенных графических образов, помещаемых в базу графических образов, а блок систематизации графических образов соединен с блоком детализации графических образов, который соединен с блоком структурирования графических образов, соединенным в свою очередь с блоком систематизации графических образов, с возможностью формирования в базе графических образов непротиворечивых, взаимосочетаемых графических образов с целью последующей оптимизации и гармонизации графических образов для унификации быстрого поиска, повышения уровня применимости и востребованности образов при формировании завершенных графических описаний, помещаемых в базу графических описаний, а блок систематизации графических описаний соединен с блоком детализации графических описаний, который соединен с блоком структурирования графических описаний, соединенным в свою очередь с блоком систематизации графических описаний, с возможностью формирования в базе графических описаний непротиворечивых, взаимосочетаемых графических описаний для последующей оптимизации и гармонизации описаний с целью унификации быстрого поиска, повышения уровня применимости и востребованности описаний, помещаемых в базу графических описаний.