Характеристики человека-оператора. Согласование характеристик

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Курсовая работа по дисциплине:

Эргономика и дизайн РЭС БН

Тема: Характеристики человека-оператора. Согласование характеристик

Выполнил:

студент ЗФ 13 5 курса

Елецкий С.О.

Проверил: к.т.н. доцент

Олейников В.А.

Самара 2013г.

Введение

Под термином «человек-оператор» в эргономике и инженерной психологии понимается человек, осуществляющий трудовую деятельность, основу которой составляет взаимодействие с предметом труда, машиной и внешней средой (для эргономики) посредством информационной модели и органов управления (инженерной психологии).

Информационная модель - это организованное в соответствии с определенной системой правил отображение предмета, система «человек-техника-среда» (СЧТС), внешней среды и способов воздействия на них. На основе восприятия информационной модели в сознании оператора формируется образ состояния управляемого объекта.

На прием и переработку информации человеком-оператором могут влиять такие факторы внешней (рабочей) среды, как температура, шум и вибрация, освещенность, изменение внешнего давления, ускорение, изменение газового содержания (состава) воздуха, электромагнитное и другие виды излучений. Они могут резко изменять соматическое и психическое состояние оператора и, следовательно, снижать эффективность его деятельности вплоть до проявления неадекватного поведения. Не менее важна и социальная среда (рабочий коллектив), в которой работает оператор.

эргономика психофизиологический анализатор

1. Предпосылки возникновения эргономики

Предпосылками возникновения эргономики и ее развития послужили проблемы, связанные с внедрением и эксплуатацией новой техники и новых технологий.

К таким проблемам относились:

- недостаточная эффективность СЧТС;

- феномен роста травматизма;

- высокая текучесть кадров;

- рост числа нервно-психических заболеваний.

Эти проблемы нельзя было решить только средствами технических и медицинских наук. Необходимо было согласовать рекомендации психологии, физиологии, гигиены труда, дизайна и объединить их в общую систему требований к содержанию и характеру труда в СЧТС. На основе теории и методологии такого объединения и возникла эргономика.

Специалист по эргономике должен четко представлять себе размер допустимых физических, интеллектуальных, эмоциональных затрат, которых потребует работа с конкретной технической системой и в соответствии с этим корректировать действия ее создателей: инженера - разработчика, конструктора и технолога.

2. Цель и задачи эргономики

Первой и основной целью эргономики является повышение эффективности СЧТС, под которой понимается способность СЧТС достигать поставленной цели в заданных условиях и с определенным качеством.

Эффективность СЧТС невозможна без высокой работоспособности и надежности человека-оператора.

Работоспособность - свойство человека-оператора, определяемое состоянием физиологических и психических функций и характеризующее его способность выполнять определенную деятельность с требуемым качеством и в течение требуемого интервала времени.

Надежность - свойство, характеризующее способность человека - оператора безотказно выполнять деятельность в течение определенного интервала времени при заданных условиях.

Второй целью эргономики является безопасность труда.

Деятельность человека-оператора стала столь сложной, что именно в ее организации и исполнении оказались сконцентрированными основные причины опасных ошибок, приводящих к травме. Во многих случаях действия человека-оператора являются опасными из-за того, что при проектировании технических устройств не учитывался человеческий фактор.

Третьей целью эргономики является обеспечение условий для развития личности в процессе ее работы.

Основным путем ее достижения является соединение умственного и физического труда в производственной деятельности.

Рассмотренные выше цели эргономики определяют ее теоретические задачи. К ним относятся:

Разработка теоретических основ проектирования деятельности человека-оператора с учетом специфики эксплуатации технических систем и окружающей среды.

Исследование закономерностей взаимодействия человека с техническими системами и окружающей средой, определяющих качество его деятельности.

Формирование принципов создания СЧТС и алгоритмов деятельности в ней человека-оператора.

Выдвижение и проверка гипотез о перспективах развития труда человека и связанных с ним технических систем и факторов внешней среды.

Создание методов исследования, проектирования и эксплуатации СЧТС, обеспечивающих ее безопасность, эффективность, удовлетворенность трудом и результатами.

Разработка специфических категорий эргономики, отражающих особенности ее предмета, содержания и метода.

Поиск и описание факторов, демонстрирующих связь качества труда человека с эргономическими параметрами технических систем и внешней среды.

3. Психофизиологические характеристики деятельности человека-оператора

Структура системы «Человек - РЭС»

На основе системы «Человек-машина» проектируется любое устройство, предназначенное для использования человеком. При проектировании РЭС система «Человек-машина» преобразуется в систему «Человек-РЭС» (рис. 1).

Рис. 1 Структурная схема системы «Человек-машина»

Рассмотрим, как работает такая система.

На средствах отображения информации (СОИ) РЭС отображается не само состояние объекта управления, а имитирующий его образ, называемый информационной моделью, которая в голове оператора преобразуется в оперативный образ или концептуальную модель (conception - представление, понятие).

На «входе» человека имеются рецепторы, преобразующие энергию внешнего воздействия в нервные импульсы.

В центральной нервной системе происходит сравнение поступивших сигналов с некоторыми эталонными, хранимыми в памяти, и происходит принятие решения по управлению, которое производится на основе определенных навыков.

Эффекторы производят обратное преобразование энергии импульсов в энергию движения и через органы управления РЭС управляют объектом управления или самой РЭС, состояние которой отображается на СОИ. Так происходит один цикл управления;

Для нормального функционирования СЧМ необходимо обеспечить оптимальное согласование двух участков: 1 и 2. Это и является главной задачей инженерной психологии (в основном участок 1) и эргономики (в основном участок 2).

Особенность этой системы состоит с том, что «вход» и «выход» человека изменить нельзя. Следовательно, для обеспечения согласования при проектировании РЭС можно менять только «вход» или «выход» РЭС. Поэтому требования к проектированию РЭС (СЧМ) формулируются на основе знаний особенностей «входа» и «выхода» человека, то есть знаний особенностей построения рецепторов и эффекторов, их характеристик и особенностей восприятия человеком информации.

Стадии приема информации

Деятельность оператора по управлению начинается с приема осведомительной информации об объекте управления. Основными психическими процессами, участвующими в приеме информации, являются ощущение, восприятие, представление и мышление.

Прием информации человеком-оператором необходимо рассматривать как процесс формирования перцептивного (чувственного) образа. Под ним понимается субъективное отражение в сознании человека свойств действующего на него объекта. Формирование перцептивного образа является фазным процессом. Оно включает несколько стадий: обнаружение, различение и опознание.

Обнаружение - стадия восприятия, на которой наблюдатель выделяет объект из фона, но еще не может судить о его форме и признаках.

Различение - стадия восприятия, на которой наблюдатель способен раздельно воспринимать два объекта, расположенных рядом (либо два состояния одного объекта) и выделять детали объектов.

Опознание - стадия восприятия, на которой наблюдатель выделяет существенные признаки объекта и относит его к определенному классу.

Длительность этих стадий зависит от сложности воспринимаемого сигнала.

Восприятие, как основа процесса приема информации оператором, характеризуется такими свойствами, как целостность, осмысленность, избирательность и константность.

Целостность восприятия возникает в результате анализа и синтеза комплексных раздражителей в процессе деятельности оператора.

Осмысленность состоит в том, что воспринимаемый объект относится оператором к определенной категории.

Избирательность заключается в преимущественном выделении одних объектов по сравнению с другими. Избирательность восприятия является выражением определенного отношения оператора к воздействию на него предметов и явлений внешней среды.

Константностью восприятия называется относительное постоянство некоторых воспринимаемых свойств предметов при изменении условий восприятия. Например, при зрительном восприятии имеет место константность цвета, величины и формы предметов. Константность восприятия цвета заключается в относительной неизменности видимого цвета при изменении освещения. Относительное постоянство видимой величины предметов при их различной удаленности называется константностью восприятия величины. Константность восприятия формы предметов заключается в относительной неизменности восприятия формы предмета при изменении положения его по отношению к линии взора оператора. Константное восприятие связано с восприятием предмета или предметной ситуации как единого целого.

Перечисленные свойства восприятия представляют определенный интерес в плане инженерной психологии в том смысле, что они не являются изначальными свойствами перцептивного образа, а формируется в процессе его становления. Этот факт имеет большое значение для правильного построения средств отображения информации, для организации профессионального отбора и обучения операторов.

Этапы деятельности оператора в СЧМ

Деятельность оператора в системе «Человек-машина» может носить самый разнообразный характер. Несмотря на это, в общем виде она может быть представлена в виде четырех основных этапов: прием информации, обработка информации, принятие решения и реализация принятого решения (рис. 2).

Прием информации. На этом этапе осуществляется восприятие поступающей информации об объектах управления и тех свойствах окружающей среды и СЧМ в целом, которые важны для решения задачи, поставленной перед системой «Человек-машина». При этом осуществляются такие действия, как обнаружение сигналов, выделение из их совокупности наиболее значимых, их расшифровка и декодирование. В результате у оператора складывается предварительное представление о состоянии управляемого объекта. Информация приводится к виду, пригодному для оценки и принятия решения.

Рис. 2 Этапы деятельности оператора и факторы, влияющие на их выполнение

Обработка информации. На этом этапе производится сопоставление заданных и текущих (реальных) режимов работы СЧМ, производится анализ и обобщение информации, выделяются критичные объекты и ситуации и на основании заранее известных критериев важности и срочности определяется очередность обработки информации. Качество выполнения этого этапа во многом зависит от принятых способов кодирования информации и возможностей оператора по ее декодированию. На данном этапе оператором могут выполняться такие действия, как запоминание информации, извлечение ее из памяти, декодирование и т. п.

Принятие решения. Решение о необходимых действиях принимается на основе проведенного анализа и оценки информации, а также на основе других известных сведений о целях и условиях работы системы, возможных способах действия, последствиях правильных и ошибочных решений и т. д. Время принятия решения существенным образом зависит от энтропии (неопределенности) множества решений.

Реализация принятого решения. На этом этапе осуществляется приведение принятого решения в исполнение путем выполнения определенных действий или отдачи соответствующих распоряжений. Отдельными действиями на этом этапе являются: перекодирование принятого решения в машинный код, поиск нужного органа управления, движение руки к органу управления и манипуляция с ним (нажатие кнопки, включение тумблера, поворот рычага и т. п.).

На каждом из этапов оператор совершает самоконтроль собственных действий. Этот самоконтроль может быть инструментальным или неинструментальным. В первом случае оператор проводит контроль своих действий с помощью специальных технических средств (например, с помощью специальных индикаторов контролирует правильность набора информации). Во втором случае контроль ведется без применения технических средств. Он осуществляется путем визуального осмотра, повторения отдельных действий и т.п. Проведение любого вида самоконтроля способствует повышению надежности работы оператора.

4. Факторы, влияющие на выполнение этапов деятельности оператора

На качество и эффективность выполнения каждого из рассмотренных этапов оказывает влияние целый ряд факторов.

Качество приема информации зависит от вида и количества индикаторов, организации информационного поля, психофизических характеристик предъявляемой информации (размеров изображений, их светотехнических характеристик, цветового тона и цветового контраста).

На обработку информации влияют такие факторы, как способ кодирования информации, объем ее отображения, динамика смены информации, соответствие ее возможностям памяти и мышления оператора.

Эффективность принятия решения определяется следующими факторами: типом решаемой задачи, числом и сложностью проверяемых логических условий, сложностью алгоритма и количеством возможных вариантов решения, возможностью контроля решения.

Реализация принятого решения зависит от числа органов управления, их типа и способа размещения, а также от большой группы характеристик, определяющих степень удобства работы с отдельными органами управления (размер, форма, сила сопротивления и т.д.).

Первые два этапа в совокупности называют иногда получением информации, последние два этапа - реализацией информации.

Из проведенного описания видно, что получение информации включает в себя как бы два уровня, поскольку текущая информация передается оператору через систему технических устройств. Оператор, как правило, не имеет возможности непосредственно наблюдать за объектом управления (во всяком случае эта возможность ограничена), а получает необходимую информацию от средств отображения в закодированном виде. С их помощью формируется информационная модель объекта управления.

Поэтому на первом уровне получения информации происходит восприятие оператором информационной модели, т.е. восприятие физических явлений, выступающих в роли носителей информации (положение стрелки на шкале измерительного прибора, комбинация знаков на экране дисплея, мигание индикатора, звуковой сигнал и т. п.). После этого на втором уровне осуществляется декодирование воспринятых сигналов и формирование на этой основе некоторой «умственной картины» управляемого процесса и условий, в которых он протекает. Такую «умственную картину» в инженерной психологии принято называть концептуальной моделью. Она дает возможность оператору соотнести в единое целое различные части управляемого процесса и затем на основе принятого решения осуществить эффективные управляющие действия, т.е. правильно реализовать полученную информацию.

Виды труда оператора

Наряду с общими чертами деятельности оператора можно выделить и различные виды операторского труда, каждый из которых характеризуется своими частными особенностями.

Оператор-технолог. Оператор-технолог включен в технологический процесс непосредственно. Он работает в основном в режиме немедленного обслуживания. Преобладающими в его деятельности являются управляющие действия. Выполнение действий регламентируется обычно инструкциями, которые содержат, как правило, почти полный набор ситуаций и решений. К этому виду относятся операторы технологических процессов, автоматических линий, операторы по приему и переработке информации и т.п.

Оператор-наблюдатель (контролер). Оператор-наблюдатель является классическим типом оператора, с изучения деятельности которого и началась инженерная психология. Важное значение для деятельности такого оператора имеют информационные и концептуальные модели, а также процессы принятия решения. Управляющие действия оператора-наблюдателя (по сравнению с оператором-технологом) несколько упрощены. Оператор-наблюдатель может работать в режиме отсроченного обслуживания. Такой тип деятельности является массовым для систем, работающих в реальном масштабе времени (операторы радиолокационной станции, диспетчеры на различных видах транспорта и т. п.).

Оператор-исследователь. Оператор-исследователь в значительно большей степени использует аппарат понятийного мышления и опыт, заложенные в концептуальную модель. Органы управления играют для него еще меньшую роль, а «вес» информационных моделей, наоборот, существенно увеличивается. К таким операторам относятся пользователи вычислительных систем, дешифровщики различных объектов (образов) и т.п.

Оператор-руководитель. Оператор-руководитель в принципе мало отличается от предыдущего типа, но для него механизмы интеллектуальной деятельности играют главенствующую роль. К таким операторам относятся организаторы, руководители различных уровней, лица, принимающие ответственные решения в человеко-машинных комплексах и обладающие интуицией, знанием и опытом.

Оператор-манипулятор. Для деятельности оператора-манипулятора большое значение имеет сенсомоторная координация (например, непрерывное слежение за движущимся объектом) и моторные (двигательные) навыки. Хотя механизмы моторной деятельности имеют для него главенствующее значение, в деятельности используется также аппарат понятийного и образного мышления. В функции оператора-манипулятора входит управление роботами, манипуляторами, машинами-усилителями мышечной энергии человека (станки, экскаваторы, транспортные средства и т.п.).

5. Виды, характеристики и свойства анализаторов человека

Физиологической основой формирования перцептивного образа является работа анализаторов. Анализаторами называются нервные приборы, посредством которых человек осуществляет анализ раздражений. Любой анализатор состоит из трех основных частей: рецептора, проводящих нервных путей и центра в коре больших полушарий головного мозга (рис. 3 ).

Основной функцией рецептора является превращение энергии действующего раздражителя в нервный процесс. Вход рецептора приспособлен к приему сигналов определенной модальности (вида) - световых, звуковых и др. Однако его выход посылает сигналы, по своей природе единые для любого входа нервной системы. Это позволяет рассматривать рецепторы как устройства кодирования информации.

Проводящие нервные пути осуществляют передачу нервных импульсов в кору головного мозга. Эти импульсы, достигнув коры головного мозга, подвергаются там определенной обработке и снова возвращаются в рецепторы. Только в таком процессе взаимодействия рецепторов и центров в коре больших полушарий происходит формирование перцептивного образа (рис. 4)

Внешние:

- зрительный;

- слуховой;

- тактильный;

- болевой;

- температурный;

- обонятельный;

- вкусовой;

Внутренние:

- давления;

- кинестетический;

- вестибулярный;

- специальные (расположенные во внутренних органах и полостях тела).

Наибольшее значение для деятельности оператора имеют зрительный анализатор, за ним следуют слуховой и тактильный (осязательный) анализаторы. Участие других анализаторов в деятельности оператора невелико (рис. 5).

Рис. 5 Степень нагружения анализаторов

Характеристики анализаторов

Основными характеристиками любого анализатора являются пороги - абсолютный (верхний и нижний), дифференциальный и оперативный. Понятие каждого из этих порогов может быть введено по отношению к энергетическим (интенсивность), пространственным (размер) и временным (продолжительность воздействия) характеристикам сигнала.

Минимальная величина раздражителя, вызывающая едва заметное ощущение, носит название нижнего абсолютного порога чувствительности, а максимально допустимая величина - верхнего абсолютного порога чувствительности (это понятие вводится по отношению лишь к энергетическим характеристикам). Сигналы, величина которых меньше нижнего порога, человеком не воспринимаются. Увеличение интенсивности сигнала сверх верхнего порога вызывает у человека болевое ощущение (сверхгромкий звук, слепящая яркость и т. д.). Интервал между нижним и верхним порогами носит название диапазона чувствительности анализатора.

С помощью анализаторов человек может не только ощущать тот или иной сигнал, но и различать сигналы по величине. Для характеристики различения вводится понятие дифференциального порога (от лат. differentia - различать), под которым понимается минимальное различие между двумя раздражителями (сигналами), либо между двумя состояниями одного раздражителя, вызывающее едва заметное различие ощущений:

,

где I0 - исходное значение сигнала (раздражителя); IД - измененное значение сигнала.

Экспериментально установлено, что величина дифференциального порога пропорциональна исходной величине раздражителя: /Pict 7-05/

,

где к - константа, равная 0,01 для зрительного анализатора, 0,1 - для слухового и 0,3 - для тактильного.

На основании этого выражения может быть установлена зависимость между величиной сигнала и величиной вызываемого им ощущения: /Pict 7-06/

,

где В - величина ощущения; к и с - константы.

Эта зависимость носит название основного психофизического закона, или закона Вебера - Фехнера. Согласно этому закону, интенсивность ощущения прямо пропорциональна логарифму силы раздражителя. Закон справедлив только для среднего участка диапазона чувствительности анализатора.

Понятие дифференциального порога имеет большое значение в психофизике и экспериментальной психологии. Однако оно является явно недостаточным для инженерной психологии, так как величина дифференциального порога характеризует предельные возможности анализатора и поэтому не может служить основанием для выбора допустимой длины алфавита сигналов. Для этого необходимо пользоваться величиной, характеризующей не минимальную, а некоторую оптимальную различимость сигналов. Такой величиной в инженерной психологии является оперативный порог различения. Он определяется той наименьшей величиной различия между сигналами, при которой точность и скорость различения достигают максимума. Обычно оперативный порог различения в 10-15 раз больше дифференциального:

.

Свойства анализаторов

Важнейшими свойствами анализаторов, имеющими большое значение для деятельности оператора, являются адаптивность и избирательность.

Адаптивность - это изменение диапазона чувствительности анализатора в соответствии с изменением работы интенсивности раздражителя. В процессе адаптации изменяются как энергетический, так и временной и пространственный пороги анализаторов. Адаптация характеризуется величиной изменения чувствительности и временем, в течение которого она осуществляется. Эти показатели различны для разных анализаторов. Так, например, тактильный анализатор адаптируется наиболее быстро, зрительный - сравнительно медленно, однако диапазон изменения чувствительности у него очень большой.

Избирательность анализатора заключается в его способности из множества раздражителей, действующих на человека в каждый момент времени, в зависимости от условий выделять лишь определенные. Избирательность является условием формирования адекватных ощущений и обеспечивает высокую помехоустойчивость анализаторов. Избирательность может быть амплитудной, пространственной, временной и вероятностной. Последнее означает дублирование сигналов, передаваемых в мозговой центр.

6. Требования к сигналам-раздражителям

Рассмотренные характеристики и устройство анализаторов позволяют сформулировать общие требования к сигналам-раздражителям, адресованным оператору:

- интенсивность сигналов должна соответствовать средним значениям диапазона чувствительности анализаторов, которая обеспечивает наиболее оптимальные условия для приема и переработки информации;

- для того чтобы оператор мог следить за изменением сигналов, сравнивать их между собой по интенсивности, длительности, пространственному положению, необходимо обеспечивать различие между сигналами, превышающее оперативный порог различения;

- перепады между сигналами не должны значительно превышать оперативный порог, так как при больших перепадах возникает утомление;

- наиболее важные индикаторы следует располагать в тех зонах сенсорного поля анализатора, которые соответствуют участкам рецепторной поверхности с наибольшей чувствительностью;

- при проектировании индикаторных устройств необходимо правильно выбирать вид сигнала, а следовательно, и модальность анализатора (зрительный, слуховой, тактильный и т. д.).

7. Характеристика зрительного анализатора

Раздражителем зрительного анализатора является световая энергия, а рецептором - глаз. Зрение позволяет воспринимать форму, цвет, яркость и движение предметов. Человек-оператор около 90% всей информации получает через зрительный анализатор.

Глаз человека работает по принципу фотографической камеры, роль объектива в которой выполняет хрусталик. Световые лучи, проходя через хрусталик, преломляются и создают уменьшенное обратное изображение на внутренней стенке глазного яблока (сетчатке). На сетчатке находятся светочувствительные нервные окончания (рецепторы), которые носят название палочек (черно- белое зрение) и колбочек (цветное зрение). Рецепторы поглощают падающий на них световой поток и преобразуют его в нервные импульсы, которые передаются по зрительному нерву в мозг. Величина этих импульсов зависит от освещенности сетчатки на том ее участке, на котором получается изображение рассматриваемого предмета.

Возможность зрительного восприятия определяется энергетическими, информационными, пространственными и временными характеристиками сигналов, поступающих к оператору. Совокупность этих характеристик и их численные значения определяют видимость объекта (сигнала) для глаза. В соответствии с названными характеристиками сигналов можно выделить четыре группы характеристик зрительного анализатора:

- энергетические;

- информационные;

- пространственные;

- временные.

Характеристики слухового анализатора

В системах управления часть информации поступает к человеку в форме звуковых сигналов. Отражающие эти сигналы ощущения вызываются действием звуковой энергии на слуховой анализатор. Он состоит из уха, слухового нерва, сложной системы нервных связей и центров мозга. В аппарат, обозначаемый термином «ухо», входят: наружное (звукоулавливающий аппарат), среднее (звукопередающий аппарат) и внутреннее (звуковоспринимающий аппарат) ухо. Ухо воспринимает определенные частоты звуков благодаря функциональной способности волокон его мембраны к резонансу. Физиологическое значение наружного и среднего уха заключается в проведении и усилении звуков. Слуховой анализатор человека воспринимает форму волны, частотный спектр чистых тонов и шумов, осуществляет анализ и синтез в определенных пределах частотных компонент звуковых раздражений, обнаруживает и опознает звуки в большом диапазоне интенсивностей и частот. Слуховой анализатор позволяет дифференцировать звуковые раздражения и определять направление звука, а также удаленность его источника. Источником звуковых волн может быть любой процесс, вызывающий местное изменение давления или механические напряжения в среде. Слуховой аппарат человека воспринимает как слышимый звук колебания с частотой 16 Гц - 20 кГц. Ухо наиболее чувствительно к колебаниям в области средних частот - от 1000 до 4000 Гц. Звуки частот ниже 16 Гц называются инфразвуками, а выше 20 кГц - ультразвуками. Инфразвуки и ультразвуки также могут оказывать воздействие на организм, но оно не сопровождается слуховым ощущением.

Характеристики тактильного анализатора

Существующие способы передачи информации человеку рассчитаны в основном на зрительный и слуховой анализаторы, которые в силу этого нередко оказываются перегруженными. Возникает вопрос о возможности использования других сенсорных каналов, в частности, тактильного. Осязательный образ формируется на основе синтеза массы тактильных и кинетических сигналов. Наиболее четко воспринимается раздражение прикосновения (тактильные раздражения) дистальных частей тела, особенно кончиков пальцев. Абсолютный порог чувствительности на дистальных частях тела обладает широким диапазоном - от 3 до 300мг/мм2. Порог различения (дифференциальный порог) равен примерно 0,07 исходной величины давления. Временной порог тактильной чувствительности равен 130 мс. Пространственный порог колеблется от 1 до 67 мм.

Поскольку осязательное восприятие есть развернутый процесс, то скорость приема информации здесь невелика. По этому показателю осязание значительно уступает зрению. Однако в ходе тренировки наблюдается редукция ощупывающих движений и повышение роли тактильных компонентов осязания. При определенных условиях возможно точное опознание несложного объекта при простом прикосновении.

Тактильный анализатор используется для передачи информации человеку редко. Однако в некоторых случаях его использование может способствовать повышению эффективности деятельности человека-оператора. Так, применение «тактильного кода» (простые геометрические фигуры) может повысить скорость и точность действий оператора Этому способствуют и специально разработанные формы .

8. Взаимодействие анализаторов при приеме информации

Анализаторы человека и различные каналы приема информации функционируют не изолированно друг от друга. Они представляют собой единую систему, все части которой теснейшим образом взаимосвязаны. Воздействие раздражителя на какой-либо анализатор не только вызывает его прямую реакцию, но и приводит к определенным изменениям процессов функционирования всех других анализаторов. Вместе с тем прямая реакция любого анализатора зависит от состояния всех других.

Межанализаторные связи могут быть двух видов: активирующие и информирующие.

Активирующие связи приводят к изменению чувствительности анализатора под влиянием различных побочных раздражителей. На содержание возникающих в процессе приема информации чувственных образов они не оказывают существенного влияния.

Информирующие связи оказывают прямое влияние на содержание возникающих образов. К ним относятся разнообразные ассоциации ощущений, перевод ощущений одной модальности в другую и т.д. В процессе формирования информирующих связей и при их проявлении важную роль играет память.

Большое количество сенсорных входов человека позволяет передавать ему информацию различными способами. В принципе, одна и та же информация при соответствующем кодировании может быть передана через любой анализатор. При этом возможно модулирование не одного, а нескольких параметров физического процесса, несущего информацию. Так, например, используя в качестве сигнала оптический раздражитель, можно менять его яркость, цвет, положение в пространстве, форму и т.д.

Система анализаторов человека является многоканальной и обладает огромными возможностями по приему информации. Однако при разработке и создании индикаторных устройств эти возможности используются далеко не полностью. В основном технические средства отображения рассчитываются на визуальный прием информации, и гораздо реже используется слуховой канал. Остальные анализаторы почти никогда не принимаются в расчет. Стремление конструкторов все сигналы переводить только в визуальную форму приводит к перегрузке зрительного анализатора.

Проблема разгрузки зрения является частью более общей проблемы выбора вида анализатора и рационального распределения поступающей информации между разными анализаторами. Необходимо также учитывать, что каждый анализатор в отношении приема сигналов имеет свои преимущества и свои недостатки. Так, слух имеет некоторые преимущества в приеме непрерывных сигналов, а зрение - в приеме дискретных. Время простой реакции на звук меньше, чем на свет, но самая короткая реакция - на тактильный раздражитель. Слуховой и зрительный анализаторы принимают информацию, находясь на расстоянии от ее источника, а тактильный - при непосредственном воздействии (прикосновении). Различна и разрешающая способность анализаторов. В некоторых случаях средством повышения надежности передачи информации может быть дублирование сигнала в разных модальностях, то есть одновременная или последовательная посылка его к разным анализаторам. Это средство особенно целесообразно использовать при передаче сигналов о маловероятных событиях. Однако необходимо отметить, что при решении оператором сложных задач, особенно если оператор не имеет достаточной тренировки, дублирование сигнала в разной модальности может вызвать дополнительные трудности. В результате надежность работы оператора может быть снижена.

Таким образом, при проектировании и выборе индикаторов кроме изучения возможности только соответствующего анализатора, необходимо учесть межанализаторные связи и те общие условия, в которых будет работать человек-оператор. Определяя оптимальный способ сигнализации об управляемых объектах, необходимо по возможности учитывать всю систему раздражителей, действующих на все анализаторы человека.

Антропометрические характеристики человека

Для снижения утомления, повышения производительности и предотвращения патологических изменений в организме человека важно учитывать особенности строения и размеры тела человека при проектировании системы «Человек-машина».

Размеры и пропорции тела человека определяются полом, расой, возрастом, местом жительства и другими факторами. Антропометрические характеристики включают различные размеры человеческого тела. Антропометрические характеристики делятся на статические и динамические.

К статическим характеристикам относятся размеры головы, рук, туловища и др. Они используются для определения размеров конструктивных параметров рабочего места оператора или изделия (высота, ширина, глубина и др.), определения диапазона изменения в случае их регулировки, а также при проведении инженерно-психологической оценки и конструирования манекенов.

Наиболее часто используемые при организации рабочего места и инженерно-психологической оценки СЧМ антропометрические характеристики (размеры туловища) приведены на рис. 6 и в табл. 1.

К динамическим характеристикам относятся амплитуды движения головы, рук, ног. Они используются для определения объема рабочих движений, зон досягаемости и видимости. По ним рассчитывается пространственная организация рабочего места оператора, размеры пультов управления, биомеханические модели и манекены.



Рис. 6 Антропометрические характеристики человека

Таблица 1 Антропометрические характеристики взрослого населения

Принятие решения оператором

На основании принятой и проанализированной информации оператор принимает необходимое решение по управлению. Процедура принятия решения является центральной на всех уровнях приема и переработки информации.

В самом общем виде процедура принятия решения включает формирование последовательности целесообразных действий для достижения цели на основе преобразования исходной информации.

К основным объективным и субъективным условиям, определяющим реализацию процессов решения в деятельности оператора, можно отнести:

- наличие дефицита информации и времени, стимулирующих «борьбу» гипотез (рис. 7)

Рис. 7 Время принятия решения в зависимости от числа проверяемых оператором логических условий: 1- при дефиците информации; 2- в спокойных условиях

- наличие некоторой неопределенной ситуации, определяющей «борьбу» мотивов у субъекта, принимающего решение;

- осуществление волевого действия, обеспечивающего преодоление неопределенности, выбор гипотезы и принятие на себя той или иной ответственности.

Условия принятия решения во многом зависят от степени неопределенности. Различают следующие виды неопределенности:

- неопределенность, обусловленная большим числом объектов, включенных в ситуацию (избыток информации);

-неопределенность, вызванная недостатком информации;

- неопределенность, порожденная слишком высокой «платой» за определенность, вносимую субъектом, принимающим решение.

Процедура принятия решения и его качество в различных ситуациях неопределенности будет иметь разный характер. Поэтому в зависимости от состояния исходной информации могут быть три вида решения:

- детерминированное;

- вероятностное;

- предельное.

Однако в любом случае в процессе принятия решения необходимо разумное снижение неопределенности.

Проблема выработки и принятия решения условно имеет следующие аспекты:

- логико-психологический;

- операциональный;

- функционально-динамический;

- формализованный;

- личностный.

С логико-психологической точки зрения процесс переработки информации и принятия решения связан: с формулированием задачи; поиском, накоплением и анализом информации, необходимой для принятия решения; с выявлением и оценкой проблемной ситуации; с построением системы гипотез; с реализацией выдвинутой программы действий.

С операциональной точки зрения процедура принятия решения складывается из информационной подготовки и собственно принятия решения. При этом информационная подготовка принятия решения складывается из внешнего и внутреннего информационного обеспечения. Внешнее информационное обеспечение требует решения проблем, связанных с вопросами определения количества и качества информации, необходимой и достаточной для принятия решения и оптимального представления этой информации оператору. Внутреннее информационное обеспечение сводится к процедурам, объединенным в две группы: поиск, выделение, классификация и обобщение информации о проблемной ситуации; построение текущих образов или оперативных концептуальных моделей.

Функционально-динамический аспект принятия решения связан с реализацией комплекса внутренних психологических механизмов. Организация процесса принятия решения в этом случае достаточно сложна и требует взаимодействия различных психологических механизмов. Что касается самого действия принятия решения, то оно одномоментно и подчиняется, возможно, некоторому универсальному закону.

Формализованный аспект описания процедуры принятия решения складывается из двух частных проблем:

количественного описания входных и выходных данных и формализованного описания самих процессов. Для решения первой проблемы используется различный математический аппарат (теория игр, теория массового обслуживания, факторный анализ и т.п.). Решение второй проблемы значительно сложнее. Формальное описание процессов принятия решений возможно лишь на основе использования методов, обладающих определенными лингвистическими возможностями (например, аппарат формальных грамматик).

Личностный аспект связан с влиянием мотивационно-установочной и эмоционально-волевой сфер на протекание информационных процессов.

Принятие решения весьма индивидуально. На основе выявления индивидуальных типологических различий предложена классификация типов решений, при которой учитывается соотношение процессов построения (П) и контроля выдвигаемых гипотез (К). В зависимости от этого различают следующие типы решений:

П>>К - импульсивные решения (процессы построения гипотез резко преобладают над контрольными процессами);

П>К - решения с риском;

П=К - уравновешенные решения;

П<К - осторожные решения;

П<<К - инертные решения (контрольные процессы резко преобладают над процессами построения гипотез, протекающими медленно и неуверенно).

Наиболее эффективными при наличии необходимых знаний оказываются операторы, склонные к принятию решений с риском, но обладающие осмотрительностью.

На процессы принятия решения большое влияние оказывает и «эмоциональный феномен», обеспечивающий снятие неопределенности на основе действия механизмов эмоций. Экспериментально показано, что без эмоциональной активации невозможно решение субъективно сложной мыслительной задачи. Эта активация порождается как общей ситуацией, в которой протекает деятельность (ситуационные эмоции), так и результатом интеллектуального процесса (интеллектуальные эмоции). При решении простых задач роль ситуационных эмоций разного знака однозначна. При решении творческих задач отрицательные эмоции могут играть положительную роль. Поэтому можно говорить об управлении процессами решений за счет искусственно создаваемой эмоциональной активации.

Интересными являются также результаты исследований мотивационных основ решения задачи. Эксперименты проводились в группах с разной мотивационной установкой: сделать как можно лучше; сделать не хуже других; лишь бы сделать. Эффективность решения задачи в первой группе оказалась в 1,5 раза выше, чем во второй и в 2 раза выше, чем в третьей.

В заключение необходимо отметить, что структура и механизмы процедуры принятия решения не являются стабильно-универсальными на разных уровнях психического отражения. Они изменяются при переходе от перцептивно-опознавательного уровня к речемыслительному, так как каждый уровень представляет собой качественно новое структурно-системное образование. Главное здесь заключается в переходе от перебора и выбора гипотез к построению гипотез (концептуальных моделей).

Размещено на Allbest.ru

...