Принципы построения систем поддержки принятия решений для оценки функционального состояния лица, принимающего решения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Технологический институт Южного федерального университета в г. Таганроге

Принципы построения систем поддержки принятия решений для оценки функционального состояния лица, принимающего решения

Кравченко Ю.А., к.т.н., доцент

Махно Д.А., магистрант

Объект внимания данной работы представляет собой систему поддержки принятия решений (СППР) для оценки функционального состояния лица принимающего решения (ЛПР) при исследовании сложных, динамических человеко-машинных систем [1].

В области человеко-машинных систем разработано достаточное число методов и средств контроля функционального состояния ЛПР. Подобные системы базируются на использовании методов и средств контроля, прогноза и коррекции состояния ЛПР. В настоящее время трудно говорить об эффективности данных методов по следующим причинам:

несмотря на обилие методик контроля функционального состояния, как правило, они предназначены для применения не в реальном масштабе времени;

эти методики не учитывают системного характера функционального состояния, что значительно снижает их эффективность при практическом применении.

Недостатки существующих методов контроля не позволяют разработать достаточно эффективные методы и средства прогноза и коррекции эмоционального состояния ЛПР. Как следствие в теории и практике человеко-машинных систем отсутствуют адекватные средства управления функциональным состоянием ЛПР. Существующие подходы к контролю отдельных аспектов (психофизиологический, поведенческий, эргономический, профессиональный и т.д.) не учитывают системного характера функционального состояния человека-оператора в условиях динамически изменяющихся внутренних и внешних факторов и базируются на анализе параметров одной из сфер эмоциональной деятельности.

В этой связи проектирование СППР при оценке функционального состояния ЛПР с позиции синергетической концепции управления сложными системами является актуальной. Данная концепция позволяет учесть индивидуальные особенности функционирования человека-оператора, выявленные в ходе проведения экспериментов, установить причинно-следственные отношения между информативными показателями деятельности, поведения, психофизиологии и дать оценку функционального состояния как системной организации, динамически изменяющейся в зависимости от характера решаемой задачи и внешней среды [2].

Определение интегрального показателя оптимального управления

Одной из основных целей создания системы поддержки принятия решений для оценки функционального состояния является выявление таких механизмов ЛПР, посредством которых возможно управление человеком в случаях его отклонения от оптимальных режимов работы и жизнедеятельности. Несмотря на обилие работ в этой области и на признание системного характера функционального состояния (ФС), отсутствие системной теории контроля и управления ФС, затрудняет получение регистрируемых системных показателей человека-оператора, инвариантных к различным видам деятельности. Для преодоления этих проблем необходима разработка тренажно-моделирующего комплекса, предназначенного для экспериментальной проверки теоретических моделей и гипотез, отражающих системный подход к оценке и управлению функциональным состоянием ЛПР.

Теоретической базой для разработки комплекса явились работы [3, 4], в которых предложена математическая концепция системного представления человека как сложной организационной структуры, элементы которой (физиологические, поведенческие и психологические) взаимодействуют друг с другом в рамках одной организации, цель которой - сохранение постоянства внутренней среды (гомеостазиса) или определенных значений ресурса (тонуса). Кроме того, каждый элемент имеет частные интересы, связанные с эффективным функционированием отдельной подсистемы организма. В зависимости от воздействий внешней среды, каждый элемент может потенциально реализовывать свои интересы с различным качеством, используя при этом разные значения общего ресурса. Для эффективного функционирования организма в целом, его элементам необходимо согласовывать свое поведение. Это связано с тем, что «захват» большей части ресурсов каким-либо элементом может привести к дефициту ресурса для других элементов, что приводит к болезни или неадекватной реакции (дисбаланс системы) и смерти (разрушение системы). Данная концепция согласуется с теорией функциональных систем организма человека, разработанной П.К. Анохиным [5]. Согласно этой теории целостный организм на основе нервных, гуморальных и информационных механизмов объединяет множество слаженно взаимодействующих функциональных систем, часто принадлежащих к разным структурным образованиям и обеспечивающих своей согласованной деятельностью гомеостазис и адаптацию к окружающей среде.

Взамен представлений о человеке как наборе органов, связанных нервной и гуморальной регуляцией, теория функциональных систем рассматривает организм человека как совокупность множества взаимодействующих модулей различного уровня организации, каждый из которых, избирательно объединяет различные органы и ткани, так же как и предметы окружающей действительности, обеспечивает достижение полезных для организма приспособительных результатов [6].

С позиций теории функциональных систем нормальное состояние человека может быть определено как слаженное взаимодействие функциональных систем разного уровня организации в их иерархических, мультипараметрических и временных соотношениях по горизонтали и вертикали, обеспечивающее оптимальный для жизнедеятельности организма гомеостазис и адаптацию к условиям обитания [6]. С этих же позиций социальная адаптация человека определяется как способность его функциональных систем обеспечивать достижение социально значимых результатов.

Расширим спектр рассматриваемых навыков в различных видах деятельности человека с развитым дивергентным мышлением. Согласно современным исследованиям в данной области, личность - комплекс шести сложных систем обработки информации: сенсорной, моторной, когнитивной, аффективной, стилевой (индивидуально-смысловой), ценностной (общественно-значимой) [7]. Таким образом, учитывая необходимость развития всех навыков личности, можно явно проследить переход от информационно-когнитивной модели к культурно-исторической (личностной), в основе которой будет лежать самоорганизация взаимодействия. Самоорганизующиеся системы моделируются на основе рефлексии. В них ЛПР рассматривается как рефлексивный (самоорганизованный на основе прошлого опыта) и рефлексирующий (самоорганизующийся на основе феноменального опыта) субъект. Тогда воздействие динамического объекта - рефлексивное управление, суть которого заключается в передаче оснований для принятия решений человеку-оператору в системе трех основных процессов его самоорганизации: самоопределении, самопознании и самоактуализации [7]. Интегральный показатель оптимального управления (минимакс) для самоорганизующихся человеко-машинных систем - минимум воздействия и максимум адаптивного поведения.

где U(z_i,t_i) - показатель оптимального воздействия; z_i - уровень опыта; t_i - затраченное время на адаптацию к воздействию; z_max - необходимый уровень опыта; t₀ - допустимое время на адаптацию к воздействию.

Для достижения положительных результатов применения подобных интерактивных СППР необходимо развивать их в направлениях адаптации и синергетического управления.

Принципы проектирования СППР

В рамках информационного подхода СППР относят к классу автоматизированных информационных систем, основное назначение которых - улучшить деятельность человека путем применения информационных технологий.

Особенности информационного подхода отражает концептуальная СППР представленная на рисунке 1. Основными компонентами этой модели являются: интерфейс «пользователь - система», база данных и база моделей.

Интерфейс «пользователь-система» обеспечивает связь пользователя с каждой из баз и включает в себя программные средства для управления базой данных, управления базой моделей, управления и генерации диалога. Интерфейс «пользователь-система» должен обладать характеристиками, позволяющими:

Рис. 1. Концептуальная модель СППР (информационный подход)

управлять разнообразными стилями ведения диалога;

изменять стиль диалога по выбору пользователя;

предоставлять данные в различных формах и видах;

обеспечивать гибкую поддержку пользователя.

Роль системы поддержки принятия решений не в том, чтобы заменить человека, а в том, чтобы повысить его эффективность. Цель СППР заключается не в автоматизации процесса принятия решения, а в осуществлении кооперации, взаимодействия между системой и человеком в процессе принятия решений.

В этом контексте реальные пределы в поддержке решения определяются не столько возможностями информатики, сколько пониманием процесса принятия решений.

СППР должна поддерживать интуицию, уметь распознавать двусмысленность и неполноту информации, и иметь средства для их преодоления. Они должны быть дружественными для лиц принимающих решения, помогая им в концептуальном определении задач, предлагая привычные представления результатов.

Необходимо отметить, что СППР - это компьютеризированные помощники, поддерживающие человека в преобразовании информации в эффективные для управляемой системы действия. Эти системы должны обладать такими качествами, которые делают их не только полезными, но и незаменимыми для лиц принимающих решения. Как любые информационные системы, они должны обеспечивать специфические нужды процесса принятия решений в информации. Кроме того, она должна адаптироваться к его стилю работы, отражать его стиль мышления. СППР должна ассистировать все или большинство важных аспектов деятельности лиц принимающих решения, который, выполняет множество функций.

Системы поддержки принятия решений должны иметь возможность адаптироваться к изменению вычислительных моделей, общаться с пользователем на специфическом для управляемой области языке, представлять результаты в такой форме, которая способствовала бы более глубокому пониманию результатов.

Так же необходимо отметить, что системы поддержки принятия решений должны обладать специфическими чертами [8]:

возможностью выработки вариантов решений в специальных, неожиданных для лиц принимающих решения ситуациях;

возможностью моделей, применяемых в системах, адаптироваться к конкретной, специфической реальности в результате диалога с пользователем;

возможностью системы интерактивного генерирования моделей (пока достаточно простых).

В данной работе на основе анализа подходов к оценке функционального состояния ЛПР была рассмотрена проблема проектирования системы поддержки принятия решений для оценки функционального состояния человека оператора, позволяющей в ходе проведения экспериментов определить информативные показатели деятельности и установить причинно-следственные отношения между их значениями. С этой целью разработана структура системы, на основе которой возможна многоэтапная реализация задачи оценки, контроля и управлением функциональным состоянием человека-оператора. Рассмотренная проблема является объемной и многогранной. В этой связи в данной работе рассмотрение ограничилось рассмотрением общей структуры системы поддержки принятия решений для оценке функционального состояния человека оператора, моделей деятельности и поведения, методик проведения экспериментальных исследований.

Для определения эффективности использования индивидуальной нормы необходимо сравнение ее со средней профессиональной психофизиологической нормой. Однако отсутствуют систематизированные исследования постоянного контингента операторов в течение времени, достаточного для получения индивидуализированной базы психофизиологических параметров и для расчета из неё значений индивидуальной нормы. Следует также отметить, что количественное определение отличия средней и индивидуальной нормы психофизиологических параметров человека-оператора различных ответственных профессий до сих пор не проведено. В частности, это объясняется тем, что в настоящее время практически отсутствуют накопленные автоматизированными психофизиологическими комплексами индивидуализированные базы данных.

Литература

оператор решение синергетический управление

1. Психологические проблемы взаимной адаптации человека и машины в системах управления/ Под ред. Б.Ф. Ломова, В.Ф. Венды, Ю.М. Забродина. - М.: Наука, 1980.

2. Астанин С.В., Чепиков Э.В. Принципы построения тренажно-моделирующих комплексов в среде виртуальной реальности/ Материалы всероссийской НПК «Человеческое измерение в информационном обществе».- М.:ВВЦ, 2003.-С. 116.

3. Астанин С.В., Захаревич В.Г. Информационно-советующие комплексы систем гибридного интеллекта.- Таганрог: Изд. Таганрогского государственного радиотехнического университета, 1997.

4. Астанин С.В. Правдоподобные рассуждения в системах принятия решений. Ч. 2.- Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000.

5. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. - М.: Медицина, 1974.

6. Судаков К.В. Теория функциональных систем. Под ред. Нувахова Б.Ш. - М., 1996.

7. Инновационные технологии и информатизация образования: учебник/ В.П. Кулагин [и др.]// ГНУ «Госинформобр».- М.: Янус-К, 2005.

8. Ларичев О.И., Петровский А.В. Системы поддержки принятия решений. Современное состояние и перспективы их развития. //Итоги науки и техники.- Сер.: Техническая кибернетика. Т. 21. М. ВИНИТИ, 1987.

Размещено на Allbest.ru