Инженерная психология

Размещено на http://www.allbest.ru/

Казанский Национальный Исследовательский Технический университет

Казанский Авиационный Институт (КНИТУ-КАИ) им. А. Н. Туполева

Зачетное задание по дисциплине

«Инженерная психология»

Выполнил: студент группы 3230

Черняховский Владимир

Проверил: Новиков С.В.

г. Казань, 2012

1. Проектирование деятельности

Цель работы - спроектировать рабочее место оператора, дистанционно определяющего параметры погодных условий.

Наш оператор будет работать в метеорологической станции крупного города (например, Казань), где население свыше 1 млн. человек. Итак, наш оператор-метеоролог на своей станции дистанционно получает и обрабатывает показания метеорологических датчиков, расположенных в центре города, каждом его районе и в пригородных областях (по крайней мере, до 10-15 км. за городом). Собирает он эти показания, чтобы потом передать их в прогностическое отделение гидрометцентра. Специалисты-прогнозисты по ним составят прогноз погоды на ближайшее время (до 14 дней).

Чем больше разница во времени между настоящим и будущим моментом (моментом составления прогноза), тем, соответственно, меньше точность прогноза. Метеорологи используют математические уравнения (охватывающие изменения атмосферы), компьютерное прогнозирование, составляют модели, совмещают их и уже выводят окончательный прогноз. Несколько моделей нужно для того, чтобы была больше точность прогноза и меньше погрешность. Но это уже совсем другая история.

Рабочий день метеоролога, по моему мнению, не должен длиться более 8 часов с получасовым перерывом на обед. Возможен вариант двенадцатичасового рабочего дня с получасовым обеденным перерывом и часовым отдыхом. Тем не менее, я более склоняюсь к восьмичасовому варианту рабочего дня. Оператор будет работать через день (так как штат метеорологической станции в крупном городе позволяет её сотрудникам чередовать выходные и будни в оптимальной для режима труда-отдыха мере). На станции предусмотрена столовая для сотрудников, комната отдыха, уборная и душевая кабина.

Помещение для оператора-метеоролога соответствует санитарным нормам. В нем проводится проветривание и влажные уборки раз в несколько дней.

2. Выбор отображаемых параметров

Наш метеоролог-оператор контролирует процесс дистанционной передачи информации датчиков в прогностический отдел. Данные для прогнозов должны регулярно обновляться, чтобы прогнозисты могли соответствующим образом задать уравнения и получить прогноз. Данные эти должны быть самыми полными.

Во-первых, датчики должны фиксировать первичное метеорологическое состояние. А именно, наблюдаются ли какие-либо из перечисленных явлений: атмосферные осадки (дождь, снег, град), туман, метель, смерч, гроза и тд.

Во-вторых, на пульт приходят показания, определяющие «эквивалентную комфортную температуру»: атмосферное давление, температура воздуха, влажность воздуха, скорость и направление ветра.

В-третьих, приходят данные с высокотехнологических оптических датчиков, которые измеряют показания важные, например, для транспорта и сельского хозяйства: дальность видимости, атмосферная турбулентность, возможность обледенения, величина солнечной радиации, облачность, продолжительность солнечного сияния.

Очень высокотехнологичным датчиком является метеолокатор, распространенной модели МРЛ-5. С его помощью, данные о грозовых облаках могут поступать почти со всей Республики Татарстан и её соседних регионах.

Прогноз будет тем точнее, чем с большей частотой будут приходить в центр прогнозирования данные о погоде. Я бы сравнил этот механизм с построением линии функции на графике. Ведь чем больше координат точек мы знаем в заданном интервале, тем более точную мы построим функцию. В прогнозировании погоды то же самое. Но на лекциях по высшей математике, которую мне читал Соловьев Владимир Владимирович в прошлом году, я узнал, что прогнозы погоды можно составить только на 14 дней вперед.

3. Блок-схема системы сбора и передачи метеорологических данных

Рис. 1 Информационная модель СЧМ с участием оператора-метеоролога

На представленной выше схеме я спроектировал принцип получения, обработки и передачи информации. Датчики (Д1, Д2, Д3,…, Дn) фиксируют различные метеорологические показатели и передают данные на пульт оператора. Там же оператор-метеоролог фиксирует их в компьютер, точнее, данные автоматически поступают на компьютерную обработку. Оператор лишь контролирует правильность выполнения цикла и следит за исправностью и регулярностью передач показаний в прогностический центр.

Данная работа не требует особой бдительности. Важна лишь регулярность отправки данных (например, каждые полчаса) и систематический контроль качества передачи данных. Оператор должен быть уверен, что все данные достигнут прогностического центра. Если же они не достигнут его, то оператор передает их вручную.

4. Информационная модель

В зоне главного внимания метеоролога-оператора находится компьютер. Программа распознавания считывает данные, пришедшие из метеорологических датчиков, и делает сравнение их с предыдущими отправленными данными в центр прогнозирования. Если отклонение заметно, метеорологу необходимо перераспределить свое внимание на другие датчики, которые уже находятся вне зоны главного внимания оператора, но, все еще, в зоне обзора. Дело в том, что при изменении погодных условий, оператор должен обнаружить главные изменившиеся величины, а также величины, которые наиболее подвержены изменениям.

Например, температура воздуха упала. Установился антициклон, то есть, давление понизилось. Значит, вполне вероятно выпадение атмосферных осадков в ближайшем будущем. Если выпадают осадки, то нужно определить, на сколько процентов ухудшится видимость, определить предполагаемый объем осадков, ожидаемое изменение погоды. Например, если температура была положительная, стала уменьшаться и в ближайшем будущем упадет до нуля или ниже (а ко всему прочему еще и идет дождь), то необходимо знать процентную вероятность обледенения.

Предполагается, что при поступлении сигнала на пульт и проведение сравнения с предыдущими показателями, программа определит ведущие изменившиеся показатели. Она же и укажет оператору показатели предполагаемых изменений (предварительно оповестив его сигналом аварийной частоты). То есть, показатели предполагаемых изменений, возможно, будут изменяться вследствие изменения ведущих показателей. Так как прогнозисты должны быть очень внимательными к деталям, то оператор, следуя совету программы, снимает ведущие показатели изменений и показатели предполагаемых изменений, приведенных программой.

Теперь внимание оператора переключится на второстепенную зону внимания, где, собственно и располагаются датчики (обозначены синим цветом на схеме ниже). Расположение датчиков схематичное и логичное. Например, датчики первичного метеорологического состояния находятся отдельно от оптических датчиков и датчиков эквивалентной технической температуры. Вообще, я предлагаю разделить их на секции на метрологическом пульте. Оператор через очень короткий промежуток времени привыкнет к приборам и сможет чисто интуитивно ориентироваться на пульте.

Общая схема расположения датчиков: на пульте есть два приборных блока (блок А и блок Б). В каждом блоке находятся десять приборных строк. В каждой приборной строке определенное количество приборов (в блоке А их 5 штук, в блоке Б - 3 штуки). Пульт может одновременно отображать основные метеорологические параметры с 10 различных точек. Первая приборная строка блока А + первая приборная строка блока Б выводят показания приборов с какой-то определенной точки. Оператор, считав данные, может переключить точки наблюдения. Соответственно, показания приборов изменятся. Ниже я приведу схему расположения блоков на пульте и приборы, которые располагаются в каждой приборной строке блоков.

погодный метеолокатор оператор

Рис. 2 Общая схема расположения приборных блоков на метеорологическом пульте

Рис. 3 Приборы блоков А и Б

Сами же приборы имеют вид привычный для восприятия и считывания информации. Циферблаты белого цвета с черными, вертикально расположенными значениями. Наименьший показатель прибора находится в районе числа на числовой окружности. Стрелки классические, черного цвета. До шкалы показаний кончик стрелки не должен достигать нескольких миллиметров, что способствует более быстрому считыванию информации. Психрометры и приборы, измеряющие скорость ветра - круглые, стандартные, аналогичные барометру.

Барометры имеют стандартный вид: круговое поле, круговая же шкала. Термометры прямоугольные, вертикально расположенные шкалы с горизонтальной «плавающей» стрелкой.

На экране компьютера располагается интерфейс программы. Программа эта многофункциональная, она работает в нескольких режимах:

Режим пассивной работы. Собственно, программа принимает данные метеорологических датчиков и обрабатывает их.

Режим «часового». На данный момент, программа в результате анализа и сканирования выявила аномалию, заключающуюся в изменении погодных условий. Она предлагает оператору проверить точность показаний вручную и выводит рекомендуемые для проверки параметры предполагаемых изменений.

Режим датчика. Требуется уточнить текущие метеорологические состояния. Программа выводит на экран такие данные, как дальность видимости, облачность, величина солнечной радиации, возможность обледенения. Программа использует этот режим, потому что датчики, приятные для восприятия и считывания подобного образа лучше выводить на экран, а не на шкалу механических приборов. Ниже я представлю примерную схему выводимых параметров в компьютерном исполнении.

Рис. 2 Предполагаемый интерфейс вывода датчиков на экран

Режим «Атмосферного сканирования». На экран выводятся данные метеолокаторов и других атмосферных датчиков. Программа производит топографическое сопоставление наблюдаемых погодных явлений. То есть, оператор-метеоролог видит на экране карту города Казань и республики Татарстан, при этом, воочию наблюдая, какая там погода. При этом, оператор волен по своему усмотрению изменять масштаб (прям как в Google-maps). Кроме того, метеоролог волен переключать режимы «Атмоскана»: термальное атмосферное сканирование, сканирование воздушных течений и т.п.

Рис. 3 Учет контроля датчиков с помощью программы

Рис. 4 Режим наблюдения за погодой на местности с помощью активных датчиков

Рис. 5 Режим наблюдения за температурой на местности с помощью активных датчиков

Режим активного наблюдателя. Оператор-метеоролог подключается к метеорологической видеокамере определенного района или топографического места. Перед ним предстает видеокартинка в режиме реального времени с выводом на экран основных метеорологических показателей в данный момент времени. Оператор волен включить любую камеру и наблюдать через нее за метеорологическим состояниям в зоне действия системы.

Режим помощника. Программа активирует режим помощника. Особенно он будет полезен начинающим пользователям. Помощник дает ценные рекомендации о процессе работы и последовательности действий. Также, помощник существенно облегчает процесс освоения программы и передаче данных в прогностический центр.

5. Проектирование рабочего места

Рабочее место метеоролога я проектирую с учетом потребностей в комфорте и эстетическом удовольствии от работы. Начнем, пожалуй, с мелких деталей, переходя к более масштабным.

Рабочее место я предполагаю разместить в кабине, площадью около 10-15 квадратных метров. Рабочее место, предполагает деятельность оператора непосредственно за метеорологическим пультом. Пульт стоит ближе к окну кабины (о нем я расскажу отдельно и чуть позже). Предполагаю, что пульт вместе с местом для оператора-метеоролога (см. схемы ниже) занимает примерно 1/3 площади кабины. Не стоит заставлять всю комнату-кабину аппаратурой, ибо оператору тоже нужно немного свободного пространства.

Предметы первой необходимости (аптечка, огнетушитель, кнопка оповещения при чрезвычайных ситуациях) находятся в кабине в пределах досягаемости метеоролога. Рядом с ним находится тумба с его личными вещами (книги, блокноты наблюдений, метеорологические журналы и т.д.). Я считаю, что метеоролог может слушать (по желанию) музыку по вкусу (конечно, желательно приятную, расслабляющую, но, в то же время, тонизирующую и стимулирующую нервную систему).

Перед метеорологом находится компьютер, с помощью которого осуществляется передача данных с метеорологических датчиков в центр прогнозирования. Компьютер используется исключительно в служебных целях (то есть, наш оператор не может и не должен заниматься посторонними вещами в интернете на рабочем месте). В принципе, возможна установка брандмауэра, который ограничит вольности нашего метеоролога, если конечно они не имеют образовательных целей и мотивов. Например, пусть брандмауэр допускает оператора к развивающей информации в интернете. Но расширение кругозора оператора возможно, естественно, только в режиме «пассивной работы», то есть, когда оператор переживает время между отправкой очередных данных в прогностический центр. Так как работа метеоролога предполагает отправку данных в прогностический центр, скажем, каждые полчаса, то метеорологу необходимо давать автоматический звуковой сигнал о начале цикла передачи данных.

Монитор и метеорологический пульт расположены под рациональными углами наклона (15 °). Рабочее место устроено так, что в рабочем положении суставы нашего оператора (см. схему «вид сбоку») расположены под прямым углом. Кресло откидывается на 3 ° вперед и на 20 ° назад, чтобы наш человечек из рекламы MICHELIN чувствовал себя удобно и мог регулировать положение, например, отдыхая и читая книгу. Периодическая смена рабочей позы повышает производительность до 10-15%. Монитор компьютера расположен на комфортном от глаз расстоянии (75 см), что уменьшает утомляемость глаз. Об остальных габаритах Вы можете узнать, обратившись к схемам ниже.

Зоны досягаемости оператора я спроектировал так, чтобы оператор мог психологически свободно работать. Я считаю, что если бы приборы находились не в зоне максимальной досягаемости, а непосредственно перед оператором-метеорологом, он испытывал бы определенную психологическую нагрузку, связанную с потерей внимания и «беганья глазами» по приборам. Совсем как летчик, да. Но вот в моем проекте метеоролог считывает показания с приборов только после оповещения программой, а также при ведении метеорологического журнала. Средства манипуляции же (клавиатура и мышь) находятся в зоне легкой досягаемости. Кстати, кнопку «ЧП» я разместил в зону максимальной досягаемости по причине психологического давления. Оператору она не будет особенно попадаться на глаза, не вызывая тем самым лишнего беспокойства.

Связь с «внешним миром», собственно, предполагается с помощью телефона или программы на компьютере.

Кресло оператора удобное, покрытым латексом на 1 см. и накрыто пропускающей влагу полусинтетической тканью. Именно такая комбинация сочетаний материала позволяет достичь максимального уровня комфорта, наряду с ортопедическими рекомендациями.

В кабине-комнате оператора осуществляется климат-контроль с учетом оптимальных для приборов температур. Предположительно, отметка термометра держатя при 19 °C. Предполагается установка кондиционных систем.

Освещенность в помещении оператора равномерная. Полагаю, маленькие точечные источники - лампы для этого идеально подойдут. Главное, не располагать их над головой оператора, так как это может вызвать утомляемость и потерю работоспособности. Предполагаю разместить их вдоль стен и над окном. Потолок окрашен белой краской (водоэмульсионной) и иметь отражающие показатели 80-90%. Кроме всего прочего, рабочая кабина обладает надлежащим уровнем шумоизоляции.

Стены, я полагаю, должны быть окрашены в спокойный, светло-голубовато-бирюзовый цвет. Местами, оригинальным дизайнерским решением будут небольшие вставки из материала ультрамаринового цвета. Цветовая гамма на рабочем месте оператора скомпонована так, чтобы не бросаться в глаза, а тихо и спокойно мотивировать на работу. Нельзя забывать, что от цветового решение зависит психологическое состояние работников. Кроме всего прочего, не мешало бы повесить на стену картину (желательно, природный пейзаж). Подойдет даже маленький этюд, главное, чтобы он гармонировал с цветовым решением интерьера.

Кроме всего прочего, в кабине не помешает какой-нибудь неприхотливый цветок. Растения создают ощущения уюта и интерьера.

Оператор будет вести метеорологический журнал, где он каждую смену будет описывать метеорологическое состояние. Такие показатели, как температура, направление ветра, особые отметки и т.д. Так же, оператор будет вести технический журнал. То есть, вести записи о исправности программ, оборудования и особых отметках.

Теперь подойду к изюминке моего проекта - панорамному окну. Дело в том, что кабина оператора-метеоролога находится на уровне 35-40 метров над уровнем земли. Передняя часть кабины имеет овальную форму и закрыта соответствующим размерам между полом и потолком овальным стеклом. Стекло имеет толщину около 1 сантиметра. Кроме того, имеется система контроля яркости. Например, если оператора слепит солнце, то он регулирует уровень светопропускаемости окна. Стекло может стать либо совершенно матовым, не пропускающим свет, либо кристально прозрачным.

Вообще, не стоит пугаться такой высоты. Оператор может использовать лифт для быстрого перемещения между этажами метеорологической станции. Но вернемся к нашему панорамному окну. Вид на город Казань с высоты 40 метров в любую погоду должен мотивировать метеоролога на работу. Представьте себе такую картину, круговое окно с видом на город. Это ваше рабочее место. Вы имеете доступ к самым последним метеорологическим технологиям. Вы косвенно контролируете процесс составления прогноза погоды, сидя в приятной научной кабине. Какая работа, если не эта способна принести самое настоящее удовольствие?

6. Эскизный проект рабочего места

А теперь, как и полагается, собственно, эскизы:

Рис. 6 Эскиз рабочего места. Вид сверху

Зеленая линия показывает радиус оптимальной досягаемости оператора

Рис. 7 Эскиз рабочего места. Вид сбоку

Рис. 8 План помещения-кабины с рабочим местом метеоролога

Рис. 9 Рисунок рабочего места оператора-метеоролога

Размещено на Allbest.ru