Предмет, методи і завдання інженерної психології

Під заселеністю розуміється ступінь відповідності умов праці людини біологічно оптимальним параметрам робочого середовища, які виключають надлишкову витрату робочої сили й небезпечні для її психологічного стану, соматичного здоров'я, нормального розвитку фактори. Заселеність визначають не тільки фізичні фактори зовнішнього середовища (температура, шум, загазованість та ін.), а й психофізіологічні (пропорційність інтенсивності інформації щодо можливостей аналізаторів людини), психологічні (міжособистісні стосунки, згуртованість колективу), антропометричні (робота в обмеженому, замкненому просторі, у незручній позі).

За допомогою цих показників порівнюють різні варіанти майбутніх СЛМ на стадіях проектування або оцінюють діючі СЛМ на стадіях експертизи.

15. Оператор в системі «людина машина»

інженерний психологія математичний моделювання

Як вже зазначалося, незалежно від ступеня автоматизації СЛМ,людина залишається головною ланкою системи «людина - машина». Саме він ставить цілі перед системою, планує, направляє і контролює весь процес її функціонування. Тому діяльність оператора є вихідним пунктом інженерно-психологічного аналізу і вивчення СЛМ.

Діяльність оператора має ряд особливостей, що визначаються наступними тенденціями розвитку сучасного виробництва.

1. З розвитком техніки збільшується кількість об'єктів (і їх параметрів), якими необхідно керувати. Це ускладнює і підвищує роль операцій з планування та організації праці, з контролю і керування виробничими процесами.

2. Розвиваються системи дистанційного керування. Людина все більше віддаляється від керованих об'єктів, про динаміку їхнього стану він судить не за даними безпосереднього спостереження, а на підставі сприйняття сигналів від пристроїв відображення інформації, що імітують реальні виробничі об'єкти. Здійснюючи дистанційне управління, людина одержує необхідну інформацію в закодованому вигляді (тобто у вигляді показників лічильників, індикаторів, вимірювальних приладів і т. д.), що обумовлює необхідність декодування і уявного зіставлення отриманої інформації зі станом реального керованого об'єкта.

3. Збільшення складності?? швидкості течії виробничих процесів висуває підвищені вимоги до точності дій операторів,швидкості прийняття рішень у здійсненні управлінських функцій. У значною мірою зростає ступінь відповідальності за вчинені дії, оскільки помилка оператора при виконанні навіть самого простого акта може призвести до порушення роботи всієї системи «людина - машина»,створити аварійну ситуацію із загрозою для життя людей, які працюють. Тому робота оператора в сучасних людино-машинних комплексах характеризується значним збільшенням навантаження на нервово-психічну діяльність людини, у зв'язку з чим по-іншому ставиться проблема критеріїв тяжкості операторського праці. Основним критерієм стає не фізична тяжкість праці, а його нервово-психічне напруження.

4. В умовах сучасного виробництва змінюються умови роботи людини. Для деяких видів діяльності оператора характерно обмеження рухової активності, що не тільки проявляється в загальному зменшенні кількості м'язової роботи, а й пов'язане з переважним використанням малих груп м'язів. Іноді оператор повинен виконувати роботу в умов ахізоляції від звичного соціального середовища, в оточенні приладів та індикаторів.

І якщо ці пристрої спроектовані без урахування психофізіологічних особливостей оператора або видають йому неправдиву та перекручену інформацію, то виникає ситуація, яку образно називають «конфліктом» людини з приладами.

5. Підвищення ступеня автоматизації виробничих процесів вимагає від оператора високої готовності до екстрених дій. При нормальному перебігу процесу основною функцією оператора є контроль і спостереження за його ходом. При виникненні порушень оператор повинен здійснити різкий перехід від монотонної роботи в умовах

«Оперативного спокою» до активних, енергійних дій з ліквідації виниклих відхилень. При цьому він повинен протягом короткого проміжку часу переробити велику кількість інформації, прийняти і здійснити правильне рішення. Це призводить до виникнення сенсорних, емоційних і інтелектуальних перевантажень.

Розглянуті особливості операторської праці дозволяють виділити його в специфічний вид професійної діяльності, у зв'язку з чим для його вивчення, аналізу та оцінки недостатньо класичних методів,розроблених психологією та фізіологією праці та використовуються для оптимізації різних видів робіт, не пов'язаних з дистанційним управлінням за приладами.

Діяльність оператора в системі «людина - машина» може мати найрізноманітніший характер. Незважаючи на це, в загальному вигляді вона може бути представлена у вигляді чотирьох основних етапів.

1. Прийом інформації. На цьому етапі здійснюється сприйняття надходить інформації про об'єкти управління і тих властивостях навколишнього середовища та СЛМ в цілому, які важливі для вирішення проблеми, поставленої перед системою «людина - машина». При цьому здійснюються такі дії, як виявлення.

16. Психофізіологічна характеристика процесу прийому інформації

Найважливішій діяльності оператора, що становить, в системі «чоловік - машина» є прийом інформаційної інформації про об'єкт управління. Прийом сигналів різної модальності здійснюється за допомогою аналізаторів (зрітельного, слухового, тактильного і т.д.). Підвищення ефективності прийому інформації людиною здійснюється шляхом взаємодії різних аналізаторів.

Психофізіологічна характеристика процесу прийому інформації

Основними психічними процесами, що беруть участь в прийомі інформації, є відчуття, сприйняття, уявлення і мислення. Аналіз цих процесів, розкриття їх природи і закономірностей необхідні для вирішення завдання оптимальної побудови інформаційної моделі реальної обстановки. Прийом інформації людиною-оператором необхідно розглядати як процес формування перцептивного (плотського) образу. Під ним розуміється суб'єктивне віддзеркалення в свідомості людини властивостей об'єкту, що діє на нього. Дослідження, проведені в психології, показують, що формування перцептивного образу є фазним процесом. Воно включає декілька стадій: виявлення, розрізнення і пізнання.

Виявлення - стадія сприйняття, на якій спостерігач виділяє об'єкт з фону, але ще не може судити про його форму і ознаки.

Розрізнення - стадія сприйняття, на якій спостерігач здатний роздільно сприймати два об'єкти, розташованих поряд (або два стани одного об'єкту), виділяти деталі об'єктів.

Пізнання - стадія сприйняття, на якій спостерігач виділяє істотні ознаки об'єкту і відносить його до певного класу.

Тривалість цих стадій залежить від складності сприйманого сигналу. Знання послідовності розрізнення ознак сигналу і динаміки становлення його образу важливе для вирішення таких інженерно-психологічних завдань, як вибір оптимального зображення знаків, визначення числа рядків в телевізійному зображенні, швидкості передачі сигналів і зміни кадрів в проекційних системах відображення і т.п. В зв'язку з цим виникає також проблема «перешкодостійкості» сприйняття, тобто можливості людини відновлювати сигнали, частково зруйновані перешкодами.

Сприйняття як основа процесу прийому інформації оператором характеризується такими властивостями, як цілісність, свідомість, вибірковість, константна. Цілісність сприйняття виникає в результаті аналізу і синтезу комплексних подразників в процесі діяльності оператора. Свідомість полягає в тому, що сприйманий об'єкт відноситься до певної категорії.

Сприйняття володіє також вибірковістю, яка полягає в переважному виділенні одних об'єктів в порівнянні з іншими. Вибірковість сприйняття є виразом певного відношення оператора до дії на нього предметів і явищ зовнішнього середовища.

Константною сприйняття називається відносна постійність деяких сприйманих властивостей предметів при зміні умов сприйняття. Наприклад, при зоровому сприйнятті має місце константна кольору, величини і форми предметів. Константна сприйняття кольору полягає у відносній незмінності видимого кольору при зміні освітлення. Відносна постійність видимої величини предметів при їх різній віддаленості називається константною сприйняття величини. Константна сприйняття форми предметів полягає у відносній незмінності сприйняття форми предмету при зміні положення його по відношенню до лінії погляду оператора. Константне сприйняття пов'язане із сприйняттям предмету або наочної ситуації як єдиного цілого.

Перераховані властивості сприйняття представляють певний інтерес в плані інженерної психології в тому сенсі, що вони не є початковими властивостями перцептивного образу, а формуються в процесі його становлення. Цей факт має велике значення для правильної побудови засобів відображення інформації, для організації професійного відбору і навчання операторів.

Фізіологічною основою формування перцептивного образу є робота аналізаторів. Аналізаторами називаються нервові «прилади», за допомогою яких чоловік здійснює аналіз роздратувань. Будь-який аналізатор складається з трьох основних частин: рецептора, провідних нервових шляхів і центру в корі великих півкуль головного мозку.

Основною функцією рецептора є перетворення енергії подразника, що діє, на нервовий процес. Вхід рецептора пристосований до прийому сигналів певної модальності (вигляду) - світлових, звукових і ін. Проте його вихід посилає сигнали, за своєю природою єдині для будь-якого входу нервової системи. Це дозволяє розглядати рецептори як пристрої кодування ін формації.

Провідні нервові шляхи здійснюють передачу нервових імпульсів в кору головного мозку. Ці імпульси, досягнувши кори головного мозку, піддаються там певній обробці і знову повертаються в рецептори. Тільки у цьому процесі взаємодії рецепторів і цент рів в корі великих півкуль відбувається формування перцептивного образу.

Залежно від модальності сигналу, що поступає, розрізняють види аналізаторів. Найбільше значення для діяльності оператора мають зоровий аналізатор, за ним слідують слуховий і тактильний аналізатори. Участь інших аналізаторів в діяльності оператора невелика.

Основними характеристиками будь-якого аналізатора є пороги - абсолютний (верхній і ніжній), диференціальний і оперативний. Поняття кожного з цих порогів може бути введено по відношенню до енергетичних (інтенсивність), просторових (розмір) і тимчасових (тривалість дії) характеристик сигналу.

Мінімальна величина подразника, що викликає ледве помітне відчуття, носить назву нижнього абсолютного порогу чутливості, а максимально допустима величина - назва верхнього порогу чутливості (це поняття вводиться по відношенню лише до енергетичних характеристик). Сигнали, величина яких менше нижнього порогу, людиною не сприймаються. Збільшення ж інтенсивності сигналу понад верхній поріг викликає у людини больове відчуття (надгучний звук, сліпуча яскравість і т. д.). Інтервал між нижнім і верхнім порогами носить назву діапазону чутливості аналізатора. Розглянуті характеристики і пристрій аналізаторів дозволяють сформулювати загальні вимоги до сигналів-подразників, адресованим оператора:

- інтенсивність сигналів повинна відповідати середнім значенням діапазону чутливості аналізаторів, яка забезпечує оптимальні умови для прийому і переробки інформації;

- для того, щоб оператор міг стежити за зміною сигналів, порівнювати їх між собою по інтенсивності, тривалості, просторовому положенню, необхідно забезпечити відмінність між сигналами, що перевищує оперативний поріг розрізнення;

- перепади між сигналами не повинні значно перевищувати оперативний поріг, оскільки при великих перепадах виникає стомлення; отже, існують не тільки оптимальні пороги, але і оптимальні зони, в яких розрізнення сигналів здійснюється з найбільшою швидкістю і точністю;

- найбільш важливі і відповідальні сигнали слідує рас вважати в тих зонах сенсорного поля, які відповідають ділянкам рецепторної поверхні з найбільшою чутливістю;

- при конструюванні індикаторних пристроїв необхідно правильно вибрати вид сигналу, а отже, і модальність аналізатора (зрітельний, слуховий, тактильний і т. д.).

17. Інформаційні характеристики зорового аналізатору

Характеристики зорового аналізатору

Існують такі характеристики зорового аналізатора: енергетичні, інформаційні, просторові, часові.

Енергетичні характеристики визначаються інтенсивністю світлових сигналів, сприймаючих оком. До них належать:

Яскравість. Джерело світу буде тим краще видно, чим більшу силу світла випромінює кожний елемент поверхні в напрямку до ока. Величина яскравості вимірюється числом, що є кандела на 1кв. м. (кд/м2). Яскравість в 1 кд/м2 має рівно освітлена плоска поверхня, випромінююча в перпендикулярному до неї напрямку світло силою 1кд на кожний метр. Яскравість є основною характеристикою світла. Діапазон ока сприймає яскравість від 10^-6 до 10⁶ ніт (кандели/м²). В загальному випадку яскравість визначається яскравістю випромінювання разом з яскравістю відображення об'єкту.

В_об=В_випр+В_відобр

В свою чергу В_відобр =Е/, де - коефіцієнт кольору (від 0 до 1). Е-освітлення поверхні вимірювання в люксах. Таким чином, виходить, що В_об=В_випр + Е/. Адаптуюча яскравість - яскравість на яку налаштований в даний момент зоровий аналізатор. Контрастність -перепад яскравості між об'єктом і фоном. Її існує 2 види: пряма - чорний об'єкт, білий фон; зворотна - білий об'єкт, чорний фон. Оптимальна величина контрасту 0,6/0,95.



К_пряма = (В_фону-В_{об'єкту})/В_фону К_{зворотня} = (В_{об'єкту}-В_фону)/В_об'кту

Сліпуча яскравість виникає в тих випадках, коли перепад яскравості двох подразників викликає стан осліплення. Перепади яскравості повинні лежати в межах 0,1-0,3

Відносна видність - діапазон сприймання хвилі (360-780нм). 550-колір найкращого сприймання, це проміжний між жовтим і зеленим. 380 - це фіолетовий, нижче - ультрафіолет. 780 - це червоний, вище - інфрачервоний. Коефіцієнт відносної видності вимірюється за допомогою відчуття, що виникає при дії подразника довжиною хвилі (Х) поділені на відчуття...К_вв=S_d/S₅₅₀

Для виникнення відчуття треба або збільшити яскравість, або збільшити площину подразника дій настільки, наскільки другий подразник відрізняється від першого.

До інформаційних характеристик зорового аналізатора належать: Пропускна здібність - це та кількість інформації, яку аналізатор спроможний прийняти за одиницю часу. Зоровий аналізатор можна уявити в вигляді каналу зв'язку, що складається з декількох частин передачі інформації. Пропускна здібність каналу в цілому буде визначатися пропускною здібністю тієї частини, для якого вона мінімальна. Найбільшу пропускну здібність (5,6*10⁹дв.од/с) має місце на рівні фоторецепторів сітчатки. По мірі руху по зоровому аналізатору пропускна здібність зменшується.

До просторових характеристик належать наступні:

Гострота зору - характеризується властивістю ока розрізнювати дрібні деталі об'єкта. Вона визначається величиною, що характеризує мінімальний розмір об'єкта при якому він сприймається оком.

H_розмір = tg(/2)*2S.



Одиниця гостроти зору - об'єкт, що сприймається на кутовій відстані 1 хвилина (1'). Для простих геометр фігур розмір кута коливається 10-15'; для складних (що мають внутрішні та зовнішні деталі) 35-45'.

Поле зору - Тут виділяють на початку центральне поле (4) - сприймається вся детальна інформація; а далі зона ясного бачення (30-35) - де адекватно сприймається колір, найменші деталі вже не сприймаються; периферійне поле (70-90) - об'єкт тільки виявляється, але не розпізнається. Таким чином для детального розпізнавання об'єкту. Необхідно перевести його в центральне поле. Так ми і робимо коли раптом побачивши щось цікаве повертаємо голову, а разом з цим і очі для того щоб концентрувати зір на цікавлячому нас об'єкті.

Обсяг сприймання - це кількість об'єктів, яку охоплює людина за одну фіксацію ока (при симультанному сприйманні). Оперативне поле зору це 10, його можна розширити за допомогою тренування до 20. Обсяг сприймання визначається обсягом короткочасної пам'яті (7+-2). Як що в полі зору знаходиться менше об'єктів ніж здатна сприйняти людина, то обсяг сприймання залежить дорівнює кількості об'єктів в полі зору. А якщо об'єктів більше ніж звичайний обсяг сприймання людини, тоді він буде дорівнювати 7+-2.

Часовими характеристиками є такі:

Латентний період - це період, що потрібний людині для виникнення відчуття дії подразника. Це час між початком дії подразника і виникненням відповідної реакції. Величина латентного періоду як правило змінюється в залежності від модальності та інтенсивності подразника, від рівня складності та автоматизації реакції, від функціональної готовності нервової системи.

Латентний період: зору 0,15-0,18 сек; слуху 0,11-0,17 сек; тактильні відчуття 0,09-0,18 сек. Дія подразника проходить такі етапи: латентний період; зростання адекватності; адекватна відображення дії подразника; період інерції відчуття, подразник поступово згасає.

Тривалість інерції відчуття. Час інерції відчуття залежить від наступних характеристик сигналу: яскравості і кутових розмірів самого сигналу; від того яким є наступний сигнал, тобто наскільки той попередній сигнал може загасити дію попереднього. В цей час виникають так звані послідовні образи, різні за кутовими розмірами і кольорами. Якщо сигнали подаються дискретно, період між І та ІІ подачею інформації повинен становити 0,2-0,6 сек..

Критична частота мерехтіння (КЧМ) - це частота при якій відбувається злиття поточних образів подразників в єдиний образ об'єкту, тобто окремі проблиски сигналу сприймаються злитно. КЧМ залежить від: яскравості; спектрального складу сигналів; розмірів та конфігурації знаків. В нормальних умовах вона становить 15-25Гц, і при втомі вона знижується.

Час адаптації. Адаптація буває двох видів. Перше це нічна адаптація в результаті якої відбувається перехід від світла до темряви; по-друге, це світлова адаптація коли відбувається перехід від темряви до світла. Родопсин, пігмент сітчатки ока швидше відновлюється при переході від темряви до світла.

Час інформаційного пошуку. Для пошуку предметів в полі зору наші очі безперервно рухаються, вибираючи необхідні об'єкти. Розрізняють два види рухів очей Це макрорухи - ті що ми безпосередньо спостерігаємо і контролюємо; та мікро рухи, що фіксуються за допомогою експериментального обладнання.

Пороги зорових відчуттів.

Вивчення функцій рецепторів призвело до поняття чутливості. Чутливість означає властивість рецепторів розрізняти зовнішні подразники і відношення між ними. Межі, в яких організм сприймає подразники, назвали порогами.

Світло повинно досягнути або не перевищити визначеної величини, щоб око змогло його сприймати. Найменший по інтенсивності подразник здатний сприйматися рецептором - буде нижній абсолютний поріг чутливості; найбільший - верхній абсолютний поріг чутливості. Все що не досягає величини абсолютного порогу не сприймається людиною (але існує!), а все що перевищує абсолютний поріг також не сприймається але може викликати больові відчуття. Людське око сприймає хвилі довжиною в діапазоні 360-780нм., а яскравість повинна бути в межах 10^-6 до 10⁶ ніт (кандели/м²). Сліпуча яскравість виникає в тих випадках, коли перепад яскравості двох подразників викликає стан осліплення. Перепади яскравості повинні лежати в межах 0,1-0,3.

Око людини досить чуттєве. Так, наприклад, при достатній темновій адаптації око бачить (апаратом паличок) на відстані 1 км світло, сила якого може бути виражена тисячними долями світлі свічки при повній прозорості атмосфери. Приблизно таким у людини є нижчий абсолютний поріг.

Верхній поріг чутливості - це така яскравість світла, яка осліплює око. Ця величина в значній мірі залежить від ступня адаптації ока, від розміру осліплюючої плями і т.д. Сліпуча яскравість при розмірі осліплюючої плями 4° дорівнює 225⁴кд/м².

Взагалі у психології розрізняють ще багато різних порогів, що допомагає спеціалістам орієнтуватися в кількісно-якісній оцінці відчуттів людини. А вам я назву ще декілька основних, знання яких на мій погляд необхідні для розуміння характеристик зору людини.

Диференційний поріг - це мінімальна відмінність між двома величинами подразника, що визиває ледве помітну відмінність в відчуттях. Диференційний поріг зору становить 0.01, тобто на цей коефіцієнт повинен змінитися подразник, щоб людина цю зміну помітила.

Оптимальний поріг - це мінімальна розбіжність сигналів, при якій швидкість та точність розрізнення їх є максимальною. Цей показник в 10-15 разів більше диференційного порогу.



18. Характеристики слухового аналізатора

За допомогою слухового аналізатора людина отримує до 10 % інформації.

Характерними особливостями слухового аналізатора є:

-- здатність бути готовим до сприйняття інформації в будь-який час;

-- здатність сприймати звуки в широкому діапазоні частот і вилучати необхідні;

-- здатність встановлювати місце знаходження джерел звуку.

Найчастіше звукові сигнали застосовують для зосередженої уваги людини -- оператора (попереджувальні сигнали і сигнали небезпеки), для інформування людини-оператора, який знаходиться в умовах недостатньої видимості об'єкта управління.

Для ефективного використання слухової форми подання інформації необхідне знання характеристик слухового аналізатора. Властивості слухового аналізатора оператора виявляються в сприйнятті звукових сигналів. З фізичного погляду звуки є механічними коливаннями в чутному діапазоні частот.

Механічні коливання характеризуються амплітудою і частотою.

Амплітуда -- найбільша величина вимірювання тиску під час згущення та розрядження.

Частота -- кількість повних коливань за одну секунду. Одиницею її вимірювання є герц (Гц) -- одне коливання в секунду. Амплітуда коливань визначає величину звукового тиску та інтенсивність звуку (чи силу звучання). Звуковий тиск прийнято вимірювати в паскалях (Па).

Основні параметри (характеристики) звукових сигналів (коливань):

-- інтенсивність (амплітуда);

-- частота і форма, які відбиваються в таких звукових відчуваннях як голосність і тембр.

Вплив звукових сигналів на звуковий аналізатор визначається рівнем звукового тиску (Па). Інтенсивність (сила) звуку (Вт/м2) визначається щільністю потоку звукової енергії (щільність потужності).

Для характеристики величин, що визначають сприйняття звуку, суттєвим є не тільки абсолютні значення інтенсивності звуку і звукового тиску, скільки їх співвідношення до порогових значень (І0= 10"12 Вт/м2 чи Р0 = 2 * 10~5 Па). Як відносні одиниці вимірювання (відносно порогових значень, з яких починаються відчуття звукового тиску в людському аналізаторі) використовуються децибели (дБ).

Інтенсивність звуку зменшується обернено пропорційно квадрату відстані; при подвоєнні відстані зменшується на 6 дБ. Абсолютний поріг чутності звуку (прийнято) 2 * 10-5 Па (10-12 Вт/м2), що відповідає рівню 0 дБ.

Використання шкали децибел зручно, бо майже весь діапазон звуків, які людина чує, укладається менш ніж у 140 дБ.

Голосність -- характеристика слухового відчування найбільш щільно пов'язана з інтенсивністю звуку. Рівень голосності виражається в фонах; фон чисельно дорівнює рівню звукового тиску в дБ для чистого тону частотою 1000 Гц. З характеристикою голосності щільно пов'язана характеристика подразнюючої дії звуку. Відчуття неприємності звуків збільшується з підвищенням їх голосності і частоти.

Мінімальний рівень визначеного звуку, який потрібен для того, щоб викликати слухове відчування у відсутності шуму, зветься абсолютним порогом чутності. Значення його залежить від тону звука (частота, тривалість, форма сигналу), методу його подання і суб'єктивних особливостей слухового аналізатора оператора. Абсолютний поріг чутності має тенденцію з віком зменшуватися.

Слуховий аналізатор здатен фіксувати навіть незначні зміни частоти вхідного звукового сигналу, тобто володіє вибірністю, яка залежить від рівня звукового тиску, частоти і тривалості звукового сигналу. Мінімально помітні розрізнення становлять 2--3 Гц і мають місце на частотах не менш 10 Гц, для частот більше 10 Гц мінімально помітні розрізнення становлять близько 0,3 % частоти звукового сигналу. Вибірність підвищується на рівнях голосності ЗО дВ і більше та тривалості звучання, що перевищує 0,1 с.

Мінімально помітні розрізнення частоти звукового сигналу істотно зменшуються під час його періодичного повторення. Оптимальними вважають сигнали, які повторюються з частотою 2--3 Гц. Чутність, а отже і виявлення звукового сигналу залежить від тривалості його звучання. Так для виявлення звуковий сигнал має тривати не менше 0,1 с.

В управлінні використовуються мовні сигнали для передач інформації чи команд управління від оператора до оператора. Важливою умовою сприйняття мови є розрізнення тривалості та інтенсивності окремих звуків і їх комбінацій. Середній час тривалості мовлення голосного звуку дорівнює приблизно 0,36 с, приголосного 0,02--0,03 с. Відчування і розуміння мовних повідомлень істотно залежить від темпу їх передачі, наявності інтервалів між словами і фразами. Оптимальним вважається темп 120 слів/хв, інтенсивність шумів сигналів має перевищувати інтенсивність шумів на 6,5 дБ. Розпізнання мовних сигналів залежить від довжини слова. Так, односкладові слова розпізнаються в 13% випадків, шестискладові -- 41 %. Це пояснюється наявністю в складних словах великої кількості визначальних ознак.

19. Часові характеристики зорового аналізатора

Часові характеристики зорового аналізатора визначаються часом та його складовими, необхідними для виникнення зорового відчуття і сприймання потрібної інформації в певних умовах роботи оператора.

Латентний період -- це час до виникнення відчуття з початку подавання сигналу. Залежить він від потужності подразника, його значущості, складності роботи і віку оператора, його індивідуально-типологічних характеристик. У середньому для людини він становить 150...240 млс.

Розглянемо часову діаграму роботи зорового аналізатора (рис. 8).

Рис. 8. Часова діаграма роботи зорового аналізатора

Упродовж часу t₀ -- t₃ діє подразник, втім, зорове відчуття починається лише через певний період t₀ -- t_г тобто латентний період. Зорове відчуття, що виникає в момент t₁ поступово розвивається (період t₁ -- t₂) і адекватно відображає сигнал протягом часу А, t₂-- t₃, тобто до кінця дії подразника (t₃). Після закінчення дії подразника зорове відчуття зникає не одразу, а поступово «згасає» за період t₃ -- t₄, який дістав назву періоду інерції відчуття.

Тривалість інерції відчуття залежить не тільки від характеристик сигналу (яскравості, кутових розмірів), а й від того, яким буде наступний сигнал, тобто наскільки він зможе «загасити» дію попереднього сигналу. В цей час виникають так звані «послідовні образи» [120], які мають різні характеристики (за кольором і розміром) і в певній послідовності змінюють один одного.

Може виникнути така ситуація, коли дія попереднього (першого) сигналу буде мати своє продовження завдяки послідовним образам, і в той же час почнеться дія наступного (другого) сигналу, тобто послідовний образ може накластися на перцептивний образ наступного сигналу, і оператор не зможе відрізнити елементи першого сигналу від елементів Другого. Тому час дії основного сигналу повинен ураховувати час дії послідовного образу (табл. 4).

Час адаптації. Чутливість зорового аналізатора може змінюватися в 10^х разів. Є дві форми адаптації:

- темнова, при переході від світла до темряви;

- світлова, при переході від темряви до світла.

Тривалість інформаційного пошуку. Значну роль у процесі сприймання сигналу та об'єктів відіграють рухи очей. Це дає змогу розглядати сприймання як дію, спрямовану на пошук джерела сигналу та обстеження об'єкта для побудови його образу.

Рухи очей поділяються на дві групи:

- пошукові, настановчі;

- гностичні, пізнавальні.

Для деяких видів операторської діяльності процес сприймання інформації зводиться до інформаційного пошуку сигналу або об'єкта з заданими ознаками. Такими ознаками можуть бути: світіння об'єкта, мерехтіння сигналу, колір або форма об'єкта, положення стрілки на приладі тощо. Завдання оператора полягає у знаходженні необхідного сигналу за допомогою руху очей і встановлення їх у потрібну позицію.

Загальний час інформаційного пошуку визначається за формулою

де t_и -- час переміщення погляду, t_фі -- час фіксації погляду, п -- кількість фіксацій або кроків пошуку, t_п залежить від відстані переміщення погляду, тобто від кута, на який «сягає» око, а t_ф -- від властивостей інформаційного поля, складності його елементів, індивідуально-психологічних властивостей людини та професійної підготовки оператора.



Ця модель дає змогу підрахувати кількість елементів інформаційного поля або каналів зв'язку, або сигналів, за якими може стежити оператор, і встановити в їхній роботі певні відхилення за відведений час:

Значну роль у сприйманні інформації відіграють рухи очей. Вони поділяються на два основні класи: пошукові та гностичні.

За допомогою пошукових рухів очей оператор віднаходить необхідний об'єкт або задану його ознаку, переводить об'єкт у потрібне поле зору (ясного бачення або центральне).

Тривалість пошукових рухів залежить від структури інформаційного поля, складності об'єкта та визначеності його параметрів, тобто трудності завдання, а також від професійного досвіду оператора та його індивідуально-психологічних характеристик. Застосування характеристик активності рухів очей людини-оператора для визначення часу інформаційного пошуку Т_ш дає змогу оцінити різні варіанти інформаційної моделі та визначити кількість об'єктів, за якими може стежити оператор (IV).

Гностичні (пізнавальні) рухи очей беруть участь в обстеженні об'єкта, розрізненні необхідних деталей, ознак, його впізнанні. Відомо, що основну інформацію очі отримують за час фіксації (/), яка при інформаційному пошукові є величиною відносно постійною. Потрібно зауважити, що при розв'язанні завдань інформаційної підготовки рішення як складових процесу оперативного мислення порушується регулярність сакадичних рухів очей, а тривалість фіксацій (Г_ф) змінюється у широкому діапазоні залежно від стадій процесу інформаційної підготовки рішення [132; 146]. До того ж важливі не тільки кількісні показники активності рухів очей, а і якісні, певна послідовність переміщення погляду, з допомогою якої можна охарактеризувати застосовану тактику або стратегію діяльності оператора.

Просторово-часові характеристики руху очей виявляють найбільш інформативні зони інформаційного поля для певного оператора, розкривають послідовність його дій з будування образно-концептуальної моделі (ОКМ). Крім цього, записування ВЕОГ зафіксовує конкретні дії, які не усвідомлює сам оператор.

В своїх відповідях оператор стверджував, що не обстежував критичну зону, яка була позначена червоним кольором. Але записи ВЕОГ свідчать, що процес сприймання він почав з обстеження цієї зони, зробивши не один крок і витративши певний час.

Таким чином, у процесі інформаційної підготовки рішення беруть участь неусвідомлювані компоненти діяльності оператора, на які впливають так звані суб'єктивні фактори -- мотиви, цілі, установки, воля тощо. Методи самоспостереження тут непридатні, тому ведеться пошук таких методів, за допомогою яких можна було б описати не тільки фази інформаційної підготовки рішення, а й саму розумову діяльність оператора, її стадії, фази і компоненти.

20. Сприйняття мовних сигналів

Знання характеристик мовних повідомлень використовується при вирішенні основних завдань: розробки апаратури для передавання повідомлень і організації самих повідомлень з урахуванням психофізіологічних і психологічних можливостей людини. У сучасних СЛМ все частіше використовується мовний зв'язок між людиною і машиною. Розвиток синтетичної телефонії потребує знань залежності сприймання мовних повідомлень від акустичних характеристик сигналу, визначення їх розбірливості в умовах шуму, а також пошуку шляхів підвищення розбірливості повідомлень.

Мова є комбінацією складних звуків, які змінюються за частотою та інтенсивністю. Найбільш високою інтенсивністю характеризуються голосні звуки, менш інтенсивними є приголосні. На ефективність сприймання мови впливає тривалість вимовляння окремих звуків та їхніх комбінацій При сприйманні повідомлень має значення тривалість інтервалів між словами, фразами, реченнями. Недотримування пауз або їхнє неправильне розташування призводить до викривлення смислу самого повідомлення. До того ж треба враховувати тривалість процесу перекодування сигналу, який, залежно від рівня підготовки оператора, може функціонувати на різних рівнях. Все це зумовлює темп подавання інформації, що вважається оптимальним за швидкості 120 слів за хвилину.

Для того, аби мовні звуки були зрозумілі, їхня інтенсивність має переважати інтенсивність шумів на 6 дБ, але їх можна виявити і в тому випадку, коли інтенсивність сигналу менша за інтенсивність шуму теж на 6 дБ. Якщо пропорційно підвищувати інтенсивність сигналу і шуму, то розбірливість повідомлення зростатиме до певної межі, після якої спостерігатиметься її зниження.

Мова, крім акустичних, має й інші характеристики. Слово наділене фонетичною, фонематичною, складовою, морфологічною формою і при цьому має певне смислове навантаження. Важливим фактором, що впливає на сприйняття слів, є їхня частотна характеристика. Чим частіше вживається слово, тим краще воно впізнається на фоні шумів.

У сприйманні окремих слів суттєву роль відіграють фонетичні характеристики, а вже у сприйманні речень перше місце посідають синтаксичні залежності. Слухач схоплює синтаксичний зв'язок між словами, і це допомагає йому відновити повідомлення, яке було зруйноване шумом.

Таким чином, можна стверджувати, що аудіювання -- багаторівневий процес, в якому поєднані фонетичний, синтаксичний і семантичний рівні, і особливості його перебігу враховують при організації мовних повідомлень.



21. Процеси пам'яті

Основні процеси пам'яті -- це запам'ятовування, зберігання, забування та відтворення інформації. Дослідження свідчать, що ефективність запам'ятовування залежить не тільки від характеру діяльності оператора та його стану, а й від організації поданої інформації, її раціонального групування. Цього можна досягти застосуванням ефективних кодів і алфавітів значної довжини, формуванням збільшених оперативних одиниць пам'яті. До того ж відомо, що ефективність запам'ятовування залежить від характеру зв'язку поточної інформації з попередньою та майбутніми подіями в діяльності оператора. Характер цих зв'язків визначає стратегію прогнозування, формуючи певну систему координат, відносно якої оцінюється інформація. Ця система запам'ятовується в першу чергу, бо слугує основою запам'ятовування всієї подальшої інформації.

Інакше кажучи, обсяг і точність запам'ятовування інформації залежать не тільки від того, що людина робила в минулому, а й від того, що їй належить зробити в майбутньому. Забування теж залежить від різних факторів, і тому виділяють три основні його види: втрата інформації через те, що вона не використовується, втрата інформації у разі інтерференції (проактивної і реактивної) і забування, яке пов'язане з мотивацією людини. Втрата інформації у короткотривалій пам'яті пов'язана, головним чином, зі «стиранням слідів» у нервовій системі, а в довготривалій -- з порушенням системи кодування інформації, семантичних зв'язків між алфавітами сигналів або з реконструюванням усього семантичного простору людини.

Відтворення інформації -- це складний цілеспрямований процес, котрий може бути як довільним, так і мимовільним. При довільному відтворенні людина послуговується певними прийомами пошуку інформації в пам'яті. Експериментальні дослідження свідчать, що відтворення в умовах спільної діяльності буває ефективнішим, ніж при індивідуальній діяльності; при цьому стратегія пошуку інформації, що зберігається в пам'яті, в умовах спілкування теж відрізняється від індивідуальної [46; 77; 165].

Питома вага довільної і мимовільної пам'яті суттєво змінюється залежно від специфіки вирішуваних оператором завдань. У період навчання, коли оператор знайомиться з системою кодування, організацією робочого місця, розташуванням і призначенням індикаторів, а також із системою необхідних правил, вимог тощо, значне навантаження припадає на довільну пам'ять. У процесі виконання виробничих функцій, особливо під час вирішення складних завдань, значну кількість інформації оператор запам'ятовує без зусиль, що збільшує його професійний досвід. Дослідження останніх років з навчання операторів показали доцільність перенесення навантаження на мимовільну пам'ять у вирішенні спеціальної системи проблемно-теоретичних навчальних завдань. Більше того, подальша перевірка показала, що за такого навчання якість професійної діяльності оператора теж суттєво зростала. Але у своїй діяльності значну кількість інформації операторові необхідно запам'ятовувати довільно. Для цього використовують певні прийоми, які умовно поділяють на логічні і мнемонічні. Перша група побудована на виявлених логічних зв'язках у самій інформації, що запам'ятовується, а друга -- на штучних, привнесених з інших систем зв'язках. Мнемонічні прийоми використовують тоді, коли людина не володіє необхідними змістовними знаннями про об'єкт і тому застосовує інші, штучні зв'язки.

Значний вплив на ефективність пам'яті оператора має застосування додаткових засобів фіксування динамічної інформації -- графіків, діаграм, схем тощо. Вибір конкретної графічної або текстової форми залежить від специфіки діяльності оператора.



22. Характеристика оперативної пам'яті

Оперативна пам'ять забезпечує вирішення поточних завдань оператором або виконання ним конкретних дій. Доведено, що ефективність діяльності оператора пов'язана з функціонуванням його пам'яті, котра також впливає і на пропускну здатність оператора. Основними характеристиками оперативної пам'яті є ЇЇ обсяг, точність, швидкість запам'ятовування, термін зберігання інформації та особливості оперативних одиниць пам'яті. Обсяг оперативної пам'яті визначається кількістю сигналів (стимулів), що їх оператор запам'ятав після одного короткотривалого пред'явлення, і вимірюється оперативними одиницями, під якими розуміють образи або інші сполучення (поєднання) матеріалу, котрі конструюються під час активних дій оператора, спрямованих на вирішення ним конкретного завдання. Як одиниці використовують або мінімально можливі, аналітично визначені одиниці діяльності, або реально використовувані. Оцінка обсягу оперативної пам'яті людини-оператора в конкретних системах передбачає обидва типи оперативних одиниць пам'яті.

Точність оперативного запам'ятовування вимірюється за відтворенням у процесі вирішення завдань тих елементів, що необхідні для досягнення певної мети. Якість функціонування оперативної пам'яті залежить від різних умов перебігу самої діяльності оператора. Важливе значення має засвоєння певної системи кодування інформації, множинності індикаційного об'єкта, ймовірності появи певного сигналу, а також характеру поточних станів і взаємозв'язку сигналів. Усі ці умови впливають на вибір способів перетворення тестового матеріалу для його оперативного запам'ятовування. Результатом цих перетворень є оперативні одиниці пам'яті різних рівнів -- нижчого, проміжного і оптимального.

Одиниці нижчого рівня за обсягом -- це мінімально можливі в даній діяльності одиниці, вони стійкі до перешкод і забезпечують досягнення певної мети.

Обсяг одиниць проміжного рівня вищий за рахунок перекодування елементів інформації у більш місткі символи, але точність запам'ятовування незначна.

Оперативні одиниці оптимального рівня забезпечують високу якість оперативного запам'ятовування -- значний обсяг, високу точність і стійкість до перешкод.

Формування певного рівня оперативних одиниць пам'яті залежить від процесу навчання певного виду діяльності. Одиниці оперативної пам'яті оптимального рівня формуються при організації таких умов навчання, коли оператор самостійно виділяє необхідні якості або характеристики об'єкта, обробляє їх і трансформує, що сприяє вирішенню поставлених проблемно-теоретичних завдань. За допомогою прийомів переробки та декодування інформації з'являється можливість формувати оптимальні оперативні одиниці пам'яті, що, своєю чергою, підвищує ефективність діяльності оператора. Слід зауважити, що формування таких одиниць можливе не в усіх операторів. Для цього необхідно мати певні психологічні якості та властивості (наприклад когнітивні).

При спеціальному тренуванні вплив кількості параметрів на час вирішення завдань з упорядкування може бути знятим. Аналіз цього процесу навчання показує, що оператори знаходять економічніші маршрути пошуку і впорядкування об'єктів. У цей період автоматизуються мнемонічні дії і формуються оптимальні одиниці оперативної пам'яті.

Отож, підвищення якості роботи оперативної пам'яті можливе як за рахунок раціональної побудови інформаційної моделі та пульта управління, так і завдяки організації процесу професійного відбору, навчання операторів і самої Діяльності операторів. Короткотривалий і довготривалий види пам'яті мають різні функції і в організації поведінки людини, і в професійній діяльності оператора. Короткотривала пам'ять пов'язана передусім з орієнтацією людини в довколишньому середовищі і тому спрямована на фіксацію появи сигналів, об'єктів, незалежно від їхнього інформаційного навантаження. Процес навчання, накопичення професійного досвіду, становлення професійної майстерності більше пов'язаний з довготривалою пам'яттю.

Знання специфіки кожного з видів пам'яті необхідне для раціонального управління процесами пам'яті оператора і відповідно ефективністю його діяльності в цілому.

23. Оперативне мислення

Оперативне мислення -- це такий шлях вирішення практичних завдань, який здійснюється на основі моделювання оператором об'єктів трудової діяльності, в результаті чого формується суб'єктивна модель передбачуваної сукупності дій, що забезпечують вирішення поставленого завдання. Оперативне мислення охоплює виявлення проблемної ситуації та комплекс її мислительних і практичних перетворень.

Оперативне мислення має ряд специфічних особливостей. По-перше, це -- єдність процесів сприймання і осмислення ситуації, яка змінюється дуже швидко. Тому процес прийняття рішення зливається з процесом його виконання.

По-друге, велика відповідальність за прийняття рішення викликає значне емоційно-вольове напруження, тобто важливою ознакою оперативного мислення є те, що воно протікає в екстремальних умовах і пов'язане з глибокими переживаннями відповідальності. До того ж інформацію оператор отримує з інформаційних моделей, що вимагає її декодування, а це, своєю чергою, потребує від нього значної мислительної активності. Функція декодування полягає в переведенні образу сигналу в оперативний образ об'єкта або керованого процесу. Звідси випливає, що оперативне мислення в основному є образним. Оперативний образ виникає в результаті співвіднесення отриманої інформації з інформацією, яку зберігає в своїй пам'яті оператор. Оперативні образи характеризуються тим, що, по-перше, вони прагматичні, оскільки формуються у процесі дій з об'єктами, під час виконання конкретних практичних завдань і відповідно до них; по-друге, вони адекватні конкретній меті дії і, залежно від самого завдання, умов його виконання і психологічних особливостей людини-оператора, можуть змінюватися, залишаючись адекватними самому завданню управління; по-третє, вони впорядковані, тому що інформація в них структурно організована в єдиний комплекс, у якому окремі складові мають певний взаємозв'язок; нарешті, вони специфічні, адже відображають тільки ту інформацію, котра необхідна для розв'язування конкретного завдання. Слід зауважити, що адекватність образу інформаційній моделі ще не означає його адекватності завданню, що вирішується, оскільки на базі однієї інформаційної моделі можуть виникати різні концептуальні моделі, які породжують різні оперативні образи. Неадекватність оперативного образу тій ситуації, яку він відображає, може зумовлюватися різними факторами як зовнішнього, так і внутрішнього характеру. Це може бути недосконалість інформаційної моделі (її організація, низька ефективність застосування кодів, їх багатозначність тощо) або індивідуально-типологічні особливості оператора, його психічний та функціональний стани тощо.

Оперативні образи, що адекватні ситуації, лежать в основі прийняття оперативного рішення і тому є важливими регуляторами в системі предметної дії оператора. Більше того, за ускладнення умов ефективність використання оперативних образів значно зростає.

Дослідження механізмів оперативного мислення свідчать, що воно складається з трьох основних компонентів: структурування, динамічного впізнання і формування алгоритму рішення [47; 102].

Структурування полягає у створенні більш містких одиниць дії завдяки поєднанню елементів ситуації між собою. Це процес аналітично-синтетичної діяльності оператора, в результаті якої елементи завдання організовуються і упорядковуються у структурне ціле, враховуючи особливості їхніх зв'язків і місцерозташування.

Динамічне впізнання -- знаходження складових кінцевої ситуації у вихідній, проблематичній ситуації. Це може бути впізнання підзадачі або впізнання ситуації, яка траплялася раніше, або впізнання в заданій ситуації кінцевого еталону.

Формування алгоритму рішення -- це вироблення принципів і правил рішення, визначення певної послідовності дій.

Виділяють три основні функції оперативного мислення: рішення задач, планування, декодування.

Рішення задач -- це функція, що реалізується за різних і непередбачуваних змін у процесі управління, коли відомі засоби регулювання не спрацьовують. Типова форма її прояву -- це прийняття рішення. Ця функція оперативного мислення вважається основною і детальніше розглядатиметься далі.

Планування зумовлене необхідністю впорядкування та організації дій оператора з управління процесом у нормальних умовах. Результатом планування є уяшіення про послідовність дій, необхідних засобів і часу на їх виконання. Для цього операторові важливо знати закономірності перебігу процесу управління, передбачати послідовність змін стану системи, враховувати ймовірність їхнього прояву. Однією з форм планування є оптимальне планування, за якого обирається оптимальний варіант регулювання системи з кількох можливих на основі їхнього зіставлення.

Сутність функції декодування полягає в переведенні образу сигналу в оперативний образ керованого об'єкта або процесу і пов'язана з тим, що інформація про процес управління на технічних засобах відображається у закодованому вигляді.

На сьогодні в інженерній психології розроблено кілька методів експериментального дослідження оперативного мислення:

- метод самозвіту оператора про послідовність його дій;

- метод реєстрації руху очей;

- метод реєстрації результативності вирішення задач за кількісними характеристиками діяльності оператора (час вирішення, кількість помилок, напруженість роботи тощо).

Застосування цих методів дало підстави виділити основні етапи в структурі процесу прийняття рішень:

- усвідомлення задачі;

- оцінка ситуації;

- оформлення рішення.

Оперативне мислення завжди починається з усвідомлення задачі, аналізу ситуації, в результаті чого окреслюється відоме і визначається відшукуване. За змістом цей процес являє собою рух думок оператора від згорнутого формулювання виробничої задачі до детального розкриття її вимог, підзадач.

З формальної точки зору цей мисленнєвий акт являє собою співвідношення мети і засобів аналізу через синтез. У процесі аналізу виділяються нові елементи об'єкта, властивості яких розкриваються через зіставлення (синтез) з іншими. На етапі усвідомлення задачі відбувається розуміння ролі й місця оператора в рішенні загальної задачі управління СЛМ. Воно відбувається через зіставлення змісту цих двох задач, завдяки їх порівнянню. Це допомагає повніше розкрити вимоги до процесу управління та виділити серед них найбільш значущі. Як бачимо, завдяки аналітико-синтетичній діяльності скорочується кількість аналітичних зв'язків між елементами, відбираються і осмислюються лише суттєві з точки зору поставленої задачі, що, своєю чергою, зменшує кількість можливих варіантів рішень.

24. Моделювання розумових процесів

Функціонально-динамічний аспект пов'язаний із реалізацією комплексу внутрішніх психологічних механізмів, що забезпечують інформаційний пошук і вироблення самих рішень. Система механізмів до сьогодні ще не з'ясована. Вважається, що пошукові програми спираються на структурний аналіз інформації, яка сприймається, а прийняття рішень пов'язане з функціонуванням системи структурних, логічних і ймовірних механізмів. У цілому ж процеси прийняття рішень мають детерміновано-стохастичну природу [120].

Формалізований опис процедур прийняття рішень складається з кількісного опису вхідних та вихідних даних і формалізованого опису самих процесів. На першому етапі використовується математичний апарат. Так, для формальної побудови гіпотез використовують факторний аналіз, а для їхньої оцінки -- апарат теорії ймовірності, теорії ігор і масового обслуговування. В багатьох випадках застосовують методи теорії інформації. Вирішення другої проблеми складніше. Прийняття рішень завжди індивідуальне і потребує мобілізації всіх можливостей людини і як індивіда, і як особистості, і як суб'єкта діяльності, що визначається інтелектуальним запасом знань, індивідуальними особливостями прояву розумової активності, працездатністю, а також системою соціально зумовлених ціннісних орієнтацій. Процес прийняття рішень (особливо нових, оригінальних) залежить не тільки від соціально-сталих норм і вимог, а й від індивідуального досвіду. Тому людину-оператора необхідно розглядати як систему притаманних йому внутрішніх властивостей, певним чином пов'язану з зовнішнім світом, що відображається в соціальній позиції особистості, її ставленні до довколишнього середовища, самооцінці тощо.

...