ОПЕРАТОРСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ В ЧЕЛОВЕКОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ Л. Н. Горюнова
реклама
Л. Н. Горюнова ОПЕРАТОРСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ В ЧЕЛОВЕКОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ Санкт-Петербург 2006 Л. Н. Горюнова ОПЕРАТОРСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ В ЧЕЛОВЕКОТЕХНИЧЕСКИХ им. М. Горького СИСТЕМАХ Учебное пособие САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2006 ББК 88.4 Г67 Р е ц е н з е н т : докт. психол. наук проф. Г. В. Суходольский (С.-Петерб. гос. ун-т) Печатается по постановлению Редакционно-издательского совета С.-Петербургского государственного университета Г67 Горюнова Л.Н. Операторская деятельность в человекотехнических системах: Учеб. пособие. — СПб., 2006. — 68 с. Пособие содержит систематически изложенные основы курса «Инженерная психология и эргономика» и отражает в основном отечественный научный и исследовательский опыт в данной области. Основной акцент делается на изложении исследований операторской деятельности в человекотехнических системах, психологических концепциях профессиональной деятельности, описаны основы приема и переработки информации оператором. Пособие адресовано студентам психологических и технических специальностей, но может быть полезна и широкому кругу читателей, интересующихся вопросами инженерной психологии и эргономики. ББК 88.4 Становление инженерной психологии и эргономики как научных дисциплин связано с ростом потребности в психологических знаниях, объясняющих суть процессов, происходящих при взаимодействии человека и техники. Зависимость жизнедеятельности человеческого сообщества от технологий, изменение свойств и роли техники ставят новые вопросы, следовательно, новые цели и задачи психологических исследований в этой области. Изучение информационного взаимодействия человека и техники центральная, но не единственная задача инженерной психологии. В рамках инженерно-психологических знаний идет формирование теоретической концепции деятельности, решаются проблемы надежности человекотехнических систем, разрабатываются психологические основы кодирования информации. В последнее десятилетие сформирована инженерно-психологическая концепция психической регуляции деятельности, разработаны общетеоретические основания взаимодействия человека и техники. Это позволяет рассматривать инженерную психологию как науку, изучающую деятельность человека, опосредованную техническими объектами. Насущная дидактическая задача сегодняшнего дня — собрать и обобщить теоретический и практический опыт, накопленный в отечественной инженерной психологии, увязать его с новыми, смежными направлениями изучения человека и техники, дать студентам возможность познакомиться и включиться в перспективный и увлекательный процесс разработки новых технологий. Введение © Л.Н. Горюнова, 2006 © С.-Петербургский государственный университет, 2006 3 1960-х (после Московского совещания по психологии труда в 1957 г.) начался новый этап разви- I. ИНЖЕНЕРНАЯ ПСИХОЛОГИЯ И ЭРГОНОМИКА КАК НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 1.1. Развитие инженерной психологии и эргономики к а к самостоятельных научных направлений Инженерная психология и эргономика как самостоятельные научные направления сформировались в рамках процесса развития и совершенствования техники, учета психологических факторов при проектировании, создании и эксплуатации технических систем, совершенствования рабочих мест. Еще И.М. Сеченов ввел понятие активного отдыха, он развивал учение об автоматизации рабочих движений. Д.И. Менделеев говорил о конструировании защиты для человека в аэростате и необходимости приспосабливать технику к человеку. Однако считается, что развитие инженерной психологии и эргономики началось с идей Ф. Тейлора по нормированию труда, профессиональному отбору, приспособлению инструмента к рабочему. В это время появилась новая отрасль психологии, изучающая трудовую деятельность человека, -психотехника. Психотехника имела слабую методологическую базу, однако практические исследования в этой области положили начало изучению профессиональной деятельности. В начале 1921 г. в Москве состоялась 1 Всероссийская инициативная конференция по научной организации груда и производства, затем начали издаваться журналы «Организация труда», «Психофизиология труда и психотехника» (с 1932 г. - «Советская психотехника»). В 1927 г. было создано Всероссийское психотехническое общество. С середины 1930-х гг. исследования в области прикладной психологии были остановлены как не соответствующие господстаующей идеологии. И только в конце 1950 - начале 4 тия прикладных областей психологии, определился основной предмет данного научного направления - изучение закономерностей информационного взаимодействия человека и техники. Были сформированы главные задачи инженерной психологии: изучение механизмов психической регуляции операторской деятельности, особенностей инженерно-психологического проектирования деятельности и др. В 1957 г. в Институте общей и педагогической психологии АПН РСФСР была создана лаборатория индустриальной психологии. В 1959 г. в Ленинградском государственном университете открылась лаборатория индустриальной психологии под руководством Б.Ф. Ломова. Инженерная психология и эргономика утвердились как самостоятельные научные направления. В 1963 г. вышел в свет основной классический труд по инженерной психологии - книга Б.Ф. Ломова «Человек и техника». Самостоятельное развитие инженерной психологии началось в Америке и Англии в годы второй мировой войны (В. Бродбент, Б. Гар-нер, Дж. МакКормик, Р.А. Мак-Ферланд, СТ. Морган, П.М. Фиттс, А. Чапанис и др.). В США существует значительное разнообразие дисциплин, изучающих человеческий фактор. Международная эргономическая ассоциация насчитывает более 14 тыс. членов, более 40 стран-участников. В современном мире изменился характер труда к повысилась роль человека в обеспечении его эффективности и безопасности. Применение информационных технологий, автоматизация и компьютеризация предъявляют новые требования к личности. Выделяют четыре отрасли инженерной психологии, которые развиваются в соответствии с различными сферами практической деятельности: военная инженерная психология, авиационная и космическая инженерная психология, инженерная психология в энергосистемах и инженерная психология в компьютерных системах. Также можно выделить исторически сложившиеся направления работ в инженерной психологии: 1. Системотехническое направление - разработка принципов и методов проектирования человекотехнических систем. 2. Эксплуатационное направление - психологическое обеспечение реальной деятельности человека в технических системах. 5 3. Психофизиологическое направление - изучение функциональных состояний человека, механизмов адаптации, индивидуально-психологических различий. 4. Психологическое направление - изучение структуры профессиональной деятельности, динамики развития личности профессионала. 5. Психолого-педагогическое направление - изучение вопросов профессиональной пригодности, профессионального отбора и профессионального обучения. 1.2. Предмет, объект, задачи инженерной психологии и эргономики Инженерная психология - научная дисциплина, изучающая объективные закономерности процессов взаимодействия человека и техники с целью использования их в практике проектирования, создания и эксплуатации человекотехнических систем. Иногда инженерную психологию определяют как науку об объективных закономерностях взаимодействия человека и современной техники в единой системе «человек техника - среда». Можно даже встретить использование словосочетания «техническая психология» как синоним определения «инженерная психология». Объект инженерной психологии - система «человек — техника — среда». Предмет инженерной психологии - деятельность человека, или человекаоператора, опосредованная техническими объектами и условиями среды. Система «человек - машина» (СЧМ) определяется как сложная система, в которой человек-оператор (группа операторов) взаимодействует с техническим устройством в процессе производства материальных ценностей, управления, обработки информации н т. д. В Государственном стандарте 26387-84 система «человек - машина» определяется как система, в которой субъект труда не находится непосредственно у объекта труда, а удален от него и осуществляет управление, используя информационную модель. Система «человек - машина» служит предметом исследования системотехники, инженерной психологии, эргономики и других наук. Кроме того, используется более об6 щая формулировка системы «человек - техника». Она определяется как система, в которой человек и машина являются основными компонентами и выступают как информационные подсистемы, осуществляющие переработку информации. В инженерной психологии также употребляется понятие «эргатическая система». Эргатическая система включает в себя человека или группу людей, сложное техническое устройство, объект груда и среду. Целью деятельности специалистов в эргатической системе является получение нового продукта труда. По определению А.И. Губинското, «Продукт труда - материальный или информационный объект с новыми свойствами или измененное состояние объекта в пространстве или времени, получаемые как результат трудовой деятельности субъекта, воздействующего орудием труда на предмет труда». Словосочетание «человек - оператор» имеет много определений, часто используется в инженерно-психологической литературе и отражает представление об особенностях конкретной профессиональной деятельности. Оператор — это подсистема замкнутого контура регулирования, содержание деятельности оператора состоит в получении, переработке и отправлении информации. Оператор - человек, работающий с помощью специального орудия труда - машины. Или оператор - человек, использующий в качестве средств труда различные технические устройства (автоматические) и выполняющий стандартные действия управления каким-либо процессом. Оператор - человек, взаимодействующий с информационной моделью вдали от управляемого объекта. Оператор - человек, который работает при помощи специальных средств отображения информации - информационных моделей и принимает решения по управлению автоматизированными средствами деятельности. Деятельность человека-оператора отличается от других видов профессиональной деятельности, связанных с применением машин и оборудования. Операторская деятельность совершается не с реальными объектами, а с их заместителями. Оператор имеет большое количество объектов управления, удаленных от пульта управления, рабочего места оператора. Основная функция оператора - анализ обстоятельств и принятие решения. Одна из главных особенностей операторских профессий - высокая степень ответственности за ошибки. Последствия ошибок оператора могут носить катастрофический характер в масштабах целого ре7 гиона, страны и даже нескольких государств. Высокие требования предъявляются к скорости работы операторов. Оператору необходимо поддерживать высокую готовность к экстренным действиям. Можно выделить особые условия деятельности оператора - социальная изоляция, ограничение физических движений, высокая напряженность: как правило, оператор работает в отдельном помещении, в одиночестве, ограничен в общении с другими людьми строгим регламентом. В этом смысле инженерная психология выделилась из психологии труда как дисциплина, изучающая профессии операторского труда, и затем сформировала свой собственный предмет исследования. Таким образом, оператор (человек-оператор) - это термин, который употребляется для обозначения ролевой позиции человека, выполняющего определенные функции в системе «человек - машина». Итак, если разделить предмет изучения психологии труда и инженерной психологии, то можно сказать, что психология труда изучает любую профессиональную деятельность, инженерная психология -деятельность человека, опосредованную техническими объектами, или деятельность человека-оператора. Эргономика - это комплексная научно-практическая дисциплина, изучающая специфические свойства (эргономические факторы) систем «человек - машина» и среды, оказывающие непосредственное влияние на качество деятельности, функциональные состояния человека, на характер взаимодействия человека, техники и среды. Эргономику определяют как науку, занимающуюся комплексным изучением деятельности человека в системе «человек - машина» в интересах разработки теоретических и методологических основ создания высокоэффективных человекотехнических систем. Однако понятие «эргономические требования» имеет более широкое значение и используется в отношении товаров широкого потребления, среды обитания и т. д., а также множества факторов, влияющих на деятельность человека. Предмет эргономики - трудовая деятельность человека во всем многообразии связей человека с орудиями, предметом и условиями груда и специфические свойства СЧМ, обусловленные действием человеческого фактора. Объекты эргономики - системы, в которых эта деятельность протекает. Эргономика как комплексная наука использует методы различных дисциплин: физиологии труда, гигиены труда, биомеханики, технический эстетики, психологии и др. 8 9 В зависимости от особенностей предмета исследования различают микроэргономику, мидиэргономику, макроэргономику. Микроэргономика — исследование и проектирование систем «человек машина». Сюда включают исследование и проектирование интерфейсов, изучение взаимодействия «человек - компьютер», «человек - компьютер ~ человек», «человек - компьютер - процесс», «человек - программа, программное обеспечение». Мидиэргономика занимается исследованием и проектированием систем «человек - рабочая группа, коллектив, организация», «коллектив машина», «человек - сетевое сообщество», «коллектив - организация». Сюда входит проектирование организаций, планирование работ, обитаемость рабочих помещений, гигиена труда, проектирование интерфейсов сетевых программных продуктов. Изучается взаимодействие на уровне рабочих мест и производственных задач. В рамках макроэргономики проводятся исследования и проектирование систем «человек - социум, общество, государство», «организация - система организаций». Иногда выделяют области развития эргономики в соответствии с развитием эргономических технологий: эргономика технических средств (технологии взаимодействия человека и машины); эргономика окружающей среды (технологии взаимодействия технических систем и окружающей среды); когнитивная эргономика (технологии информационного взаимодействия); эргономика программных средств (технологии взаимодействия пользователя с компьютерной системой); макроэргономика (технологии взаимодействия человека и технического объекта в более общей макросистеме). Основная задача инженерной психологии и эргономики - взаимное приспособление человека и техники. Учитывая особенности новой техники, можно сказать, что слово «приспособление» не отражает глубины взаимопроникновения технологий в деятельность человека и их влияния на все стороны психической жизни, не принимает во внимание свойства сложных технических объектов. Взаимодействие человека и современной техники понимается как сложное взаимодействие различных по своей природе систем, регулируемое психологическими, социальными и технологическими нормами. Основная цель инженерной психологии и эргономики - разработка высокоэффективных систем «человек - техника - среда» (СЧТС). Основная проблематика инженерной психологии и эргономики заключается в решении общих вопросов систем «человек-машина», основанном на анализе деятельности и функций человека в СЧТС, на определении характеристик процессов приема, хранения и переработки информации человеком. К актуальным проблемам можно отнести проблемы профотбора и профподготовки операторов, исследование функциональных состояний, сенсомоторных процессов и реакций человека-оператора. Учитывая компьютеризацию основных жизнеобеспечивающих технологий (энергообеспечение, водоснабжение, пассажирский транспорт и др.), можно отметить, что особое значение приобретает обеспечение надежности и эффективности работы СЧМ. На пике интереса со стороны разработчиков и заказчиков компьютерной техники находятся проблемы инженернопсихологического проектирования и оценки СЧТС, в частности средств отображения информации и рабочего места оператора. Таким образом, в рамках инженерной психологии и эргономики решаются методологические (уточнение предмета и задач исследования, разработка методов и принципов исследования); системотехнические (разработка принципов организации, проектирования и оценки СЧТС, оценка надежности); эксплуатационные (изучение, оценка деятельности оператора, его состояний, подготовка, отбор, организация деятельности операторов) проблемы. 1.3. Методологические основания и методы инженерной психологии и эргономики Большинство специалистов принимают в психологии следующие методологические принципы: принцип единства психического и физического; принцип развития; принцип объективности; системно-структурный принцип; принцип единства сознания и деятельности; принцип детерминизма. Кроме того, в инженерной психологии выделяют принцип комплексности; принцип непрерывности; принцип соответствия; принцип единства критериев; принцип иерархии требований. Системный подход остается основным методологическим принципом инженерной психологии и эргономики. Он предполагает изучение < ЧТС и основных ее компонентов как сложного многоуровневого образования. Система обычно определяется как множество связанных между собой компонентов, упорядоченное по отношениям и обладающее конкретными свойствами. Система характеризуется единст- словливающих механизм функционирования, условия существования и развития системы. В последнее десятилетие в связи с появлением сложных технических объектив (системные человеко-машинные комплексы), выполняющих функции, сравнимые с деятельностью человека, системный подход в инженерной психологии развивается, дополняясь принципами межсистемного анализа. Современная классификация делит технические объекты на три типа в соответствии с системно-структурной организацией: автоматизированные системы, системы «человек - машина» и человеко-машинные комплексы. Автоматизированная система - системный объект, состоящий из элементов и блоков с однородной природой и стационарными условиями управления. Для автоматизированных систем возможно создание формальных программ управления. Система «человек - машина» - сложный объект, состоящий из значительного количества разнородных компонентов. Главными особенностями в организации управления являются функциональна» и структурная сложность, актуальная неопределенность и сложность интерфейса. Человеко-машинный комплекс состоит из нескольких технических и человекотехнических систем. Человеко-машинный комплекс рассматривается как метасистема с многоуровневой иерархической структурой управления. Главные особенности в организации управления состоят в сложности управления, потенциальной неопределенности и сложности экспертной системы. 1.4. Роль и место человека в системе «человек - машина» В инженерной психологии и эргономике выделяют несколько методологических направлений, которые основываются на различном понимании роли человека в системе «человек - машина»: машиноцентрическое, антропоцентрическое, социоцентрическое, равнозначное и межсистемное. Каждое направление тесно связано с конкретным этапом развития данных дисциплин, однако сейчас они существуют и применятся одновременно или порознь в зависимости от свойств конкретной практической задачи. Матиноцентрическое направление (1940-1950-е гг.). В рамках этого подхода человек рассматривается как простое звено системы. В вом, которое выражается в интегральных свойствах и функциях, обу- 10 II центре исследования стоит изучение пространственных и временных характеристик деятельности человека-оператора, например время реакции, скорость переработки информации и другие параметры так называемой «передаточной функции». Предполагается, что главная задача взаимодействия человека и техники - прием и передача информации. Антропоцентрическое направление (1950-1960-е гг.). В рамках этого подхода человек рассматривается как субъект труда, осуществляющий сознательную, целенаправленную деятельность. Главная задача инженерно-психологических исследований - проектирование деятельности человека. На основе инженерно-психологического проекта деятельности разрабатываются основные требования к техническому устройству. Социоцентрическое направление (1960-1970-е гг.). Это направление составляют макроэргономика и культура безопасности. В основу проектирования технических систем положены требования социальной и экологической безопасности. Технический объект рассматривается как средство преобразования окружающей среды и результат деятельности человека. Технические системы являются сложными объектами, которые не всегда зависимы от воли человека и могут играть активную роль, изменяя условия окружающей среды. Деятельность человека определяется социально-нравственными аспектами, которые задают задачи и нормы использования технических объектов. Главная цель инженерной психологии в рамках этого подхода - изучение воздействия социальных отношений, межличностных и межгрупповых взаимодействий на деятельность операторов. Равноточное направление. С появлением системных человекомашинных комплексов в последнее десятилетие начало формироваться равнозначное направление. В его рамках взаимодействие автоматики и оператора осуществляется на основе выбора конкретной стратегии обеспечения надежности работы системы. Разработка равнозначного подхода вызвана появлением новых типов отказов в работе техники, причиной которых были не поломки оборудования и не «ошибки» оператора, а автоматическое отключение правильно работающего оборудования вследствие неверной диагностики автоматикой его функций Проектировщики техники, пытаясь предотвратить ошибки в деятельности оператора, разрабатывают критерии автоматической диагностики оборудования. 12 Однако невозможно учесть все критерии из-за непредсказуемости и иррациональности взаимодействий в системных комплексах. В таких случаях не удается провести автоматическую диагностику, основанную на количественных критериях; необходима качественная диагно- стика, основанная на целостном анализе ситуации. Качественную диагностику может осуществить только человек. Таким образом, функции, которые возможно формализовать, передаются техническому устройству, а управление в неформализуемой области возлагается на оператора. Равнозначный подход означает анализ целостной системы отношений между разработчиками техники, самой техникой и оператором. В основе распределения функций между человеком и техникой лежат основные инженерно-психологические принципы. Принцип сравнимости возможностей человека и автоматики означает исследование и оценку возможностей техники и человека при выполнении конкретной функции. Принцип взаимодополняемости человека и техники означает комбинацию усилий человека и работы техники при выполнении определенной задачи. Принцип активного оператора определяет активную роль человека в человекотехнической системе. Принцип взаимного резервирования оператора и автоматики требует взаимного контроля действий человека и автоматических устройств в системе. Равнозначный подход в целом означает отсутствие доминирования в распределении функций между автоматикой и оператором. В связи с современными представлениями о сложных технических объектах наибольшую актуальность приобретает разрабатываемый межсистемный подход. Межсистемное направление (2000-е гг.). Данный подход основывается на допущении иррациональных взаимодействий между системами, объединенными в сложные комплексы. Взаимодействия человека и сложных технических объектов рассматриваются как сложные межсистемные взаимодействия систем, соединенных в комплексы. Понятие «системный комплекс» отличается от понятия «система». Комплекс рассматривается как несколько иррационально взаимодействующих систем. Иррациональность взаимодействия заключается в потенциальной непредсказуемости, неупорядоченности, которая может возникнуть в ходе межсистемного взаимодействия. Технический объект понимается как объект, имеющий внутренние законы функционирования. Взаимодействия между системами определяются направленностью и индивидуальными целями каждой из систем, входя13 Щ И Х в комплекс. Межсистемные взаимодействия характеризуются соединенностью (сравните целостность как характеристику системы), вариативностью, неоднозначной обусловленностью, неупорядоченностью, непропорциональностью между воздействием н результатом воздействия, многообразием и допустимой изменчивостью. В рамках межсистемного подхода формируется новый взгляд на технику. От традиционного и привычного для всех понятия «автомат», общество переходит к новому пониманию сложных технических устройств. Современные «автоматы» это открытые, характеризующиеся вариабильностью взаимодействия с человеком и средой системы, которые обладают свойствами саморазвития, неустойчивости, критических состояний. Новое понимание техники складывается, ломая стереотипы, сомнения и предубеждения в общественном сознании, помогая понять возникающие человеко-технические феномены, такие как глобальные информационные сети, искусственный интеллект, экспертные системы, обучающие системы на основе виртуальной реальности и т. д. Несмотря на исторически сложившееся разнообразие методологических подходов, каждый из них решает конкретный круг практических задач наиболее оптимальным образом. Следовательно, нельзя оценивать и сравнивать методологические подходы без представления, к решению какого класса практических задач они применяются. 1.5. Методы инженерной психологии и эргономики Методы инженерной психологии и эргономики сложились при решении исследовательских и практических задач этих дисциплин. По способу получения данных выделяют объективные и субъективные методы. К объективным относят методы, позволяющие получи п. количественные показатели, такие как характеристики рабочей среды, физиологические, психологические параметры. К субъективным относят методы, позволяющие описать качественные характеристики деятельности оператора. К группе субъективных методов относят наблюдение, самонаблюдение, самоотчет, метод экспертной оценки, социометрию. По характеру полученных данных выделяют психологические, физиологические и математические методы. По способу получения данных инженерно-психологические и эр14 15 гономические методы можно разделить на анализ документации, опрос, наблюдение, самонаблюдение, экспериментальный метод, трудовой метод, соматография (технико-антропометрический анализ статики и динамики рабочих поз). В инженерной психологии и эргономике широко применяется метод моделирования, результатом которого является построение психологической, математической или статистической модели деятельности человека-оператора. Психологическая модель воспроизводит психологическую структуру деятельности. Математическая модель - это результат формального описания деятельности. Статистические модели имитируют деятельность человека при помощи ЭВМ. Отдельную группу составляют методы описания и анализа деятельности оператора. В инженерной психологии и эргономике разработаны комплексные методы и методики, способные учитывать взаимодействие различных факторов, влияющих в СЧТС на человека и на эффективность системы в целом. При решении актуальных проблем, лежащих на пересечении инженерной психологии и психологии труда, широко используют профессиографические методы. Последние нацелены на отбор, профориентацию сотрудников, компоновку рабочего места и используют специфический математический аппарат. В рамках указанных методов идут от анализа конкретной деятельности к построению профессиографических моделей. Профессиографические методы моделирования профессиональной деятельности осуществляют подход от требований профессии к способностям человека и от свойств личности к успешности в профессиональной деятельности. Предмсгно-функциональные профессиографические модели направлены на оптимизацию рабочих действий. Соматографические модели ориентированы на оптимизацию рабочей позы, компоновку рабочих мест человека-оператора. Психофизиологические модели позволяют устранять информационные и кинетические перегрузки (недогрузки) и эффективно проводить профессиональный отбор, обучение операторов. Личностные модели предназначены для профориентации и профотбора операторов. Операционно-логические модели предназначены для анализа и синтеза структур деятельности. Эргономикой используются методы наук, входящих в эргономический комплекс: физиологии, гигиены, охраны труда и др. По мнению Г.В. Суходольского, понятие «деятельность» имеет четыре основных значения: «работа», «труд», «активность», «поведение». Семантическое поле категории «деятельность» включает в себя следующие компоненты: - активность как самодвижение; жизнедеятельность как биологическая активность; деятельность как целесообразная жизнедеятельность; - трудовая деятельность или труд как производящая стоимость человеческая деятельность; - профессиональная деятельность, или профессиональный труд, как трудовая деятельность (труд), производящая стоимость в особой потребительской форме, требующая специальной квалификации; - операторская деятельность как профессиональная деятельность, технически оснащенная для дистанционного контроля и управления предметом, средствами труда и самим трудом. Общими качествами профессионального труда являются: активность, результативность, целенаправленность, сознательность, аксиологичность.. Специфическим качеством профессионального труда, по мнению Г.В. Суходольского, следует считать подготовленность человека. Концептуальная модель деятельности - это диалектическое единство и противоположность: субъекта и объекта; социального и индивидуального; нормативною и изменчивого; аналитического и синтетического. Г.В. Суходольский предлагает при анализе профессиональной деятельности рассматривать такие аспекты, как: строение деятельности, ее состав и структура; - социальные и индивидуальные потребности, ценности, результаты и опосредующие их оценки, мотивы, цели; динамика и генезис деятельности; выделение ее видов по разнообразным основаниям. Профессиональная деятельность реализуется посредством определенной последовательности действий и взаимодействий (праксиологический аспект), следовательно, она принципиально алгоритмизуема (иначе теряла бы всякий смысл профессиональная подготовка). Формализованные структурноалгоритмические описания (модели) профессиональной деятельности представлены во многих инженерно-психологических теоретических разработках. Психологический анализ и синтез операторской деятельности является центральной задачей инженерной психологии и эргономики. Деятельность определяют как специфически человеческую форму взаимодействия человека с окружающим миром. Труд осуществляется в различных формах деятельности: предметно-практической, производственной, познавательной, управляющей. Деятельность человека-оператора - процесс достижения поставленных перед СЧМ целей, состоящий из упорядоченной совокупности действий человекаоператора. Психологический анализ деятельности представляет процесс построения сложной психологической модели деятельности. Основные элементы этой модели определяют психологическое содержание деятельности. В инженерной психологии разработано множество методов анализа операторской деятельности. Все они основаны на различных концепциях, выделяющих те или иные компоненты в структуре деятельности. Особую роль в понимании основных концепций деятельности в инженерной психологии играет обобщенная психологическая концепция деятельности человека Г.В. Суходольского. Исходные положения концепции опираются на четыре постулата. Постулат взаимодействия означает, что человек взаимодействует с миром в различных формах деятельности, при этом последняя может рассматриваться во многих аспектах содержательном, структурном, 16 17 Специфические эргономические методы принято делить на три группы: 1) методы сбора данных о характеристиках процесса взаимодей ствия человека т технических устройств, 2) методы преобразования данных для целей проектирования СЧТС, 3) методы оценки проектов (насколько полно учтены эргономиче ские требования и рекомендации). 2. ПСИХОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОПЕРАТОРА 2.1. Обобщенная психологическая концепция деятельности функциональном, генетическом, репродуктивном, продуктивном, в единстве и противоположности внешней и внутренней, материальной и идеальной, психической и непсихической активностей. Постулат активности утверждает, что психика активна и способна к саморазвитию. Постулат нормативности и вариативности означает, что в деятельности все одновременно нормативно и вариативно. Постулат анализа и синтеза показывает, что анализ и синтез - это две стороны любой деятельности. Деятельность можно рассматривать как систему из четырех взаимосвязанных частей: морфология (форма и строение); аксиология (ценности); праксиология (действия, операции) и онтология (основы и принципы) деятельности. Морфология деятельности включает составы и структуры. Составы деятельности - это перечень элементов, составляющих структуры деятельности. Составы деятельности можно определять в трех разных аспектах: субъектно-объектные отношения, внешний и внутренний планы деятельности и алгебраическая система. Выбор состава деятельности зависит от целей и задач исследования. Структуры деятельности - это отношения или совокупность отношений на множестве элементов, представляющих составы. Различают разные виды отношений: простые и сложные структуры. Простые структуры определяются одним видом отношений: логические, пространственные, временные, стохастические. Логические структуры образуются путем выделения логических отношений. Пространственные структуры обусловлены отношениями, которые имеют место в физическом пространстве: близость - удаленность, окрестность, направление. Временные структуры определяются отношениями порядка во времени: раньше - сейчас позже. Стохастические структуры определяются отношениями вероятной связи: достоверно -возможно - невозможно. Сложные структуры формируются посредством нескольких видов отношений: вероятностный алгоритм, компоновка, сетевой график, технология. Вероятностный алгоритм - это логико-стохастическая Структура, представляющая собой программу решения задачи несколькими возможными способами. Компоновка - логико-пространственно-стохастическая структура, которая передает особенности пространственного размещения инструментария на рабочем мечте в соответствии с логикой работы и частотой выполнения рабо18 чих операций. Сетевой график - это стохастически-логико-временная структура, отражающая планирование и координацию управления коллективной деятельностью. Субьектно-объектные отношения показывают составляющие деятельность компоненты - субъекты, объекты и взаимодействия. Субъектами деятельности выступают люди. В качестве объектов выделяются предметы, орудия и процессы. Взаимодействия это характеристики процессов, происходящих между объектом и субъектом деятельности. Внешний план деятельности характеризуется продуктивной стороной деятельности, или анализом достижений, внутренний план -психическими, физиологическими и биологическими структурами психики человека, обеспечивающими процесс формирования и выполнения деятельносги. Деятельность как алгебраическую систему определяют множества, элементами которых выступают объекты, операции, оценки и отношения между ними. Следующий компонент системы деятельности -аксиология. Аксиология деятельности характеризует оценку или способ установки ценности деятельносги и включает ценности, потребности, оценки и функции. Ценности выражаются в объективных, субъективных, обобщенных и конкретных результатах. Объективные результаты определяют реальную значимость деятельности человека. Субъективно предвидимые результаты отражения объективных результатов в сознании субъекта деятельности. Результаты деятельности можно разделить на обобщенные и конкретные, что соответствует различению понятий «продукт» и «результат». Результат соотносится с действием, а продукт - с деятельностью в целом. Соответственно разделение субъективно предвидимых результатов на обобщенные и конкретные отражает различение понятий «мотив» и «цель». Потребности (состояния субъекта, которые трактуются как нужда, необходимость в чем-либо) делятся на общественные и индивиду-альиые, между которыми нет однозначного соответствия. Оценки, являющиеся частью аксиологии деятельности, есть результат оценивания. Это процесс установления ценности или антиценности, который заключается в формировании эталонов и способов сравнения с ними оцениваемых объектов. 19 Функции деятельности представляют собой преобразование основного предмета деятельности в ее продукт. Возможно разделение результатов деятельности на полезные и вредные, на ценности и антиценности. Полезный результат удовлетворяет общественным или личным потребностям. Вредный результат препятствует удовлетворению потребностей. Поскольку отрицательный результат может быть одновременно полезным, то употребляется термин «антирезультат». Аналогично антифункцией деятельности называют некоторый объективный обобщенный вредный результат, который препятствует удовлетворению социальных потребностей. Состояния субъекта, противоположные потребностям, называются антипотребностями. Антипотребность реализуется в антинаправленности и опредмечивается в антимотивах, которые конкретизируются в антицелях, т. е. в предвидимых антирезультатах, оцениваемых как вредные и избегаемые. Праксиология описывает развитие и функционирование деятельности. Развитие деятельности проявляется в рационализации и рутинизации. Рационализация - постепенное совершенствование деятельности в индивидуальных и коллективных творческих актах. Рутинизация - постоянное усвоение, сохранение и нормативное воспроизведение усовершенствований деятельности в индивидуальном и социальном опыте субъектов. Деятельность можно рассматривать как реализацию той или иной функции человека, например, играть в спектакле, лечить больных, участвовать в работе общественной организации. Функционирование - процесс реализации функций. Функционирование трудовой деятельности в отношении ее субъекта определяется как работа. Работа представляет собой последовательное решение рабочих задач. Функционирование можно рассматривать в различных аспектах: физическом пространственно-временном континууме свойств деятельности, технологическом, информационном, психическом, сенсомоторном и речевом континуумах. Физический пространственно-временной континуум - это наиболее общая форма выражения работы субъекта. Технологический пространственновременной континуум включает в себя пространства размещения реальных технологических объектов и временные циклы технологических процессов. Информационный функциональный континуум представляет пространство средств контроля и управления. Психический континуум является другой общей формой функционального континуума. Это образно-понятийный континуум, в котором выражаются мотивы и цели, планы и программы деятельности, образнопонятийные концептуальные модели. Сенсомоторный континуум - это пространственно-временная система чувственных образов восприятия, представления, воображения, перцептивных, умственных и исполнительных движений. Речевой континуум - это пространство понятийных знаний, профессиональной речи, передающее особенности технологических объектов, состояний, команд и сообщений. В общем виде функциональный метаконтинуум отражает пространственно-временные свойства и характеристики внешней, материальной, и внутренней, психической, деятельности в их диалектическом единстве. Онтология деятельности описывает формы существования деятельности, характеристики деятельности и познание деятельности. По форме существовать можно выделить объективное существование (продукты, проекты, профессиональная культура) и субъективное (реальная работа, мысленная работа, личный опыт). Характеристики - описание отличительных качеств, черт и свойств. Экстенсивность - это распространенность характеристики в природе или обществе. Разновидностью экстенсивности является эмерджентность (холичиость). Эмерджентными называют свойства, которые присущи целому, но не присущи составляющим его частям. Эксплицированность характеристики определяется ее осмысленностью человеком, который выполняет деятельность, и отображением в речи специалистов. Степень эксплицированности характеристики передается степенью лаконичности формулировок. Интенсивность характеристики можно оценить степенью выраженности характеристики. Мерой интенсивности служит дисперсия значений характеристики в классе объектов, которым она принадлежит. Квантификация измерение, т. е. приписывание чисел вещам в соответствии с установленными правилами. Квантифицированность - это измеренность характеристики в процессе ее исследования. Деятельность невозможна без одновременного познания самой себя. Познание - разновидность когнитивной деятельности, предметом которой служит осуществляемая деятельность. 20 21 Обобщенная психологическая концепция деятельности не только дает универсальный методический концепт для анализа реальной деятельности, решения проблем проектирования деятельности, но и позволяет установить взаимосвязь основных подходов к изучению деятельности человека-оператора. 2.2. Структурно-алгоритмический анализ и синтез деятельности Человеческая деятельность в любых проявлениях характеризуется активностью, сознательной целенаправленностью, мотивационной обусловленностью, опосредованностью орудиями деятельности, методами и приемами. Деятельность имеет созидательную функцию, физиологическую основу, внешний и внутренний планы выражения. Профессиональная деятельность обладает дополнительными признаками: продуктивностью (производительность и эффективность), интенсивностью (быстрота и напряженность), надежностью (способность сохранять целостность), организованностью (минимизация затрат). Профессиональная деятельность опосредована внешними факторами среды, кроме того, она зависит от состояний объекта деятельности, событий в контролируемых объектах, от уровня квалификации исполнителя. Как сказано выше, в инженерной психологии разработаны различные методы анализа операторской деятельности. Они связаны с характером задач, решаемых инженерным психологом на практике. Метод структурно-алгоритмического анализа и синтеза деятельности, разработанный Г.В. Суходольским, позволяет создавать системы математических моделей деятельности. 15 широком смысле, модель - это система объектов произвольной природы, гомоморфно отображающая другую систему объектов. Моделирование процесс создания моделей. В отношении моделирования систем «человек машина» можно рассматривать макромодели и ММфОМОЯМЯ. Макромодели используются для синтеза связей между человеком и техникой; микромодели - для описания деятельности, ее элементов и снятой между элементами. Деятельность должна представляться как иерархическая структурл I к ( иегемы низшего уровня формируют системы высшего. Структурно-алгоритмическая модель деятельности описывает деятельность как вероятностный алгоритм, обладающий свойством топологичности, г. е. неизменности при деформации. Свойство топологичности включает допустимость топологических (сохраняющих 22 23 основную структуру) преобразований модели в реальном пространстве рабочего времени. Структура деятельности описывается в виде сложного графа. Вершины графа отражают элементы деятельности, а дуги связи между ними. Вершинам и дугам графа могут быть приписаны любые качественные и количественные характеристики деятельности. Метод структурно-алгоритмического моделирования включает несколько этапов. Первый этап - структурный анализ. На этом этане выделяются структурные уровни деятельное™, режимы работы, подмножества задач для каждого режима. Второй этап - алгоритмизация. На втором этане получают вероятностные алгоритмы для множества задач, выполняемых оператором. Для этого выделяют сенсорные, моторные и логические действия оператора. Средства контроля и управления, которые используются для выполнения сенсорных и моторных действий, кодируют в виде вершин графа. Логические действия изображают в виде дуг, входящих и исходящих из вершин. На основе этого строят вероятностный алгоритм деятельности. Третий этап — структурно-алгоритмический синтез. На данном этапе производят синтез алгоритмических структур, образованных алгоритмами выполняемых задач: синтез структуры режима работы, синтез индивидуальной деятельности, синтез коллективной деятельности. 2.3. Функционально-алгоритмический анализ деятельности оператора Согласно концепции функциональноалгоритмического анализа, разработанной Г.М. Зараковским, деятельность оператора включает в себя четыре компонента: ингенциональный, операциональный, активационно-регуляторный и базовый. Интенциональный компонент обеспечивает формирование цели деятельности через акгуализацию мотивов. Операциональный компонент регулирует процесс воздействия орудия деятельности на ее предмет (внешний или внутренний, концептуальный). Активационно-регуляторный компонент управляет процессами на интенциональном и операциональном уровнях посредством неспецифической и специфической активаций, а также волевых усилий. Базовый компонент включает в себя физиологические процессы, обеспечивающие жизнедеятельность организма, регуляцию его функций в соответствии с характером деятельности. В качестве основной функциональной единицы деятельности выступает действие. Деятельность рассматривается как комплексное действие. Структура деятельности раскрывается через логическую и композиционно-временную организацию действий; структура действия -через ортнизацию операций. При этом под действием, согласно А.Н. Леонтьеву, понимают преобразование информации и энергии, направленное на достижение одной цели. Если цель простая, т. е. не содержит подцелей, то действие также простое. 2.5. Психологическая система деятельности В основе структурно-психологической концепции операторской деятельности, разработанной В.Ф. Венда, лежит понятие «психологические факторы сложности». Концепция предполагает выявление факторов деятельности и отбор ограниченного числа основных для каждого конкретного случая психологических факторов, определяющих решение профессиональных задач человеком-оператором. Очевидно, что психологических факторов, влияющих на деятельность, бесконечное количество. Из них экспериментальным путем выбираются те, которые непосредственно влияют на ее надежность и эффективность. 'Эти факторы, определяемые как психологические факторы сложности, и являются показателями эффективности, надежности и психической напряженности деятельности 11сихоло1 ические факторы сложности - обобщенные характеристики. Они должны адекватно описывать и отражать психологическую структуру деятельности. Психологические факторы сложности определяют психологические критерии сложности деятельности оператора. В основе концепции психологической системы деятельности В.Д. Шадрикова лежит понятие психологической системы деятельности. Психологическая система деятельности (ПСД) - это совокупность психических свойств, качеств субъекга деятельности, связанных между собой для выполнения функций конкретной деятельности. Система деятельности обеспечивает достижение целей профессиональной деятельности человека. ПСД включает функциональные блоки: мотивы, цели, программы, информационную основу, принятие решений, подсистемы профессионально важных качеств. Структуры функциональных блоков считаются основными компонентами профессиональной деятельности. С одной стороны, ПСД является изменчивой, развивающейся и специфической для конкретной профессиональной деятельности. С другой стороны, структура ее блоков остается неизменной в ходе выполнения деятельности, а отдельные ее компоненты обладают относительной функциональной независимостью. Мотивы определяют внутренние побуждения к деятельности. Любая деятельность имеет цель. Цель - это итог, к которому человек стремится в процессе деятельности. Параметры цели устанавливаются в соответствии с характеристиками, которым должен соответствовать результат деятельности. Результат - это то, что реально получает человек в итоге деятельности. Параметры результата описывают характеристики, по которым производится сравнение результата с целью. Параметры деятельности представляют собой различные характеристики деятельности как процесса. Деятельность обладает свойством эффективности. Параметры эаЪфекттности - это показатели, по которым оценивается эффективность деятельности. К ним относятся производительность, или количество продукции, выпущенной в единицу времени, качество, или соответствие продукции требованиям, надежность, или способность выполнить свои функции в установленные сроки и с требуемым качеством. Деятельность реализуется различными способами. Способ деятельности характеризует конкретный путь достижения цели человеком. Нормативно одобренный способ деятельности - это обобщенная и закрепленная инструкциями система профессиональных действий, которая определяется профессиональным опытом предшествующих 24 25 2.4. Структурно-психологический анализ операторской деятельности _ работников; индивидуальный способ деятельности — способ, обусловленный индивидуальными особенностями субъекта труда, объективными и субъективными условиями деятельности. Способ деятельности представляет собой алгоритм решения человеком производственных задач. Индивидуальный стиль деятельности показывает отличительные характеристики деятельности, которые могут проявляться при выполнении деятельности. Индивидуальный стиль является средством приспособления субъекта к условиям и требованиям труда. Психологическая система деятельности формируется в процессе приобретения профессионального опыта. Системогенез — процесс формирования системы деятельности; он состоит из нескольких этапов. На первом этапе происходит освоение нормативно одобренного способа действия, складывается представление об основных компонентах профессиональной системы и о структуре деятельности. Этот этап называется когнитивным и представляет собой обучение. Он характеризуется неустойчивостью связей, однако является основой будущей системы профессиональной деятельности. Следующий этап -этап предметной деятельности. Здесь уточняются цели, детализируется программа, раскрывается информационная основа профессиональной деятельности, отрабатываются процедуры принятия решений. Психологическая система деятельности входит составной частью в социальную систему деятельности. Социальная система деятельности (ССД) - это организация совместной деятельности машины и людей. Необходимо обратить внимание на то, что совместная деятельность машины и человека не С В О Д Я Т С Я к сумме их отдельных функций. ССД включает уровень индивидуальной деятельности (отдельный работник), уровень коллективной деятельности (организащтя) и уровень деятельности сообщества (отрасль промышленности) и определяет многообразие механизмов действующих на разных уровнях системы. При этом социальная сштема деятельности является элементом более сложной системы социальною управления. 2.6. Анализ идеализированных структур 26 27 операторской деятельности Анализ идеализированных структур операторской деятельности базируется на концепции идеализированных структур деятельности, разработанной А.И. Галактионовым, и основан на изучении психических образов, формирующихся у оператора в процессе осуществления профессиональной деятельности. Главное психологическое содержание операторской деятельности состоит в формировании идеализированных структур (психических образов), установлении связей между ними, выявлении частных психических образов. Частные психические образы представляют собой отражение оператором конкретной ра(ю-чей ситуации (состояний объекта управления, условий управления и т. д.). На основе частных психических образов складываются частные структуры деятельности, которые определяют пути решения профессиональных задач человеком-оператором. Можно выделить несколько идеализированных структур операторской деятельности в зависимости от содержания отраженных объектов реальности: технологическая, функциональная, информационная, алгоритмическая, образная, топологическая. Технологическая структура определяется технологическими оперативными единицами информации. Технологические оперативные единицы отражают технологические объекты, технологические операции, технологические ресурсы и др. Технологическая структура — это психический образ технологической проекции объекта. Функциональная структура сформирована фуикционалыгыми операттшными единицами информации, понятиями о состояниях и изменениях элементов тех нологичес кого процесса, причинно-следственными связями. Функциональная структура — это психический образ причинно-следственной структуры возможных функциональных изменений в объекте. Информационная структура образована инструментальными оперативными единицами информации, т. е. показателями контролируемых величин, считываемых с приборов, и причинно-следственными связями между ними. Информационная структура выступает как психический образ причинно-следственных связей между информационными показателями контролируемых величин. Алгоритмическая структура определяется алгоритмическими причинноследственными связями между инструментальными оперативными единицами информации и выступает как психический образ схемы алгоритмов контроля ситуаций с минимальным числом признаков. Образная структура создана интегральными оперативными единицами информации, отражающими образы ситуаций или их фрагментов. Образная структура представляет собой абстрактный психический образ возможных ситуаций. Топологическая структура образована технологическими оперативными единицами информации и топологическими связями между ними. Топологическая структура - это психический образ топологии объекта. Она формируется оператором при наблюдении за реальным объектом управления непосредственно или на основе его изображения, например телевизионного. Деятельность оператора во время обучения связана с выработкой и совершенствованием алгоритмов решения отдельных задач. Идеализированные структуры деятельности в начале обучения представляют собой частные идеализированные структуры, на основе которых формируются частные структуры деятельности. В итоге обучения складываются идеализированные структуры, представляющие собой теоретические модели деятельности оператора. Психологическая модель деятельности, составленная на основе идеализированных структур, включает вектор «мотив-цель», «образ-цель», концептуальная модель. Мотив-цель задает направленность и интенсивность деятельности. Образ-цель рассматривается как идеальный, мысленно представляемый результат деятельности. Образ-цель определяет критерии отбора информации и интеграцию информации человеком, способы кодирования и оценивания, формирования гипотез и принятия решения. Образцель выступает в качестве регулятора системы выполняемых оператором действий. 3.1. Понятие информации На смену «эпохи электричества» пришла «эпоха информации». Информация и развитие информационных процессов в обществе играют глобальную роль для прогресса человечества. Понятие информации носит общенаучный характер. Однако не существует его единой формулировки. Информацию определяют как сообщения или сведения о чем-либо. Традиционной считается трактовка информации К. Шеннона как снятие неопределенности (неизвестности) в результате приема сообщения. К. Шеннон разрабатывал свою концепцию как математическую теорию связи, которая используется для создания коммуникационных систем. В рамках этой теории информация передается по каналам связи от источника сигнала до его получателя (приемника информации). Снятие неопределенности осуществляется в результате выбора между двумя равновероятными событиями, что равняется одному биту информации. В современном научном мире информацию представляют как независимый от сознания и восприятия факт, информационную структуру, пронизывающую все объекты и явления мира. Философы рассматривают информацию как форму проявления материального мира наряду с веществом и энергией. Физики сообщают- об обнаружении элементарных материальных частиц - носителей информации. Отсутствует однозначное понимание термина «информация» в разных сферах научного познания и нет возможности прямого переноса данного понятия из одной науки в другую. Тем не менее исходным принципом в понимании информации является признание объективной природы информации и констатация тесной связи понятий «информация» и «отражение». Под отражением в широком смысле понимается процесс и результат воздействия одной материальной системы на другую, которые выражаются в воспроизведении в иной форме особенностей (черт, сторон, структуры) одной системы в особенностях (чертах, структуре) другой системы. При этом природа информации основана на разнообразии реального мира, а ко- 3. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ ИНФОРМАЦИИ 28 29 л личество информации обусловлено степенью этого разнообразия. Другими словами, информация является отражением разнообразия. Связь информации и отражения определяется в различных концепциях по-разному. В одних случаях информация отождествляется с отражением, в других информация рассматривается как компонент отражения или отражение как компонент информации либо постулируется возможность информационных процессов вне отражения. Широко распространено мнение, что информация - это определенный вид отражения в живой природе. Однако информация не отражается, а создается живыми существами в результате взаимодействия их с окружающим миром. Информацию необходимо рассматривать как совокупность сигналов, взятую в их семантическом (содержание), прагматическом (значимость) и синтаксическом (формы представления) аспектах. В любом случае, очевидна тесная связь категорий «информация», «отражение», «разнообразие». Следовательно, термин «информация» имеет несколько основных толкований. Во-первых, информация - это форма материи, которая существует независимо от сознания и определяет уменьшение хаоса и процессы изменения в реальном мире. Информацией можно назвать алгоритм построения системы, обеспечивающий воспроизведение этой системы. Во-вторых, информация - это приращение знаний, или изменение в системе знаний субъекта в результате внешнего воздействия, снятие неопределенности при получении сообщения. Для осуществления этого воздействия должен выполняться ряд конкретных условий соответствия, позволяющих принимать изменяющий сигнал. Понятие информации как приращение знаний или снятие неопределенности взято из теории связи, изучающей технические коммуникационные системы, и не может механически переноситься на системы «ЧвММК машина». В данном случае понятие информации используется как синоним термина «знание». При этом не проводится четкое рачленение, лини, отмечается, что термин «информация» характеризует процесс «приращения» знаний. В противоположность соединения терминов «знание» и «информация» существует тенденция объединять понятия «информация» и «коммуникация». Тогда коммуникация рассматривается как информиронание, мни перенос знаний. И-трстьих, информация нечто, описывающееся процессом передачи сигналов, или взаимодействием между двумя объектами, в ре- зультате которого происходит взаимное изменение объектов. При этом процесс обеспечивается многосторонними связями между ними, определяющими язык сообщения, способ кодирования и декодирования, способ передачи информации, условия приема н т. д. В гуманитарных и естественных сферах чаще используется первое толкование, второе толкование в основном встречается в технических сферах, а третье имеет узкое практическое применение при создании коммуникационных систем. Несмотря на отсутствие общепринятого определения, в литературе описываются основные характеристики информации: информацию можно передавать, хранить, умножать, изменять, использовать, принимать, создавать; информация может быть полезной/бесполезной, эффект ивной/неэффективной, вредной (дезинформация). С понятием «информация» тесно связано понятие «кодирование». Норберт Винер писал, что информация это обозначение содержания, черпаемого нами из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему и приведения в соответствие с ним нашего мышления. Кодирование представляет собой перевод информации из одной формы представления в другую с сохранением ее количества и содержания. Код - это система правил, позволяющих осуществлять такой перевод. Наряду с математической теорией связи К. Шеннона, которая не рассматривает смысловой (семантический) и ценностный (прагматический) аспекты информации, разработаны гак называемые качественные концепции информации. В рамках семантической теории Р. Карнана и Й. Бар-Хиллела количество семантической информации представляется как мера новизны, т. е. количество информации в сообщении тем больше, чем больше мера новизны, определяемая степенью несоответствия данного сообщения ранее установленным фактам. Если мы сообщаем субъекту нечто, что связано с ранее установленным фактам, то количество информации приближается к нулю. Увеличение объема информации обусловливается сообщениями, когорые не связаны с имеющимися у субъекта знаниями. Тогда абсурдные сообщения, не имеющие отношения к ранее установленным фактам, обладают наибольшим количеством информации. Данная теория не объясняет этого противоречия. Согласно концепции Ю.А. Шрейдера, информацией обладают не только гипотезы, но и любые сообщения, которые изменяют запас знаний (тезаурус) субъекта, принимающего сообщение. Суть информации 30 31 заключается в отражении реальности, передатчиком информации является объект отражения, а количество информации зависит в том числе от тезауруса принимающего сообщение субъекта. Кроме того, учитывая прагматический аспект (значение информации для человека), количество информации можно представить как изменение вероятности достижения человеком желаемой цели после получения данного сообщения. Если вероятность достижения цели увеличивается, то ценность информации велика, и наоборот. Наибольшую известность у специалистов получил алгоритмический подход А.Н. Колмогорова, в основе которого лежит представление, что количество информации, заключенной в объекте А, это сложность объекта А относительно объекта В. Другими словами, количество информации измеряется как наименьшая длина алгоритма, с помощью которого объект А может быть представлен (изображен, построен) из элементов объекта В. 3.2. Понятие информационного эквивалента объекта в теории функциональных систем Психологическая теория информации еще не разработана. Однако психологический смысл передачи информации раскрывается понятием информационного эквивалента. П.К. Анохин использовал понятие информационного эквивалента воздействующего на человека объекта, объясняя механизмы работы функциональных систем человека. Информационный эквивалент объекта - это адекватная передача информации о свойствах объекта в различных звеньях нервной системы человека без потери информационного содержания. Известно, что теория функциональных систем П.К. Анохина рассматривает внутреннее содержание психических актов человека как систему, включающую афферентный синтез (блок переработки входящих в нервную систему сигналов); блок «принятия решения»; акцептор результата действия (блок, основная функция которого - предвидение результата действия); эфферентный синтез (блок, который формирует исходящие сигналы) и оценку результатов при помощи обратной связи. В результате работы функциональных систем человека в ответ на стереотип внешних раздражителей формируется динамический сшнрвомт (система реакций нервной системы). И.П. Павлов ус-I.тонки общие свойства динамического стереотипа: для формирова- 32 ния динамического стереотипа необходимо определенное время; динамический стереотип проявляется в отсутствии всего набора образовавших его раздражителей. Передачу информации в нервной системе обеспечивает информационный эквивалент воздействующего на человека объекта. Значения параметров объекта кодируются в нервной системе. Параметр - это элементарное свойство, или признак, объекта, которое в сумме с другими свойствами составляет характеристику данного объекта. Значимость параметров оценивается субъективно. Мозг отражает свойства, которые важны для удовлетворения доминирующей потребности. По сути, процесс передачи информации об объекте является кодированием информации о параметрах объекта. Механизм работы функциональных систем включает принцип опережающего отражения. На основе доминирующей потребности определяется набор и значение параметров, значимых внешних объектов и связанный с ними динамический стереотип, выработанный на основе предыдущего опыта. В совокупности они представляют собой информационную энграмму, записанную в акцепторе результата действия. Доминирующая мотивация активизирует энграммы сформированного динамического стереотипа. Активированные энграммы возбуждают соответствующий блок афферентного синтеза функциональной системы, где обрабатываются входящие в нервную систему сигналы. Входящие сигналы сличаются с записанными в соответствующих для удовлетворения существующей потребности энграммах. Если нет рассогласования, то «включается» динамический стереотип; если наблюдается рассогласование, то формируется другая, адекватная программа действий. Таким образом, передача информации в нервной системе человека осуществляется путем кодирования параметров воздействующих объектов, т. е. путем формирования информационного эквивалента объекта, и является основой для работы функциональных систем человека. 3.3. Понятие знака п образа Понятие информации тесно связано с понятием знака. Знак и системы знаков изучаются научной дисциплиной семиотикой, которая разрабатывает общую теорию знаков и знаковых систем. 33 . Знак определяют как материальный, чувственно воспринимаемый предмет (явление или действие), выступающий в процессе познания и общения в качестве представителя (заместителя) другого предмета или явления я используемый для приема, хранения, преобразования и передачи информации о замещаемом предмете или явлении. Знак - это материальное замещение предмета, которое рождается в процессе че-жнсеческой деятельности, для ее регулирования и организации. Знак опосредован образом предмета. Для того чтобы знак мог замещать другой предмет или явление, он должен быть связан с образом данного предмета. В психологической науке не существует принятого всеми определения понятия «образ». В контексте нашего рассмотрения образ можно трактовать как результат познания субъектом объекта. Основное свойство образа заключается в том, что упорядоченность элементов образа соответствует упорядоченности свойств, связей и отношений объекта-оригинала. 3.4. Основные концепции знака Существует четыре основные трактовки знака: логическая трактовка Г. Фреге-, лингвистическая трактовка Ф. Соссюра; прагматическая трактовка Ч. Пирса; инженерно-лингвистическая Р.Г. Пиотров-с к > >го. Логическая концепция Г. Фреге рассматривает знак как триединство составляющих знак, смысл и денотат (треугольник Фреге). По Фреге, денотат это объективно существующая реальность или истинное значение суждения. Смысл или понятие - это способ задания денотата, т. е. информация о денотате, объективно содержащаяся в тексте и доступная для любого владеющего языком, которым написан тенет. Зшш некий материальный носитель смысла (понятия) о пред-ШН (денотате). Лингвистическая концепция Ф. Соссюра представляет знак как психическое единство означаемого (понятия) и означающего (сигнала). Знак «оторван» от своего материального носителя. Прагматическая концепция Ч. Пирса, родоначальника семиотики .трактуй «,:,к •** мачт», используемое для обозначения, замещения чего либо. Знак Э Т О материальный носитель интерпретанты. Интер-пргпшта связывает объект и знак и оказывает воздействие на интер- Согласно концепции Р.Г. Пиотровского, языковой знак - это многокомпонентная психическая сущность. Знак отделен от материальных носителей - предмета, обозначаемого в знаке (референта), и материального носителя знака (сигнального референта). Знак - это объединение психических компонентов - денотата, десигната и коинотата. Денотат рассматривается как обобщенный неделимый образ предмета. Десигнат характеризует лексическое и грамматическое отражения денотата, состоящие из набора квалификационных признаков. Кониотат - эмоционально-оценочный компонент денотата, или эмоциональный образ референта. Денотат, десигнат и кониотат образуют понятие референта, содержание или смысл референта. Современные исследователи выделяют несколько функций знака: семиотическую - способность обозначать референты; коммуникативную способность передавать информацию о референтах, прагматическую способность к смене информации о референтах в определенных пределах. Знак изучается в трех аспектах - синтаксическом, семантическом и прагматическом. Синтаксический аспект описывает правила взаимодействия знаков внутри знаковой системы; семантический аспект -отношение знака к обозначаемому предмету, прагматика объясняет отношение знаков к человеку, использующему этот знак. Прагматическая проблематика определяется тем, что люди хотят выразить в высказывании. Прагматика - это изучение контекстуального значения. 4. ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИЕМА И ПЕРЕРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ ОПЕРАТОРОМ 4.1. Определение н структура информационной модели, понятии оперативного образа и концептуальной модели Оперативный образ, информационная модель, концептуальная модель представляют собой центральные понятия инженерной психологии, описывающие процессы приема и переработки информации оператором. Сейчас эти словосочетания широко используются в разных отраслях научной и практической деятельности для характеристи- 34 35 претирующего. Интерпретанты различают по результатам действия на человека: эмоциональная, энергетическая и логическая интерпретанты. км информационных проектов, в основном как синоним слова «описание». В шгженерной психологии данные понятия тесно взаимосвязаны, обозначают различные психические сущности и уровни приема и переработки информации оператором. Оперативный образ определяется как психическая информационная система, в которой сосредоточена и организована адекватно задачам и условиям операторской деятельности информация об объекте управления, значимая для решения операторских задач. По сути оперативный образ - это образ восприятия, который формируется при взаимодействии человека с объектом в контексте задач его деятельности, т. е. он содержит ту информацию, которая необходима для решения определенных задач. Оперативный образ обладает рядом характеристик. Он отвлечен от не существенных для выполнения данной задачи признаков объекта управления. В оперативном образе акцентированы существенные для выполнения задачи признаки. Оперативный образ деформирован, в нем преувеличенно отражаются важные для деятельности признаки, а неглавные могут вообще не отражаться. Оперативные образы составлены комплексами, отражающими взаимосвязь предметов и условий деятельности человека и выполняющими функцию изменения информации. Система оперативных образов является основой информационной модели. Оператор в своей работе взаимодействует не с конкретными производственными объектами, а с их заместителями. Для этой цели служат средства отображения информации, на которых в закодированном вице представлена информация о состояниях объекта управления. Средства отображения информации в совокупности с органами управления составляют систему управления. Информационная модель ~ это организованное отображение параметров внешней среды и характеристик системы управления. Необходимо различать информационную модель и собственно средства отображения информации. Информационная модель включает в себя средства отображения информации и формирующиеся на их основе психические образы. Информационная модель содержит данные об объекте управления, характеристики внешней среды и состояния человека-оператора По степени подобия отражаемой информации объекту управления информационные модели делят на естественные, аналоговые и абстрактные. Естественные информационные модели отражают объект 36 управления в виде реального изображения. Аналоговые модели представляют собой пространственные или временные схемы. Абстрактные модели используют для изображения абстрактных символов и знаков. В структуре информационной модели выделяют несколько слоев, или уровней. Нулевой слой составляют средства отображения информации, техническое оборудование, с помощью которого реализуют информационную модель. Следующий слой - это раздражители, которые оказывают воздействие на воспринимающую систему человека. Затем слой знаков, или семантических элементов, которые обозначаю! состояния и параметры объекта управления. Далее идет содержательный слой, характеризующийся отображением существенной информации о состоянии и функционировании объекта управления. Следующий слой информационной модели образуется из условных отображений объекта управления. Содержание этого слоя зависит ог знания, опыта оператора, способности к манипулированию образами схемами. Таким образом, информационная модель является одновременно и отображением действительности и объектом для восприятия человекаоператора. Общие требования к информационной модели включают описание ее содержательных свойств, количество информации, передаваемое информационной моделью, ее форму и композицию. Во-первых, по содержанию информационная модель должна адекватно отражать ситуацию, обеспечивая понимание отображаемой ситуации, представляя детали ситуации и ситуацию в целом в легком, доступном для считывания виде. Во-вторых, по количеству информации она должна создавать оптимальный информационный баланс между человеком и средствами автоматизации, обеспечивая эффективное взаимодействие человека и технических устройств. В-третьих, по форме и композиции информационная модель должна соответствовать задачам и возможностям человека, создавать условия для принятия правильного решения производственных задач, гарантировать максимальную надежность деятельности, создавать условия для смены способов деятельности, обеспечивая гибкость поведения человека и при необходимости возможность совместной работы нескольких наблюдателей. 37 При разработке проекта информационной модели задают количество информации в ней, предполагаемую полноту отображения объекта управления (среды, события), динамику изменения модели во времени, пространственную организацию и тип модели. Количество информации определяется числом различаемых и идентифицируемых градаций признаков воспринимаемого сигнала. Полнота отображения обусловливается целями, задачами и способами деятельности. Динамика изменения модели во времени представляет собой отношение времени развертки модели к реальному времени технологического процесса с учетом различных уровней временной развертки (психофизического, оперативного мышления, утомления зрительной системы). Пространственная организация информационной модели зависит от характеристик поля зрения оператора, свойств сигналов, поступаемых для восприятия оператором, и структуры деятельности оператора. К наиболее важным принципам пространственной организации информационной модели относятся принцип компактности (информационные сигналы должны располагаться компактно, без лишних промежутков); принцип группировки (поступающие сигналы группируются в соответствии с решаемой задачей или по другому основанию); принцип соответствия структуры пространства модели субординации задач, решаемых оператором (сигналы, требуемые для выполнения первостепенных задач, располагаются в центре или ближе к центру поля зрения оператора); принцип структурного соответствия сенсорного и моторного полей (расположение приборов должно соответствовать расположению связанных с ними органов управления). Информационная модель входит в состав более сложного психического комплекса, обеспечивающего прием и переработку информации оператором, концептуальную модель. Концептуальная модель это комплексное психическое образование, выполняющее регуляторную функцию и имеющее оперативный характер. Концептуальная модель отражает представления человека о целях и задачах трудовой деятельности, состояниях управляемого объекта, характеристики внешней среды, способы и приемы трудовой деятельности, знания и опыт, которые накоплены ранее при решении производственных задач. Концептуальная модель как информационный комплекс организована согласно задачам действия. Структура концептуальной модели изоморфна структуре действия. 38 Концептуальная модель представляет собой единую систему оперативных образов. Функционирование концептуальной модели осуще-ствляегся с опережением относительно существующей динамики конкретного технологического процесса и, соответственно, формируемых оперативных образов и информационной модели. Характеристики концептуальной модели зависят не только от отображаемой в ней технологической ситуации, но и от профессионального опыта оператора, его обученности, тренированности, актуальных мотивов, функциональных состояний и др. На процесс и результаты переработки человеком информации влияют несколько групп факторов. Первая группа - объективные параметры потока информации (пространственные и временные характеристики приборов, составляющих средства отображения информации, качественные и количественные характеристики информационного потока). Пространственные характеристики описывают угловые размеры и пространственное положение источников информации, временные характеристики - распределение сигналов во времени, скорость информационного потока, длительность экспозиции, временную неопределенность появления сигналов. Качественная оценка информационного потока составляет описание алфавитов сообщений, оценку избыточности сигналов, их значимость, соотношение релевантной и иррелевантиой информации. Количественно рассчитывается величина информационного потока. Впорая группа факторов определяется условиями деятельности оператора. Сюда входят внешние условия и внутренние условия - особенности когнитивных процессов, мотивация и др. Третью группу факторов составляют индивидуальные характеристики субъекта - пол, возраст, тип нервной системы, обучеиность, тренированность. 4.2. Опознание сигналов Процессы приема и переработки информации оператором имеют сложную многоуровневую структуру. Они включают обнаружение сигналов, принятие решения, выполнение диагностических задач, ориентировку в сложной ситуации и т. д. Основой приема и переработки информации оператором служит процесс опознания сиг налов. Опознание наряду с обнаружением, различением и идентификацией относят к 39 системе перцептивных и опознавательных действий, составляющих процесс восприятия как сложную структуру, обеспечивающую взаимодействие человека с окружающим миром. Т.П. Зинченко выделяла в макроструктуре опознания следующие операции: обнаружение объекта; различение стимула, т. е. выделение в объекте отдельных признаков в соответствии с задачей, стоящей перед наблюдателем; формирование перцептивного образа; идентификация, т. е. отождествление образа объекта с эталоном, который записан в памяти; принятие решения, к какому классу относится объект и его обозначение. Обнаружение объекта осуществляется в сенсорном входном канале, где происходит предварительная обработка стимулов и кодирование входных воздействий. Затем проводится анализ входных воздействий, происходит различение стимула и формирование перцептивного образа воздействующего объекта. После этого осуществляется извлечение соответствующего эталона памяти и проходит операция сличения важных признаков эталона и предъявляемого стимула. И далее устанавливается достаточность или недостаточность результата сличения и принимается решение о выполнении ответной реакции. Процесс опознания заканчивается вербальным или моторным кодированием ответной реакции. Идентификация - это процесс сличения двух одновременно воспринимаемых стимулов или непосредственно воспринимаемого стимула с эталоном, записанным в памяти, и установления их тождества или различия. Процесс опознания включает идентификацию с последующим обозначением стимула и отнесением его к определенной категории. При решении задач опознания и идентификации центральное место занимает процесс формирования эталонов восприятия. Понятие «эталон» соотносится с понятием «перцептивный образ». Эталон - это перцептивный образ, хранящийся в памяти. Процесс формирования эталона является многоуровневым. На первом уровне объект воспринимается как целое. На следующем уровне идет развернутый анализ отдельных элементов: оценивается количество элементов, форма, цвет, расположение. На следующем уровне происходит формирование «схемы», т. е. сокращается количество элементов и связей между ними и вырабатывав гея комплексный опознавательный эталон. Важное место в понимании процесса опознания занимает понятие оперативных единиц восприятия. Оперативные единицы восприятия - 40 это система выделяемых человеком релевантных признаков объекта. Вид оперативных единиц восприятия детерминируется задачами деятельности. В инженерной психологии процесс опознания изучается подробно, так же во многом эффективность деятельности оператора зависит от эффективности процесса опознания. Можно выделить факторы, влияющие на эффективность опознания сигналов: внешние: модальность сигнала, длина алфавита знаков, мерность сигнала, неопределенность сигнала, вероятность его появления; внутренние: уровень тренированности испытуемых, стратегии опознания объектов, индивидуальные особенности испытуемых. 5. ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОДИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ ОПЕРАТОРОМ 5.1. Кодирование информации и сущность знаковой информации Человек, воспринимая информацию, вычленяет значимые для него отношения между элементами сообщения и устанавливает связи с прошлыми сообщениями. Сообщения могут передаваться при помощи любых единиц информации - речь, изображение, текст и т. д. Не смотря на то что еще в 1948 г. К. Шеннон предложил формулу для расчета количества информации в сообщении, в настоящее время нет единого подхода к оценке этого параметра. Линейная зависимость длины сообщения и количества информации считается общепринятой. С другой стороны, что особенно важно для психологических исследований, необходимо различать количество и качество информации в сообщении. В соответствии с формулой Шеннона, отдельные единицы информации (знаки) не зависят друг от друга и не связаны между собой. Такой подход не может быть правильным при определении количества информации, воспринимаемой человеком. Количество информации, получаемое человеком из сообщения, зависит от индивидуальных особенностей личности, выполняемой задачи, контекста входной информации и условий ее предъявления. Контекст отражает взаимосвязи и взаимовлияние отдельных единиц информации. При восприятии сообщения анализируются информаци- 41 онные отношения между единицами сообщения. В результате этого анализа формируется новая информация, которую невозможно свесги к сумме информации, содержащейся в отдельных элементах сообщения. Кодирование информации рассматривается как процесс преобразования сообщений о свойствах реальных объектов в знаковую информацию, предназначенную для приема и декодирования ее человеком. Декодирование информации представляет собой обратный кодированию процесс создания образа объекта на основе образа знака. Код - это правило перехода от кодируемого объекта к кодовому знаку. Характерной особенностью кодового знака является передача информации о реальных объектах в передающей системе со свойственными ей правилами отображения. По мнению М.К. Тутушкиной, психологические основы кодирования информации включают три главных момента: определение психологической сущности знаковой информации, исследование психологических механизмов приема и переработки знаковой информации и установление специфики функционирования знаковой информации в деятельности оператора. Психологическая сущность знаковой информации определяется функциями, которые выполняет знак в системе. В системах «человек -машина» знак и системы знаков служат основным средством взаимосвязи человека и техники. Проектировщик систем «человек - техника» является и проектировщиком знаков, с помощью которых человек будет взаимодействовать с техникой. При проектировании определяется смысловая нагрузка знака и уточняются его коммуникативные функции. Для человекаоператора знак выступает как предмет восприятия. При восприятии знаков основную роль играют материальная форма знаков и условия их предъявления, отношения между знаками внутри знаковой системы. Системы кодирования, которые также называют алфавитами, отражают отношения между знаками внутри знаковой системы. Алфавиты кодовых знаков построены по конкретным принципам для передачи информации о классе взаимосвязанных объектов. Уровень кодирования определяется количеством элементарных единиц, используемых для системы кодирования, и внутренней структурой кодового знака. Повышение уровня кодирования позволяет «насытить» знак информацией за счет увеличения в нем числа элементарных единиц или совмещения в одном знаке нескольких элементарных категорий, при по42 мощи которых осуществляется кодирование: цвета, элементов формы. Однако это приводит к повышению сложности знака. В структуре сообщения могут использоваться различные системы кодирования и дополнительные опознавательные знаки: текст, рисунки, символы. Способ кодирования - это более широкое понятие, чем система кодирования. Способ кодирования предполагает выбор принципа подачи информации, связанного с устройством отображения. Системы кодирования и кодовые знаки определяются и создаются тогда, когда выбран способ кодирования. В деятельности оператора знаки выполняют несколько основных функций: сигнальную, наглядно-образную, информирующую, инте-гративную, структурирующую. Сигнальная функция выступает как побуждение к действию. Наглядно-образная функция обеспечивает восприятие знака. Информирующая функция - это взаимодействие знака и характеристик кодируемого объекта. Интегративная функция представляет собой объединение информации в семантическом комплексе. Структурирующая функция позволяет организовать и настроить систему приема и переработки знаковой информации. Объективная сложность знаковой информации оценивается через сложность структуры знака. Субъективная сложность переработки знаковой информации определяется скоростью и точностью этой переработки. Существует разница в скорости переработки информации на разных уровнях психического отражения: скорость восприятия и опознания уменьшается с ростом сложности знака и разнообразием признаков, а скорость идентификации, наоборот, увеличивается. Прием и переработка знаковой информации оператором рассматриваются как функциональная психосемиотическая система, фор* минование которой происходит в результате взаимодействия человека с объективной системой знаковой информации. Понятие психосемио-титческой системы введено М.К. Тутушкиной. Психосгтеотическая система - это психологическая функциональная система, обеспечивающая процесс преобразования и декодирования знаковых систем. Психосемиотическая система интегрирует образ объекта и образ знака в определенном семантическом комплексе. М.К. Тутушкина подчеркивает, что психосемиотическая система формируется и функционирует по своим законам, отличающимся от законов речевой системы, хотя для полного декодирования в словесной форме необходимо с ней связана. Системообразующим фактором формирования психосемиотической системы выступает практическая задача деятельности. Выделено 43 четыре уровня переработки знаковой информации: восприятие, идентификация, опознание, декодирование. Формирование и развитие психосемиотической системы происходит в процессе обучения и приобретения индивидуал ыюго опыта. В основе этого процесса лежит организация субъективного пространства на перцептивном и семантическом уровнях. Определяющим фактором в развитии психосемиотической системы является установление отношений между знаком и кодируемым объектом, формирование психологической взаимосвязи между образами знака и кодируемого объекта. Эти отношения зависят от степени сложности кодируемого сообщения, наглядности знаковой системы и соотношения опознавательных признаков знака и кодируемого объекта. М.К. Тутушкина выделяет несколько семиотических уровней функционирования психосемиотической системы: 1. Прагматический уровень определяется практическими задачами использования знаков в деятельности. 2. На семантическом уровне устанавливаются связи между знаком и ««означаемым объектом в плане его смыслового и предметного значений. 3. Синтаксический уровень обусловлен правилами взаимодействия знаков внутри знаковых систем. 5.2. Психологические механизмы переработки знаковой информации Психологические механизмы приема и переработки знаковой информации обеспечиваются системой сенсорных, интеллектуальных и мнемических действий. Информационные признаки объекта - это признаки, которые отражают его основные характеристики. На их основе происходит декодирование сообщения. М.К. Тутушкина выделяет различительные, опознавательные и семантические информационные признаки объекта. При переходе с одного уровня познавательной деятельности на другой происходит смена информационных признаков: различительные признаки сменяются опознавательными, а затем семантическими. Семантические признаки выделяются в процессе декодирования знаков. Славная функция семантических признаков - расшифровка значения знака. Под расшифровкой значения понимается актуализа44 ция связей, сформированных при заучивании алфавита знаков. Формирование алфавита знаков происходит' на основе выделения опознавательных признаков формы знака и классификации этих признаков. На этапе восприятия и идентификации осуществляется выделение различительных признаков и формирование образа знака. Затем выделяются опознавательные признаки формы знака, которые сличаются с сохраненными в памяти при заучивании знаками алфавита с последующим их отождествлением. На этане опознания идет сопоставлеьме образов-эталонов с предъявленными знаками, заключающееся в сличении опознавательных признаков формы с эталонами рабочего « ш ф а -вита знаков. Операция декодирования в самом общем виде основывается на выделении семантических признаков знака и сличении их с рабочим алфавитом. Декодирование включает отождествление формы знака и актуализацию его значения. 5.3. Оценка знаков и знаковых алфавитов При оценке знаковых алфавитов используют ряд инженернопсихологических критериев. К ним относятся: уровень кодирования знака, заполненность пространства признаков алфавита знаков, коэффициент совпадения элементов знака, коэффициент разнообразия элементов и семантическая близость элементов знака в алфавите. Понятие уровень кодирования связано со сложностью внутренней структуры знака. Сложность знака определяется сложностью контура его формы, количеством и расположением элементов формы, угловыми размерами наименьшего элемента. Сложность сигнала можно выразить через такую характеристику, как мерность сигнала — количество признаков, применяемых для различения знаков. Заполненность пространства признаков, коэффициент совпадения элементов, коэффициент разнообразия, семантическая близость характеризуют не отдельный знак, а алфавит знаков в целом. Заполненность пространства признаков оценивается учтенными и неучтенными в алфавите признаками. Отношение учтенных признаков к их общему числу представляет собой коэффициент заполненности пространства признаков алфавита. Чем больше заполненность пространства признаков, тем меньше структурных совпадений в алфавите сигнала. 45 Коэффициент совпадения элементов определяется как степень сходства и различия знаков в данном алфавите. Отношение неповторяющихся признаков к общему количеству признаков дает коэффициент разнообразия. Семантическая близость определяется отношением общих, повторяющихся наименований элементов знака к общему их числу в алфавите. Семантическая близость может быть использована как для опенки знаков внутри одного алфавита, так и для оценки общности двух разных алфавитов. Мы рассмотрели критерии оценки знаков и знаковых алфавитов, используемых для кодирования. Исходное сообщение, то, которое подлежит кодированию, также можно оценить с точки зрения его сложности. Очевидно, что более сложное сообщение будет иметь и более сложную структуру кодирования. Сложность сообщения с точки зрения информационных характеристик определяется количеством связей между кодируемыми объектами и значимостью этих связей для решаемой оперативной задачи. 5.4. Инженерно-психологические требования к п о с т роению кодовых алфавитов Построение и оценка алфавитов кодовых сигналов определяются возможностями человека-оператора и спецификой решаемых им задач. Выбор и построение алфавита знаков включают в себя несколько основных этапов. Прежде всего решается вопрос о выборе модальности сигнала. Большая часть информации представляется оператору в зрительной форме. Однако в некоторых случаях предпочитают представление информации в виде слуховых сигналов. Слуховой анализатор принимает информацию сукцессивно, т. е. последовательно, зрительный, соответственно, симультанно (одновременно). Слуховой анализатор более устойчив к внешним воздействиям, имеет большой диапазон частот и интенсивностей, относительно независим от пространственного положения источника. Различают звуковые, шумовые и речевые сигналы. Слуховую форму предъявления информации рекомендуют использовать для сигналов опасности и работы в специфических, отклоняющихся О Т нормы условиях. Далее решается вопрос о выборе вида алфавита знаков. Вид алфавита определяется способом кодирования информации (условными 46 знаками, буквами, цветом, яркостью). Способ кодирования иногда сокращенно называют кодом. Коды различаются по мере абстрактности. Выделяют абстрактные, схематические, иконические и пиктографические коды. Иконические и пиктографические коды благодаря наглядности обеспечивают большую продуктивность запоминания и хранения символов. Вопрос о мере абстрактности решается с учетом особенностей кодируемого объекта и деятельности оператора. Различная эффективность видов кодовых знаков зависит от специфики стоящих перед оператором задач. Следующий этап ~ определение основания кода и длины алфавита. Допустимая длина алфавита устанавливается экспериментально в каждом отдельном случае. Затем идет выбор мерности сигналов в алфавите. Мерность с и г - н а ла обусловлена количеством его признаков. Общий принцип перцептивного различения состоит в том, что различимость сигналов улучшается с увеличением их мерности, т. е. числа параметров, по которым они различаются. В каждом случае главная задача заключается в определении допустимой мерности и оптимальных сочетаний различных кодовых категорий в структуре многомерного алфавита. На следующем этапе происходит выявление доминирующего признака алфавита сигналов. Установлено, что существует определенная последовательность различения признаков сигнала. В сложных сигналах есть доминирующие и рецессивные признаки. При различении сигналов человек прежде всего оценивает доминирующие признаки. При итоговой компоновке кодового знака соблюдают общее требование хорошей различимости, четкости и последовательности классификации символов внутри сигнала. Различимость знаков оценивается по их угловым размерам, яркости и контрасту с фоном. 5.5. Семантическое моделирование В практике создания современных компьютерных систем, систем искусственного интеллекта остаются нерешенными задачи формализации процессов представления и анализа информации и принятия решений. Главный недостаток в использовании формальных методов анализа - игнорирование смыслового содержания. Например, различные технологии анализа изображений выделяют, сравнивают различ47 ные признаки анализируемых объектов, но «не умеют» их интерпретировать. Семантический анализ - специальная процедура выделения и обозначения смысловых элементов в определенном информационном пространстве. Семантический анализ используется во всех областях современной практической и исследовательской деятельности человечества. Мы можем встретить семантический анализ археологических документов, семантический анализ текста, изображения, информационных баз данных. В психологии семантический анализ, как специальный метод построения семантических полей при помощи семантического дифференциала, используется для изучения субъективного смысла. Цель семантического анализа - построение семантической структуры. Элементами семантической структуры являются семантические узлы и семантические отношения. Выделение семантических узлов начинается с определения связанных между собой и одиночных объектов (инициация узлов). Для каждого узла устанавливают связи с другими узлам. Таким образом строится гипотетический граф всех возможных связей, который затем анализируется, оценивается, нормируется. На основе семантического анализа строятся семантические модели. Семантическая модель отражает сущностные связи в определенной предметной области. Они служат основанием для построения структуры данных в процессе разработки компьютерных программ. Разработано несколько видов семантических моделей: продукционная сеть, семантическая сеть, фреймовая модель и модель «сценарии». Продукционная сеть включает набор правил, по которым элементы связаны между собой, или правил продукции, и управляющую структуру, с помощью которой активизируются правила продукции и оп»>еделяется последовательность их работы. Правила продукции отражают связи между элементами. Например, если есть элементы А и В, то правила продукции мотут выглядеть так: если верно А, то верно I?, Инн если совершается А, то затем выполняется В. Семантическая сеть состоит из «узлов», соответствующих понятиям, и «дуг», соответствующих связям между понятиями. Дуги могут мо чел кровать пространственные, причинно-следственные, функциональные связи и т. д. 48 49 Фреймовая модель является разновидностью семантической модели. Система фреймов иерархическая, верхние узлы обозначают общие понятия, а нижние - частные случаи. Модель «сценарии» представляет собой формализованное описание стандартной последовательности взаимосвязанных событий, определяющих типичную ситуацию в предметной области. Для построения семантических моделей применяется унифицированный язык моделирования. Концепты унифицированного языка моделирования являются наиболее обобщенными и дают возможность использовать язык визуального моделирования, понимаемый специалистами разных областей. По своей сути унифицированный язык моделирования позволяет описывать структуру моделируемой системы в некотором унифицированном виде. Унифицированный язык моделирования дает возможность стандартно описать множество аспектов жизнедеятельности сложных систем. В качестве примера семантической модели можно привести одну из самых известных - универсальный семантический код (УСК). УС К является моделью представления данных для целей проектирования систем автоматического понимания текста. УСК основан на некотором канонизированном языке, который является «подъязыком» естественного языка и определенным образом упорядочен. Универсальный семантический код имеет две основные формы - совпадающую с обычным языком и символическую. Универсальный семантический код, в отличие от естественного языка, семантически и синтаксически однозначен. В формальном виде он представляет собой множество элементов, с которыми производятся некие математические операции. В универсальном семантическом коде заданы четыре основных первичных понятия: субъект (действующее лицо), орудие действия, объект воздействия и результат. Эти элементарные понятия служат основой для построения любых семантических цепочек, которые могут быть выражены как в форме, основанной на естественном языке, так и в символической форме. Символическое выражение можно обработать специальными математическими средствами, в то время как форму естественного языка интерпретирует человек. ботчиками формулируются общие эргономические требования и требования к факторам среды. 6. ЭРГОНОМИЧЕСКОЕ И ИНЖЕНЕРНО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОЦЕНКА ЧЕЛОВЕКОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ 6.1. Общие положения Проектирование рассматривается как «процесс материализации замысла какого-либо объекта или процесса в описание, по которому этот объект может быть создан в реальности. Проектирование представляет собой преобразование описания требований к объекту в реальную функционирующую систему. Проектирование - это творческая, созидательная работа, однако ее творческий потенциал ограничен временными, финансовыми, организационными рамками. Как правило, проектировщики решают творческие задачи, обусловленные большим количеством неизвестных параметров функционирования системы. Кроме того, проектировочные работы обычно выполняются в кратчайшие сроки и при минимальном объеме финансирования. В процессе проектирования созидательная логика имеет направление от общего к частному, т. е. общие решения на первых стадиях проектирования определяют последующие частные решения. Вначале проектирования человекотехнической системы формируются требования к системе в целом, определяются ее цели и задачи. Затем на основе требований к системе вырабатываются требования к работе персонала данной системы, и в итоге - к реальным физическим механизмам, обеспечивающим их выполнение. Проектирование характеризуется комплексностью проектировочных решений; оно регулируется стандартами разработки и постановки продукции на производство и единой системой конструкторской документации (ЕСКД). Стандартами определяются конкретные этапы проектирования. На первом этапе оформляется техническое задание, в котором перечисляются требования к проектируемой системе. На втором этапе готовятся техническое предложение, эскизный проект, технический проект. Проектирование заканчивается изготовлением конструкторской документации, опытного образца и проведением опытных испытаний. Отдельную часть работ составляет определение функций людей, работающих в системе, квалификации персонала. Разра50 Одна из главных задач инженерно-психологического проектирования заключается в определении эргономических свойств человеко-технической системы. Эргономические свойства - это свойства человекотехнической системы, которые характеризуют соответствие технических устройств и факторов рабочей среды возможностям человека. Эргономическими свойствами обладают все объекты, включенные в ту или иную деятельность человека. Они определяют возможность и эффективность использования объекта, предмета или продукта, создают условия для реализации его основной функции человеком. Эргономичиость — наиболее общее свойство, выражающее уровень приспособленности системы и отдельных ее элементов к человеку. Эргономические свойства представляют собой иерархическую систему, которая включает комплексные свойства, групповые и единичные. Комплексные эргономические свойства характеризуют систему в целом, хотя с некоторыми ограничениями их можно применить и к отдельному прибору или механизму. К комплексным свойствам относят управляемость, обслуживаемость, осваиваемость, обитаемость. Управляемость обеспечивает эффективность управления системы человеком. Обслуживаемость определяет приспособленность технических средств к обслуживающему персоналу, наличие специальных орудий для ремонта технических устройств. Осваиваемость приспособленность технических средств и алгоритмов их работы к освоению человеком. Обитаемость характеризует соответствие условий работы человека биологически оптимальным параметрам рабочей среды. Комплексные свойства определяются совокупностью групповых свойств. Групповые свойства выражаются в ряде единичных качеств системы, которые необходимо оценивать экспериментально. Например, комплексное качество «приспособленность системы» определяется оценкой сложности алгоритмов деятельности оператора. Приспособленность информационной модели включает оценку таких групповых свойств, как количество информации в информационной модели, ее структуру и легкость считывания. Ремонтопригодность оценивается тем, насколько доступны и заменяемы детали в технических устройствах. Приспособленность методов и средств обучения можно оценить наличием разнообразных инструктивных материалов, их доступностью, степенью систематизации, наличием разработанных учебных 51 методик и технических средств обучения. Обитаемость оценивается соответствием рабочей среды биологическим, химическим, физическим, санитарным нормами, а также оценкой эстетических, художественных особенностей оформления помещений и прилегающего ландшафтного пространства. Управляемость определяется характеристиками алгоритма деятельности, конструкцией рабочего места, особенностями информационных моделей и другими качествами системы, от которых зависит управляемость. Групповые свойства представляют собой результат оценки составляющих их единичных свойств. Единичные свойства — эго оценки конкретных параметров работы составляющих систему элементов. Эргономические свойства определяются социаль нопсихологическими, психологическими, физиологическими и биомеханическими характеристиками человека, работающего в человекотех-нической системе. Социально-психологические характеристики включают отношение человека к данному виду деятельности, коллегам, технике, условиям труда, мотивы, ценностные ориентации, оценки и самооценки -лкюые характеристики личности работника или коллектива, которые обусловлены социальными факторами. Психологические характеристики описывают особенности различных видов чувствительности, психических процессов, функциональных состояний. Физиологические характеристики в первую очередь обеспечивают жизнедеятельность организма в целом, однако для «елей проектирования конкретной системы могут учитываться какие-либо специальные физиологические характеристики, например, тремор рук, способность к цветоразличению. Биомеханические характеристики - это размеры тела и параметры движения человека: амплитуда, скорость, сила, пределы статических и динамических нагрузок. проектирования эргатических систем . 6.2. Этапы Этапы проектирования эргатических систем выделяют согласно основным задачам, определяемым на каждом этапе. На начальном этапе идет согласование характеристик управляемого процесса с соответствующими показателями человека-оператора как управляющего звена системы. На следующем этапе осуществляется количественное и содержательное согласование потоков информации, поступающей к опе52 ратору от технических элементов сисгемы. Далее формируется психофизиологический портрет оператора для систем данного класса. Затем, после того как опытный образец системы собран и на нем проведены испытания с реальным оператором, разрабатываются рекомендации по профессиональному отбору, обучению, тренировке операторов, которые будут обслуживать системы данного класса. 6.3. Проектирование операторской деятельное га Проектирование операторской деятельности, или инженернопсихологическое проектирование деятельности - это разработка предметных, инструментальных, технологических и других элементов проектируемой деятельности. Субъектом проектирования является специалист или группа специалистов в области инженерной психологии а предметом - проектируемая деятельность. Цель инженерно-психологического проектирования состоит в создании проекта деятельности оператора конкретной сие темы «человек — машина», который адекватен психологической структуре деятельно ста. Задачи инженерно-психологического проектирования включают оптимизацию информационного обеспечения деятельности, определение количества и структуры информации, формирование требований к конструкции технических средств деятельности и рабочему месту оператора. Решение этих задач основывается на определении роли человека в структуре управления техническим объектом и степени автоматизации; распределении функций и ответственности между представителями разных профессиональных групп; обеспечении надежности и безопасности функционирования технического объекта; организации деятельности и взаимодействия профессионалов. Распределение функций между автоматикой и оператором зависит от условий функционирования техническою обмета, состояния окружающей среды, целей и ситуаций управлеггия, от решения вопросов формализации и автоматизации процессов управления. В число расчетных, штатных, резервных, аварийных, потенциальных ситуаций управления входят формализуемые и неформализуемые. Расчетные, штатные, резервные, аварийные и, естественно, фомапизуемые ситуации представляют собой предполагаемый сценарий развития событий в системе. Профессиональные функции операторов устанавливаются 53 исходя из особенностей неформализуемых и потенциальных ситуаций, для которых невозможно с большой долей вероятности предположить вариант изменения событий во время работы системы. Для обеспечения деятельности оператора в структуру технического объекта включают технические средства взаимодействия с управляющими компонентами объекта, например интерфейс, экспертную систему или систему поддержки. От решения всего комплекса этих задач зависит возможность решения таких проблем, как разработка средств отображения информации, профессиональное обучение, контроль за деятельностью операторов, обеспечение рациональных условий труда. Можно выделить три класса проектировочных задач: исследование, разработка и оценка (выбор). Задачи исследования связаны с получением исходных данных о работе системы и включают в себя знакомство с научно-технической документацией, предложениями разработчиков, особенностями доступных технических средств, изучением существующих технических и технологических аналогов, анализом предполагаемой деятельности оператора, ее компонентов и особенностей. Задачи разработки включают создание моделей проектируемой деятельности, формирование оптимальных информационных моделей и рабочих мест, оформление проекта деятельности. Проект деятельности разрабатывается с учетом планируемых свойств технического объекта. Соответственно он будет включать в себя алгоритмы деятельности в различных ситуациях управления. Задачи оценки связаны с контролем качества результатов нроектировачных работ, выбором оптимального варианта средств отображения информации и органов управления, степени загрузки операторов, правильности организации рабочего места. 6.4. Понятие об эргономических требованиях В предыдущих разделах мы рассматривали понятие «эргономические свойства». Необходимый компонент инженерно-психологического проектирования - определение эргономических свойств чсловско-технической системы и ее компонентов и установление эргономических требований к этим свойствам. Эргономически* требования к системе «человек - машина» и ее элементам представляют собой нормированные характеристики про- 54 цессов, средств и условий деятельности, реализация которых обеспечивает достижение заданных уровней эргономических свойств. Согласно ГОСТам, эргономические требования задаются к организации системы «человек машина», к организации деятельности операторов, к техническим средствам деятельности, к обитаемости помещений и к системе поддержки работоспособности операторов. Требования к организации человекотехнических систем регламентируют распределение функций между операторами, техническими средствами, численность и уровень квалификации операторов и включают требования к алгоритмам деятельности, информационным моделям, к эксплуатационной документации. Требования к техническим средствам деятельности оператора включают конструкцию и компоновку рабочего места, средств отображения информации, органов управления и рабочего инструмента оператора. Требования к обитаемым помещениям и факторам внешней среды определяют форму и размеры помещений, санитарно-гигиенические факторы среды. Требования к системе формирования и поддержки оптимальной работоспособности операторов описывают необходимые для поддержания работником надежной безаварийной деятельности психофизиологические характеристики оператора, а также надлежащие условия. Различают общие и частные эргономические требования. Общие эргономические требования разрабатываются более чем для одного типа СЧТС и одного вида деятельности. Эти требования выражены в Г(ЮТах, межотраслевых нормативах и другой нормативно-технической документации. Частные эргономические требования учитывают специфику конкретной создаваемой СЧТС или группы однотипных систем и разрабатываются исходя из целей, условий использования и других особенностей системы. Эргономические требования могут быть представлены в качественной и количественной формах. В количественной форме задаются морфологические, биохимические, некоторые физиологические и психологические параметры в виде количественных диапазонов, оптимальных, максимальных или допустимых значений. В качественной форме обычно описываются социальнопсихологические, психологические, иногда психо-физиологические характеристики, которые нельзя задать количественно. Существует три основных способа обоснования значений эргономических требований. Во-первых, выбор конкретных значений, пред55 писанных ГОСТом и другими регламентирующими документами. Недостаток этого способа заключается в том, что нет учета специфики объекта и взаимосвязи различных эргономических требований. Достоинство выражено в быстроте и легкости определения необходимого значения требуемого показателя. Во-вторых, экспериментальная оценка, например, опытного образца системы и использование уже известных значений в аналогичных системах. В-третьих, обоснование эргономических требований путем расчета всей совокупности эргономических требований к данной системе. В последнем случае рассчитываются эргономические характеристики на основе параметров работы конкретной системы. Этот способ дорогостоящий и требует большого количества времени и усилий специалистов. Выполнение эргономических требований начинается с формирования эргономического решения, которое затем реализуется в техническом или технологическом исполнении. Мы говорили об инженерно-психологическом проектировании. Однако расчет эргономических требований может быть произведен для уже работающей технической системы. Комплекс операций по расчету эргономических характеристик системы и оценка их в сравнении с нормативными составляет содержание эргономической экспертизы. Эргономическая экспертиза - это исследование процессов, средств и условий деятельности человека в СЧТС, осуществляемое экспертами, обладающими специальными знаниями в области эргономики. Цели эргономической экспертизы состоят в оценке полноты и правильности реализации эргономических требований, в оценке эргономических свойств систем «человек - техника - среда» и разработке возможных путей совершенствования эргономических свойств. Эргономическая экспертиза проводится в несколько этапов. Па подготовительном этапе формулируются задачи экспертизы, определяются объекты, разрабатываются программы и методики, устанавливаются соответствующие показатели, методы их расчета, критерии оценки, формируются экспертные группы и решаются вопросы метрологического и аппаратного обеспечения экспертизы. На этапе проведения эргономической экспертизы получают показатели работы данной системы лдя расчета эргономических характеристик и оценки полноты реализации эргономических требований. На заключительном этапе сравнивают количественные значения показателей, полученных 6.5. Учет факторов рабочей среды Учет факторов рабочей среды составляет большую часть деятельности по эргономическому проектированию. Выделяют четыре труппы факторов рабочей среды: санитарно-гигиенические, психофизиологические, социально-психологические и эстетические. Санитарно-гигиенические факторы включают в себя физические, химические и биологические свойства рабочей среды. Физические свойства описывают электромагнитные характеристики (параметры статических, электрических полей и электромагнитного излучения), свойства воздушной среды (микроклиматические показатели, наличие механических примесей, барометрические и электрические характеристики состояния воздушной атмосферы), механические показатели (уровень шумов, вибрации)- Химические свойства включают газовый состав воздуха, наличие вредных примесей в воздухе, химический состав воды и других жидкостей, если это необходимо. Биологические свойства определяются присутствием в воде и воздухе микроорганизмов, других биологических объектов, возможностью профессионального инфицирования. Психофизиологические факторы зависят от физической и психологической нагрузок в процессе работы, рабочей позы, величины нервно-психических нагрузок, степени монотонности трудового процесса, наличия стрессовых ситуаций и опасностей, режима труда и отдыха. Эти факторы в основном нормируются, т. е. оцениваются количественно, по медицинским показателям и зависят от характеристик производственного процесса, особенностей отрасли, предприятия. Социально-психологические факторы определяются социально-психологическим климатом в трудовом коллективе, характером межгрупповых отношений, сплоченностью сотрудников. Измерение воздействия данных факторов осуществляется с помощью психологических и социально-психологических методов. Нормирование социально-психологических факторов производится крайне редко, в особых случаях, например, при формировании экипажей полярных станций. Эстетические факторы включают гармоничность световой н звуковой среды, ароматичность окружающей атмосферы, композици- в ходе эргономических обследований, с критериями оценок и проводигся анализ причин отклонения по каждому из показателей. 56 57 онную целостность интерьера и технологического оборудования. Эстетические факторы оцениваются экспертными методами и не нормируются. По Степени воздействия перечисленных выше факторов выделяют комфортную, дискомфортную, экстремальную и сверхэкстремальную среду. Комфортная среда обеспечивает оптимальные условия деятельности. Дискомфортная среда, если она действует продолжительное время, хотя и обеспечивает необходимую работоспособность персонала, но вызывает неприятные субъективные ощущения. В случае постоянного неблагоприятного воздействия у сотрудника могут возникнуть функциональные изменения в органах и тканях, что способствует началу профессиональных заболеваний. Экстремальная среда приводит к снижению работоспособности оператора и вызывает функциональные изменения, выходящие за пределы нормы. Человек не может длительное время работать в условиях экстремальной среды без выполнения специальных профилактических действий по сохранению здоровья. Сверхэкстремальная среда приводит к возникновению в организме человека патологических изменений и утрате способности работать. Способы защиты сотрудников от воздействия неблагоприятных факторов рабочей среды могут быть активными и пассивными. Способы активной защиты связаны с выявлением источника неблагоприятного фактора и устранением его. При пассивной защите источник остается, но осуществляются мероприятия, направленные на предупреждение его влияния. Сюда можно отнести использование защитных средста. 6.6. Эргономические требования к рабочему месту 11од рабочим местом понимается зона, оснащенная необходимыми техническими средствами, в которой осуществляется трудовая деятельность. Рабочее место может быть индивидуальным и коллективным, универсальным и специальным. При проектировании рабочих мест необходимо соблюдать следующие общие требования: 1) размер рабОЧТО пространства должен быть достаточным для выполнения всех необходимых движений и перемещений при эксплуатации и обслуживании оборудования; 2) физические, зрительные и слуховые свя58 зи должны быть такими, чтобы обеспечить эффективные коммуника ции между работниками и оборудованием; 3) размещение рабочих мест должно соответствовать требованиям безопасности как в нор мальном режиме работы, так и при возникновении внештатных ситуа ций. Кроме того, необходимо предусмотреть наличие и размещение средств защиты от производственных опасностей. Разработаны общие принципы организации рабочего места -принцип экономии движений, принцип наименьшего биомеханического напряжения. Принцип экономии движений означает, что организация рабочего пространства должна обеспечить оптимальное число движений человека в процессе работы. Принцип наименьшего биомеханического напряжения означает такую организацию рабочих движений и поз, которая обеспечивает наименьшее напряжение мышечных и костных тканей. На рабочем месте принято выделять зоны легкой, оптимальной и максимальной досягаемости. Зоны выделяются отдельно в горизонтальной и вертикальной плоскостях рабочего пространства оператора. Размеры зон определяют на основе антропометрических измерений, при этом учитывают национальные, половые и возрастные особенности работников, вносятся поправки на одежду и обувь. Зоны, выделяемые на рабочем месте, представляют собой пространство, которое включает необходимое для работы оборудование и рабочую мебель. Оборудование и мебель в рабочих зонах проектируется так, чтобы его габариты подходили для 80-95 % потенциальных работников. На рабочем месте определяют информационное поле. Информационное поле включает в себя пространство с расположенным в его пределах оборудованием, с которого оператор получает информацию (средства отображения информации). При организации информационного поля (в первую очередь зрительного) также выделяют три зоны по отношению к линии визирования (линия взгляда): центрального зрения (± 15 градусов по обе стороны от линии визирования), ясного видения (± 30 градусов), периферического зрения (± 60 градусов). Размещение средств отображения информации по зонам производится в соответствии со следующими правилами: часто используемые органы управления и средства отображения информации устанавливаются в зонах центрального зрения, ясного видения, редко используемые - в зоне периферического зрения. В соответствии с тем пространством, в котором оператор осуществляет рабочие движения, выделяют моторное поле на рабочем месте 59 оператора. Моторное поле также делится на три зоны. В ближайшей к оператору зоне размещается часто используемое оборудование. В следующей за ней зоне - периодически используемое оборудование. И в крайней зоне — редко используемое оборудование. Информационное поле и моторное поле связаны между собой выполняемыми работником действиями. Можно выделить отдельные части моторного и информационного полей, связанные между собой той производственной задачей, которую решает оператор. 6.7. Эргономические требования к информационным моделям и средствам отображения информации На первых этапах проектирования системы разрабатывается информационная модель, а затем осуществляется выбор технических средств для ее реализации. Содержание информационных моделей домою адекватно отображать объекты управления, рабочие процессы, состояние рабочей среды и самой системы управления. Информационные модели должны обеспечивать оптимальный информационный баланс, т. е. не приводить к дефициту или излишку информации. Форма и композиция информационной модели должны соответствовать задачам трудового процесса и возможностям человека по приему, анализу, оценке информации. Процесс разработки информационной модели включает ряд этапов. Прежде всего необходимо определить очередность выполнения задач системы, провести общий учет источников информации, составить полный перечень объектов управления и их характеристик, ранжировать объекты по степени важности для выполнения той или иной производственной задачи, учестъ распределение функций между человеком и автоматикой. На следующем этапе требуется выбрать системы и способы кодирования информации соответственно основным алгоритмам деятельности операторов. Затем формируют общую ком-лочицию информационной модели. Основная проблема проектирования информационной модели - это создание оптимального соотношения показателей информационной и концептуальной моделей. Информационная модель как часть концептуальной модели зависит от основных С В О Й С Т В последней. При проектировании информационной модели необходимо учи-чыпать три группы задач: адекватное отображение объектов управле- 60 ния, учет психологических характеристик оператора и соответствие модели выполняемой профессиональной задачи. Соответственно выделяют три категории характеристик информационной модели: отношение к отображаемым объектам, отношение к характеристикам наблюдателя и отношение к задачам оператора. Для обеспечения оптимальных свойств модели требуется найти наиболее правильное соотношение между этими характеристиками. При проектировании информационной модели определяют ее предметность, информационный баланс, наглядность, лаконичность, прогностичность, гибкость, «хорошую структуру» и избыточность. Предметность информационной модели заключается в необходимости предъявлять оператору информацию в форме, которая обеспечивает ее непосредственное использование и сведение к минимуму числа промежуточных преобразований этой информации. Информационный баланс определяют по количеству информации. Количество информации должно обеспечивать оптимальный информационный поток, исключая дефицит или перегрузку. Различаю! информационные перегрузки двух видов. В одном случае средства информации отражают все характеристики происходящих в объекте управления процессов. Возникает большое количество событий, одновременно требующих реакции оператора. В другом случае средства представления информации задают постоянный темп работы, который связан с представлением оператору определенного количества сообщений в единицу времени. В результате образуется временное несоответствие представления информации и реального протекания событий в системе, т. е. информация поступает позже, чем происходит реальное событие и образуется дефицит времени на реакцию оператора. Для уменьшения информационной перегрузки рекомендуется предоставлять оператору информацию с упреждением к началу исполнения, сокращать поток информации до необходимого минимума, отделив ту часть, которую оператор будет получать по своему запросу в случае необходимости. Поэтому при проектировании информационной модели целесообразно предусмотреть использование в проекте различных информационных фильтров и тем самым обеспечить оператору максимально возможное время для принятия решения на основе предоставляемых данных. Вероятно, следует также какое-то время сохранять возможность пользоваться оперативной информацией, обеспечивая, в случае необходимости, обращение к ней. 61 Для уменьшения эффекта информационного дефицита рекомендуется сокращать время от запроса до воспроизведения информации, минимизировать время предъявления изображения оператору, обеспечивать достаточную интенсивность потока информации за счет выделения вновь появляющихся сигналов изменением звука, яркости, мерцания источника сигнала или путем ограничения площади размещения информации и увеличения продолжительности индикации. Во всех случаях необходимо представить оператору возможность контролировать правильность своих действий. Наглядность информационной модели сочетается с требованиями абстрактное™. Наглядность дает возможность оператору представить ситуацию в целом. Вместе с тем информационная модель должна быть абстрактной, чтобы отражать содержание протекающих в управляемой системе процессов и предоставлять оператору возможность делать заключение о связи признаков, описывающих состояние объектов, с заданными характеристиками качества управления. Наглядность достигается специальными средствами кодирования, например, использованием различных вариантов мнемосхем, алфавитов кодовых знаков, с большей или меньшей степенью похожести отражающих признаки управляемых объектов, а также различных видов изобразительных индикаторов. Существует несколько ступеней наглядности; полная копия (например фотография или телевизионное изображение); схематическое изображение (например карга местности); отражение лишь некоторых пространственных отношений (например индикаторы положения). Возможно применение интегральных индикаторов, которые д а ю т «картинное» представление о ситуации. Это происходит в тех случаях, когда принятие решения требует от оператора одновременной оценки множества параметров, анализа большого объема информации. Лаконичность информационной модели означает, что информационная модель отражает существенные свойства объекта управления. Остальные параметры не представлены или представляются по требованию. Поскольку время приема и обработки информации зависит от числа элементов информационной модели, то их количество максимально сокращают'. Про.ностичность информационной модели обеспечивает своевременное обнаружение проблемных ситуаций и дает информацию дня определения способов решения этих проблем. Прогаостичность 62 информационной модели означает, что она должна представить возможность прогнозирования рабочей обстановки. Гибкость информационной модели отражает многообразие задач оператора и вероятность возникновения непредвиденных ситуаций. Гибкость модели характеризуется возможностью перегруппировки, перекодирования информации, изменения объема получаемых сообщений. «Хорошая структура» информационной модели обеспечивает быстрое и целостное восприятия информации. Правильная организация структуры информации является одним из основных условий ее адекватного «прочтения». Отклонения от «хорошей структуры» оцениваются оператором как потенциально проблемные и требуют детального анализа ситуации для нахождения возможной причины нарушения. Сложность заключается в том, что понятие «хорошая структура» логически и формально описать трудно. В каждом конкретном случае структура зависит от множества факторов, определяемых задачами и целями деятельности, содержанием передаваемой информации, физическими параметрами сигналов, особенностью оборудования и др. «Хорошая структура» относится скорее к эстетическим, художественным, интуитивно определяемым категориям. Избыточность информационной модели означает, что при разработке модели необходимо предусматривать избыточность информации относительно требуемой для решения задач. Эргономические требования к средствам отображения информации учитывают пространственные, временные, яркостные характеристики зрительной информации. Пространственные характеристики предусматривают оптимальное размещение средств отображения на рабочем месте, в оперативных зонах. Для этого анализируются углы обзора в вертикальной и горизонтальной плоскостях информационного поля, оптимальные размеры сигналов и элементов их формы. Расчет размеров сигналов производится исходя из величины оперативных порогов восприятия, скорости и точности приема и переработки информации. Временные характеристики сигналов связаны с критической частотой мелькания изображения и инерционностью в работе зрительного анализатора человека. Яркостные характеристики должны обеспечивать оптимальное соотношение яркостей знака и фона; они основаны на контрастной чувствительности глаз. При определении яркостных характеристик необходимо стремиться к оптимальному соотношению яркостей сигналов и фона. 63 Рекомендуемая литератур:* Абуяъханова-Славская КС Деятельность и психология личности. М., 1980. 2. Ананьев Б.Г. О проблемах современного человекознаиия. М., 1977. 3. Анохин П.К. Избранные труды: Кибернетика функциональных систем / Под ред. К.В. Судакова. М., 1998. 4. Венда В.Ф. Инженерная психология и синтез систем отображения информации. 2-е изд. М., 1982. 5. Венда В.Ф., Нафтулъев А.И., Рубахнн В.Ф. Организация труда операторов: инженерно-психологические проблемы. М., 1978. 6. Галактионов А. И. Основы инженерно-психологического проектирования АСУ ГП. М., 1978. 7. Голиков Ю.Я. Методология психологических проблем проектирования техники. М., 2003. 8. Губннский А. И. Надежность и качество функционирования эргатическнх систем. Л., 1982. 9. Дмитриева М.А., Крылов А.А., Нафтульев А.И. Психология труда и инженерная психология. Л., 1979. 10. Душков Б.А., Королев А.В., Смирнов Б.А. Основы инженерной психологии. М., 2002. 11. Зараковский Г.М. Психологический анализ трудовой деятельности. М., 1966. 12. Зараковский Г.М., Павлов В. В. Закономерности функционирования эргатических систем. М., 1987. 13 Зароченцев К.Д., Худяков А.И. Экспериментальная психология. М., 2005. 14. Зинченко Т.П. Опознание и кодирование. Л., 1981. 15 Корогодии В.И., Корогодтш В.Л. Информация как основа жизни. Дубна, 2000. 16, Крылов А.А. Человек в автоматизированных системах управления. Л., 1972. 17 Леонтьев АН. Деятельность, сознание, личность. М., 1975. 18 Ломок В.Ф. Человек и техника. М., 1966. 19 Мутант В.М., Зинченко В.П. Эргономика: человекоориентирован-пос проектирование техники, программных средств и среды: Учебник. М., 2001. 20. Ошанин ДА. Предметное действие и оперативный образ. М.; Воронеж, 1999. 1. 64 Пископпель А.А., Щедровицкий Л. П. Инженерная психология и эргономика: Справочник-обзор: 1958-1991. М, !996. 22. Платонов К. К. О системе психологии. М., 1972. 21. 23. Рубинштейн С.Л. Основы общей психологин. М., 2003. 24. Суходольский Г.В. Основы психологической теории деятельное" и. СПб., 1988. 25. Суходольский Г.В. Сгруктурно-алгоршмичсский анализ и ситез деятельности. Л., 1976. 26. Тутушкина М.К. Психологические основы кодирования зрительной информации для человека-оператора: Дис. докт. пенхол. наук. Л., 1982. 27. 28. 29. 30. 31. Хорошевский В.Ф., Гаврилова Т.А. Базы знаний интеллектуальных систем. СПб., 2001. Человеческий фактор. Т. 1-6 : Пер. с англ./ Под ред. В.П. Зинченко, В.М. Мунипова. М., 1991 1992. Червинская К.Р. Компыотерная психодиагностика. СПб., 2003. Шадрнков В.Д. Психология деятельности и способности человека: Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. М., 1996. Эргономика I Под ред. А.А. Крылова, Г.В. Суходольского. Л., 3.3. Понятие знака и образа 3.4. Основные концепции знака 4. Психологические основы приема и переработки информации операторам 4.1. Определение и структура информационной модели, понятия оперативного образа и концептуальной модели 4.2. Опознание сигналов 39 Огл а вл е н не Введение 3 /. Инженерная психология и эргономика как научно-практические дисциплины 4 1.1. Развитие инженерной психологии и эргономики как самостоятельных научных направлений 1.2. Предмет, объект, задачи инженерной психологии и эргономики 6 1.3. Методологические основания инженерной психологии и эргономики 10 1.4. Роль и место человека в системе «человек — машина» 11 1.5. Методы инженерной психологии и эргономики 14 2. 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6. Психологический анализ деятельности оператора Обобщенная психологическая концепция деятельности Структурно-алгоришический анализ и сишез деятельности .... 22 Функционально-алгоритмический анализ деятельности оператора Структурно-психологический анализ операторской деятельности Психологическая система деятельности Анализ идеализированных структур операторской деятельности 3. Основные понятия теории информации 3.1. Понятие информации 3.2. Понятие информационного эквивалента объекта в теории функциональных сисгем 66 33 34 16 23 24 25 27 29 32 35 - 5. Психологические основы кодирования информации оператором 5.1. Кодирование информации и сущность знаковой информации .... 5.2. Психологические механизмы переработки знаковой информации , 44 5.3. Оценка знаков и знаковых алфавитов 5.4. Инженерно-психологические требования к построению кодовых алфавитов 5.5. Семантическое моделирование 41 45 46 47 6. Эргономическое и инженерно-психологическое проектирование и оценка человекотехнических систем 50 6.1. Общие положения 6.2. Этапы проектирования эргатических систем 52 6.3. Проектирование операторской деятельности 53 6.4. Понятие об эргономических требованиях 54 6.5. Учет факторов рабочей среды 57 6.6. Эргономические требования к рабочему месту 58 6.7. Эргономические требования к информационным моделям и средствам отображения информации 60 Рекомендуемая литература 64 Учебное издание Людмила Николаевна Горюнова ОПЕРАТОРСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ В ЧЕЛОВЕКОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ Учебное пособие Зав. редакцией Г.И. Чередниченко Редактор М.С .Юдович Обложка А. В. Калининой Техн. редактор Л. Н Иванова Подписано в печать с оригинала-макета 27.11.2006. Ф-т 60x84/16. Усл. печ. л. 3,95. Уч.-изд. л. 4,31. Тираж 180 экз. Заказ № А?/, РОПИ С.-Петербургского государственного университета. 199034, С.-Петербург, Университетская наб., 7/9. Типография Издательства СПбГУ. 199061, С.-Петербург, Средний пр., 41. 11|» пи шачсно • I;Iя учебного процесса. 11е подлежит продаже.
