Застосування теорії інформації в інженерній психології

Надійністьсистеми характеризується її здатністю зберігати необхідну якість функціонування у заданих умовах роботи. Тому надійність людини – оператора – це властивість, яка характеризується його здатність безвідмовно працювати відповідний інтервал часу в заданих умовах діяльності. Відмова людини-оператора розглядається в інженерній психології як невиконання чи несвоєчасне виконання нею необхідних дій або таке зниження якості їх виконання, за якого неможливе досягнення поставленої мети.

Участь людини-оператора у функціонуванні системи зумовлює наявність специфічних властивостей. Сукупність цих специфічних властивостей, котрі забезпечують можливість динамічної взаємодії людини з технічними засобами з метою виконання системою поставлених завдань у заданих умовах експлуатації, можна назвати ергономічністю системи. Ця інтегральна характеристика забезпечується певними інженерно-психологічними властивостями системи, зокрема швидкодією, точністю, надійністю, напруженістю діяльності оператора.

Показники якості функціонування СЛМ.

Будь яка система СЛМ покликана задовольняти певні потреби людини або суспільства. Для цього вона повинна мати низку властивостей, які закладаються під час її проектування і реалізуються у процесі її експлуатації. Властивість СЛМ – це об’єктивна особливість, яка виявляється в процесі експлуатації. Кількісна характеристика певної властивості системи має назву показника якості СЛМ. Під якістю розуміють сукупність властивостей, які характеризують ступінь придатності системи для використання її за призначенням, тобто її ефективність.

Нині поряд з основними показниками розробки та експлуатації технічних систем (продуктивність, надійність, економічність) різко зросло значення таких показників, як ергономічність, екологічність, естетичність. Використання досягнень інженерної психології при проектуванні техніки та умов її функціонування сприяє підвищенню ефективності і якості праці, зручності експлуатації та обслуговування техніки, скороченню термінів її освоєння, поліпшенню умов праці, економії витрат фізичної і нервово-психічної енергії працюючої людини, підтриманню її високої працездатності.

Швидкодія х арактеризується часом проходження інформації по замкненому колу «людина-машина», а точніше, часом функціонування СЛМ до досягнення певної мети, тобто тривалістю циклу регулювання:

k

Тц = ∑ t ₁,

i=1

Де t₁ – час обробки інформації в і-тій ланці СЛМ; k– кількість ланок СЛМ, в ролі яких виступають і технічні системи і оператори.

Цикл регулювання – це проміжок часу, за який виникає відхилення у системі і відбувається його ліквідування тобто система стає такою як задано програмою. Розглянемо цю характеристику на прикладі простої одноконтурної схеми регулювання. Припустимо, що оператор повинен витримувати технічні параметри системи в заданих межах. Один із цих технічних параметрів, незалежно від дій оператора, почав відхилятися від заданого значення n₀ до значення n_1. Інформація про це порушення з’явиться через час t₁, який зумовлений інерційністю системи вимірювання. Для її знаходження, сприйняття, обробки та прийняття рішення операторові необхідний певний час t₂. крім цього, для виконання певних керуючих дій теж потрібен певний час – t₃, а для їхнього тривання в системі з метою приведення цього параметру в норму також необхідний певний час – t₄.

Tц = t₁ + t₂ +t₃ + t₄.

Таким чином, оператор керує системою і регулює її роботу відповідно до певної програми, яка має часові характеристики. Виконання цієї програми залежить від технічних характеристик системи, які зумовлюють зовнішні, технічні, часові обмеження. Крім цього людині-оператору притаманні свої, внутрішні, психофізіологічні властивості, які теж зумовлюють певні часові обмеження. При цьому ці внутрішні обмеження можуть змінюватися залежно від функціонального стану оператора. Ось чому досягнення однієї і тієї ж мети відбувається по-різному не тільки у різних операторів, але і в одного й того ж.

Так в конкретних умовах діяльності певний оператор може, не відчуваючи напруження, витратити мінімальний час на знаходження, сприйняття, переробку інформації і прийняття рішень(t_2min ), а також на введення цього рішення у систему через керуючи дії. За таких умов час циклу регулювання буде мінімальним:

Tц_min = t₁ + t_2min + t_3min + t₄.

Ця характеристика є показником внутрішніх обмежень оператора, його швидкісних можливостей, які залежать від швидкості перебігу нервових процесів.

Тепер звернемо увагу на зовнішні обмеження, які необхідно враховувати в діяльності оператора. Розглянемо той самий приклад, але припустимо, що оператор, сприйнявши відхилення параметра не реагував на нього, і воно наростало і далі. Останній момент, коли ще оператор може втрутитись у функціонування системи, є час t_k, за умови, що командні дії оператор введе за час t_3min, і вони пройдуть у системі за час t_4, виходячи з цього, оператор у наведеному прикладі має певний вільний час понад мінімальний, який був названий резервним.

t _res = Tц – (t₁ + t_2min + t_3min + t₄).

ХАРАКТЕР ЗАЛЕЖНОСТІ ЦИКЛУ РЕГУЛЮВАННЯ (Тц) ВІД ПАРАМЕТРА n

N_max

n(t)

n₁

n₀ t₁ t_2min t_3min t₄

Слід зауважити, що поняття резервного часу введене умовно, оскільки в реальній діяльності виникають додаткові затримки інформації, які збільшують час її обробки і реагування на неї. До того ж резервний час, так би мовити, вміщує або враховує індивідуальні психофізіологічні розбіжності між операторами. Для оцінки рівня технічних обмежень у часі використовують поняття ліміту і дефіциту часу. Говорячи про «ліміт», мають на увазі певні зовнішні обмеження у часі.Термін дефіцит уживається тоді, коли відведений оператору час менший за мінімально необхідний для вирішення задачі. Але за рахунок саморегуляції деякі оператори можуть підвищити свої швидкісні можливості і укладатися у певний час.

З іншого боку, критерієм швидкості є час вирішення задачі, тобто час від моменту реагування оператора на надходження інформації до моменту закінчення керуючих дій оператора. Звичайно, цей час прямо пропорційний кількості інформації, що переробляється оператором:

Ton=a + bH,

Де a і b – константи, що мають фізичний зміст: a - прихований час реакції, який залежить від модальності сигналу і приблизно дорівнює 0,2 c; b - величина, яка зворотна швидкості переробки інформації оператором і дорівнює 0,15-0,35 с/біт; Н – кількість інформації в бітах.

Точність роботи оператора – це відповідність його дій заданій програмі. Програма роботи може задаватися у вигляді послідовності дій і у вигляді результату, якого потрібно досягти. Але в процесі діяльності операторові доводиться враховувати численні зміни, які доповнюють і уточнюють програму, потребують нових критеріїв оцінок.

У реальному процесі управління, хоч би як ідеально він був організований, результати дій оператора, а також показники роботи техніки неодмінно мають деякі відхилення від заданих програмних значень, які називають похибками. Поки похибка перебуває в допустимих межах, визначених правилами, інструкціями, це нормальне явище і воно принципово не впливає на роботу системи в цілому. Коли похибка перевищує встановленні значення, її кваліфікують як помилку.

У випадках, коли похибка в роботі оператора досягає значення, за якого неможлива подальша робота оператора або показники його діяльності не можуть забезпечити досягнення поставленої мети, її кваліфікують як відмову людини-оператора.

Усі похибки операторів та приладів поділяються на систематичні та випадкові.

Систематичні виникають у разі впливу постійно і однаково діючих факторів, які за значної кількості вимірювань багаторазово повторюються. В оператора вони з’являються через такі причини:

1.невиконання правил вимірювання;

2.невиконання правил оцінки результатів;

3.індивідуальні недоліки, пов’язані з професійними і особистісними якостями.

Ці похибки можна зовсім зменшити або зовсім ліквідувати шляхом його навчання, створення спеціальних таблиць поправок, внесення змін у конструкцію самих приладів.

Випадкові похибки спричинені впливом факторів нестабільної дії, появу яких складно передбачити. Для операторів це як правило, - довкілля або їх фізичний чи психічний стан. Випадкові похибки ліквідувати неможливо, втім, їх можна зменшити, забезпечивши належну підготовку оператора, технічне вдосконалення приладів…Усі похибки вимірювання у оператора, або технічних приладів, незалежно від природи їх виникнення, поділяються на абсолютні, відносні, приведенні.

Абсолютна похибка – це різниця між виміряною ax і реальною a величинами: ∆ a = ax – a.

Вона виражається у тих самих одиницях, що і вимірювана, і не характеризує точність самого вимірювання.

Відносна похибка – це відношення абсолютної похибки до дійсного значення параметра, виражене у відсотках :

∆ a

ß = —– 100%.

a

Вона характеризує точність вимірювання, але не сам вимірювач.

Приведена похибка визначається відношенням абсолютної похибки до максимально можливого значення параметра, що вимірюється, тобто до найбільшого значення шкали або діапазону шкали, якщо всередині є нульова позначка.

∆ a

ßп = —– 100%.

a _max

За максимальним значенням приведеної похибки визначається клас точності приладів.

Точність є одним з показників якості діяльності оператора. Вона свідчить про те, якою мірою вдається йому забезпечувати параметри роботи системи відповідно до заданої програми. Показник точності в інженерній психології застосовується для оцінки перебігу розвитку психічних процесів і їхніх результатів, упливу різних факторів на ефективність діяльності операторів, особливостей психічних і фізичних станів операторів, їхніх індивідуальних розбіжностей.

Самі відмови бувають:

· активні і пасивні, які в першому випадку пов’язані з неправильним сприйманням інформації, а в другому – з помилками у пам’яті, уваги тощо;

· раптові і поступові, коли відмова виникає стрімко подібно, а або поступово накопичується;

· явні і неявні – перші мають безпосередній прояв, другі через деякий час, через деякі системи.

Для оцінки діяльності оператора використовують такі показники:

· час роботи оператора між двома відмовами;

· кількість відмов за даний проміжок часу;

· інтенсивність відмов за певний період роботи.

Таким чином, надійність характеризується безпомилковою роботою оператора і визначається ймовірністю правильного рішення задач. Для її підрахунку використовується така формула:

Pon = m/N,

m- кількість правильно вирішених задач, N – загальна кількість вирішеність задач.

Між надійністю оператора і технічних систем у СЛМ існує доволі складний взаємовплив. Як машина, так і оператор можуть кожен окремо виводити систему з ладу, провокувати відмови. Але тільки людина спроможна прогнозувати відмови, а в разі їхнього виникнення - знаходити і ліквідовувати причини.

Зараз існують технічні засоби які здатні контролювати діяльність оператора, автоматично резервувати його дії, запобігати відмовам у його діяльності, але вони не в силі замінити людину з притаманними тільки їй значними адаптативними можливостями і творчими властивостями.

Напруженість – специфічна властивість оператора, яка не притаманна технічній системі. Вона характерна для усіх видів діяльності. Для фізичної праці вона має назву «важкість праці», а для розумової «напруженість праці».

Залежить від організації виробничого процесу, від індивідуальних психічних властивостей особистості, від правильно організованого режиму праці. Вона впливає на показники інших властивостей.

Для опису та оцінки діяльності людини-оператора з переробки інформації у СЛМ застосовують ідеї, поняття і математичний апарат теорії інформації. Застосування теорії інформації в інженерній психології зумовлене впливом на діяльність людини невизначеності (ентропії)процесів та об’єктів управління.

Теорії інформації – це наука, що вивчає закономірності отримання, переробки, зберігання і передавання інформації. Інформацію визначають, як функцію відношення кількості можливих відповідей до і після її отримання, тобто функцію відношення апостеріорної імовірності до її апріорної імовірності.

I = f (P₁/P₀),

I - кількість інформації; P0 – апріорна ймовірність - ймовірність події до приймання інформації; P1 - апостеріорна ймовірність - ймовірність події після приймання інформації.

Дата добавления: 2014-01-04