Описание и анализ деятельности на уровне операций

Методы, отнесенные к данной категории, основаны главным образом на описаниях последовательности переработки информации и вероятностно-статистических связей, существующих между элементами и показателями деятельности. Подобные описания предназначаются обычно для раскрытия операционной структуры отдельных этапов деятельности оператора или отдельных его задач. Для составления таких описаний рассматриваемый период деятельности или задача расчленяется на конечное число элементов — простых действий или операций, отражающих их психологическую природу, и выявляются функциональные связи, существующие между этими элементами.

В таких описаниях основное внимание уделяется не столько самим отдельным состояниям элементов системы, сколько переходам этих элементов из одного состояния в. другое и закономерностям таких переходов. Следует отметить, что в подобных описаниях, наряду с действиями оператора, иногда бывают представлены и процессы переработки информации, протекающие в технических звеньях системы. Это делается обычно в тех случаях, когда от них зависят результаты действий оператора.

Здесь мы остановимся на четырех основных методах описания и анализа деятельности оператора на уровне операций:

— методе диаграмм оперативных этапов,

— методе органиграмм,

— методе граф-схем,

— методе алгоритмического описания.

Метод диаграмм оперативных этапов позволяет получать графическое описание последовательности преобразования информации и действий оператора при решении отдельных задач управления. При данном методе описания способы преобразования информации и действий оператора представляются на специальной диаграмме в форме соответствующих геометрических фигур, а соединяющие эти фигуры линии символизируют последовательность выполнения таких действий и преобразований.

На рис. 9.6 представлен простой пример такой диаграммы оперативных этапов, описывающий действия оператора радиолокационной станции по предотвращению столкновения судна, со ставленный автором этого метода М. Кэрке (М. Kurke). Этапы переработки информации легко понять по обозначениям и надписям на рисунке. Верхняя часть диаграммы символизирует ее «вход» — начало преобразования информации, а нижняя — «выход», т. е. завершение этих преобразований и решение самой задачи. Каждый вид преобразования информации представлен на диаграмме определенной геометрической формой: передача информации — треугольником, получение информации — кружком, принятие решения — шестиугольником, ручная операция — квадратом, бездействие — черным квадратом. Линии, соединяющие эти фигуры, указывают на наличие того или иного вида связи между отдельными этапами преобразования информации: расходящиеся от фигуры линии символизируют логическое «ИЛИ», а отдельные линии, связывающие фигуры, — логическое «И».

Рис. 9.6. Пример диаграммы оперативных этапов (по Кэрке).

Обозначив отдельные фигуры диаграммы соответствующими буквами, можно, с помощью методов математической логики, представить данное графическое описание в виде логического ряда. В таком случае открываются возможности количественной оценки рассматриваемых на диаграмме этапов преобразования информации.

На подобных диаграммах может задаваться по вертикали масштаб времени и описываемый на ней процесс переработки информации представляться во времени. Такие диаграммы могут строиться и непосредственно на схеме, где представлена пространственная организация системы. При этом геометрические символы диаграммы наносятся прямо на рисунки конкретных блоков и стрелками связываются между собой. Подобным образом удается объединять схемы пространственного расположения технических элементов системы со схемами, отображающими процесс переработки информации при управлении данной системой.

Метод органиграмм позволяет наглядно, в графической форме представлять все логические условия, которые принимаются во внимание при решении задачи управления, и отображать их в той последовательности, в какой они используются в процессе переработки информации. Если в диаграмме оперативных этапов в основном подчеркиваются виды преобразования информации, то в органиграмме выделяются главным образом логические возможности поиска решения на разных его этапах. Здесь функции человека-оператора по разрешению задач управления описываются подобно тому, как задается программа действий человека при моделировании этих функций на компьютере. Поэтому в органиграмме оказываются представленными отдельные бинарные схемы, последовательно перебирая которые можно оценить все возможные пути решения задачи.

Рис. 9.7. Органиграмма, отображающая последовательность обнаружения отказа в системе турбовинтового двигателя.

Примером довольно простой органиграммы может служить описание деятельности оператора по обнаружению несоответствия в показаниях о температурном режиме работы турбовинтового двигателя (рис. 9.7). Исходным событием здесь является обнаружение оператором того факта, что температура масла (t_M°) в двигателе превысила предельно допустимое значение. Если считать, что в данный момент на двигателе может возникнуть только один отказ, то его причина может быть выявлена путем последовательной проверки логических условий. Эти условия и порядок их проверки наглядно отображены на органиграмме. Вначале оператор сопоставляет показания температуры масла с показаниями температуры выхлопных газов (t_Br°). Если имеется соответствие между этими данными, то сразу ставится диагноз — перегрев двигателя. Если же это логическое условие не выполняется, то производится проверка соответствия показаний температуры масла (t_M°) и давления масла (р_м). При условии их соответствия ставится диагноз — отказ термометра выхлопных газов. Если такого соответствия нет, то проверяется третье логическое условие — герметичность маслосистемы. В случае герметичности системы устанавливается отказ термометра масла, в противном случае диагностируется утечка масла.

Органиграммы позволяют учитывать и наглядно представлять влияние разных факторов и стечений обстоятельств на действие системы, выделять различные логические возможности и исходы создавшихся ситуаций — все это является их достоинством. В то же время нужно отметить, что данный вид описания, как и предшествующий (диаграммы оперативных этапов), не показывает, каким образом осуществляются отдельные действия и логические операции (в частности, в последнем примере— что является критерием соответствия и несоответствия показаний приборов).

Метод граф-схем служит для краткого, схематичного отображения отдельных характеристик деятельности человека в системе управления: ее операционно-логической структуры, вероятностно-статистических или временных связей, причинно-следственных факторов возникновения ошибок и т. п. Если определенные события, фиксируемые оператором, и отдельные его действия определить как вершины графа, а возможные связи между ними, переходы — как дуги этого графа, то полученная таким образом граф-схема сможет служить некоторым кратким описанием рассматриваемого этапа деятельности.

Примером граф-схем операционно-логической структуры этапа деятельности может служить следующее описание действий оператора с индикаторными приборами (рис. 9.8). Действия оператора и фиксируемые им события обозначаются на схеме большими латинскими буквами (А, В/С...), а проверяемые логические условия — малыми буквами (р, q,...). Значения отдельных букв для данной схемы представлены на рис. 9.8.

Рис. 9.8. Граф-схема, описывающая действия оператора при оценке показаний индикаторного прибора.

Обозначения: А — прибор включен, В — прибор выключен, С — действие включения прибора, Д — показания соответствуют программе, Е — показания не соответствуют программе, F — управляющее воздействие, р — проверка включения, q — проверка соответствия.

Содержание рассматриваемой граф-схемы в словесной форме выражается следующим образом. Оператор проверяет включение прибора (р), который может быть включен (А) и выключен (В); в последнем случае оператор включает его (С). Затем он проверяет соответствие (q) показаний прибора заданной программе. Если такое соответствие имеется, то продолжается контроль за работой системы; если его нет, то оператор управляющим действием (F) приводит систему к требуемой норме.

Посредством граф-схемы может быть также дано описание рассмотренных выше диаграмм оперативных этапов или органи-грамм. Однако при этом будет утрачена та наглядность в разделении видов переработки информации или в выборе логических условий, которая достигалась при использовании вышеуказанных методов отображения.

Использование граф-схем открывает широкие возможности для количественного анализа отображаемого этапа деятельности. Посредством их может быть представлена вероятностно-статистическая структура этого этапа. При этом в качестве вершин графа принимаются отдельные операции, а дугам придаются значения частоты использования отдельных связей. На основе подобных описаний представляется возможным оценивать некоторые задачи оператора с точки зрения присущих им переходов и их вероятностной структуры. Такие граф-схемы можно выражать через соответствующие матрицы и, используя специальные преобразования, получать формулы, определяющие особенности рассматриваемого этапа деятельности или описываемой им задачи.

Метод алгоритмического описания операционно-логической структуры деятельности отличается своей направленностью на учет и анализ именно ее психологических особенностей. В его основу положен принцип алгоритмического описания процессов управления, разработанный для технических систем А. А. Ляпуновым и Г. А. Шестопалом. Этот метод был преобразован Г. М. Зараковским для описания и анализа психофизиологических особенностей деятельности человека-оператора. Поскольку указанный метод получил наиболее широкое практическое применение, рассмотрим его более подробно.

Под алгоритмом работу любой системы управления, в том числе и биологической, здесь понимается совокупность элементарных оперйций переработки информации и логических условий, определяющих порядок следования этих операций, которая решает поставленную задачу. Составляющими таких описаний являются соответствующие элементарные единицы деятельности, в качестве которых в данном случае используются оперативные единицы информации и элементарные действия.

Оперативная единица информации (ОЕИ) определяется как сообщение (образ, понятие, суждение, команда и т. п.), которое протекает целостно и дифференцируется человеком в процессе данной деятельности хотя бы по одному существенному для него признаку. Под элементарным действием (ЭД) понимается преобразование информации, энергии (акт восприятия, мыслительная операция, извлечение данных из памяти, моторное действие и т. п.), которое ведет к формированию некоторой ОЕИ.

Одним из наиболее сложных вопросов данного метода описания является установление меры дискретности, т. е. уровня детализации ОЕИ и ЭД, на котором следует осуществлять данный анализ. Эти данные определяются на основе рассмотрения особенностей информационной модели и решаемой задачи, на основе оценки свойственных оператору способов переработки информации и т. п. Таким образом, для определения ОЕИ и ЭД приходится анализировать и оценивать большую совокупность вопросов, начиная от возникшей задачи и связанной с ней концептуальной модели и вплоть до реализации моторных действий и контроля за ними. Трудности определения элементарных составляющих деятельности часто заставляют осуществлять алгоритмическое описание на уровне единиц, которые могут непосредственно фиксироваться в процессе работы (например, отсчет показаний индикатора, поворот рукоятки и т. п.), или явно выраженных логических условий, которые, очевидно, присутствуют при выборе способа действия.

В таком случае алгоритмическое описание может осуществляться уже на уровне типовых действий логических условий. Вместо элементарных действий (ЭД) здесь можно использовать типовые действия (ТД), а вместо оперативных единиц информации (ОЕИ) — логические условия (ЛУ). При таком подходе под логическим условием понимается сигнал (воспринимаемый извне или актуализируемый в представлении), определяющий выбор того или иного способа действия (операции).

В методе алгоритмического описания деятельность оператора отображается посредством символических обозначений. Большими латинскими буквами (А, В, С..-.) обозначаются отдельные типовые действия (ТД), а малыми буквами (р, q,...) — логические условия (ЛУ), определяющие выбор того или иного действия. Среди типовых действий оператора могут быть выделены афферентные акты (считывание показаний приборов, получение команд и т. п.), которые обозначаются индексом а, и эфферентные действия (нажатие кнопок, отдача команд и т. п.), обозначаемые индексом е. Символам выполнения логических условий на схеме придается индекс 1.

Алгоритмическое описание читается как обычный вербальный текст — слева направо. Большие буквы воспринимаются последовательно одна за другой. Если в схеме появляется малая буква, определяющая проверяемое логическое условие, то после этой буквы ставится «выходная» стрелка с номером, указывающим ее направление (например f), и здесь возможны два случая:

— если условие выполняется, то, не обращая внимания на
стрелку, следует переходить к последующему элементу описания;

— при невыполнении условия нужно следовать в направле
нии, которое указывает «выходная» стрелка, и переходить к тому
элементу действия, перед которым стоит «входная» стрелка с тем
же номером. Приведем пример на следующем простейшем алго
ритме:

Если логическое условие выполняется (р=1), то порядок действия элементов будет: АВ. В противном случае (р = 0) после 1 срабатывания первого члена следуем по стрелке (|) и возвращаемся (\) снова к первому члену. В таком случае порядок действия элементов будет АА.

Литература.

1. Ломов Б. Ф., Человек и техника, М., 1966;

2. Инженерно-психологические требования к системам управления, М., 1967;

3. Вудсон У. Е., Коновер Д. В., Справочник по инженерной психологии для инженеров и художников-конструкторов, пер. с англ., М., 1968;

4. Мейстер Д., Рабидо Дж., Инженерно-психологическая оценка при разработке систем управления, пер. с англ., М., 1970;

5. Военная инженерная психология, М., 1970;

6. Эргономика. Принципы и рекомендации, в. 1—4, М., 1970—72.

7. Инженерная психология / Сб. пер. с англ., под ред. Д. Ю. Панова, В. П. Зинченко. М., 1964.

8. Инженерная психология / Сб. Под ред. А. Н. Леонтьева, В. П. Зинченко, Д. Ю. Панова. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1964.

9. Ломов Б. Ф. Человек и техника (очерки инженерной психологии). М.: Советское радио, 1966.

10. Вудсон У., Коновер Д. Справочник по инженерной психологии для инженеров и художников-конструкторов. М.: Мир, 1968.

11. Котик М. А. Курс инженерной психологии. Таллин: Валгус, 1978. · Психология труда и инженерная психология / М.А. Дмитриева, А.А. Крылов, А.И. Нафтульев. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1979.

12. Справочник по инженерной психологии / Под ред. Б. Ф. Ломова. М.: Машиностроение, 1982.

13. Основы инженерной психологии. Учебник для техн. ВУЗов / Под ред. Б. Ф. Ломова. М.: Высшая школа, 1986.

14. Основы инженерной психологии: Учебник для студентов ВУЗов / Под ред. Б. А. Душкова. Екатеринбург: Академический Проект, 2002. · Практикум по инженерной психологии и эргономике / Под ред. Ю. К. Стрелкова. М.: Академия, 2003.

15. Стрелков Ю. К. Инженерная и профессиональная психология. М.: Академия, 2005.

16. Сергеев С. Ф. Инженерная психология и эргономика. М.: НИИ школьных технологий, 2008.

17. Носов Н. Виртуальная психология. – М.: Аграф, 2000.

18. A. Chapanis, Engineering Psychology, «Annual rev. of Psychology», 1963.

19. Engineering Psychology and Human Performance by Christophen D. Wickens, Justin G. Hollands. 1999.

20. Introduction to Human Factors Engineering by Cristopher D. Wickens et al. 2003.

Дата добавления: 2014-01-05