Возможности человека-оператора

Наиболее важными параметрами системы управления с точки зрения оценки «человеческого фактора» являются: скорость (время цикла регулирования); точность и надежность.

Независимо от того, в какой роли выступает человек-оператор – приемника, анализатора, ретранслятора, исполнителя – скорость его определяется временем полного цикла регулирования, т.е. временем, в течение которого объект переводится из некоторого исходного состояния в заданное.

В простом случае одноконтурной системы время цикла регулирования (оборота сигнала по контуру «человек – машина») представляет собой сумму времени задержки сигнала во всех звеньях:

,

где Т – время цикла регулирования;

t_i – время задержки сигнала в i -м звене системы;

n – количество звеньев в системе управления;

Т _O – время задержки сигнала оператором (от момента поступления сигнала до ответа на него действием).

Если сравнивать различные звенья системы «человек – машина» по времени задержки сигнала, то оказывается, что человек значительно отстает от машинных звеньев. Время задержки сигнала Т ₀, т. е. время реакции человека, исчисляется десятыми долями секунды, целыми секундами и даже иногда минутами. Время же S t_i обычно на 2–3 порядка меньше.

Латентный период (время от момента появления сигнала до начала движения) простой реакции человека зависит, прежде всего, от того, на какой анализатор воздействует сигнал-раздражитель. Значения этих величин для возбуждения средней интенсивности таковы:

– зрительный анализатор 150—220 мсек;

– слуховой анализатор 120—180 мсек.

Общее время, которое оператор затрачивает на получение информации от индикаторов и на выполнение ответных действий, составит:

,

где k –количество приборов (стрелок, знаков);

D t_i – время, необходимое для полной оценки показаний прибора (стрелки, знака);

Dt _i – время перевода глаза с одного прибора на другой (полный цикл заканчивается в исходной точке);

t _c – длительность времени спонтанной (самопроизвольной) отвлекаемости оператора;

t_mi – время выполнения моторных действий по управлению регулятором машины;

m – количество регуляторов системы;

n_i – количество однотипных приборов или периодичность контроля (число наблюдений или переключений).

Управление машиной будет надежным и эффективным тогда, когда информация, поступающая от машины и требующая активной переработки, будет соответствовать пропускной способности человека. В качестве единицы информации принимается бит. Число битов равно числу логических решений «да – нет» при равной возможности выбора.

Поток информации в человеке (определяемый в бит / сек) не остается постоянным на всем пути восприятия и переработки информации:– органы чувств, головной мозг, мускулы и т. д. Так, наиболее «узким местом» на этом пути является мозг. В среднем человек может принять в секунду не более 7±2 независимых решений.

Приближенная оценка способностей оператора к переработке инфор­мации иллюстрируется графиком – рис. 3.3.

Оптимальное количество информации для человека лежит в пределах 0,1–5,6 бит/сек. Увеличение количества информации снижает скорость её приема, оператор начинает ошибаться в приеме входных сигналов и искажать их сам. Другая крайность – уменьшение потока информации – приводит к тому, что за счет монотонности и бедности внешних воздействий могут возникнуть явления, сходные с переутомлением: увеличивается число ошибок, снижается эмоциональный тонус.

Рис. 3.3. Амплитудная характеристика человека–оператора

Точность и надежность – серьезные требования к работе оператора, ибо ошибки в процессе переработки информации или и действиях человека ведут к браку продукции, снижению производительности труда, а также могут повести к травматизму, порче оборудования и к авариям.

По точностным характеристикам оператор является наиболее слабым звеном системы «человек – машина».

Тренировка в этом смысле имеет огромное значение, но рассчитывать на то, что тренировка сведет к минимуму возможные ошибки в работе оператора нельзя. Факты показывают, что даже очень опытные операторы могут допускать грубые ошибки в работе. Поэтому для особо надежных систем целесообразно использование двух параллельно и самостоятельно работающих операторов. В этом случае в контур управления вводится контрольно-согласующее устройство с двумя выходами. Ошибка может пройти только в том случае, если оба оператора одновременно совершают её. Вероятность такого совпадения очень мала, что значительно повышает общую точность работы системы. Эту вероятность можно оценить' по формуле

,

где t _s, – доля времени, необходимая для выполнения операции;

P _{1 i} – вероятность того, что первый оператор сделает ошибку типа i при выполнении операции s;

P _{2 i} – вероятность того, что второй оператор сделает ошибку типа i при

выполнении операции s;

N – число операций;

п – число ошибок.

В этом случае можно сократить число ошибок, проникающих и систему, в сотни раз. Так, оказалось, что если при работе одного оператора было 116 ошибок на 10000 операций, то при одновременной и независимой работе двух операторов число ошибок упало до 37 на 1000000 (т.е., уменьшилось в 300 раз).

На надежность работы оператора очень сильно влияют различные помехи (шум, свет, грязь, вибрации и т. п.).

Наилучшим путем повышения надежности работы оператора следует считать выполнение оптимального согласования оператора с машиной и создание нормальных условий жизнедеятельности в процессе работы.

Дата добавления: 2014-01-06