Эргономические требования к ИС ОИ

При решении задач проектирования ИС ОИ в «человеко-машинных» системах следует учитывать следующие принципы:

1. Соответствие информационной модели (ИМ) доминирующему оперативному образу, т.е. обеспечение понятности «картинки».

2. Учет оперативных порогов восприятия сигналов, с целью достижения максимальной скорости и точности распознания символа.

3. Интеграция взаимосвязанной информации в один целостный образ.

4. Соответствие ИМ на каждом этапе деятельности человека.

5. Уменьшение нагрузки на память оператора.

6. Минимизация психофизиологической цены деятельности человека- оператора.

7. Содержательная часть работы и эстетические свойства техники должны удовлетворять психологическим потребностям человека.

Время выполнения оператором функции управления можно определить по формуле:

,

где: - время зрительного поиска объекта на экране,

- время приема информации и принятия решения, - время нахождения органа управления, - время на осуществление моторного действия.

Первую компоненту можно взять из таблицы:

Поиск простых геометрических фигур – 0,18-0,2 сек.

Поиск букв и цифр – 0,3 сек.

Поиск условных знаков – 0,3 сек.

Поиск формуляров – 0,31 сек.

Поиск цели на экране РЛС – 0,37 сек.

Вторую из следующей таблицы:

Поиск условных знаков - 0,25-0,33 сек.

Ознакомление с ситуацией, обозначенной условными знаками - 0,64 сек.

Обнаружение изменений в ситуации – 0,55 сек.

Счет условных знаков: поиск цифр – 0,2 сек.

Поиск по простому алгоритму – 0,4 сек.

По сложному алгоритму - 0,6 сек.

Требования к ИМ.

1) Высокая степень детализации. Она должна быть минимально необходима для решения задач управления

2) Структурность ИМ. Объединение стимулов, предъявляемых операторам, в определенные структуры для целостного восприятия ситуации.

3) Условность символов не должна приводить к потере наглядности.

4) Использование привычных ассоциаций и стереотипов деятельности операторов.

5) Совместимость стимулов и реакций. Пространственное соотнесение элементов управления и контроля. Вывод подсказок.

6) Динамичность ИМ. Возможность перекодировки, перегруппировки или расширения возможностей для увеличения объема и детализации. Также динамичность во времени.

К алфавиту ИМ предъявляются следующие требования:

1. Полнота отображения события.

2. Краткость и четкость сигнала.

3. Правильность и отсутствие ошибочных данных об объекте.

4. Взаимосвязь с другими сигналами.

5. Способность системы сигналов отображать систему в различных аспектах и в динамике.

6. Максимальная скорость и надежность приема информации.

Информацию в ИС ОИ кодируют:

- символами

- ориентацией

- расположением

- типом, шириной и длиной

- площадями

- яркостью

- цветом.

Эргономика (греч. ergоn - работа и nоmаs- закон) занимается комплексным изучением человека в производственной деятельности и оптимизацией средств и условий труда. В состав эргономики включают прикладные разделы инженерной психологии, психологии, физиологии и гигиены труда антропологии, кибернетики, теории автоматического управления и др.

В ИС ОИ для оценки средств отображения используют суммарную характеристику (читаемость), определенную скорость и точностью различения, опознавания и интерпретации показателей. Читаемость зависит от алфавита символов, используемых в качестве кодов: геометрических фигур, букв, цифр, знаков. Форма символов влияет на скорость и точность опознания. Так, установлено, что лучшими по опознанию являются цифры Слейта: 1, 2___________________

Из русских букв лучше всего опознаются О, С, Т, Р, У, Ф, И, Д, Н, Ь, Г, А, Е, а больше ошибок при опознании букв Ш, З, М, Ц, Ы, Э, Ю, Я, Б, В, Щ, П.

В зависимости от расстояния (l) зрительного восприятия высота (h) знака

,

где - угловой размер знака.

В табл.4.1. приведены рекомендуемые размеры воспроизводимых знаков

Таблица 2.6.

Размеры символа, мм	Расстояние до оператора, м
0,5	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0
Высота
Ширина
Толщина контура	0,7	1,5				7,5		10,5		12,5

Расстояние между знаками в слове принимается равным ширине знака. Чем сложнее символ, тем больше времени требуется для опознания. Знаки в СОИ делятся на простые, средней сложности и сложные:

, - простой;, - средней сложности; - сложный.

Для оптимального опознания знаков их угловой размер должен составлять 18'±1' для простых знаков, 21' – средней сложности и 35' для сложных.

При меньших размерах знаков время и число ошибок опознания растет.

Важное место в создании оптимальных условий для работы оператора занимает освещенность для выполнения функций наблюдения, чтения, производства записи. Нормы освещения приведены в табл.2.7.

Таблица 2.7.

Характер работы	Размер объекта, мм	Контраст объект/ фон	Фон	Минимальная освещенность, ЛК
Электролюминесцентные лампы	Лампы накаливания
Комбини рованное освещен-ние	Общее освеще-ние	Комбини рованное освещение	Общее освещение
Особо точный	0,1		светлый
Высоко точная	0,1-0,3	средней	темный
Средней точности	0,3-1,0		темный
Малой точности	1,0-10		темный
Грубой	>10	Независимо от контраста и фона

Работа персонала ИС ОИ в АСУ относится к группе с малой точностью (100÷150 лк). Освещенность влияет также на работу обработки сигналов: при малой освещенности обработка сигналов производится последовательно и одновременная обработка нескольких сигналов при высокой освещенности.

На зрительное опознание влияет контраст. При прямом контрасте характеристики ЗА лучше.

При восприятии знака в виде пятна – это обнаружение различение формы знаков, контуров – различие; если ЗА различает существенные признаки - опознание.

Если контраст знака и фона меньше порогового для ЗА, знак не виден. Минимум порогового контраста ЗА для знаков размером 60' и яркостью

80-120 кд/мч составляет 0,015 – 0,020. При изменении этих условий пороговыйконтраст увеличивается. Для знаков с размером 35' - 40', воспринимаемых на экране СОИ, величину контраста рекомендуют принимать равных от 0,65 до 0,8, для знаков меньших размеров от 0,7 до 0,9. Оптимальным контрастом

(0,85 - 0,9) рекомендуют пользоваться при длительной работе оператора со знаками.

Степень видимости определяется через число пороговых контрастов в контрасте (к) наблюдаемого знака с фоном

.

К=15÷30 соответствует хорошей видимости знаков.

Яркость В и освещенность Е связанных между собой зависимостью

,

где - коэффициент отражения поверхности.

В затемненном положении норма яркости экранов СОИ составляет

25-65 кд/м². Для различения мелких изображения яркость должна быть

≥100 кд/м^2,, а различения подвижных изображений - ≥ 300 кд/м^2. Рекомендуемый уровень яркости свечения при внешней освещенности 200 лк приведен в таб.2.8.

Таблица 2.8

Цвет	Белый	Красный	Оран жевый	Желтый	Зеленый	Голубой	Синий
Оптимальная яркость, кд/м^2
Максимальная яркость, кд/м^2

Для применения в ИС ОИ рекомендуется применять цветовое кодирование для наилучшего различения отображаемых символов. Оптимальным цветом является желто-зеленый, наиболее простым – белый. Цветовое кодирование используется и для воспроизведения сигналов опасности в теплых тонах. Для сигналов безопасности – в холодных тонах. Красным цветом обозначается остановка, прекращение работы системы, оранжевым – предупреждение. Критическая частота мельканий (КЧМ) цветовых знаков на экране ИС ОИ принимается большей 27 Гц. Конфигурация и контраст знаков не влияют на КЧМ.

Оптимальные условия восприятия сигналов по угловому размеру, контрасту, КЧМ приведены в таб. 2.9

Таблица 2.9.

Условия восприятия и опознания	Знаки
Простые	Средние	Сложные
Угловые размеры, угл. мин.		21-26	35-40
Контраст	0,75	0,85	0,90
Критическая частота мельканий при яркости 50 кд/м^2, Гц	16,5	19,5	22,0
Время безошибочного опознания, с	3,25	4,53	5,78
Время безошибочного различия, с	1,79	1,52	1,52

Алфавит символов, принципы его реализации рекомендуется выбирать из следующих соображений:

1) наиболее важные символы берут наибольших размеров;

2) символы снабжают основными и дополнительными признаками;

3) рекомендуемое количество знаков в цифровом коде 10, в буквенном – 20, в цветном – 7 – 8;

4) символы по возможности должны напоминать кодируемый объект;

5) символы одинаковой формы должны содержать большое количество дополнительных признаков.

6) в одном устройстве не применяют символы типа «негатив», «позитив»;

Для эргономического проектирования имеются отраслевые методики:

- «Методика эргономического анализа при проектировании электротехнических изделий и систем»;.

- ГОСТ на общие эргономические показатели качества изделий;

- методические указания Министерства радиопромышленности и др.

Дата добавления: 2014-01-07