Інженерно-психологічні вимоги до техніки




Сторінка1/6
Дата конвертації01.12.2016
Розмір1,1 Mb.
  1   2   3   4   5   6
ГЛАВА 3

ІНЖЕНЕРНО-ПСИХОЛОГІЧНІ

ВИМОГИ ДО ТЕХНІКИ



3.1. Загальні поняття про інженерно-психологічні

вимоги

Інженерно-психологічні вимоги (ІПВ) – це вимоги до СОМС (її підсистем, ланок, елементів), які визначаються пси-хофізіологічними можливостями й характеристиками люди-ни-оператора. Їх встановлюють для оптимізації функціону-вання системи в цілому і діяльності оператора, зокрема. ІПВ ураховуються на всіх етапах життєвого циклу техніки: проек-туванні, виготовленні, випробуванні та експлуатації.

Розрізняють загальні й окремі ІПВ. Загальні вимоги ха-рактерні для груп (класів) СОМС, окремі – обумовлені приз-наченням і особливостями експлуатації конкретної СОМС.

Врахування ІПВ необхідно: для забезпечення раціональ-ного розподілення функцій між складовими компонентами СОМС; раціональної організації робочого місця на основі врахування в конструкції обладнання психофізіологічних можливостей і властивостей людини-оператора; відповід-ності технічних засобів можливостям людини щодо прийому й переробки інформації; здійснення керуючих дій; оптималь-них для життєдіяльності і працездатності людини показників виробничого середовища [35].

У загальному вигляді ІПВ спрямовані на забезпечення максимальної ефективності СОМС за умови дотримання визначених норм діяльності людини і надійності технічних засобів. Ця задача формалізується як вимога максимізувати цільовий функціонал:

 = f (x1, x2, … , xn; y1, y2, … , ym; z1, z2,, zl)

при виконанні обмежуючих умов:



хі < xі доп (і = 1, 2, … , n);

yj< уj доп (j = 1, 2, … , m);

zk< zk доп (k = 1, 2, … , l ),

де – показник ефективності функціонування СОМС; хі, yj, zk – відповідно характеристики діяльності людини, машини та факторів виробничого середовища; xі доп, уj доп, zk доп – допус-тимі значення цих характеристик.

Інженерно-психологічні вимоги класифікують за рядом ознак. Так, в залежності від виду властивостей і характерис-тик людини-оператора, які враховуються, розрізняють вимо-ги: гігієнічні, антропометричні, фізіологічні та психологічні.

Гігієнічні вимоги визначають нешкідливі й безпечні умови життєдіяльності людини, обумовлюють роль середови-ща в СОМС. Їх розробляють на основі санітарно-гігієнічних нормативів і практичних рекомендацій, спрямованих на попе-редження виникнення хвороб і створення умов, які забез-печують збереження здоров'я. Гігієнічні вимоги забезпечу-ють дотримання норм мікроклімату, а також визначають до-пустимий рівень шкідливих і небезпечних факторів виробни-чого середовища.

Антропометричні вимоги обумовлені статичними й ди-намічними антропометричними характеристиками і власти-востями людини-оператора.

Фізіологічні вимоги пов'язані з процесами життєдіяль-ності організму в цілому у взаємозв'язку його з навколишнім середовищем, в різних умовах функціонування СОМС. Вони враховують енергетичні можливості м'язового апарату люди-ни при експлуатації техніки, визначають силу, швидкість, ви-тривалість та інші фізичні властивості людини.

Психологічні вимоги визначають відповідність СОМС та їх складових компонентів психологічним особливостям людини. До них належать особливості сприйняття інформа-ції, уваги, мислення, пам'яті тощо.

Зазначені вимоги ставлять до різних елементів ергатич-них систем: засобів відображення інформації і органів керу-вання, робочих місць операторів, пультів керування, експлу-атаційної документації тощо.


3.2. Інженерно-психологічні вимоги

до засобів відображення інформації
Загальні інженерно-психологічні вимоги

до інформаційних моделей

Які б функціональні обов'язки в тій чи іншій авіаційній ергатичній системі оператор не виконував, він завжди взає-модіє з джерелами різної інформації, сприймає її, переробляє, а потім сам активно приймає участь у зміні її в потрібному напрямку, впливаючи на характер циркуляції інформації зви-чайно у замкнутій системі.

Робота оператора багато в чому визначається психофізі-ологічними особливостями систем кодування інформації, а вони, в свою чергу, залежать від динаміки об'єктів і процесів керування, характеру виконуваних задач, складності системи та специфічних умов функціонування. Все це потрібно врахо-вувати при розробці засобів відображення інформації, які формують інформаційні моделі.

Врахування розглянутих у другій главі психофізіологіч-них можливостей і властивостей людини-оператора дозво-лить на науковій основі обгрунтувати вимоги до інформацій-них моделей, а через них – до систем відображення інформа-ції, які є фізичною реалізацією функції відображення інфор-мації в інформаційній моделі ергатичної системи.

Задача конструкторів полягає в тому, щоб створити таку інформаційну модель, таке її сенсорне поле, які були б адек-ватні машині і відповідали можливостям оператора щодо прийому й обробки усього потоку закодованої інформації і ефективному прикладенні керуючих дій до машини (рис. 3.1).


Показання

приладів


Зорові

Вплив середовища середовища

Органи контролю апаратури

Слухо-ві

Пульти

Кутові переміщення



Аксе-лера-

ційні


Перевантаження

Зусилля на органи керування



Тактильні

Вібраційні

Бароме-тричні

Реакція


Темпера-

турні

Органи виконання

Органи керування



Рис. 3.1. Загальна схема взаємодії оператора і машини на повітряному судні

В інформаційній моделі повинні міститися лише ті влас-тивості, відношення, зв'язки, взаємодії керованих систем, які найістотніші для керування. Це задача досить складна. Тут мова йде: про характер, обсяг та вид інформації; про вибір за-конів керування в контурах підсистем машини; про швидкість видачі машиною інформації, яка сумірна з можливостями оператора по переопрацюванню інформації; про типи інфор-маційних пристроїв і модальність сигналів (якому аналіза-тору вони адресуються); про вигляд, форму, колір, взаємне розташування, напрямок руху органів керування, а також про розподілення органів керування між кінцівками оператора [10].

Складна проблема інформаційної сумісності оператора і машини через деякі обмеження у використанні положень теорії інформації ще не вирішена остаточно. Наприклад, аварійний сигналізатор, що працює за двійковим принципом і сигналізує про пожежу, ймовірність появи якої P1 дорівнює 0,001, дає оператору безперервне повідомлення про стан об'єкта. Середнє значення кількості інформації Ісер об'єкта визначається відомим виразом:


Ісер = – Р1 lg P1P2 lg P2,
де Р2 = 1 – Р1 – ймовірність відсутності пожежі на об'єкті.

Підставляючи значення Р1 і Р2 у наведений вираз, одер-жимо Ісер = 0,01 біт. Середнє значення кількості інформації, яка характеризує ентропію системи (міру невизначеності її стану), виявляється малим і не відповідає дійсності, оскільки звичайний природний стан об'єкта характеризується відсут-ністю пожежі. Середня величина кількості інформації може бути віднесена до рідкісного, неістотного для людини явища, тому вона не має принципового значення для оцінки ситуації. Проте безперервна інформація, яка надходить від цього сиг-налізатора, дуже важлива для оператора.

Наведений приклад свідчить про те, що інформація сиг-налізатора пожежі, який працює за двійковою системою і ви-дає в середньому невелику її кількість (в статистичному ро-зумінні), для оператора дуже значуща.

Питання, пов'язані зі створенням інформаційної моделі, яка найбільш гармоніює з можливостями оператора, мають виняткове значення для зручності, безпеки, точності, швид-кості та продуктивності праці оператора.

Використовуючи інформаційну модель, оператор шля-хом прийому й декодування інформації, її обробки відтво-рює образ поведінки, образ стану машини, виробляє рішення і прикладає керуючі дії. Оператора не можна залишати на го-лодному інформаційному пайку, як не можна топити його у морі відомостей про роботу машини, тому потрібно знаходи-ти науково обгрунтоване компромісне рішення.

Є цілком визначені значення параметрів, які повинні за-безпечити оператору можливість відтворити стан машини і режими її роботи. Пропускна здатність оператора як ланки зв'язку обмежена: за одиницю часу він може прийняти й пе-реопрацювати лише строго визначений обсяг інформації. То-му не можна перевантажувати його увагу: обсяг інформації, яка надходить до оператора, повинен відповідати часу, що відпущений на його обробку.

Для зменшення інформаційного перевантаження необ-хідно [25]:

– представляти інформацію оператору з необхідним упередженням (до початку виконання);

– скоротити потік інформації до необхідного мінімуму;

– передбачити можливість фільтрації інформації, що дозволить оператору визначити другорядні дані і відібрати ті, що необхідні для роботи;

– розробити раціональну схему робочої діяльності опе-ратора;

– дозволити оператору використовувати для прийняття рішення максимальний час (в межах загального часу, відве-деного для виконання задачі);

– зберігати на індикаторі інформацію за бажанням опе-ратора на протязі необхідного часу.

В свою чергу, інформаційне недовантаження оператора спричиняє ослаблення уваги, що призводить, в кінцевому під-сумку, до втрати ритму і появи помилок. Для зменшення не-довантаження необхідно:

– скоротити до мінімуму час від запиту до відтворення інформації, а також час формування зображення;

– забезпечити достатню інтенсивність потоку інформа-ції (при інтенсивності потоку 1-10 сигналів за годину вже мо-же спостерігатися помітне послаблення уваги);

– вжити заходів для підвищення "помітності" інформа-ції, яка вперше з'являється (мигтіння, яскравість, гучність);

– обмежити площу розміщення інформаційних прист-роїв;

– забезпечити оператору можливість контролю за пра-вильністю своїх дій.

При створенні засобів відображення інформації необ-хідно вирішити, які параметри роботи машини повинні бути представлені оператору і в якому вигляді; кількість цих пара-метрів повинна бути мінімальною і забезпечувати створення у оператора динамічного образу стану (поведінки) машини. Слід також визначити, яку корекцію може і повинен внести оператор в роботу і за допомогою яких органів керування, що і як повинен вмикати, вимикати та перемикати, які програми вводити в роботу.

При побудові сенсорного поля інформаційної моделі ду-же важливо дотримуватись послідовності організації уваги: розміщення елементів моделі повинно відповідати найбільш ймовірній послідовності змін станів і режимів функціонуван-ня керованих об'єктів. Необхідно намагатися також макси-мально розвантажувати оперативну пам'ять. Для виконання цієї вимоги необхідно [25]:

– використовувати код, який максимально асоціюється з життєвим досвідом людини (наприклад, червоний колір звичайно означає небезпеку, заборону);

– забезпечити максимальну відповідність інформаційної моделі реальним об'єктам і процесам у відповідності до ди-наміки домінуючих образів (наприклад, повинно бути вико-нано правило сумісності індикаторів і відповідних органів ке-рування і т.п.);

– мати на робочому місці інструкції, які виконані у виг-ляді алгоритмів як графо-символічне зображення;

– передбачити (особливо в аварійних й інших особливих ситуаціях) можливість підказування оператору його подаль-ші дії;

– забезпечити такі умови, щоб кількість інформації, яка сприймається оператором одночасно, і тривалість її збере-ження не перебільшували можливості оперативної пам'яті людини.

Інформаційна модель повинна бути наочною, забезпечу-вати швидкість стимулювання аналізаторів оператора по сприйманню й переопрацьовуванню інформації, тобто мати найбільш ефективний код і дозволяти безпомилково декоду-вати інформацію, що надходить, і, таким чином, сприяти ефективній реалізації прийнятих оператором рішень.

Загальні вимоги до інформаційної моделі диктуються особливим її розташуванням: вона знаходиться між операто-ром і об'єктом керування і повинна повністю описувати пове-дінку й стан об'єкта, в той час як її характеристики повинні відповідати особливостям оператора як приймача й пере-роблювача інформації, що формує сигнал похибки непогод-ження і прикладає керуючі дії до об'єкта керування.

Інформаційна модель машини повинна мати певну швидкодію, бути виразною, мати порівняно прості зв'язки і узгоджені характеристики з оператором і машиною.

Інформаційна модель повинна бути також економною й лаконічною. Її складовими частинами повинні бути лише ті елементи, які необхідні для забезпечення оператора інформа-цією про стан основних елементів системи, що контролю-ється; повинна використовуватися мінімальна кількість знаків і забезпечуватися простота правил декодування інформації.

Найбільш істотні елементи інформаційної моделі з точ-ки зору контролю і керування повинні чітко виділятися роз-мірами, формою, кольором і т.п. Частини інформаційної мо-делі, де вузли і агрегати функціонують в автоматичному режимі, повинні бути відокремлені і чітко відмежовані від інформаційних моделей інших подібних підсистем. Інформа-ційні моделі однотипних об'єктів повинні бути типізовані й уніфіковані (незалежно від часу випуску і серій). Частини ін-формаційної моделі для окремих елементів системи повинні мати чіткі структури, які відрізняються одна від одної і легко запам’ятовуються. Розміщення приладів й сигналізаторів в ін-формаційній моделі повинно бути узгоджено з розміщенням відповідних органів керування, тобто з послідовністю й логі-кою дій оператора.

Засоби відображення інформації допомагають операто-ру приймати не тільки стандартні, але й евристичні рішення. Для цього оператор повинен мати певну кількість надлиш-кової (але не зайвої) інформації. Вона дозволяє йому уточни-ти інформаційну модель об'єкта, підвищити загальну надій-ність системи, за деякими, непрямими ознаками прогнозу-вати поведінку системи, а при необхідності (в аварійній си-туації) вибрати найкращу стратегію керування.



У кожному конкретному випадку потрібно передбачити систему дублювання інформаційних потоків, можливість ви-користання бімодальних сигналізаторів та індикаторів з над-лишковою кількістю елементів, які б дозволили оператору ви-правляти спотворену інформацію. Інформаційна модель по-винна поєднувати наочність аналогового способу представ-лення інформації з точністю цифрового.

На повітряному судні, в остаточному підсумку, повинна бути створена єдина інформаційна модель польоту і роботи усіх бортових систем, оскільки загальна система екіпаж-по-вітряне судно-середовище являє собою багатомірний замкну-тий і цілісний контур керування, в якому окремі системи є частиною загальної схеми. У такому поєднанні підсистем процеси на їхніх входах і виходах можна характеризувати векторами: – вектор стану об'єкта з керованими компо-нентами хі(t) (i = 1, 2,…, m); – вектор вимірювання ком-плексу бортових вимірювальних систем з компонентами уі(t) (і = 1, 2,…, m); – вектор похибки неузгодження з компо-нентами еi(t) (і = 1, 2,…, m); – вектор керування з компо-нентами ui(t) (і = 1, 2,…, m); – вектор збурень на об'єкті ке-рування з компонентами f і(t) (і = =1, 2,…, m); – вектор за-даного стану з керованими компонентами хіз(t) (і = 1, 2,…, m).
  1   2   3   4   5   6


База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка