- •Раздел I
- •Предмет и задачи инженерной психологии
- •1.1. Предмет инженерной псннологни
- •1 .2. История развития инженерной и психологии
- •1.3. Задачи инженерной психологии
- •1.4. Методологические принципы и системный подход в инженерной психологии
- •1.5. Связь инженерной психологии с другими науками
- •Глава II инфо0рмационное взаимодействие между человеком и мишиной
- •1 2.1. Общие понятия об информации
- •2.2. Основные свойства и характеристики информации
- •2.3. Система переработки информации человеком
- •2.4. Обеспечение информационный процессов
- •2.5. Воспроизведение информации в системе «чешек-машина»
- •Система «человек - машина»
- •1 3.1. Особенности n классификация счм
- •Содержание инженерно-психологического обеспечения счм
- •3.2. Показатели качества систем «человек-машина»
- •3.3. Основные концепции анализа и проектирования систем «человек-машина»
- •3.4. Конфликты в системе «человек-машина» и способы их решения
- •Деятельность оператора в системе «человек - машина»
- •4.1. Понятие о профессии оператора
- •4.2.Оператор в системе «человек-машина»
- •Этапы деятельности человека-оператора
- •4.3. Психические явления в деятельности оператора
- •4.4. Психологическая характеристика деятельности оператора
- •4.5. Физиологическая характеристикадеятельности оператора
- •4.6. Деятельность оператора в особых условиях
- •4.7. Деятельность оператора в условиях потока сигналов
- •Общая характеристики методов
- •5.1. Классификация методов
- •5.2. Методы описания и анализа деятельности оператора
- •Многоуровневое описание операторской деятельности
- •1 5.3. Моделирование в инженерной психологии
- •Психологические методы
- •6.1. Опрос, наблюдение, эксперимент
- •6.2. Физическое моделирование деятельности оператора
- •6.3. Психологическое тестирование
- •6.4. Личностные методы
- •Объективные методы оценки свойств темперамента
- •6.5. Самонаблюдение, самооценка, самоотчет
- •Физиологические методы
- •7.1. Основные физиологические показатели оператора
- •7.2. Методы получения и обработки физиологической информации
- •Математические методы
- •8.1. Математическая обработка экспериментальных данных
- •8.2. Возможности формализации деятельности оператора
- •8.3. Математическое моделирование деятельности оператора: модели задачи
- •8.4. Математическое моделирование деятельности оператора: модели оператора
- •Имитационные методы
- •9.1. Физическая (психологическая) имитация деятельности оператора
- •9.2. Цифровая (статистическая) имитация деятельности оператора
- •Техническое обеспечение инженерно-психологических исследований
- •10.1. Приборы и аппаратура для инженерно психологических исследований
- •10.2. Применение эвм и автоматизация инженерно психологическим исследований
- •10.3. Теоретические основы психологических измерений
- •10.4. Методы регистрации и измерения показателей деятельности оператора
- •Прием информации оператором
- •11.1. Психофиологическая характеристика процесса приема информации
- •11.2. Энергетические и информационные карактеристики зрительного анализатора
- •Значения коэффициента отражения
- •Значения слепящей яркости для различных уровней адаптации
- •11.3. Пространственные и временные характеристики зрительного анализатора
- •11.4. Характеристики слухового анализатора
- •Нормы разборчивости речи
- •11.5. Характеристики кожного и других анализаторов
- •11.6. Взаимодействие анализаторов при приеме информации
- •Объем кратковременной памяти (количество запоминаемых символов) при мономодальном и полимодальном предъявлениях информации
- •Хранение и переработка информации оператором
- •12.1. Процессы памяти
- •Характеристика блоков хранения информации в трехкомпонентной модели памяти
- •12.2. Характеристики оперативной памяти
- •Зависимость продуктивности памяти от вероятности появления символов
- •12.3. Оперативное мышление
- •12.4. Моделирование мыслительных процессов
- •Принятие решения в деятельности оператора
- •13.1. Психологические аспекты проблемы принятия решения
- •13.2. Информационная подготовка решения
- •Характеристика процессов принятия решения
- •13.3. Принятие решения на перцептивно-опознавательном уровне
- •Вероятность опознавания фотоизображения объектов
- •13.4. Особенности принятия решения на речемыслительном уровне
- •13.5. Групповое принятие решений
- •Управляющие действия оператора
- •14.1. Рабочие движения человека-оператора
- •Скоростные характеристики движений рук
- •Размеры зон досягаемости человека, мм
- •Усилиякоторые могут развить руки человека, н
- •Рекомендуемые усилия на органы управления
- •14.2. Психомоторика оператора
- •Зависимость ошибочных реакций от вида движения
- •14.3 Антропометрические характеристики
- •Амплитуда движений различных частей тела
- •Антропометрические характеристики взрослого населения России, см
- •Исходные данные для выбора диапазона изменения антропометрических характеристик
- •Поправки на одежду и обувь для некоторых размеров тела
- •14.4. Физические качества, энерготраты и тяжесть труда оператора
- •14.5. Речевой ответ оператора
- •Функциональные состояния оператора
- •15.1. Общая характеристика функциональных состояний
- •Признаки функциональных состояний оператора
- •15.2. Эмоциональные состояния оператора
- •15.3. Утомление оператора
- •15.4. Контроль функционального состояния оператора
- •Возможности различных методов контроля
- •Требования к различным видам контроля
Признаки функциональных состояний оператора
Виды состояний |
Признаки состояний | |||
психологические |
физиологические | |||
Благоприятные |
Оптимальная работоспособность |
Наивысшее проявление всех рабочих функций | ||
Готовность к действию |
Коэффициент рабочей установки более 0,45 |
В пределах нормы | ||
Внимание |
В пределах нормы |
Стабилизация сердечного ритма, повышение амплитуды α-ритма, возрастание напряжения мышц | ||
Неблагоприятные |
Утомление |
Возникновение зрительных иллюзий, ослабление памяти, снижение продуктивности мышления |
Изменение вегетативных функций, возбудимости головного мозга, уменьшение амплитуды α-ритма | |
Эмоциональная напряженность |
Дезорганизация поведения, торможение прежних навыков, ошибки восприятия, провалы памяти, увеличение вариативности показателей работы |
Увеличение частоты сердечных сокращений и частоты дыхания, падение сопротивления кожи, увеличение амплитуды υ-ритма, изменение спектра речи |
Наиболее существенным из благоприятных состояний является в общем случае состояние оптимальной работоспособности. Наиболее характерными для деятельности оператора его частными случаями являются состояния внимания и готовности к экстренному действию.
Состояние готовности необходимо для операторов, работающих в режиме ожидания. Такой режим является наиболее важным для современного высокоавтоматизированного производства. При нормальном протекании производственного процесса оператор находится в состоянии оперативного покоя и лишь следит за работой автоматики. В то же время он постоянно должен быть готовым к активной работе по устранению отклонений производственного процесса от нормы. Состояние готовности является необходимым также для многих водительских профессий. В конечном итоге это состояние определяет поддержание на требуемом уровне способности реагирования на неожиданный сигнал.
Одним из показателей состояния готовности является коэффициент рабочей установки, определяемый по формуле
где— среднее значение времени реакции;— время реакции в данный момент работы (вычисляется по серии измерений).
Величина Кру, как правило, меньше единицы и изменяется на протяжении рабочего дня. При нормальном состоянии его значения лежат обычно в пределах от 0,45 до 0,65 [150].
Для операторов-наблюдателей состояние оптимальной работоспособности проявляется в степени внимания, с которым он следит за ходом производственного процесса. Непрерывно наблюдая за показаниями многих приборов, оператор должен обнаружить те или иные отклонения от нормы. Потеря внимания ведет к пропуску аварийного сигнала. Аналогичная ситуация характерна также для деятельности операторов ЭВМ, операторов РЛС, радистов-операторов и др.
Состояние внимания можно определить как избирательную готовность мозга к определенным реакциям на строго определенные сигналы. Это состояние характеризуется:
торможением (блокированием) каналов поступающей в мозг сигнализации, за исключением того канала, по которому ожидаются или поступают наиболее значимые в данный момент сигналы;
повышением чувствительности анализатора значимых сигналов;
повышением готовности исполнительного аппарата к реакциям на эти сигналы, что проявляется в укорочении времени реакции на них.
К числу неблагоприятных состояний операторов относятся утомление и эмоциональная напряженность. Контроль этих состояний может дать дополнительный материал для оценки деятельности оператора. Наличие этих состояний (несмотря на то, что оператор волевым усилием, мобилизацией резервных возможностей может поддерживать высокий уровень результативности) свидетельствует либо о его недостаточной подготовленности, либо о нарушениях режима труда и отдыха. Характеристика этих состояний будет дана ниже.
Помимо приведенной на рис. 15.1. классификации функциональные состояния различают также по таким основаниям: с точки зрения опасности для здоровья — опасные и безопасные; с точки зрения цены деятельности и вызываемой ею степени истощения организма — нормальные, пограничные и патологические (последнее является предметом изучения медицины); с точки зрения проявления работоспособности — устойчивая работоспособность, неустойчивая работоспособность; с точки зрения проявления напряженности — оперативная (операционная) или психическая напряженность; с точки зрения напряженности (тяжести) труда — первой, второй, третьей, четвертой степени тяжести [173, 214].
Особо следует выделить экстремальные состояния, которые возникают под влиянием воздействия экстремальных условий обстановки. Здесь выделяют две основных ситуации. Первая из них сводится к тому, что существует такая интенсивность внешних условий, которая при определенном времени воздействия вызывает обязательное ухудшение параметров, по которым оценивается состояние человека. Вторая ситуация в отличие от первой состоит в том, что физическая характеристика условий не имеет ведущего значения, а главным становятся их информационно-семантические характеристики. Общим для этих ситуаций является то, что под их влиянием состояние человека переходит в режим динамического рассогласования [215].
Рис. 15.1. Классификация видов контроля состояния оператора.
Реакции человека в экстремальных условиях могут иметь адекватную форму реакции, либо протекать в форме реакции тревоги. Основным содержанием адекватности формы являются специфические реакции организма, направленные на устранение или преодоление влияния экстремальных факторов и на решение стоящих поведенческих задач. Реакция тревоги характеризуется относительно малой связью со спецификой экстремального фактора. Она направлена прежде всего на сохранение функционирования организма и в значительно меньшей степени на сохранность структуры трудовой деятельности. Сознательный контроль за поведенческими реакциями ослаблен, в крайнем случае наблюдаются бессознательные поведенческие акты типа паники [215].
Для оценки функциональных состояний используются различные показатели: поведенческие (поза, мимика, характер общения с другими людьми), физиологические (реакции сердечно-сосудистой, дыхательной, центральной нервной систем, изменения биопотенциалов сердца, мозга, неработающих мышц, сопротивления кожи и др.), психологические (показатели внимания, восприятия, памяти, мышления, психомоторики и т. д.), биохимические (обмен веществ, эндокринные и ферментные реакции), субъективные (самооценка состояния).
Даже перечисление разноуровневых показателей функционального состояния подчеркивает сложность интегральной оценки состояния человека-оператора в процессе деятельности. Функциональные состояния оператора формируются из его начального, «фонового» (до начала деятельности) состояния в процессе деятельности и являются одним из результатов деятельности. Системный характер сдвигов функциональных состояний, развивающихся у человека в процессе целесообразной деятельности, является следствием системной организации различных функциональных систем, включенных в эту деятельность. Отдельные функциональные системы организма (ЦНС, сердечно-сосудистая, дыхательная и др.) в процессе труда человека-оператора объединяются в единую функциональную систему психической деятельности, которая обеспечивает получение двух видов целей: биологической — выживание человека (эта цель обеспечивается иной функциональной системой вне операторской деятельности, соответствует «фоновому» состоянию) и социально-психологической — достижение результата операторской деятельности. С этой точки зрения функциональные состояния человека следует рассматривать как координированный целью деятельности качественно своеобразный ответ функциональных систем разных уровней на внешние и внутренние воздействия, возникающие в процессе деятельности. Характер связей, организации этих отдельных систем зависят от вида и цели деятельности, от фонового состояния человека-оператора.
Поэтому функциональные состояния оператора невозможно представить в виде простого изменения в функционировании той или иной системы организма или даже их набором. Поскольку функциональное состояние человека-оператора формируется в процессе регуляции деятельности и является результатом координированного указанными целями взаимодействия и взаимосодействия функциональных систем разных уровней, то каждое функциональное состояние характеризуется не константными показателями (постоянными по времени), а определенным типом их динамики в рамках оптимальной организации. Поэтому в диагностических целях главное значение имеет информация об основных тенденциях в характере изменения регистрируемых показателей, а не их абсолютные значения.
Основная особенность изменения рассмотренных выше показателей — это их качественно неоднозначные в ряде случаев ответы на воздействие различных внешних стимулов. Поэтому, как уже подчеркивалось, уверенно определить функциональное состояние оператора можно лишь по одновременным измерениям нескольких показателей. Они образуют симтомокомплекс показателей, а метод их анализа носит название полиэффекторного (см. главу VII). Выбор конкретных показателей, входящих в состав симптомокомплекса, определяется спецификой изучаемой деятельности. Общие рекомендации сводятся к тому, чтобы в его состав входили показатели, характеризующие каждый из трех основных частных комплексов — психомоторный (двигательная активность человека), нейродинамический (динамика нервных процессов), вегетативный (протекание процессов обмена).
Для оценки функционального состояния по нескольким параметрам (симптомокомплексу) следует использовать методы теории распознавания образов и ситуационного управления. Задача сводится к определению, к какому из двух классов (соответствующих или не соответствующих исследуемому состоянию) относится распознаваемый объект (функциональное состояние оператора) на основании полученных показателей. При этом состояние оператора рассматривается как сложный многокомпонентный образ в некотором N-мерном пространстве.