Классификация факторов, влияющих на эффективность операторской деятельности

 

Операторская деятельность – вид трудовой деятельности, заключающейся во взаимодействии человека с объектами, явлениями внешнего мира и управлении ими через информационные системы и средства управления.

Индивидуальный (личный) фактор – это совокупность особенностей конкретного человека (субъекта), которые могут оказывать влияние на уровень эффективности и надежности его трудовой деятельности. Влияние «индивидуального фактора» на профессиональную эффективность и надежность наблюдается только в конкретных условиях взаимодействия оператора с объектом управления или другими специалистами при наличии, развитии, проявлении индивидуальных особенностей, неблагоприятных для операторской деятельности. Причиной нарушения эффективности деятельности может быть проявление либо конкретной индивидуальной характеристики, либо определенной их совокупности.

Групповым фактором называется совокупность особенностей и возможностей человека, присущих всем операторам конкретного класса СЧМС и определяющих эргономические свойства системы. Эргономические свойства СЧМС и отдельных ее компонентов не сводятся к отдельным характеристикам человека, машины и среды – они проявляются во время взаимодействия человека и технической системы при решении определенных задач. Эти свойства относят к виртуальной реальности с ее характеристиками порожденности (спроектированности), актуальности и интерактивности. Они отражают степень реализации в конкретной операторской деятельности (в ее средствах, содержании, условиях, организации и субъекте) требований к профессионально важным для операторской деятельности качествам человека (психологическим, физиологическим и др.), которые и определяют эффективность и надежность этой деятельности (Бодров В.А., Орлов В.Я., 1998).

Человек-оператор в СЧМС

В системе «человек–машина–среда» человек является центральным звеном системы управления, и его деятельность может быть представлена в виде последовательности четырех основных этапов: прием информации, оценка и переработка информации, принятие решения и реализация принятого решения (табл. 23.1). Первые два этапа иногда называют получением и преобразованием информации, а последние два – обслуживанием (реализацией).

Одной из главных характеристик СЧМС являются особенности взаимодействия человека с ее техническими компонентами. Разнообразные управляющие функции системы в одних случаях наиболее успешно может реализовывать человек, а в других – техническое устройство. Знание функциональных возможностей человека и машины, их преимуществ и недостатков необходимо при проектировании СЧМС и, в частности, при решении задачи распределения между ними функций по управлению системой. Сравнительные характеристики функциональных особенностей этих двух компонентов СЧМС представлены в табл. 23.2.

Из табл. 23.2 видно, что человек по своим возможностям превосходит машину в творческих компонентах деятельности, в задачах с неопределенным содержанием и

 

исходом, в адаптации к изменяющимся условиям труда и т.д. Машина имеет неоспоримые преимущества в быстродействии и точности при выполнении математических расчетов, в хранении в памяти большого объема информации и оперативности ее воспроизведения,

Таблица 23.1 Этапы деятельности человека-оператора

(по книге: «Основы инженерной психологии», 1986).

Наименование этапа	Содержание этапа	Выполняемые действия	Влияющие факторы
Прием информации	Формирование перцептивного образа. Что сработало?	Обнаружение – выделение объекта из фона. Различение – раздельное восприятие двух объектов, расположенных рядом, либо выделение деталей. Опознание – выделение и классификация существенных признаков объекта.	Сложность сигнала, вид и число индикаторов, организация информационного поля, размеры изображений, их технические и физические характеристики.
Оценка и переработка информации	Формирование оперативного образа. Что сломалось?	Сопоставление заданных и текущих параметров (режимов) СМЧС. Анализ и обобщение информации.	Способы кодирования, степень сложности информационной модели, объем отобрания, динамика смены информации.
Принятие решения	Формирование последовательности целесообразных действий для достижения цели на основе преобразований исходной информации.	Поиск, выделение, классификация и обобщение информации о проблемной ситуации. Построение текущих оперативных образов. Сопоставление и оценка сходства оперативных образов и эталонов. Коррекция моделей. Выбор или построение эталонной гипотезы. Принятие принципа и программы действий.	Тип решаемой задачи, число и сложность проверяемых логических условий, сложность алгоритма и число возможных вариантов решения.
Реализация принятого решения	Использование выходных «каналов» человека (двигательного или речевого).	Перекодирование принятого решения в машинный код. Поиск нужного органа управления. Движение руки к органу управления и манипуляция с ним.	Число и тип органов управления, их характеристики (размер, форма и т.д.), совместимость двигательных операций, компоновка рабочего места и т.д.

 

в скорости выполнения операций по заданному алгоритму и т.д. При сравнении машины и человека следует учитывать способность человека объединять отдельные сигналы в целостную структуру, что позволяет находить наиболее экономичные способы их приема и переработки. Способы приема информации машиной ограничены, а методы переработки информации фиксированы, – разнообразие этих методов значительно уступает тем, которые использует человек. При всех прочих равных условиях надежность аппаратуры с высоким уровнем автоматизации быстро ухудшается в сложных эксплуатационных условиях.

В настоящее время понятие «информация» принято ставить в один ряд с категориями «вещество» и «энергия». По определению М.А. Котика, информация – это некоторое качество, присущее всем материальным системам и отражающее разнообразие их свойств или степень упорядоченности этих свойств. Отражение свойств материальной системы осуществляется посредством соответствующего носителя информации, способного воспроизводить или сохранять разнообразные свойства системы. В понятии «информация» отражается степень разнообразия или упорядоченности свойств, состояний действительности. Принято считать, что чем более разнообразны свойства объекта, тем больше информации содержит данный объект. В этом смысле информация существует объективно и независимо от получателя. Вступая во взаимодействие, объекты обмениваются не только энергией, но и информацией: обмен информацией носит всеобщий и универсальный характер.

Таблица 23.2. Функциональные характеристики человека и машины.

Характеристики	Человек	Машина
Способность интегрировать разнородные элементы в единую систему	Выраженная	Ограниченная
Способность к предвидению событий	Высокая	Ограниченная
Способность к решению нечетко сформулированных задач	Высокая	Ограниченная
Способность к распознаванию внешних ситуаций	Высокая	Ограниченная
Способность ориентироваться во времени и пространстве	Выраженная	Ограниченная
Диапазон способов переработки информации	Широкий	Ограничен
Способность формирования образов внешнего мира	Выраженная	Отсутствует
Способность генерировать идеи	Имеется	Отсутствует
Продолжительность непрерывной работы	Незначительная	Большая
Точность и скорость вычислений	Незначительная	Большая
Объем оперативной памяти	Ограничен	Значительный
Способность к обобщению	Имеется	Ограниченная
Способность к обучению	Хорошая	Плохая

Система передачи информации в операторской деятельности включает в себя: источник информации – носители информации об объекте (знаки, сигналы) – и приемник информации (субъект), к которому по каналу связи поступают эти знаки. В результате процесса передачи информации в приемнике (в сознании оператора) создается соответствующий образ, который с той или иной степенью точности и полноты отражает реальный объект.

Образ объекта формируется не только на основе особенностей самого отраженного свойства объекта, но и под влиянием знаков, посредством которых передается сообщение об этом свойстве. Формирование образа объекта зависит от степени соответствия между, во-первых, объектом и знаком, несущим информацию о нем, и, во-вторых, знаком и образом, возникающим в результате восприятия знака; в первом случае речь идет о процессе кодирования информации, во втором – о процессе ее декодирования.

Информацию, используемую оператором в системе управления, можно оценить:

1) по ее содержанию, т.е. исходя из ее семантической стороны (о каком свойстве, каком параметре она свидетельствует);

2) по объему сведений, т.е. по количеству информации, которое передается (с какой полнотой, точностью передаются данные);

3) по ее практическому значению в управляющей деятельности, т.е. исходя из прагматической стороны информации (насколько она полезна, как отражается на деятельности оператора, ее результатах).

Следует различать объективное значение информации для деятельности и ее субъективное значение, т.е. смысл, который она приобретает в сознании отдельного оператора. Анализируя смысл информации, можно выделить его содержательную и эмоциональную сторону (Ломов Б.Ф., 1966; Котик М.А., 1978; Бодров В.А., Орлов В.Я., 1998).

Понятие «количество информации» и связанное с ним понятие «пропускная способность канала связи» используются для более объективного изучения и оценки процессов передачи и получения информации человеком. Количественная оценка информации дается с помощью понятия «энтропия». К. Шеннон рассматривал энтропию как меру неопределенности события. Изменение энтропии, обусловленное полученным сообщением, определяет количество информации, содержащееся в конкретном сообщении. Единицей количественного измерения информации является бит (от англ. binary digit – двоичная единица) – единица информации, соответствующая сообщению о том, что произошло одно из двух равновероятных событий. Чем шире ряд альтернатив, тем больше требуется информации для того, чтобы сделать выбор.

Среднее количество информации рассчитывается по формуле К. Шеннона:

где H – среднее количество информации, Р_i – вероятность i -гo события.

В реальных системах связи часть информации искажается помехами, а часть теряется при передаче. Поэтому для того чтобы оценить тот или иной канал связи, важно оценить количество переданной информации. Эта величина определяется по формуле:

где Т (х, у) – мера переданной информации, H (х) – информация, поступающая в канал связи, Н (у) – информация, выходящая из канала связи, H (х, у) – информация, содержащаяся в совместном появлении сигналов, поступающих в канал связи и исходящих из него. Если информация искажается при передаче, то определяют еще одну величину Ну (х), которой измеряется «инородная», не относящаяся к делу информация, возникающая из-за помех или «шума».

Информационные процессы характеризуются не только количеством, но и скоростью передачи информации, которая определяется по формуле:

где R – скорость передачи информации, Т (х, у) – мера переданной информации, t – время, в течение которого передается информация.

Максимальная скорость, с которой канал связи может передавать информацию, называется его пропускной способностью. Она измеряется в битах в секунду. Эта величина, по данным различных исследователей, составляет от 4-6 до 50-70 бит/с.

Использование количественных мер теории информации для оценки возможностей человека-оператора по приему и переработки информации имеет ряд ограничений, главное из которых заключается в том, что воспринимающей системе (человеку) должен быть известен весь алфавит событий, а также вероятность их поступления. Такому условию может соответствовать весьма узкий класс задач, связанный, прежде всего, с опознанием сигналов и реакциями выбора. Именно при решении подобных задач человек, заранее ознакомившись с полным алфавитом сигналов и ответными реакциями на каждый из них, действует по принципу выбора из известного ему набора альтернатив.

Результаты исследований по количественной оценке возможностей человека по приему и переработке информации позволили Б.Ф. Ломову (1966) установить ряд закономерностей.

1. Возможности разных анализаторов человека по приему информации различны и поэтому максимально возможная длина алфавита сигналов должна определяться в зависимости от модальности сигналов и характера одномодальных признаков, – например, визуальные сигналы наиболее точно опознаются и идентифицируются по цвету и положению в одномерном пространстве, а звуковые – по высоте. Средняя величина принимаемой информации составляет 2,6 бита, т.е. для большинства анализаторов количество точно опознаваемых одномерных признаков находится в пределах от 5 до 9 – знаменитое «магическое число» 7 ± 2 Дж. А. Миллера.

2. Величина максимальной информации, которую может передать сигнал, является функцией числа его признаков, различаемых человеком. Увеличивая насыщение сигнала информацией, следует увеличивать и число признаков сигнала.

3. Количество информации, принимаемой человеком, можно значительно увеличить за счет введения дополнительных точек отсчета в пределах одного и того же признака сигнала.

4. Пропускная способность «сенсорного поля» человека может существенно различаться в разных условиях, что обусловливается особенностями организации деятельности

 

и способами ее психической регуляции. Например, при решении корректорских задач пропускная способность составляет около 18 бит/с, при обычном чтении вслух – 30 бит/с, при чтении «про себя» – до 40 бит/с, Указанные различия связаны с разными способами организации чтения в этих видах деятельности: при корректорской работе осуществляется аналитическое чтение (каждое слово разлагается на отдельные буквы, которые сравниваются с их эталонами в памяти); при чтении вслух решается задача понимания смысла текста и его передачи другим людям (операционной единицей является не отдельная буква, а зрительный образ целого слова); при чтении «про себя» изменяется способ чтения – сокращается число движений глаз, уменьшается длительность зрительных фиксаций, редуцируется артикуляционный аппарат, что способствует значительному увеличению скорости чтения (Ломов Б.Ф., 1966).

 

Информационная модель – организованное по определенным правилам множество сигналов о состоянии управляемого объекта, рабочей среды и способов воздействия на них, необходимое для выполнения операторских задач.