Количественные методы оценки информационных потоков

 

Для количественного описания и анализа информационных характеристик деятельности человека используются математические методы теории информации и теории массового обслуживания. С помощью этих методов можно строить соответствующие математические модели и на их основе получать количественные оценки деятельности человека Зная их, представляется возможным определить степень напряженности, обусловленной воздействием информационных факторов на деятельность человека, и предпринять соответствующие меры по снижению информационной нагрузки, уменьшению информационного стресса.

Теория информации - это наука, изучающая свойства, количественные характеристики и методы кодирования информации. Ее основоположником является американский ученый К. Шеннон, опубликовавший в 1948 г. статью «Математическая теория связи». Созданная для изучения технических каналов связи теория информации со временем стала применяться и для описания процессов переработки информации человеком. Основная идея К. Шеннона заключается в том, что с информацией можно обращаться так же, как с другими физическими категориями, какими является вещество и энергия. Поэтому информация неможет быть определена через эти категории и является наряду с ними одной из трех самостоятельных субстанций окружающего нас мира. Следовательно, согласно К. Шен­нону, и транспортировка (передача) информации может рассматриваться подобно транспортировке вещества и энергии [5].

__

P_i = (i=1, n)

Согласно К. Шеннону, величина энтропии оценивается соотношением

n

H = ∑ Р_i log₂ Р_i,. (1)

i=1

Полученное сообщение о состоянии системы ликвиди­рует имеющуюся неопределенность и поэтому содержит количество информации /, численно равное Н. Единицей измерения энтропии и количества информации является бит, или двоичная единица информации. Энтропией в один бит обладает система, которая может находиться в одном из двух равновероятных состояний. Поэтому сооб­щение о конкретном состоянии такой системы содержит один бит информации.

Основными свойствами энтропии являются следующие. Энтропия есть величина вещественная, ограниченная и неотрицательная. Энтропия детерминированной системы, состояние которой полностью определенно (Р_i=1, Р_j=0), равна нулю. Энтропия максимальна, если все состояния системы равновероятны, т.е. Р_j= 1/n. В этом случае энтропия максимальна: Н_max = log_{2 n}. Величина энтропии обладает свойством аддитивности, т. е. общая энтропия системы, состоящей из нескольких независимых подсистем, равна сумме этих энтропии. Все эти свойства непосредственно вытекают из анализа выражения (1).

Методы теории информации позволяют определить количество информации, перерабатываемой человеком. Зная затраченное на это время T можно определить скорость переработки информации V.Эта скорость сравнивается с пропускной способностью человека, определяемой его предельными возможностями по переработке информации. Пропускная возможность человека (обозначим ее С) определяется характером его деятельности. Если эта деятельность может быть представлена как канал без памяти, то С = 10-70 бит/с (печатание на машинке, ввод данных в ЭВМ и т.п.); если как канал с кратковременной памятью, те С = 2-4 бит/с (большинство видов операторской деятельности). Свидетельством информационной перегрузки,! т.е. стресс-фактором, является выполнение условия 7>С| Установлена и нижняя граница С_min ≈ 0,1-0,2 бит/с. Выполнение условия V<С_minсвидетельствует об информационной недогрузке (сенсорном голоде), что также является нежелательным фактором в деятельности человека [26].

Для анализа и оптимизации деятельности человека в ряде случаев можно использовать математический аппарата теории массового обслуживания (ТМО). Она представляет собой раздел теории вероятностей, изучающий потоки требований (заявок) на обслуживания. Удовлетворение этих требований называется обслуживанием. Многие процессы, протекающие на транспорте, в торговле, медицине, связи, военном деле и пр., подпадают под категорию! « обслуживание» и поэтому могут быть проанализированы с позиции ТМО. Например, обслуживание покупателей в магазине, прием больных в поликлинике, ремонт приборов в мастерской, обстрел неприятельских целей процессе боя, устранение отклонений в ходе протекания производственного процесса и т. п. с позиции ТМО являются процессами обслуживания.

То, что (или кто) реализует процесс обслуживания, в ТМШ называется обслуживающим аппаратом. Очень часто им является человек (группа людей): продавец в магазине оператор в системе управления, боевой расчет огневом установки, мастер по ремонту оборудования и т.п. В этих и подобных случаях для анализа и описания деятельности человека (группы людей) и могут быть использованья методы ТМО. Для этого создаются специальные модели деятельности человека (группы людей), получившие название моделей обслуживания [9].

 

 

ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА

ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ

 

Понятие экстремальных состояний обобщает широкий класс функциональных состояний человека, которые протекают по типу динамического рассогласования. Оно может характеризоваться нарушением адекватности физиологических реакций (такая ситуация возникает прежде всего при действии экстремальных факторов фи­зического или химического характера) или нарушением психологических и поведенческих реакций (это наиболее характерно при действии экстремальных факторов информационно-семантического характера). Наиболее частым является смешанный тип реакции, когда первич­ное изменение физиологических функций служит поводом к динамике поведенческих реакций или, наоборот, изменение психологических характеристик приводит к появлению физиологических сдвигов.

Реакции организма на экстремальные ситуации могут быть двух типов: адекватные формы реакции и реакции тревоги. Отличительным признаком, позволяющим отнести реакцию к тому или иному типу, является направленность этой реакции [22].

Основным содержанием адекватных форм ответа являются специфические реакции организма, направленные на устранение или преодоление экстремальных фактов ров и на решение поставленных поведенческих задач. При этом особенностью ответа на поведенческом уровне является осознанный, целенаправленный характер. Это предполагает формирование у человека определенного плана действий, основанного на анализе качественных, а иногда и количественных характеристик экстремальных условий и всей существующей ситуации в целом.

Форма ответа, связанная с реакцией 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 осуществляемой деятельности. Сознательный контроль за поведенческими реакциями ослаблен, в крайних случаях наблюдаются бессознательные поведенческие акты, например, паника. Если при адекватной форме ответа мотивация деятельности, которая существовала до начала воздействия экстремального фактора, остается почти без изменений, то во втором случае наблюдается снижение субъективной важности этих мотивов и смена типа мотивации. Реакция тревоги появляется, как правило, в сверхэкстремальных (субъективно или объективно воспринимаемых) ситуациях [34].

 

АДЕКВАТНАЯ ФОРМА РЕАКЦИИ

 

Характерной особенностью адекватной формы ответа является ее целенаправленный характер, связанный с формированием плана действий, направленных на устра­нение или минимизацию воздействий экстремальных ус­ловий. Такая целенаправленная организация определяет и симптоматику типичных проявлений этого состояния. При изучении психологических функций обнаруживается характерная диссоциация, выражающаяся в повышении одних, наиболее важных для данной ситуации, показа­телей и снижении остальных. Например, повышаются Пороги чувствительности анализаторов, непосредственно не участвующих в выполнении деятельности. Повышение порогов может рассматриваться как целесообразная ре­акция заглубления входов, сокращающая расход психофизиологических резервов. Повышение порогов обычно связано с величиной концентрации внимания: чем выше концентрация внимания, тем больше снижение чувствительности. При этом усиление концентрации внимания при действии экстремальных факторов заключается в игнорировании всех посторонних сигналов, не имеющих отношения к деятельности.

Специфические изменения характерны для процессов памяти, особенно кратковременной и оперативной. Характерной здесь является избирательность этих изменений. Улучшается запоминание лишь того материала, который имеет семантическую значимость для человека. Этот факт выделяется даже как один из характерных признаков адекватного ответа. Для него характерным является также увеличение продуктивности мышления - скорости поиска и оценки возможных выходов из) создавшейся ситуации. В этом плане можно говорить о гибкости мышления и отказе от фиксации на шаблонных приемах решения задач.

На поведенческом уровне наблюдаются изменения в структуре деятельности. Стереотипные, жестко регламентированные реакции дополняются действиями, основанными на вероятностном учете ситуационных изменений, что приводит к модификации алгоритма деятельности. При этом возможно увеличение числа ошибок, некоторые из которых совершаются сознательно, т. е. их можно квалифицировать как специально допускаемые нарушения алгоритма в целях поиска непредусмотренных способов действий. Адекватная реакция сопровождается также возрастанием роли волевых качеств личности, усилением эмоционального компонента, участвующего в формировании ответа. Происходит также сужение мотивационного поля из-за выраженного преобладания одних мотивов и подавления других. Усиливается роль социально значимых и высоких гражданских мотивов. Однако новые мотивы, как правило, при этом не появляются.

 

РЕАКЦИЯ ТРЕВОГИ, ЕЕ ВИДЫ

 

Реакция тревоги мало связана со спецификой условий и относительно однотипна для самых разнообразных ситуаций. В зависимости от степени выраженности реак­ции может несколько меняться ее качественный состав: отдельные компоненты могут быть представлены по-раз­ному или вообще отсутствовать. Однако общая структура ответа практически постоянная.

Различают три основные формы ответа в условиях реак­ции тревоги: малой, средней и крайней степени. Психо­логическое содержание реакции тревоги малой степени имеет много общего с хорошо изученной ориентировочной реакцией. Оно заключается в стремлении проанализиро­вать внешний раздражитель и оценить его значимость. Однако, в отличие от ориентировочной реакции, реакция тревоги при действии слабого экстремального фактора более устойчива, и в ней сильнее выражены психологичес­кие и поведенческие компоненты. Наиболее отчетливыми являются изменения порогов восприятия. Характерным является также изменение внимания, в частности, его концентрации, памяти, в особенности оперативной. На поведенческом уровне нарушается выполнение профес­сиональных навыков. Наиболее ярко это выражено в замедлении темпа работы. В целом же появление реак­ции тревоги малой степени не вызывает значительных эмоциональных сдвигов. Не меняется также общая на­правленность и соотношение мотивов деятельности.

При возрастании экстремальности развивается реакция тревоги средней степени. Характерной чертой этой реак­ции является однонаправленность наблюдаемых изменений. Если в предыдущем случае картина изменений могла быть довольно пестрой, то теперь наблюдается довольно выраженное ухудшение различных функций. Значительно повышаются пороги сенсорных систем. Наблюдается Умение объемов всех видов памяти, ухудшается выполнение задач, требующих устойчивости и концентрации внимания. Нарушение внимания и памяти ведет к возрастанию ошибок деятельности. Увеличивается их частота, нарушается сознательный контроль над появлением и коррекцией ошибок, что ведет к появлению «пачек» оши­бок - при стереотипной деятельности они следуют одна за другой после появления первой ошибки. Это обусловлено снижением контроля за качеством деятельности, и человек настойчиво повторяет одно и то же ошибочное дейс­твие, несмотря на его явную неправильность. Существен­но меняется структура интеллектуальных операций, как продуктивных, так и репродуктивных. На поведенческом уровне одним из наиболее существенных признаков является изменение мотивов деятельности. На первый план выдвигаются мотивы переживания страха, ухода из экстремальной ситуации. Доминантным становится какой-то один из множества мотивов, определяющих деятельность человека в обычных условиях. Появляется ярко выраженное эмоциональное напряжение.

Реакции тревоги крайней степени могут протекать в двух формах - пассивной и активной [22]. Однако в обоих случаях существенным является выраженная утрата сознательного контроля над поведением. При пассивной форме наступает своеобразная оцепенелость, прекращение активной деятельности. Рабочие движения могут продолжаться, но они теряют осмысленный, целенаправленный характер. Поступающие сенсорные сигналы почти не воспринимаются. Человек зачастую не понимает обращенной к нему речи. Полностью отсутствует всякая форма активного противодействия экстремальной ситуации, даже в виде попытки ухода от нее. Трудно говорить о характере мыслительной деятельности, так как исследование обычно провести не удается из-за утраты коммуникабельности. При ретроспективном анализе обычно обнаруживается полная или частичная амнезия. Интересно, что в памяти фиксируются незначительные, несущественные детали обстановки, а наиболее важные детали выпадают из созна­ния. Синдром раздвоения сознания приводит также к снятию эмоциональной окраски собственных переживаний) Так, при опросе лиц, переживших стихийное бедствие, часто приходится слышать такую характеристику своих переживаний: «Как будто это и я, и не я, а кто-то другой, со стороны». Пассивная реакция часто характеризуется потерей волевого контроля. В этом случае сохраняется восприятие действительности, может быть даже найден алгоритм правильных действий, однако парализованная воля не дает возможности осуществить их.

Для активной формы реакции тревоги на поведенческом уровне наиболее характерным является мотив ухода от сложившейся ситуации. Он может реализоваться как в явном виде (бегство, уход), так и принимать форму ли­хорадочной деятельности, включающей даже элементы, необходимые в конкретной ситуации. Однако организа­ция этой деятельности характеризуется полным отсутс­твием логики поведения. Это, скорее, набор отдельных, не связанных между собой действий. Элементы этих действий не доводятся до конца, наблюдаются простые повторы действия или смена одного действия противо­положно направленным. Следует отметить повышенную внушаемость лиц, находящихся в этом состоянии. Однако возможность восприятия адекватной команды может и не привести к желаемому результату, а вызвать новую серию хаотических действий, противоположных тем, которые не встречались до этого [34].

При активной форме реакции тревоги не встречается описанного выше синдрома раздвоения сознания. В сочетании с повышенной внушаемостью это ведет к появлению реакций подражания. Их крайней формой является паника. В этой ситуации человек слепо следует поведению большинства или какого-либо одного человека. Посколь­ку для этой формы реакции характерна двигательная Доминанта, поведение нередко задается наиболее двигательно-активным индивидом. Именно этим объясняется заразительность панического бегства людей, находящихся в состоянии активной тревоги, например, с поля боя, с места пожара и т. п. В свете сказанного понятна роль примера, принимающего форму активных действий у людей, которые должны остановить панику.