Антропометрические характеристики человека

Для снижения утомления, повышения производительности и предотвращения патологических изменений в организме человека важно учитывать особенности строения и размеры тела человека при проектировании системы «Человек-машина».

Размеры и пропорции тела человека определяются полом, расой, возрастом, местом жительства и другими факторами. Антропометрические характеристики включают различные размеры человеческого тела. Антропометрические характеристики делятся на статические и динамические.

К статическим характеристикам относятся размеры головы, рук, туловища и др. Они используются для определения размеров конструктивных параметров рабочего места оператора или изделия (высота, ширина, глубина и др.), определения диапазона изменения в случае их регулировки, а также при проведении инженерно-психологической оценки и конструирования манекенов.

К динамическим характеристикам относятся амплитуды движения головы, рук, ног. Они используются для определения объема рабочих движений, зон досягаемости и видимости. По ним рассчитывается пространственная организация рабочего места оператора, размеры пультов управления, биомеханические модели и манекены

Хранение и переработка информации оператором

Основой деятельности человека-оператора являет­ся получение, сохранение, переработка и передача ин­формации. Поэтому особенности памяти являются для оператора важнейшим профессиональным качеством. В деятельности оператора различают два основных вида памяти:

– статическую (постоянную);

– динамическую (оперативную).

Постоянная память связана с запоминанием, сохранением и воспроизведением многочисленных и разнообразных статических элементов системы управления. Оператор должен знать (помнить) управляемую систему во всех деталях и особенностях.

Оперативная память связана с запоминанием, сохранением и воспроизведением динамических (изменяющихся) элементов ситуации в их отношении к статической системе. Следовательно, под оперативной памятью понимаются процессы запоминания, сохранения и воспроизведения информации, получаемой и передаваемой при выполнении отдельного действия инеобходимые для достижения частной цели, после чего они утрачивают свою актуальность. Длительность про­цессов оперативной памяти ограничивается длительно­стью осуществления данного действия.

Оперативная память, обеспечивая решение теку­щих задач оператора, играет важную роль в его дея­тельности. Исследованиями установлено, что большая часть ошибок оператора связана с процессами опера­тивной памяти. Наиболее важными ее характеристика­ми являются: объем, длительность сохранения информации, правильность (точность) воспроизведения информации и помехоустойчивость.

Объем оперативной памяти определяется тем количеством сигналов (стимулов), которые оператор способен запомнить после одного, как правило, кратковременного предъявления (восприятия). Различают объем памяти на статические и динамические сигналы. В первом случае опе­ратор должен запомнить и воспроизвести неизменяе­мую последовательность сигналов. Ее объем составляет около 5–9 символов. Причем, чем меньше длина алфа­вита символов, тем больше объем памяти и наоборот. Объем памяти на статические сигналы является слу­чайной величиной (ввиду индивидуальных различий людей) и подчиняется биноминальному закону распределения. Во втором случае оператор должен не только хра­нить в памяти предъявляемую последовательность сиг­налов, но и следить за ее изменениями в соответствии с изменениями обстановки. Ее объем не превышает в этом случае 3–4 символов.

Длительность сохранения информации определяется тем промежутком времени, в течение которого оператор безошибочно воспроизводит полученную информацию. Физиологической основой процесса сохранения является способность нервных клеток мозга определенное время сохранять изменения, возникающие под влиянием внешних воздействий. Эти изменения являются «следом» памяти. Безошибочное воспроизведение ин­формации возможно, пока затухание «следа» не дос­тигнет некоторого критического значения. Соответст­вующий этому промежуток времени и определяет время сохранения информации. Это время в ряде случаев является случайной величиной, подчиненной закону равномерной плотности распределения.

Все параметры влияющие на продуктивность памяти, можно разделить на 4 основные группы:

– информационные (количество предъявляемой инфор­мации, информативность символов, способ кодиро­вания);

–структурно-пространственные (степень компактности, характер группировки);

– по признаку модальности (зрительный, слуховой);

–временные (длительность предъявления, характер предъявления).

В деятельности оператора участвуют также такие виды памяти как долговременная и кратковременная. Долговременная память характеризуется длительным запоминанием (после неоднократных предъявлений) и длительным сохранением информации. Кратковременная память характеризуется немедленным запоминанием (запоминанием с одного предъявления), немедленным воспроизведением и кратким временем хранения информации.

В ряде случаев постоянную память отождествляют с долговременной, а оперативную – с кратковременной. Однако такое отождествление не всегда правомерно. В основе деления памяти на кратковременную и долговременную лежит различие в длительности и характере (однократное или многократное) предъявления, сохранения и воспроизведения информации. В основе же деления памяти на постоянную и опера­тивную лежит различное участие этих видов памя­ти в деятельности оператора, обслуживание соот­ветственно «стратегических» (конечных) и «тактических» (текущих) целей и задач деятельно­сти. Поэтому постоянную память можно рассматри­вать как прошлый опыт, накопленную впрок информацию, а долговременную – как процесс запомина­ния (как правило на длительное время) после многократных предъявлений.

В деятельности оператора участвуют различные виды памяти. Вновь поступающая информация направляется в оперативную память, имеющую вполне определенный (для данного оператора) объем. Информация сохраняется в оперативной памяти в течение времени хранения, определяемого длительностью «следа» памяти.

В случае, если объем поступившей информации превышает объем оперативной памяти или время хра­нения больше длительности «следа», то частъ информации с некоторой вероятностью направляется в долго­временную память, а остальная информация теряется.

Основными процессами памяти являются также запоминание, забывание и воспроизведение.

Запоминание зависит, с одной стороны, от осо­бенностей воздействия отражаемых человеком предме­тов и явлений, а с другой стороны – от характера дея­тельности и психологического состояния оператора.

Для облегчения запоминания и увеличения объема памяти важнейшее значение имеет рациональная груп­пировка исходного материала, переход на более круп­ные оперативные единицы запоминаемого материала, направленность на прочность запоминания (запоминание более прочно при установке запомнить материал на более длительное время, чем на более короткое). Объем и точность запо­минания зависят не только от того, что человек сделал в прошлом, но и от того, что он предполагает делать в будущем. Запоминание произошедшего события зависит от того, насколько точно оно было предсказано.

Забывание – сложный и неравномерный процесс. Кривая забывания характеризуется резким падением вниз в первые часы после запоминания материала. Вы­деляют три вида (причины) забывания:

– потеря информации из-за ее не использования;

– потеря информации в результате интерференции (влияние предыдущей информации на последующую и наоборот);

– забывание, обусловленное мотивацией (установка на забывание ненужной информации).

Воспроизведение – извлечение информации, хранящейся в памяти. Оно может быть преднамеренным (произвольным) и непреднамеренным (непроизвольным). Эффективность воспроизведения зависит от организации хранимой информации. Вос­произведение – сложный процесс, включающий опре­деленное преобразование информации.

Мышление и его виды

Мышление – активный процесс отражения объективного мира в человеческом мозге в форме суждений, понятий, умозаключений. Мышление связано с речью. В отличие от ощущений, восприятий и представлений мышление есть процесс обобщенного и опосредственного отражения действительности. Различают наглядно-действенное, наглядно-образное, словесно-логическое, теоретическое и оперативное мышление.

Наглядно-действительное – анализ и синтез познаваемых объектов в процессе практической деятельности с ними.

Наглядно-образное – процесс трансформации перцептивных образов и представлений объектов.

Словесно-логическое (понятийное) – процесс отражения в сознании человека существенных связей и отношений между предметами и явлениями материального мира.

Теоретическое – выступает в форме отвлеченных понятий и рассуждений.

Оперативное мышление – процесс решения практических задач, в результате которого формируется субъек­тивная модель предполагаемой совокупности действий, обеспечивающей решение поставленной задачи. Оно включает выявление проблемной ситуации и систему мысленных и практических преобразований. Основны­ми компонентами оперативного мышления являются:

– структурирование;

– динамическое узнавание;

– формирование алгоритма решения.

Структурирование – образование более крупных единиц на основе связывания элементов ситуации меж­ду собой. Д инамическое узнавание – узнавание частей конечной ситуации в исходной проблемной ситуации. Формирование алгоритма решения – выработка принципов и правил решения задачи.

Наиболее важными для оператора являются оперативное и наглядно-образное мышление.

На основании принятой и проанализированной информации оператор принимает необходимое решение по управлению. Процедура принятия решения является центральной на всех уровнях приема и переработки информации.

В самом общем виде процедура принятия решения включает формирование последовательности целесообраз­ных действий для достижения цели на основе преобразова­ния исходной информации.

К основным объективным и субъективным условиям, определяющим реализацию процессов решения в деятель­ности оператора, можно отнести:

– наличие дефицита информации и времени, стимулирую­щих «борьбу» гипотез

– наличие некоторой неопределенной ситуации, определяющей «борьбу» мотивов у субъекта, принимающего решение;

– осуществление волевого действия, обеспечивающего преодоление неопределенности, выбор гипотезы и принятие на себя той или иной ответственности.

Условия принятия решения во многом зависят от степени неопределенности. Различают следую­щие виды неопределенности:

– неопределенность, обусловленная большим числом объектов, включенных в ситуацию (избыток информации);

–неопределенность, вызванная недостатком информации;

– неопределенность, порожденная слишком высокой «платой» за определенность, вносимую субъектом, принимающим решение.

Процедура приня­тия решения и его качество в различных ситуациях неопре­деленности будет иметь разный характер. Поэтому в зави­симости от состояния исходной информации могут быть три вида решения:

– детерминированное;

– вероятностное;

– предельное.

На результаты работы оператора большое влияние оказывают ошибки сенсомоторных дей­ствий. Установлено, что число ошибок существенно зависит от вида и направления движения.

Из трех основных направлений поступатель­ных движений (вверх-вниз, вперед-назад, вправо-влево) лучшими по числу минимума ошибок являются первые (вверх, вперед, вправо). Поперечные движения (вправо-влево) дают большую частоту ошибок (вероятность 0,03), поэтому при проектировании панелей управления их следует избегать. Еще большую частоту ошибок дают поворотные движения рук вокруг продольных осей (вероятность 0,091). Лучшим распределением функций являются следующие: правая рука осуществляет точные непрерывные движения, а левая выполняет дискретные действия. Независимо от режима работы по всем направлениям наблюдается рост числа ошибок с ростом амплитуды движения.

Частота ошибок зависит также от пальца, которым осуществляется управляющее воздейст­вие. С точки зрения увеличения частоты ошибок различные пальцы располагаются в следующем порядке: большой, средний, указательный, мизи­нец, безымянный. При отработке сигналов од­новременно различными сочетаниями пальцев время реакции и частота ошибок увеличиваются с увеличением числа пальцев в сочетании. Эти показатели зависят также от того, какие именно пальцы участвуют в сочетании. Это важно учитывать при разработке полуфункциональных и функциональных клавиатур.

Информационная нагрузка оператора опре­деляется предельно-допустимыми нормами дея­тельности.

1. Коэффициент загруженности – относительная величина времени, занятого оператором непосредственной работой за пультом управления

,

где Т_о– время обработки информации; Т_р– обще время работы.

2. Период занятости – время непрерывной без пауз работы: /

  мин.

3. Коэффициент очереди сигналов – относительное число сигналов, обработанных оператором в условиях очереди на обслуживание:

,

где N₀ – число сигналов, обработанных оператором в условиях очереди на обслуживание; N – общее число поступивших сигналов.

4. Длина очереди сигналов – число сигналов одновременно требующих внимания оператора (удержания их в памяти):

.

5. Время ожидания начала обработкисигнала (начала обслуживания). Смысл этого показателя состоит в появлении дефицита времени в работе оператора. Время пребывания информации на обработке не должно превышать предельно допустимого:

,

где t_ож– время ожидания начала обработки; t_оп– время обработки сигнала оператором; t_{пр доп}– предельно допустимое время обработки.

6. Скорость поступления информации – количество информации, поступающей в единицу времени: