Останнім часом в інженерній психології здійснюється активний пошук шляхів збору, систематизації і аналізу інженерно-психологічних даних про діяльність оператора та системи "людина-машина" з метою подальшого їх використання у процесі проектування і оцінки СЛМ.
Сьогодні застосовується надзвичайно велика кількість методів, зокрема:
o вивчення технічної документації і обладнання системи;
o спостереження за діяльністю оператора;
o реєстрація об'єктивних показників діяльності;
o експериментальне дослідження елементів діяльності;
o аналіз помилок оператора;
o експертна оцінка окремих показників діяльності;
o бесіда з операторами.
Розглянемо сутність кожного з наведених методів.
Метод вивчення технічної документації і обладнання дає змогу ознайомитися з завданнями, котрі повинен вирішувати оператор, та умовами його діяльності. На основі вивчення технічної документації та інструкцій з обслуговування системи складається перелік функцій та обмежень її використання. Виходячи з цього, визначаються функціональні обов'язки оператора, його підпорядкованість вимогам і обмеження Його дій. До того ж з'ясовуються режими роботи оператора, деталізуються правила і спеціальні вказівки, яких він повинен дотримуватись у процесі діяльності, наводяться певні запобіжні заходи проти помилок. Крім відомостей із технічної документації, можуть бути отримані додаткові відомості з робочих журналів та іншої звітної документації.
З допомогою цього методу можна скласти загальне уявлення про завдання оператора, ступінь їхньої складності, умови діяльності, режими роботи, характер помилок і професійних захворювань.
Метод спостереження за діяльністю оператора найефективніший тоді, коли діяльність оператора має переважно руховий характер. Він дає змогу отримати відомості щодо таких аспектів діяльності оператора:
o джерел інформації;
o характеру наведеної інформації: модальностей сигналів, систем кодування, значущості, інформаційного навантаження, особливостей сприймання, впливу різних перешкод тощо;
o характеру введення керуючих дій: особливостей моторного входу, антропометричних і біомеханічних характеристик, опору органів управління і необхідних зусиль оператора в його робочій позі;
o рівня напруженості і втомленості оператора за його емоційними реакціями, поведінкою, рухами, концентрацією уваги тощо;
o зовнішніх умов діяльності, які характеризуються ступенем впливу різних факторів - від санітарно-гігієнічних до розмірів функціональних приміщень.
Спостереження може проводитися візуально і за допомогою спеціальної апаратури.
Слід зауважити, що присутність спостерігача впливає на структуру діяльності оператора.
Метод реєстрації об'єктивних показників діяльності потребує застосування спеціальної апаратури, яка фіксує різні дії, рухи оператора і пов'язані з цим технічні параметри системи, а також психофізіологічні характеристики самого оператора.
За допомогою цього методу можна отримати різні показники роботи і життєдіяльності оператора, і що дуже важливо - в реальних умовах його діяльності. Втручання дослідника в роботу оператора (підключення датчиків) може бути зведене до мінімуму за рахунок використання сучасних записувальних систем.
Метод експериментального дослідження елементів діяльності відрізняється від попереднього тим, що експериментатор не фіксує процес (метод спостереження) або результати діяльності, а сам задає програму дій, котра відрізняється від робочої програми. Такі дослідження переважно здійснюються в лабораторних умовах, тому що мета їх полягає у з'ясуванні окремих залежностей, закономірностей між певними показниками роботи оператора. Якщо ці дослідження проводяться під час основної роботи оператора - професійних завдань з управління СЛМ, - то використовується метод додаткових завдань - вирішення додаткових, експериментальних задач, пов'язаних із сенсомоторними реакціями, арифметичними або логічними діями. При цьому його діяльність оцінюється за результатами вирішення основних і додаткових завдань.
Метод аналізу помилок оператора побудований на систематизації та аналізі помилок і відмов оператора. Для цього необхідним є визначення змісту помилок, причин їхнього виникнення, місця цих помилок у структурі діяльності, можливостей оператора щодо своєчасного їх виявлення і подальшого виправлення, а також нейтралізації їх негативного впливу. Під час аналізу помилок спеціально виділяють ті, що пов'язані з роботою технічних систем, і окремо - пов'язані з діяльністю оператора. На наступних етапах отримані дані підлягають статистичній обробці і використовуються при аналізі діяльності оператора.
Метод експертних оцінок застосовують, коли неможливо послуговуватись об'єктивними методами. Для експертних оцінок вибирають досвідчених операторів, які мають відповісти на серію стандартних, спеціально розроблених питань. До того ж передбачені різні системи відповідей: довільна форма, вибір одного з варіантів або кількісна оцінка в межах заданої шкали. Останні два варіанти відповідей більш бажані, оскільки отримані однорідні дані підлягають статистичній і машинній обробці.
Метод бесіди з оператором використовується тоді, коли певні елементи діяльності не піддаються інструментальній об'єктивній оцінці, але виразно відображені у свідомості оператора. В бесіді беруть участь різні за професійною підготовкою оператори, завдання яких відповісти на конкретні запитання. У цих випадках відповіді можуть стандартизуватися і піддаватися подальшій статистичній обробці. У "вільній" бесіді кожне наступне запитання може залежати від відповіді на попереднє. До того ж сама відповідь оператора не обмежена стандартними "рамками", які натякають на певну відповідь. Такі умови сприяють відтворенню елементів діяльності оператора, хоча і створюють певні труднощі при обробці даних.
Варто зауважити, що метод бесіди застосовують і як допоміжний до всіх описаних вище методів.
При здійсненні аналізу діяльності вона поділяється на окремі компоненти за відповідними спеціально обраними критеріями і ознаками залежно від поставленої мети. Щодо операторської діяльності передбачається:
o аналіз існуючої діяльності для її оцінки і оптимізації;
o аналіз існуючої або гіпотетичної діяльності для її оновлення, удосконалення;
o аналіз існуючої або формуючої діяльності з метою її моделювання.
Щоб проаналізувати той чи інший вид діяльності оператора, необхідно зробити її опис як на рівні системи, так і на рівні окремих операцій.
Опис діяльності оператора на рівні системи застосовується за необхідності розкриття і відображення тільки загальних психологічних особливостей, які характеризують діяльність у цілому: її організацію, композицію, структуру, склад тощо. Для опису на цьому рівні характерні різні методи відображення переліку функцій оператора, характеру його зв'язків з технічною системою, а також умов, у яких виконуються ці функції і відбувається взаємозв'язок.
Розглянемо деякі з цих методів.
Метод опису переліку функцій в основі своїй має вербальний перелік і опис дій оператора, їхніх зовнішніх проявів і пов'язаних з ними психологічних процесів. Для отримання необхідних даних спочатку складається загальний, стандартизований перелік функцій, які, можливо, виконуватиме оператор у системі управління.
Потім для кожної задачі, з урахуванням режиму роботи СЛМ, відзначаються ті функції, які фактично буде виконувати оператор. На основі проведеного аналізу складається перелік основних функцій, що їх частіше за все виконує оператор.
У спеціальних таблицях указують основні функції, ймовірність їх виконання, часові й точнісні показники, характер помилок, а також рівень напруженості роботи оператора.
Приклад можливого розподілу функцій було запропоновано Дж. Рабідо (100], згідно з яким функції оператора були поділені на такі групи: перцептивні, опосередковані, комунікативні і моторні.
Метод багатомірно-вагового опису розроблений В. О. Бодровим, Г. М. Зараковським та В. І.Медведєвим [164] і спрямований теж на опис функцій оператора, але з урахуванням їхньої значущості у діяльності оператора і характеру їхнього
взаємозв'язку.
Для застосування цього методу потрібно виділити всі показники діяльності та всі фактори, які суттєво впливають на її перебіг, і ввести їх у єдину схему.
При цьому ступінь впливу цих показників і факторів необхідно представити в єдиних безрозмірних величинах, наприклад у вагових коефіцієнтах або балах. Тільки за такою схемою можна зробити багатомірно-ваговий опис діяльності оператора.
Метод просторово-організаційного опису базується на встановленні та аналізі взаємозв'язків між операторами і технічними елементами системи. Такий аналіз здійснюється за схемою, на якій з одного боку зображені технічні еле-
менти системи, а з другого - оператори. За допомогою різного виду стрілок кодується характер зв'язків, їхня спрямованість, значущість, а цифри біля стрілок - частота використання даного зв'язку. Приклад такої схеми представлений на рис. 19.
За допомогою подібних схем можна визначити окремі групи або блоки, більш "завантажені", характер зв'язку, а також послідовність використання технічних засобів. До того ж картина інформаційного обміну може бути розгорнута у часі, що дає можливість аналізувати діяльність оператора на різних етапах функціонування СЛМ.
Опис діяльності на рівні операцій передбачає, що період діяльності, який розглядається, або задача розкладаються на окремі елементи, прості дії, операції та визначається характер функціональних зв'язків між ними. При цьому основна увага звертається не стільки на окремі стани елементів системи, скільки на закономірності переходу їх з одного стану в інший. Методи, які належать до цього способу опису діяльності оператора, побудовані, головним чином, на аналізі послідовності переробки інформації і виконання керуючих дій. Такі описи допомагають розкрити операціональну структуру окремих етапів діяльності або окремих задач. Слід зауважити, що в описі діяльності оператора можуть бути представлені і процеси переробки інформації в технічних елементах системи, якщо від цього залежать результати діяльності оператора.
Одним із найрозповсюдженіших уважається метод алгоритмічного опису діяльності оператора. В його основу було покладено принцип алгоритмічного опису управління, розроблений для технічних систем О. О. Ляпуновим і Г. О. Шестопалом. Пізніше з метою опису й аналізу психофізіологічних особливостей діяльності людини-оператора цей метод був перероблений Г. М. Зараковським ¡42).
Алгоритмом будь-якої системи управління, в тому числі і біологічної, є сукупність елементарних операцій переробки інформації і логічних умов, що визначають їх послідовність і забезпечують вирішення поставленого завдання.
Складовими алгоритмічного опису є оперативні одиниці діяльності людини. Такими одиницями можуть бути образи сприймання і пам'яті, поняття і судження, а також прості та складні дії оператора (сприймання інформації з приладів, виконання розрахункових дій, ввімкнення тумблерів тощо).
Склад оперативних одиниць для конкретного виду діяльності оператора є більш-менш незмінним. Оперативні одиниці можуть бути двох видів:
o логічні умови (образи, поняття, судження), які пропонують вибір певного шляху дій оператора;
o "оператори", тобто певні, конкретні дії оператора.
Для запису алгоритму використовується його логічна схема (ЛСА), в якій застосовується система символічних позначень.
Великими латинськими літерами (А, 2?, С.) позначаються "оператори" - певні, конкретні дії, а маленькими літерами (я, с, сі...) - логічні умови. Серед типових дій оператора розрізняють аферентні акти (сприймання інформації, отримання команд тощо), які позначаються індексом а, і еферентні дії (натискання кнопок, подання команд тощо), які позначаються індексом є.
Виконання логічної умови позначається індексом 1, а невиконання - індексом 0. Алгоритмічний опис прочитується як звичайний вербальний текст - зліва направо. Великі літери читаються послідовно одна за одною.
Якщо в схемі трапляється мала літера, котра позначає логічну умову, то після неї ставиться вихідна стрілка з номером, який указує на можливу спрямованість дій оператора. Але тут можливі два варіанти:
o якщо умова виконана, то, незважаючи на стрілку, алгоритм прочитується далі, тобто переходить до наступного елемента діяльності;
o якщо умова не виконана, то необхідно продовжувати читання алгоритму за стрілкою, яка вказує, до якого елемента алгоритму треба переходити.
Про це свідчить вхідна стрілка з таким самим номером.
Наприклад, візьмемо фрагмент алгоритму
Розглянемо застосування алгоритмічного методу для опису й аналізу діяльності пілота, який повинен підтримувати горизонтальний політ літака.
Для позначення членів алгоритму вводяться такі символи:
Застосовуючи цей метод, діяльність оператора можна оцінювати за такими показниками, як показник стереотипності, показник логічної складності, середня швидкість переробки інформації, динамічна інтенсивність виконання алгоритму.
Показник стереотипності оцінюється за кількістю послідовних дій оператора в загальній структурі алгоритму без логічних умов, а також довжини цих послідовностей (груп). Цей показник визначається за формулою:
боти оператора і складність виконання алгоритму, тобто цей метод має два суттєві недоліки:
o важко визначити допустимі значення цих показників, у межах яких робота оператора може вважатися нормальною;
o такий метод визначення цих показників не враховує довжину алгоритму, і тому різні за складністю алгоритми оцінюються приблизно однаковими за значенням коефіцієнтами Z і L.
Можливий приклад наведений у таблиці 9.
Таблиця 9
Характеристики алгоритмів роботи оператора різної складності
Загальна кількість членів алгоритму | кількість "операторів" | Кількість груп "операторів" | Z | Кількість логічних умов | Кількість груп логічних умов | L |
52 | 31 | 10 | 3,1 | 21 | 10 | 2,1 |
83 | 31 | 10 | 3,1 | 52 | 25 | 2,08 |
Ці недоліки можна ліквідувати, якщо змінити правила обрахунку цих коефіцієнтів. Нехай алгоритм складається з N членів, серед яких N0 - "оператори" і Nл - логічні умови, які, своєю чергою, відповідно розподілені за по n 0і nл групами. Починаючи з лівого краю, алгоритм поділяється на групи, при цьому при підрахуванні Z перша група починається з першого "оператора" і закінчується першою наступною логічною умовою, а при підрахуванні L - з першої логічної умови і закінчуючи першим наступним "оператором".
Потім для кожної групи підраховуються: кількість елементів у групі, кількість "операторів" або логічних умов. Далі за формулами обраховуються значення цих параметрів:
Таблиця 10
Порівняльні характеристики різних способів відрахування коефіцієнтів Z і L
Загальна кількість членів алгоритму | Коефіцієнт стереотипності | Коефіцієнт логічних умов | ||
Z | Zn | L | Ln | |
52 | 3,10 | 0,46 | 2,10 | 0.14 |
83 | 3,10 | 0,34 | 2,08 | 0,18 |
Таблиця II
Опис членів алгоритму
Вона залежить від кількості елементарних оперативних одиниць діяльності (кількість "операторів" плюс кількість логічних умов) та часу, потрібного операторові для їхнього виконання.
Для визначення загальної складності виконання алгоритму людиною-оператором пропонується формула:
Розглянуті показники виконання алгоритму визначають складність роботи оператора і можуть використовуватися для порівняльної оцінки однотипних видів операторської діяльності.
Цей метод - алгоритмічного опису - може бути застосований також в інженерно-психологічній експертизі вже діючих СЛМ. Підрахування наведених вище показників проводиться для всіх режимів роботи оператора, оскільки режим суттєво впливає на структуру (алгоритм) його діяльності.
Слід зазначити, що при проектуванні та оцінці діяльності оператора і системи використовуються такі інженерно-психологічні характеристики: швидкодія, точність, надійність, напруженість діяльності оператора (див. 2.3; 4.4).
4.5. Групова діяльність операторів
Контур предметно-інформаційного регулювання
Контур емоційно-мотиваційного регулювання
Контур організаційно-функціонального регулювання
Розділ 5. Проектування технічних засобів діяльності оператора
5.1. Проектування засобів відображення інформації
Знакова індикація
Кодування інформації
Інженерно-психологічні вимоги до акустичних індикаторів