Інженерна психологія - Трофімов Ю.Л. - 4.4. Функціональні стани оператора

Умови, в яких працюють оператори, можуть бути різними, тому що: по-перше, збільшується кількість компонентів довколишнього середовища, які впливають на людину, по-друге, - кількість можливих варіантів поєднання цих компонентів вельми значна.

Оператор може працювати за підвищеного або зниженого атмосферного тиску, різних температур, шумів, випромінювань, вібрації, освітлення, умов ізоляції від соціального середовища, обмеженого простору тощо.

До того ж завдання, які виконує оператор, теж різні. Одні з них потребують переробки значної кількості інформації за обмежений час, прийняття відповідальних рішень у ситуаціях дефіциту часу, а інші вимагають монотонного спостереження без отримання інформації протягом тривалого часу. Зрозуміло, що характер задач і умов, у яких вони вирішуються, визначає динаміку психофізіологічних станів людини-оператора, тобто комплекс "довколишні умови і задачі" визначає психофізіологічну структуру діяльності оператора і в той самий час впливає на компоненти цієї структури, породжуючи в деяких випадках зниження уваги, втомлення, сонливість, що, в результаті, знижує ефективність діяльності оператора.

Функціональні стани оператора - це комплекс характеристик тих функцій і якостей людини, які безпосередньо або опосеред-I ковано зумовлюють її трудову діяльність.

Визначати функціональні стани оператора можна не за окремими показниками певних фізіологічних і психологічних функцій, а враховуючи характер їхнього взаємовпливу і взаємодії у процесі діяльності. Крім цього, важливі тільки ті зміни, які стосуються трудової діяльності. В зв'язку з цим використовують такі поняття, як зрушення стану і зміни стану.

Зрушення стану характеризується будь-якими відхиленнями інтегральних або часткових характеристик від початкового їх значення. Якщо ці зрушення призводять до зміни якості діяльності оператора, то вживають термін зміни стану.

Функціональні стани оператора залежать від сукупності специфічних властивостей у структурі особистості:

o особливостей темпераменту, які відображаються у динамічних характеристиках перебігу психічних процесів і в котрих проявляються потужність, рухливість і врівноваженість нервових процесів;

o мотивації до операторської діяльності, бажання вдосконалювати свою професійну майстерність;

o здатності до короткотривалого значного напруження при виникненні стресових ситуацій;

o емоційної стійкості, особливо емоційно-моторної і емоційно-сенсорної;

o швидкості переключення, стійкості та обсягу уваги;

o швидкості і точності складних видів рухових реакцій, координації рухів, легкості створення і перетворення рухових стереотипів;

o наполегливості і рішучості в поєднанні з ініціативністю і самокритичністю.

Зміни функціональних станів оператора у процесі виконання ним певної діяльності проходять такі фази, які характеризуються і певними змінами працездатності. Це, зокрема:

1) мобілізація;

2) первинна реакція;

3) гіперкомпенсація;

4) компенсація;

5) субкомпенсація;

6) декомпенсація;

7) зрив або перенапруження

Такий поділ на фази зумовлений тим, що для кожної з них характерні закономірні зміни фізіологічних функцій і відповідна якість виконання робіт. Вихідним для такої класифікації є стан оператора, визначений як оперативний спокій, тобто стан, котрий забезпечує операторові його входження в робочий процес. Під час трудової діяльності в оператора цей стан замінюється іншими залежно від особливостей самої діяльності, факторів виробничого середовища, а також віл вихідних фізіологічних і психологічних характеристик людини.

1. Фаза мобілізації - це передстартова фаза, під час якої організм мобілізується ще до початку роботи, коли умовнорефлекторним шляхом підвищується тонус центральної нервової системи та функціональна активність певних органів і систем. Як було встановлено Л. Орбелі, таке підсилення відбувається завдяки адаптаційно-трофічному впливу центральної нервової системи на самі органи, що виконують певні функції, та їх регулювальні центри. Підвищення тонусу пов'язане з неспецифічною активізацією серцево-судинної і дихальної систем, шерегу ендокринних органів, підсиленням процесів збудження і гальмування у центральній нервовій системі, а також із специфічними зрушеннями, які полегшують функціонування так званих "робочих" систем. Характер специфічних зрушень визначається сформованими навичками, ступенем підготовки організму та всіма функціональними тимчасовими зв'язками, які є в людини. Безпосереднім вираженням цієї фази є підвищення діяльності серця та органів дихання. Суб'єктивно ця фаза віддзеркалюється у відволіканні уваги від зайвих подразників, у зібраності, уявленні про особливості майбутньої роботи тощо.

2. Фаза первинної реакції проявляється в незначному зниженні майже всіх показників функціонального стану. Фізіологічний механізм цієї фази пов'язаний із зовнішнім гальмуванням, шо виникає через зміни подразників, які надходять у центральну нервову систему. Ця фаза триває всього декілька хвилин, і залежить вона, в першу чергу, від ступеня підготовки оператора, його досвіду і знань. В окремих випадках ця фаза може зовсім не спостерігатись, і після фази мобілізації починається третя фаза.

3. Фаза гіперкомпенсації - одна з найскладніших фаз зміни працездатності, яка характерна для всього початкового періоду роботи. Особливістю цієї фази, як і фази мобілізації організму, є підвищення тонусу центральної нервової системи. Однак тут існує суттєва різниця. Якщо перша фаза відповідає за підготовку організму до роботи взагалі, то впродовж цієї фази людина пристосовується до оптимального режиму її виконання. При цьому процеси генералізації, які домінували в період пристосування, поступово змінюються виробленим, чітким динамічним стереотипом. У цей період відбувається пошук оптимального режиму роботи за рахунок зворотного зв'язку між відповідністю реакцій організму необхідним умовам роботи.

Зовнішнім проявом цієї фази є початкове підвищення всіх показників функціонального стану системи, особливо в руховій сфері, але ще немає необхідної відповідності реакцій організму характерові роботи, певному навантаженню. Ця фаза динамічна, показники її нестабільні і можуть різко змінюватися протягом незначного періоду залежно від підготовки оператора.

4. Фаза компенсації сприяє мобілізації організму до встановлення оптимального режиму роботи його органів і систем. Стабілізуються показники функціонального стану організму, що забезпечує максимальну ефективність роботи операторів. Фізіологічний рівень активності систем і органів є оптимальним, необхідна мобілізація основних реакцій і компенсаторних можливостей уже відбулася, режим роботи - найбільш економний. У процесі підготовки спеціалістів потрібно прагнути до того, щоб тривалість цієї фази була максимальна.

5. Фаза субкомпенсації характеризується незначним зниженням рівня фізіологічних реакцій, і тому показники функціонального стану дещо погіршуються. Організм певним чином перебудовується: необхідний рівень роботи підтримується через послаблення важливих функцій. Якісно змінюється характер компенсаторних реакцій: компенсація відбувається завдяки процесам, які енергетично і функціонально менш корисні. І хоча за допомогою додаткових форм компенсації підтримується відносно стабільний функціональний стан робочих систем організму, та рівень їхнього функціонування значно знижений і, відповідно, знижена ефективність праці. Найслабше реагує організм на підвищення інтенсивності праці, що зумовлює виникнення наступної фази.

6. Фаза декомпенсації спричиняє погіршення функціонального стану організму і зміни найважливіших для даного виду діяльності функцій. Під час цієї фази порушуються і вегетативні функції (тахікардія, частішає дихання), точність і координація рухів, що призводить до збільшення помилок у роботі. Як наслідок - знижується ефективність праці. За тривалої роботи ця фаза може дуже швидко перерости у наступну - фазу зриву.

7. Фаза зриву характеризується значним розладом регулювальних механізмів, неадекватністю реакцій організму на сигнали зовнішнього середовища, різким зниженням працездатності, а інколи й неспроможністю продовжувати роботу. Порушення діяльності внутрішніх органів, які виконують вегетативні функції, викликають колаптоїдний стан і непритомність.

У літературі другу і третю фази дуже часто поєднують в одну, називаючи фазою входження у роботу, а п'яту і шосту - фазою втомлювання.

У деяких випадках, коли тривала робота призводить до появи четвертої або п'ятої фази, перед закінченням роботи виникає специфічний стан, що дістав назву кінцевого пориву.

На фазі кінцевого пориву швидко мобілізуються додаткові резерви організму через другу сигнальну систему. Це забезпечує різке підвищення працездатності. Найбільший ефект досягається тоді, коли подразнення другої сигнальної системи пов'язані зі стимулами великого соціального значення - почуттям відповідальності, усвідомленням важливості вирішуваних завдань тощо.

З наведеними вище загальними функціональними станами, особливо зі станами адекватної мобілізації і динамічної компенсації, а також із особистісними характеристиками людини пов'язані емоційні стани оператора.

Емоційні стани це стани, що виникають через переживання людиною її відношення до зовнішнього світу, до самої себе, до характеру змін кількісних і якісних параметрів відповіді на сигнали зовнішнього середовища і пов'язані з індивідуальною семантичною значущістю інформації, яку отримує людина-оператор.

Було доведено: підсилення емоційного стану оператора узалежнене "вартістю" рішення, що приймається. Сама "вартість" рішення залежить від показника ентропії на момент його прийняття. Ось чому будь-яка свідома діяльність людини певною мірою пов'язана з розвитком емоційних станів.

Стани людини-оператора можна класифікувати за різними ознаками [34]. В. Асєєв поділяє стани, що виникають у процесі трудової діяльності, на такі групи: Відносно стійкі і довготривалі стани характеризують відношення людини до діяльності, до професії і до життя й відповідають загальному психологічному настрою людини, групи людей, який проявляється у задоволенні або незадоволенні працею, зацікавленості або байдужості до неї тощо.

Ситуативні, короткочасні стани спричинені впливом різних ситуативних факторів - помилок оператора, непорозумінь між операторами, негараздів у виробництві. Періодичні стани - це стани, які виникають протягом трудової зміни, вахти (підвищена працездатність, утома, кінцевий порив), а також психічні стани, які визначаються змістом і характером роботи (сонливість, апатія, нудьга, підвищена активність тощо). За ознакою домінування однієї зі сторін психіки розрізняють стани, у яких домінують процеси відчуття і сприймання, уваги (стан розпорошення або зосередження, натхнення), емоційні і вольові стани.

Найбільш важливою, з точки зору впливу на ефективність діяльності оператора, є класифікація станів за рівнем напруженості. Вони поділяються на:

o емоційне збудження;

o емоційну напруженість;

o стрес як стан підвищеної емоційної напруженості.

Емоційне збудження характеризується активацією різних функцій організму, підвищеною готовністю до різних неочікуваних дій у відповідь на дію емоціогенних факторів, але без застосування цілеспрямованих, вольових актів.

Емоційна напруженість характеризується активацією різних функцій організму в зв'язку з конкретними вольовими актами або виконанням цілеспрямованої діяльності, або підготовкою до неї, або очікуванням якої-небудь небезпеки. Цей стан психічної активності - запорука успішного виконання дій оператором. Він супроводжується помірними змінами фізіологічних реакцій організму і проявляється у хорошому самопочутті, стабільному і впевненому виконанні дій. Проміжних та кінцевих цілей досягають за незначного нервово-психічного напруження. Спостерігаються довготривала працездатність, відсутність помилкових дій, відмов, зривів та інших відхилень. Діяльність оператора характеризується високою надійністю і ефективністю.

Стрес (підвищена напруженість) характеризується частковим зниженням ефективності психічних функцій, координації рухів і працездатності. Підвищення емоційної напруженості може спричинюватись дією таких груп факторів, як:

o фізіологічний дискомфорт;

o біологічний страх;

o дефіцит часу;

o підвищена складність задач;

o значна відповідальність за правильне рішення;

o наявність релевантних перешкод;

o дефіцит інформації для прийняття адекватного рішення;

o сенсорна депривація;

o нечіткість вимог до системи.

На підставі наведеної класифікації можна дійти висновку, що розвиток емоційних станів визначають дві групи факторів - зовнішні і внутрішні.

Зовнішні емоціогенні фактори - це, перш за все, екстремальні фактори, тобто такі фізичні та інформаційні характеристики, які призводять до розвитку "межової" напруженості фізіологічних і психологічних функцій за повної вичерпаності всіх фізіологічних резервів. Формування адекватної реакції на дії зовнішніх факторів і тривалість дії екстремальності, як правило, спричиняють певний ступінь емоційної напруженості. При уникненні екстремального фактора, неспроможності мобілізації функції організму та розвитку реакцій тривожності спостерігаються різні ступені підвищеної емоційної напруженості з проявом негативних емоцій.

До цієї ж групи факторів належать фактори, пов'язані зі значущістю вирішуваних завдань. При цьому знак, спрямованість і сила емоційної реакції визначаються особливостями поєднання низки внутрішніх факторів.

Внутрішні емоціогенні ф актори надають тому чи тому зовнішньому фактору необхідний ступінь емоційності. До цих факторів належать характеристики нервової діяльності людини, темперамент, особистісні психологічні характеристики (тривожність, ригідність), мотиви, установки, рівень домагань. Усі ці фактори, як правило, визначають рівень реакцій, а також ступінь розвитку і характер емоційних станів.

Психічні стани - це складні явища психічної діяльності, для вивчення яких застосовують різні методи, зокрема:

o поведінкові (поза, міміка, пантоміміка, характер рухової діяльності і мовної поведінки);

o комунікативно-поведінкові (стиль і характер спілкування з іншими людьми);

o вегетативні (реакції серцево-судинної і дихальної систем та внутрішніх органів);

o біохімічні (обмін речовин, ферментні й ендокринні реакції).

Методи дослідження, що сьогодні використовують, можуть бути умовно поділені на дві основні групи: фізіологічні і психологічні.

До фізіологічних належать методи дослідження фізіології м'язів (електроміографія), центральної нервової системи (ЕЕГ), вегетативної нервової системи (пульс, КГР, рефлекс зіниць тощо). До психологічних - тести, які характеризують психічні функції людини. Основні з них: тахістоскопічні методи, методи Шульте-Платонова, Нєнаєва, БернштеЙна, Крапелина-Шульце, Пьєро-Рузера та ін.

Слід зауважити, що в багатьох випадках тільки поєднання різних методів може дати необхідну інформацію для встановлення діагнозу психічного стану.

Значна роль в отриманні необхідних даних належить методам спостереження і суб'єктивної оцінки як самого стану організму, так і особливостей переживань.

Доцільність застосування методу спостереження для розкриття механізмів психічної діяльності доводять В. Л. Марищук, К. К. Платонов, Е. О. Плетницький. Результати спостереження, на їхню думку, можуть бути доповнені даними об'єктивної реєстрації, отриманої за допомогою кінозйомки, хронометражу, фотографування. Одним із найпопулярніших методів суб'єктивної оцінки є методика САН, за якою можна отримати дані щодо самопочуття, активності і настрою людини.

Емоції - це психофізіологічний стан організму, який має суб'єктивне забарвлення. Для стану емоційного напруження характерна перевага процесів збудження або гальмівних реакцій. Залежно від цього розрізняють два типи емоційного напруження - збудливий і гальмівний.

Збудливий тип емоційного напруження проявляється в гіперактивності, метушливості, багатослівності, легкому відволіканні уваги, швидкому перебігу мисленнєвих процесів, миттєвій зміні рішень у поєднанні з поверхневою оцінкою ситуації. Для спілкування характерні елементи роздратованості, різкості, настороженості, образливості. Деяким людям притаманна неприродна веселість за відсутності контактів.

Під час роботи на пункті управління збудженість знаходить вияв у частоті перевірки своїх дій, перемикання органів управління, перевірки показників приладів тощо. Інколи стан збудження змінюється станом загальмованості, пасивності, млявості.

Гальмівний тип емоційного напруження характеризується скутістю, незмінною позою, уповільненістю рухів, різним напруженням мімічних м'язів, зосередженістю на одному домінуючому об'єкті; при цьому оператори можуть не реагувати на слабкі подразники, не бачити дій людей з найближчого оточення.

Збудливі і гальмівні форми емоційного напруження, як правило, поєднуються з різними вегетативно-судинними реакціями - серцевим ритмом, кров'яним тиском, частотою дихання, зміною кольору обличчя, станом слизової оболонки, пітливістю, "гусячою шкірою", загальною слабкістю. В непередбачуваних і складних ситуаціях емоційне напруження навіть у досвідчених операторів може перейти допустиму межу.

В цих випадках спостерігаються значні порушення психічної діяльності. Основними з них є порушення сприймання, уваги, пам'яті, прийняття хибних рішень, а також суттєве скорочення діапазону ("ступінь свободи") рухів, а інколи й повна їхня відсутність.

До головних факторів, які спричиняють розвиток цих "замежових" форм емоційного напруження операторів, належать:

o низька психологічна готовність до діяльності;

o низька професійна майстерність;

o фізична або психологічна втома;

o незвичайні умови діяльності.

Емоційна напруженість у нормальних формах допомагає операторові ефективно вирішувати поставлені перед ним завдання за рахунок мобілізації резервів організму. Але довготривалий стан емоційного напруження негативно впливає на ефективність операторської діяльності і може призвести навіть до нервово-емоційного зриву.

Труднощі визначення психічних станів пов'язані з тим, що ці стани розвиваються не стихійно, а є результатом взаємодії організму людини і середовища.

Звідси виникає необхідність поточного контролю станів. Крім цього, важливим є і той факт, що специфічні людські стани формуються і розвиваються в умовах соціального середовища, у процесах спілкування і залежать від його форм і засобів. Але цей аспект ще недостатньо вивчений.

Актуальність поточного контролю за станом оператора пов'язана з різними періодами його працездатності протягом робочої зміни: це період входження у роботу (0,5-1 гол), період високої працездатності (1-2 год.) і період зниження працездатності, пов'язаний із утомою операторів. Дуже часто динаміка працездатності оператора розгортається двічі: перед обідом і після нього 1144).

Слід зауважити, що механізми, які забезпечують один і той самий рівень працездатності, можуть бути неоднакові. Наприклад, на початковому етапі роботи формуються й уточнюються динамічні стереотипи діяльності і, відповідно, - продуктивність праці зростає, а під час розвитку втоми руйнуються динамічні стереотипи, змінюється перебіг елементарних фізіологічних функцій і, як наслідок, - знижується продуктивність праці.

Втомлюваність визначається не тільки фізіологічними, а й психологічними, результативно-виробничими і соціальними факторами, тому її потрібно розглядати з трьох боків: з суб'єктивного - як психічний стан, за роботою фізіологічних механізмів і з боку динаміки продуктивності праці.

З точки зору психології найбільшу зацікавленість викликає своєрідність процесів переживання психічних станів. Н. Д. Левітов розглядав компоненти втоми як переживання і до них відносив:

/ почуття слабосилля, коли людина відчуває, що не може підтримувати свою працездатність. Повільне зниження працездатності, навіть якщо продуктивність праці ще не знижується, формує в людини переживання особливого, тяжкого напруження, невпевненість у можливості продовжувати роботу належним чином;

/ розлади уваги - виявляються або в легкому відволіканні уваги, в її малорухливості, зацикленні на якомусь об'єкті, або, навпаки, хаотичності і нестійкості;

/ розлади у сенсорній ділянці - стаються через зниження ефективності роботи рецепторів. Якщо людина довго та безперервно сприймає зорову інформацію, то в неї відбувається порушення гостроти зору ("розпливаються" рядки тексту), а якщо слухову (слухаючи довго музичний твір), то "губить" мелодію. При тривалій ручній роботі фіксується послаблення тактильної та кінестетичної чутливості;

/ порушення у моторній сфері - відбиваються в характері рухів; вони менш координовані й точні, їхній ритм нечіткий, темп виконання або повільний, або безладний;

/ розлади пам 'яті й мислення - пов'язані з забуванням плану дій, необхідних нормативних документів і в той самий час здатністю пам'ятати зовсім іншу інформацію. Спостерігаються розлади у мисленнєвих процесах: людина гірше аналізує і синтезує інформацію, зіставляє різні варіанти рішень;

/ послаблення волі - проявляється у зниженні самоконтролю, рішучості в діях і наполегливості в досягненні мети;

/ сонливість - виражається через "захисне гальмування" від виснажливої роботи.

Перелічені психологічні показники втоми мають неоднаковий ступінь прояву, що зумовлює різну працездатність оператора.

Таким чином, можна розглянути динаміку наростання втомлюваності, у якій розрізняють три стадії.

На першій стадії з'являється слабке відчуття втоми. Працездатність не знижується або знижується несуттєво. Людина через підвищений інтерес до роботи, стимулювання або вольові якості може підтримувати належну працездатність. Але такий опір втомі призводить до специфічного "вибуху" перевтомлення, наслідки якого мають значну руйнівну силу.

Друга стадія характеризується помітним зниженням працездатності і, в багатьох випадках за рахунок якості діяльності, майже незмінними кількісними показниками.

Третя стадія втомлюваності має форму перевтомлення. Працездатність людини різко знижується. Оператор намагається зберегти необхідний темп роботи, але діяльність стає дезорганізованою, темп нестійким, а людина, відчуваючи неможливість продовжувати працювати, навіть впадає у хворобливий стан.

Найефективніші засоби попередження втоми на виробництві - це ритмізація трудових процесів, застосування необхідних режимів праці і відпочинку, а взагалі - це повнота врахування інженерно-психологічних вимог і рекомендацій.

Дуже часто у виробничих умовах наприкінці робочої зміни працездатність починає знову підвищуватися. Ефект "кінцевого пориву" пов'язаний із закінченням роботи і подальшим відпочинком. Але цей період дуже підступний, тому що хоч і мобілізуються психофізіологічні функції, але контроль за діяльністю знижений, і це призводить до помилкових дій, порушення їх послідовності.

Після закінчення роботи настає період відновлення функцій організму, тобто зовнішня діяльність уже припинена, а внутрішня (збудження нервових центрів, теплообмін, діяльність легенів і серця тощо) триває, а інколи ще збільшується.

Цей період відновлення визначається напруженістю виконаної роботи, яка пов'язана зі зміною у психофізіологічних структурах, що її забезпечують, а також із величиною "кисневого боргу". Після легкої роботи він становить 3-5 хв., після важкої - 60-90 хв., а після тривалого навантаження - кілька днів. При ньому відновлення різних функцій відбувається з різною швидкістю.

На думку багатьох дослідників, відновлення - це не тільки період погашення "кисневого боргу" і поновлення працездатності, а й період, під час якого організм "перебудовується" і адаптується до певних умов діяльності.

Отже, проблема управління функціональними станами оператора є дуже важливою і складною в інженерній психології. Можна активно впливати на поведінку людини-оператора, застосовуючи певні емоціогенні фактори, і цим самим регулювати ефективність функціонування СЛМ.