Этапы деятельности человека-оператора

При этом он должен в течение короткого промежутка времени переработать большое количество информации, принять и осуществить правильное решение. Это приводит к возникновению сенсорных, эмоциональных и интеллектуальных перегрузок. Рассмотренные особенности операторского труда позволяют выделить его в специфический вид профессиональной деятельности, в связи с чем для его изучния, анализа и оценки недостаточно классических
методов, разработанных психологией и физиологией труда и используемых для оптимизации различных видов работ, не связанных с дистанционным управлением по приборам.
Деятельность оператора в системе человек - машина может носить самый разнообразный характер. Несмотря на это, в общем виде она может быть представлена в виде четырех основных этапов (табл.

4.1).

Прием информации. На этом этапе осуществляется восприятие поступающей информации об объектах управления и тех свойствах окружающей среды и СЧМ в целом, которые важны для решения задачи, поставленной перед системой человек - машина. При этом осуществляются такие действия, как обнаружение сигналов, выделение из их совокупности наиболее значимых, их расшифровка и декодирование; в результате у оператора складывается предварительное представление о состоянии управляемого объекта: информация приводится к виду, пригодному для оценки и принятия решения.
Оценка и переработка информации. На этом этапе производится сопоставление заданных и текущих (реальных) режимов работы СЧМ, производится анализ и обобщение информации, выделяются критичные объекты и ситуации и на основании заранее известных критериев важности и срочности определяется очерёдность обработки информации. Качество выполнения этого этапа во многом зависит от принятых способов кодирования информации и возможностей оператора по ее декодированию. На данном этапе оператором могут выполняться такие действия, как запоминание информации, извлечение ее из памяти, декодирование и т.п.
Принятие решения. Решение о необходимых действиях принимается на основе проведенного анализа и оценки информации, а также на основе других известных сведений о целях и условиях работы системы, возможных способах действия, последствиях правильных и ошибочных решений и т.д. Время принятия решения существенным образом зависит от энтропии множества решений. Если каждому состоянию управляемого объекта ставится в соответствие однозначное решение, энтропия определяется по формуле (2.2). Если же каждому состоянию объекта могут быть поставлены в соответствие несколько решений, то при расчете энтропии нужно учесть еще и сложностьвыбора из множества возможных решений необходимого.

Таблица 4.1
Этапы деятельности человека-оператора

Этапы	Содержание этапа	Выполняемые действия	Влияющие факторы
Прием информации	Формирование перцептивного (чувственного) образа	Обнаружение - выделяется объект из фона. Различение - раздельное восприятие двух объектов, расположенных рядом, либо выделение деталей. Опознание - выделение и классификация существенных признаков объекта.	Сложность воспринимаемого сигнала, вид и количество индикаторов, организация информационного поля, размеры изображений, их светотехнические характеристики.
Оценка и переработка информации		Сопоставление заданных и текущих параметров (режимов) СЧМ. Анализ и обобщение информации.	Способы кодирования, степень сложности информационной модели, объем отображения, динамика смены информации.
Принятие решения	Формирование последовательности целесообразных действий для достижения цели на основе преобразования исходных данных	Поиск, выделение, классификация и обобщение информации о проблемной ситуации. Построение текущих образов с рядом оперативных концептуальных моделей. Сопоставление текущих образов с рядом эталонов и оценка сходства между ними. Коррекция моделей. Выбор эталонной гипотезы или построение ее. Принятие принципа и программы действий.	Тип решаемой задачи, число и сложность проверяемых логических условий, сложность алгоритма и количество возможных вариантов решения.
Реализация принятого решения	Использование выходных каналов человека: двигательного (моторного) 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 (ОУ), его характеристики (размер, форма и т.п.), совместимость двигательных операций, компоновка рабочего места, характеристики окружающей среды, индивидуальные характеристики операторов.

Реализация принятого решения. На этом этапе осуществляется приведение принятого решения в исполнение путем выполнения определенных действий или отдачи соответствующих распоряжений. Отдельными действиями на этом этапе являются: перекодирование принятого решения в машинный код, поиск нужного органа управления, движение руки к органу управления и манипуляция с ним (нажатие кнопки, включение тумблера, поворот рычага и т.п.).

На каждом из этих этапов оператор совершает самоконтроль собственных действий. На качество и эффективность выполнения каждого из рассмотренных этапов оказывает влияние целый ряд факторов.

Так, например, качество приема информации зависит от вида и количества индикаторов, организации информационного поля, психофизических характеристик предъявляемой информации (размеров изображений, их светотехнических характеристик, цветового тона и цветового контраста).
На оценку и переработку информации влияют такие факторы, как способ кодирования информации, объем ее отображения, динамика смены информации, соответствие ее возможностям памяти и мышления оператора.
Эффективность принятия решения определяется следующими факторами: типом решаемой задачи, числом и сложностью проверяемых логических условий, сложностью алгоритма и количеством возможных вариантов решения.
Выполнение управляющих движений зависит от числа органов управления, их типа и способа размещения, а также от большой группы характеристик, определяющих степень удобства работы с отдельными органами управления (размер, форма, сила сопротивления и т.д).
Первые два этапа в совокупности называют иногда получением информации, последние два этапа ее реализацией (обслуживанием). Получение информации включает в себя два уровня. На первом из них происходит восприятие оператором информационной модели, т.е. восприятие физических явлений, выступающих в роли носителей информации (положение стрелки на
шкале прибора, комбинация знаков на экране электронно-лучевой трубки, мигание лампочки, звук и т.п.). После этого на втором уровне осуществляется декодирование воспринятых сигналов и формирование оператором оперативного образа (концептуальной модели) управляемого процесса.

Это дает возможность оператору соотнести в единое целое различные части управляемого процесса и затем на основе принятого решения осуществить эффективные управляющие действия, т.е. правильно реализовать (обслужить) полученную информацию.
В зависимости от возможностей реализации информации различают деятельность оператора с немедленным и отсроченным обслуживанием (рис. 4.2).

В первом случае имеет место предъявление небольшого числа простых сигналов, что обеспечивает симультанное (одномоментное) восприятие информации. Обычно при этом имеется жесткая однозначная связь между сигналами и возможными ответными действиями. В этом случае оператор фактически переходит от приема информации сразу к действию.

Этап логической обработки и принятия решения предельно упрощен. Во втором случае (отсроченное обслуживание) предъявленная информация имеет сложный характер.

Процесс ее восприятия и оценки носит сукцессивный (развернутый во времени) характер и называется информационным поиском. Обработка информации в этом случае начинается с некоторой задержкой [62].
До сих пор нами рассматривались общие черты деятельности оператора. Однако наряду с ними можно выделить и различные виды операторского труда, каждый
из которых характеризуется своими частными особенностями [55].
Оператор-технолог непосредственно включен в технологический процесс. Он работает в основном в режиме немедленного обслуживания. Преобладающими в его деятельности являются управляющие действия. Выполнение действий регламентируется обычно инструкциями, которые содержат, как правило, почти полный набор ситуаций и решений.

К этому виду относятся операторы технологических процессов, автоматических линий, операторы по приему и переработке информации и т.п.
Оператор-наблюдатель (контролер) является классическим типом оператора, с изучения деятельности которого и началась инженерная психология. Важное значение для деятельности такого оператора имеют информационные и концептуальные модели, а также процессы принятия решения.

Управляющие действия контролера (по сравнению с оператором первого типа) несколько упрощены. Оператор-наблюдатель может работать в режиме отстроченного обслуживания.

Такой тип деятельности является массовым для систем, работающих в реальном масштабе времени (операторы радиолокационной станции, диспетчеры на различных видах транспорта и т.д.).
Оператор-исследователь в значительно большей степени использует аппарат понятийного мышления и опыт, заложенные в концептуальную модель. Органы управления играют для него еще меньшую роль, а вес информационных моделей, наоборот, существенно увеличивается.

К таким операторам относятся пользователи вычислительных систем, дешифровщики различных объектов (образов) и т.д.
Оператор-руководитель в принципе мало отличается от предыдущего типа, но для него механизмы интеллектуальной деятельности играют главенствующую роль. К таким операторам относятся организаторы, руководители различных уровней, лица, принимающие ответственные решения в человеко-машинных комплексах и обладающие интуицией, знанием и опытом.
Для деятельности оператора-манипулятора большое значение имеет сенсомоторная координация (например, непрерывное слежение за движущимся объектом)
и моторные (двигательные) навыки. Хотя механизмы моторной деятельности имеют для него главенствующее значение, в деятельности используется также аппарат понятийного и образного мышления.

В функции оператора-манипулятора входит управление роботами, манипуляторами, машинами-усилителями мышечной энергии человека (станки, экскаваторы, транспортные средства и т.п.).
Рассмотренные ранее общие психологические качества операторов и степень их проявления могут теперь быть дифференцированы в зависимости от вида деятельности оператора. Так, оператору-руководителю в первую очередь необходимы: высокая помехоустойчивость при восприятии слуховой и зрительной информации; способность к абстрактному мышлению, обобщению, конкретизации, мышлению вероятностными категориями; критичность мышления.
В отличие от этого требования к оператору-манипулятору будут иные. К ним относятся: высокая чувствительность и помехоустойчивость при восприятии
различных видов информации, способность к устойчивой моторной работе в максимальном темпе, высокая мышечно-суставная чувствительность.
Аналогичные требования могут быть разработаны и для операторов других типов. Все их нужно учитывать при проектировании деятельности и профессиональном отборе операторов.
При изучении операторской деятельности особое внимание следует уделить выявлению и классификации факторов, влияющих на ее эффективность.
Одна из возможных классификаций факторов приведена на рис. 4.3. Все факторы делятся на две большие группы: субъективные (т.е. зависящие от оператора) и объективные (не зависящие от него). К числу субъективных факторов относятся: состояние оператора, его индивидуальные особенности (медико-биологические показатели, морально-психологические качества, психофизиологические свойства человека) и уровень подготовленности к данному виду деятельности.

Особенности влияния субъективных факторов должны учитываться как конструкторами, так и организаторами производства при построении трудовой деятельности операторов.
Объективные факторы в свою очередь делятся на две основные группы: аппаратурные (т.е. определяемые особенностями функционирования техники) и внешние (не зависящие от особенностей работы аппаратуры). Аппаратурные факторы занимают особое место в предлагаемой классификации, поскольку при правильном их учете в процессе проектирования системы человек-машина может быть сведено к минимуму их отрицательное влияние на эффективность деятельности оператора.

Для этого, например, рабочее место оператора должно быть организовано с учетом его анатомических, физиологических и психологических возможностей; поток поступающей информации должен соответствовать пропускной способности человека; при необходимости повышения надежности работы оператора должно быть предусмотрено наличие средств контроля за его состоянием и результатами деятельности и т.д.
К числу внешних факторов относятся условия внешней среды (обитаемости), объективные условия
обстановки и организация деятельности оператора. Учет факторов обитаемости, нейтрализация воздействия вредных факторов должны начинаться уже при проектировании системы человек-машина и продолжаться в ходе ее эксплуатации.

Если невозможно обеспечить нормальные условия для работы оператора, то следует предусмотреть систему профилактических мероприятий по защите человека от вредного воздействия нежелательных факторов внешней среды.
Организационные факторы, к числу которых относятся режимы работы и отдыха операторов, организация групповой деятельности, количество рабочих смен, вопросы взаимозаменяемости операторов и т.д., выделены в отдельную группу, потому что их наиболее полный и всесторонний учет возможен в процессе эксплуатации системы человек-машина. Рациональная организация деятельности операторов обеспечивает высокую эффективность функционирования систем.
Однако ряд условий не всегда зависит от деятельности организаторов производства. К их числу относятся, например, такие факторы, как степень ответственности оператора за совершаемые действия, работа в необычных условиях, в ночное время и т.п.

Эти факторы могут существенно влиять на эффективность работы оператора. Основные методы нейтрализации их вредного действия заключаются в специальной подготовке операторов к работе в необычных условиях.
Учет факторов, которые могут явиться причиной снижения эффективности деятельности оператора, имеет особую актуальность, поскольку позволяет конструктору уже на стадии проектирования систем человек-машина предусмотреть систему мероприятий по оптимизации операторской деятельности.
Однако необходимо отметить, что учет рассмотренных факторов при анализе, исследовании и особенно моделировании деятельности оператора затруднен тем обстоятельством, что число этих факторов крайне велико. Некоторые авторы насчитывают порядка двух тысяч таких факторов и считают задачу учета большого количества факторов (ЗУБКФ) практически неосуществимой [63, 189].

Поэтому решение данного вопроса связано с его редукцией (упрощением). Проблема редукции в инженерной психологии детально проанализирована
В.Ф. Вендой, который анализирует основные виды редукции, а также последствия, к которым они приводят при решении инженерно-психологических задач [17].
Для решения ЗУБКФ применяется ряд подходов. Основной из них связан с выбором нескольких наиболее значимых факторов и отсеиванием несущественных.

Наиболее часто эта задача решается на интуитивном уровне, что грозит возможностью потери какого-либо из существенных факторов или, наоборот, учетом действительно не значимого фактора. Последнее, не давая дополнительно существенной информации, приводит лишь к усложнению исследования.
Для избежания этого делается попытка отбора наиболее важных факторов путем применения более строгих правил. Основные из них базируются на применении математической теории планирования эксперимента [162, 209]. Интересный подход к отбору факторов предложен В.М.

Стариковым [174]. В его основе лежит учет дисперсий анализируемых факторов и коэффициентов их влияния на деятельность оператора. Критерием отбора является выполнение условия

∑

i = 1

k_i2 σ_i2 ≥ Д_ф (1 - δP),(4.1) где k_i и σ_i - соответственно коэффициент влияния и среднее квадратическое отклонение i-го из r анализируемых факторов; Д_ф - дисперсия всех факторов; δР - допустимый уровень снижения вероятности выполнения задачи оператором.
Располагая произведениями k_i2 σ_i2 по степени их уменьшения и вычислив величину Д_ф (1 - δР) можно определить группу факторов, которые необходимо учесть в исследовании (например, при моделировании деятельности оператора), чтобы обеспечить требуемую достоверность исследований. Численные значения величин k_i, σ_i и Д_ф определяются, исходя из статистических данных исследований в аналогичных СЧМ или в процессе натурных исследований.
Другой подход к ограничению числа учитываемых факторов связан с их группированием. Ю.Г. Фокин,
например, вводит понятие сложности операторской деятельности. Она разделяется на несколько видов сложности, каждый из которых характеризуется совокупностью факторов, определенным образом влияющих на результаты деятельности оператора или зависящих от той или иной стороны операторской деятельности. Различаются следующие виды сложности: аппаратурная, которая зависит от конструкции технических средств; оперативная, зависящая от особенностей выполняемых оператором операций; режимная, определяемая режимом работы оператора; временная, обусловленная необходимостью соблюдения требуемых временных соотношений между действиями различных операторов или требованиями выполнения работ в течение заданного времени; обусловливающая появление у оператора субъективных ощущений напряженности в работе, подсознательного напряжения или ускорения операций.

Рассмотренные виды сложности количественно оцениваются с помощью соответствующих показателей сложности [184, 186].
Принципиально иной подход предлагает В.Ф. Венда в рамках разрабатываемой им структурно-психологической концепции.

Она предполагает не перебор всех независимых внешних факторов, а исследование системообразующих факторов взаимодействия человека с машиной, отражающих структуру деятельности, влияние на нее всей совокупности внешних факторов.
Такие системообразующие факторы получили название психологических факторов сложности (ПФС). Они представляют собой системную свертку многочисленных внешних факторов сложности (ВФС). Выбираемое число ПФС зависит от заданной тесноты связи их с основными показателями деятельности оператора (надежность, напряженность, быстродействие и т.п.).

Теснота связи может представляться в виде коэффициента множественной корреляции показателей деятельности и совокупности ПФС. Достоинство такого подхода заключается в том, что ПФС отражают единую связанную систему - деятельность оператора, в отличие от ВФС, которые независимы друг от друга.

Отсюда следует, что структура деятельности может быть выражена относительно небольшим числом ПФС 152 [17,18].
Для того чтобы деятельность оператора могла быть осуществлена, она должна быть соответствующим образом обеспечена, а оператор должен быть вооружен необходимыми средствами деятельности. Инженерно-психологическое (эргономическое) обеспечение деятельности представляет совокупность мероприятий, направленных на обеспечение и повышение эффективности системы человек-машина путем рационального учета закономерностей трудовой деятельности работающих в ней людей и использования достижений инженерной психологии и связанных с ней наук по обеспечению их труда.

Оно включает в себя три составляющих - техническое, медико-биологическое и организационное обеспечение операторской деятельности.
Техническое обеспечение решает вопросы создания рациональной структуры и технических средств СЧМ. Наибольшее число задач этого вида решается в процессе проектирования технических средств и создания их эксплуатационной документации и завершается созданием рабочего места.

В процессе решения этих задач необходимо опираться главным образом на исследования и рекомендации инженерной психологии и антропометрии.
Медико-техническое обеспечение связано с созданием и поддержанием рациональной рабочей среды, условий труда операторов. При этом создаются кабины, аппаратные помещения и другие средства, обеспечивающие поддержание необходимых условий труда человека в СЧМ.

При решении этих задач наибольшее значение имеют рекомендации гигиены, физиологии труда и обитаемости.
Организационное обеспечение занимается вопросами профессионального отбора и обучения операторов, создания рациональных режимов их труда и отдыха. Этот вид имеет своей целью включение в систему операторов, обладающих нужными для работы профессиональными качествами.

Задачи этого типа решаются в процессе эксплуатации СЧМ с использованием рекомендаций психологии труда и педагогики, психофизиологии и гигиены труда, производственной медицины и социальной психологии.
Таким образом, три рассмотренных вида обеспечения деятельности направлены на рациональное создание
трех основных частей СЧМ: технических средств, операторов, рабочей среды. Кроме них в качестве вспомогательных можно выделить также научно-методическое и управленческое обеспечение [184].
Результатом обеспечения деятельности оператора является оснащение его необходимыми средствами деятельности. Под ними понимаются материальные, энергетические или информационные образования, с помощью которых реализуется деятельность [216].

Средства деятельности подразделяются на внутренние и внешние. Внутренние средства внутренне присущи человеку; под ними понимаются такие компоненты деятельности человека, как знания, навыки, умения, программы действий, образы, понятия и т.п.

К внутренним средствам следует отнести и ту потенциальную энергию, которая заключена в двигательном аппарате человека [53].
К внешним относятся материальные (технические) средства, непосредственно используемые оператором в процессе работы либо обеспечивающие ее выполнение. К ним относятся основные и вспомогательные рабочие средства, средства обеспечения и средства подготовки.
Основные средства непосредственно участвуют в информационном обмене между человеком и машиной. К ним относятся средства отображения информации (дисплеи, различного рода табло, мнемосхемы, экраны, графопостроители и др.) и органы управления (пульты с органами управления, клавиатуры, кнопочные пульты, переключатели, тумблеры, световые карандаши и пр.).
Вспомогательные рабочие средства непосредственно не участвуют в информационном обмене между человеком и машиной, но используются оператором в процессе его деятельности. Это - средства связи и передачи данных (телефонные, телевизионные, телеграфные, видеотелефонные и др. аппараты), средства сигнализации (специальные индикационные и сигнализирующие устройства, зуммеры, звонки и т.п.), конструктивные элементы (шкафы, столы, столешницы, подставки, планшеты и т.д.), вспомогательные устройства (световые указки, настольные лампы и стекла, специальные приспособления и пр.).
Средства обеспечения самим оператором не используются для выполнения деятельности, но способствуют ее выполнению. В их число входят средства жизнеобеспечения, средства контроля и диагностики функционального состояния оператора, средства контроля и оценки результатов его работы.

Технические средства подготовки служат для профессионального обучения и тренировок операторов.
Рассмотренные виды внешних средств деятельности играют различную роль и имеют разное значение в деятельности оператора. Однако в любом случае весьма важное значение при их создании и размещении на рабочем месте оператора имеет учет соответствующих инженерно-психологических требований.
Между внешними и внутренними средствами существуют сложные взаимодействия. Внутренние средства при их оптимальной организации могут компенсировать недостатки внешних средств, и, наоборот, многие достоинства внешних средств деятельности могут оказаться неиспользованными при низком уровне организации внутренних средств [216].

Психические явления в деятельности оператора

Деятельность оператора представляет процесс достижения поставленных перед СЧМ целей, состоящий из упорядоченной совокупности действий оператора. Анализ деятельности человека показывает, что она невозможна без участия психики, без сознательного отражения окружающего мира.

Содержание раздела