Определение информационной нагрузки человека-оператора

РОСОБРАЗОВАНИЕ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«ПЕНЗЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ  ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ  АКАДЕМИЯ»

Кафедра «Технологии и  инженерные средства защиты окружающей среды» 
 
 
 
 

ИНДИВИДУАЛЬНАЯ  РАБОТА

по  дисциплине «инженерная психология»

на  тему: «Определение информационной нагрузки человека-оператора» 
 
 
 
 
 
 
 
 

Пенза 2010 г. 

Профессиональная  надежность и информационный стресс 

     Технические и технологические достижения последних  десятилетий в промышленности и  на транспорте не только позволили повысить эффективность и качество труда. Сложные и опасные технологии, экстремальные условия деятельности человека создали предпосылки для нарушений рабочего процесса, появления ошибочных действий, угрозы возникновения и реальных проявлений аварийных ситуаций. Снижение профессиональной надежности человека-оператора создают основания для развития состояния профессионального стресса и ухудшения работоспособности.

     В операторской деятельности причиной многих ошибочных действий и отказов техники являются нарушения информационного взаимодействия в системе «человек–машина». В исследованиях установлено, что, с одной стороны, возникновение ошибочных действий в процессе решения операторских задач часто сопровождается развитием психического напряжения и стресса, а с другой стороны, факторы сложности, ответственности, опасности операторской деятельности обусловливают возникновение напряженности и стресса, которые, в свою очередь, становятся причинами появления ошибок, аварий, катастроф .

     Было отмечено, что объективное отсутствие регулятивной информации всегда ведет к нарушениям в структуре и в результате соответствующей деятельности. Довольно часто это отсутствие связано с подпороговым характером ее подачи, с недостатками в обратной связи для регуляции процессов управления, со слабой дифференциацией между параметрами различных сигналов и т. д.

     Широко  распространен класс причин ошибок и последующей напряженности, связанный  с неиспользованием объективно предложенной информации. Это проявляется в  невосприятии актуально важной информации в виду маскировки сигнала, отвлечении внимания (воздействие доминирующих раздражителей), превышении значений пропускной способности приема информации, непреднамеренном пропуске сигналов («вытеснение» релевантной информации). 

     Важную  группу причин составляет непреднамеренный пропуск отображенной информации, когда  она не учитывается при принятии решения. Это явление отмечается при отсутствии актуализации накопленной  информации или забывании предшествующей информации. В ряде случаев наблюдается обратное явление, а именно преднамеренное неиспользование ситуативной или воспроизводимой информации. Чаще всего это происходит в силу внешних (производственных) обстоятельств (например, дефицит времени) или снижения мотивации к деятельности, установки на необходимость выполнения конкретных действий. Иногда причиной ошибочных действий и психической напряженности является потеря информации вследствие афферентационной и реафферентационной избыточности, когда, например, при неожиданном изменении условий ошибка возникает вследствие того, что объективно имеющаяся информация не используется, а непроверенная информация сохраняется. Ошибочные действия, возникающие в результате неправильного использования объективно имеющейся информации, отмечаются не только при использовании готовых программ действий, но и при прогнозировании их изменения. Характерными формами неправильного использования информации являются ложная идентификация и иллюзия припоминания. Случаи ложной идентификации имеют место как при перцептивно обусловленных иллюзиях органов чувств, так и при ложном толковании явлений, обусловленных ожиданием или установкой. Не любое неправильное восприятие можно объяснить иллюзией органов чувств. Ложная идентификация происходит в объективно или субъективно осложненных (околопороговых) условиях восприятия в результате того, что идентификация направлена на один ограниченный элемент сигнала и добавляет в восприятие даже то, чего не было, - при этом не могут различаться объективно схожие и лишь в деталях разные элементы. Ложная интерпретация, обусловленная установкой, имеет место, когда статическая регулярность в предыдущих воздействиях, а также окружение, в котором появляются раздражители, заставляет ожидать возникновения событий определенных классов явлений. В результате эти события подвергаются менее дифференцированному перцептивному анализу. Отсюда редуцированный элемент сигнала ошибочно принимается за явление, принадлежащее к ожидаемому классу явлений. 
 

     Иллюзии припоминаний понимаются как неадекватная актуализация определенных обстоятельств. Они обусловливаются закономерностями мнемических процессов, а также включают обусловленные установкой изменения (вытеснения, преувеличения).Ошибочные суждения (ошибочные оценки) представляют собой форму неправильного «ориентирования», которые влекут за собой ошибочные действия при прогнозировании их программ. Источником неправильных суждений могут быть ложные данные восприятия, ошибки припоминания или процесса сравнения.Неадекватные программы действий как источник ошибок проявляются при поступлении и использовании, как правило, недостаточной и ложной информации (например, ошибочные действия при неправильной оценке удаления предмета или при неправильной дозировке движения).Ошибки в связи с неправильным построением и реализацией правильных и неправильных программ действий связаны с пространственными, временными, логическими и другими факторами деятельности, с неадекватностью включенных программ текущим событиям. В частности, чем более автоматизирована деятельность, тем чаще она страдает при экстренном изменении ее программы.

     В. Хаккер отмечает, что ошибочные действия в связи с неправильными размещениями программ действий являются не случайными, а отражают характерные способы  реакций, приобретенные фило- и онтогенетически как способность приспособления и закрепленные для больших групп лиц (популяционные стереотипы). Эти способы соучаствуют в определенном типе ошибочных действий во всех случаях, когда отсутствует детальный анализ ситуации и необходимый способ поведения не соответствует стереотипу, усвоенному для данного класса явлений. Прослеживается связь между некоторыми типами ошибочных действий и психологическими процессами, нарушение которых предположительно может стать основой стресса и ошибок. Так, пропуск имеющейся релевантной информации или неправильное ориентирование в ней обусловливаются, по всей видимости, недостатками самого процесса формирования ориентировочных основ деятельности. Неправильный выбор и соединение на самом деле адекватных частей программы зависят от нарушений в процессах выбора и упорядочения программ. Нарушение только временного упорядочения правильных частей программ действий подтверждает самостоятельность процесса временной («линейной») организации (формирование последовательностей). Возможность изолированного нарушения пространственного упорядочения (размещение в пространственной схеме как часть оперативной системы образов) объясняется данными нейропсихологических исследований. Изложенная систематизация причин ошибочных действий свидетельствует о том, что применительно к отдельным задачам операторской деятельности их предпосылки определяются индивидуальными психологическими (психофизиологическими) особенностями человека и должны либо оцениваться и учитываться при отборе на соответствующие профессии, либо формироваться, развиваться в процессе их подготовки. В то же время многие задачи и условия деятельности предъявляют повышенные, а иногда и непомерно высокие требования к состоянию профессионально значимых качеств не только конкретного субъекта деятельности, но и целой совокупности профессионалов, и тем самым причины ошибок определяются воздействием на специалистов внешних факторов деятельности, неадекватных их возможностям. Кроме перечисленных причин ошибочных действий, по мнению J. Reason еще два психологических фактора определяют вероятность возникновения ошибки. Первый фактор отражает то положение, что люди склонны избегать объяснения способа решения задачи и предпочитают действовать по соответствующему образцу. Действуя по образцу, люди решают, что данная ситуация идентична той, которая произошла раньше и что она более или менее напоминает предыдущую («аналогичную»). Второй механизм заключается в том, что при неопределенности относительно того, какое действие следует предпринять, люди выбирают то, которое использовали раньше в подобной ситуации, тем более, если его применение было успешным. Эти два механизма показывают сопоставлением по подобию и по частоте риска.Информационные причины нарушения надежности деятельности человека-оператора и развитии профессионального стресса заключаются не только в непосредственном влиянии семантического, пространственно-временного, конструктивного и прочего искажения сигналов и содержания задач, но и в нарушении функционального состояния оператора и опосредованном воздействии на его работоспособность. В исследованиях А. В. Карпова и В. В. Карпова [86] обосновано понятие информационного фактора надежности, отражающее его количественные и качественные характеристики. Авторы отмечают, что дефицит, перегрузка, высокий темп поступления информации, вызывая нервно-психическую напряженность (стресс), нарушают процессы информационного взаимодействия с системой управления и снижают ее надежность. Воздействие на надежность в этих условиях возможно и за счет использования некоторых компенсаторных механизмов. Дж. А. Миллер, например, для условий информационной перегрузки оператора выделяет следующие механизмы: 1) пропуск информации, 2) ошибочный ответ, 3) отсрочка ответа, 4) фильтрация информации, 5) категоризация ответов, обобщение их, 6) выработка приблизительных ответов, 7) параллельная передача информации в разных подсистемах, 8) децентрализация, 9) отключение от источника информации. Из приведенного перечня видно, что, например, приемы 1, 2, 3 и 6 ведут к прямой возможности отказа системы, так как она неизбежно переходит в вероятностный режим управления.В исследованиях Л. П. Гримака и В. А. Пономаренко [50] установлено, что у определенной категории практически здоровых летчиков в силу перенесенных профессиональных неудач, частых ошибочных действий, конфликтных ситуаций на службе и в быту, непредвиденных осложнений и других аналогичных событий в полете развиваются психические состояния, которые могут стать причиной ошибок. К ним относят следующие состояния: доминантные (нарушение равновесия между эмоциональным, волевым, мыслительным компонентом психики); преждевременной психической демобилизации, когда фаза постактивности наступает раньше завершения деятельности; кратковременной психической оглушенности (при действии одиночных сверхсильных раздражителей), параксизмы дифференцировки (возникают при необходимости одновременно выполнять два близких, сложных и ответственных умственных действия); фобии, эйфория, психическая напряженность и др. Из других компонентов «личного фактора», определяющих профессиональную надежность летчика наибольшее значение имеют функциональные состояния, связанные с воздействием неблагоприятных факторов полета (гипоксия, укачивание, перегрузка), а так же утомление.В инженерно-психологических исследованиях получены многочисленные данные, свидетельствующие об особенностях влияния на функциональное состояние и надежность деятельности человека-оператора формы кодирования информации, режима предъявления сигналов, их светотехнических характеристик, параметров ответной реакции, степени совместимости сигнала и реакции и многих других факторов, обусловливающих особенности устройства средств отображения информации и органов управления, их компоновки на рабочем месте и т. д. Приведенные данные свидетельствуют, что снижение надежности деятельности человека-оператора, увеличение количества ошибочных действий и возникновение вследствие этого психической напряженности могут быть вследствие многочисленных причин, обусловленных конструктивным несовершенством информационной модели системы управления, недостаточным учетом в средствах и содержании (задачах) деятельности психологических (психофизиологических) закономерностей преобразования рабочей информации человеком.Изучение психологических закономерностей информационного обеспечения деятельности человека-оператора в системах управления, психофизических и психофизиологических процессов регуляции рабочей активности при взаимодействии оператора со средствами отображения информации и управления, и разработка на этой основе принципов и рекомендаций обеспечения надежности профессиональной деятельности явились предметом особенно продуктивных исследований в авиационной инженерной психологии.Установлено, что причины ошибочных действии летчика и развития у него профессионального стресса довольно часто обусловлены особенностями его взаимодействия с системами управления самолетом. Н. Д. Завалова и В. А. Пономаренко к причинам такого рода, например, относят: прерывистость поступления к летчику пилотажной информации при необходимости внезапного перехода от визуального полета к приборному и обратно; вынужденное отвлечение внимания от приборов при полете вне видимости земных ориентиров, при работе с радиостанцией, прицелом, часами и пр.; несовершенство приборной индикации о положении и перемещении самолета в пространстве; недостаточность, несвоевременность поступления сведений в аварийной остановке и ряд других.Следует отметить, что целый ряд особенностей, условий деятельности летчика способствует возникновению ошибок управления, таких как восприятие сигналов в условиях помех, поступление неопределенной, ложной информации, выполнение совмещенных действий при разной степени их приоритетности и т. д.Многие ошибки летчика определяются его индивидуальными особенностями профессионального, психологического, физического характера, которые проявляются в виде измененного функционального состояния (психическая напряженность, утомление), заболевания, низкого уровня профессиональной подготовленности, недостаточности развития летных способностей. И в этом случае причина ошибок может заключаться не столько в самом летчике, сколько в неблагоприятных условиях и организации его деятельности, недостаточно эффективной методике профессионального отбора и медицинского контроля и в других предпосылках.

     Расчёт  информационной нагрузки оператора необходим для того, чтобы выяснить, будет ли оператор справляться с заданием.

Рассчитаем  информационную нагрузку Оператора.

Количество операций, совершаемых оператором за 3 час  а 

Члены алгоритма 

Символ 

Количество членов

Частота повторения p i

Афферентные: 1

Наблюдение результатов F 10 1

Всего: 10

Эфферентные: 1

Выбор наилучшего варианта из нескольких C 3 0, 04

Исправление ошибок D 1 0,0 1

Анализ полученных результатов M 40 0, 54

Выполнение механических действий K 30 0,4 1

Всего: 74

Итого: 84

Рассчитаем энтропию информации:

Суммарная энтропия:   бит/с.

Поток информационной нагрузки равен , где: N – суммарное число всех членов алгоритма; t – длительность выполнения всей работы, мин.

Вывод: Следовательно, информационная нагрузка оператора укладывается в норму

Выводы 

В данном разделе  был произведён расчёт освещённости рабочего места (с выбором типа ламп и их количества), а также оценка информационной наг.

Кроме того, необходимо в течение 8-ми часового рабочего дня предусмотреть один часовой перерыв на обед, 5-ти минутные перерывы каждые полчаса и 15-ти минутные перерывы каждые 1.5 – 2 часа. Работу необходимо организовать таким образом, чтобы наиболее сложные задачи решались с 11:00 до 16:00 – в период наибольшей активности человека, а не в начале дня, когда оператор ещё не достиг максимальной активности, и не в конце дня, когда уже развивается утомление.

Так как работа оператора не связана с решением крупных логических задач и достаточно однообразна, то рекомендуется по-возможности чередовать виды деятель. Пример чередования видов работ и её интенсивности приведён в графике труда и отдыха.

Табл. 2

Время

Вид работы и её интенсивность

9:00

Начало работы 9:00 – 9:30

Вход в систему, решение общих организационных задач 9:30 – 9:35

5-ти минутный перерыв 9:35 – 10:10

Решение несложных задач, формирование запросов к системе

10:10 – 10:15

5-ти минутный перерыв

10:15 – 10:45

Решение несложных задач, изучение литературы

10:45 – 11:00

15-ти минутный перерыв

11:00 – 11:55

Решение логических, наиболее трудоёмких задач

11:55 – 12:00

5-ти минутный перерыв

12:00 – 13:00

Решение наиболее сложных и трудоёмких задач, требующих максимального умственного напряжения

13:00 – 14:00

Перерыв на обед

14:00 – 14:40

Наблюдение полученных результатов, исправление ошибок

14:40 – 14:45

5-ти минутный перерыв

14:45 – 15:10

Выполнение механических действий, анализ результатов, исправление ошибок

15:10 – 15:30

20-ти минутный перерыв

15:30 – 16:10

Анализ результатов, исправление ошибок

16:10 – 16:15

5-ти минутный перерыв

16:15 – 17:10

Выполнение механических действий, оформление отчётов, подведение результатов

17:10 – 17:15

5-ти минутный перерыв

17:15 – 18:00

Выход из системы, подготовка к следующему рабочему дню (план работ и т.д.)

18:00

Конец работы