Деятельность оператора в условиях потока сигналов

Потоком сигналов называется последовательность следующих друг за другом через случайные или регу­лярные интервалы времени сигналов, несущих опера­тору информацию о состоянии объекта управления и требующих ответной реакции. Работа в условиях пото­ка оказывает существенное влияние на характер дея­тельности оператора. На ее результаты большое влия­ние оказывает не только характер решаемых задач, но и их взаимодействие между собой. Данное явление может существенным образом повлиять на характер поведения и результаты работы оператора. Они ока­зываются отличными от тех результатов, которые мо­гут быть получены при решении отдельных, изолиро­ванных друг от друга задач.

В инженерной психологии имеется целый ряд дан­ных, свидетельствующих, например, о том, что время реакции на изолированные раздражители и раздражи­тели, следующие друг за другом, существенно различ­но. При этом на время реакции влияние оказывает темп подачи сигналов, промежуток времени между момен­тами поступления сигналов, степень маскировки одно­го сигнала другим, соотношение интенсивностей со­седних сигналов и т.п. [71]. Систематизированные данные по количественной оценке степени взаимного влияния отдельных действий на время реакции опера­тора приведены в работе [2]. Имеются также данные о взаимном влиянии отдельных действий на безоши­бочность реакций оператора [78]. Все эти результаты получены при изучении сенсомоторных реакций. Вза­имное влияние друг на друга более сложных задач управления, решаемых оператором, оказывается еще

более выраженным, что необходимо учитывать при решении задач анализа и проектирования деятельно­сти оператора.

Оценка характеристик потока сигналов в задаче обнаружения их оператором проводится в специаль­ной работе Ю.М. Забродина [49]. Установлено, напри­мер, что логическое усложнение при введении выбора, сопоставления, запоминания приводит к существенно­му увеличению времени обработки информацию и уменьшению пропускной способности оператора. Зна­чительно удлиняется процесс поиска сигналов. Время поиска увеличивается при увеличении размеров поис­кового поля, увеличении плотности потока сигналов и уменьшении их различимости. Особый интерес пред­ставляет изучение способностей человека к оценке и использованию вероятностной структуры потока сиг­налов, в частности, к установлению стохастических связей и оценке последействия сигналов. Эти способ­ности связаны с включением памяти в функциональ­ную структуру приема и переработки информации человеком. Указанное обстоятельство требует при со­здании СЧМ определения и оценки вероятностной структуры сигнальных процессов и поиска путей оп­тимального согласования потоков оператора и маши­ны в СЧМ. Для решения этой задачи используется специальная схема моделирования информационных потоков [45].

Большое значение имеет разработка и обоснова­ние требований к информационному потоку, поступа­ющему к оператору. Для оценки степени приспособ­ленности потока к возможностям человека в работе [48] проведен содержательный анализ информационных потоков. В результате его выделены основные призна­ки оптимизированной подачи информации, удобной для оперирования ею человеком. К этим признакам отно­сятся достоверность, своевременность, расчленен­ность, обозримость и сопоставимость информационных данных. Учет этих требований необходим при органи­зации информационных потоков в системе. Невыпол­нение данных требований является дополнительным источником ошибок операторов [48].

Многие ситуации, характерные для деятельности оператора в условиях потока сигналов (на примере

сенсомоторных реакций выбора), детально исследова­ны в работе О.А. Конопкина [71]. Им показано, что темп поступления сигналов — существенное условие опера­торской деятельности, которое определяет плотность потока подлежащей переработке информации и тем самым влияет на психофизиологическую напряжен­ность оператора и надежность его работы. В результа­те проведенных исследований установлено, что темп предъявления сигналов является самостоятельным фактором, способным влиять на скорость приема и передачи информации человеком. Установлено также, что на скорость и надежность работы оператора влия­ет временная неопределенность сигналов и их вероят­ностные характеристики. При этом показывается, что зависимость результатов деятельности человека от комплекса объективных условий, в которых она осу­ществляется, закономерно опосредствуется процессом целенаправленной саморегуляции. Она основана на осознании отражений и оценке условий в целях успеш­ного осуществления деятельности.

Изучение характера работы оператора позволяет сделать вывод, что только темп поступлений сигналов не может полностью определять результаты деятель­ности оператора. Основным фактором, детерминиру­ющим деятельность оператора по наработке потока сигналов, является очередь на обслуживание. Она об­разуется вследствие случайного во времени характера поступления сообщений и реагирования на них опера­тора. Можно предполагать, что именно очередь сооб­щений и их характер являются теми факторами, кото­рые оказывают наиболее специфическое влияние на результаты деятельности оператора и процессы ее психической регуляции.

Изучению деятельности оператора в условиях оче­реди на обслуживание посвящены специальные экс­периментальные исследования [45]. Установлено, что деятельность оператора в условиях очереди существен­ным образом отличается от аналогичной по характеру деятельности, но совершаемой в обычных условиях. При этом на результаты деятельности большое влия­ние оказывает как частота, так и длина очереди. Уста­новлено, что при длине очереди более 3 — 4 сообщений резко ухудшается такая характеристика деятельности

оператора, как время обслуживания, и растет число ошибок. Это связано с повышением нагрузки на опе­ративную память и переходом к долговременному за­поминанию. Частота появления очереди оказывает существенное влияние на надежность работы опера­тора при коэффициенте очереди, большем 0,4. Обна­ружено также, что на результаты деятельности опера­тора влияет и время ожидания начала обслуживания. При большой длине очереди оператором нарушается последовательность обработки сообщений. В результа­те всех этих исследований сделан вывод, что работа в условиях очереди предъявляет повышенные требова­ния к памяти оператора (как оперативной, так и долго­временной).

Следствием очереди сообщений на обслуживание являются такие ситуации в системе «человек—маши­на» как дефицит времени и переполнение оператив­ной памяти человека. Эти ситуации оказывают суще­ственное влияние на скорость и надежность работы оператора. Поэтому их учет является необходимым условием при инженерно-психологическом проектиро­вании и оценке деятельности оператора. Наиболее полное исследование особенностей деятельности опе­ратора в условиях дефицита времени проведено Д.Н. Завалишиной [60]. Ею показано, что в оператор­ской деятельности имеют место две разновидности де­фицита времени: острый дефицит, находящийся на пределе возможностей человека выполнить деятель­ность, и лимит времени, т. е. ограниченное время на выполнение деятельности.

Первая разновидность дефицита времени харак­терна для аварийных ситуаций и некоторых крити­ческих режимов функционирования управляемого объекта. Такой дефицит является периодической ха­рактеристикой трудовой деятельности и оказывает, как правило, дезорганизующее влияние на деятельность оператора.

Дефицит времени второго рода является постоян­ной характеристикой многих видов трудовой деятель­ности, связанных с приемом и переработкой больших объемов информации в жестком временном режиме. Кроме того, дефицит времени в этом значении имеет место в тех случаях, когда на выполнение работы уста-

навливается некоторый лимит времени. Такой случаи весьма характерен для многих АСУ. В таких системах правильные, но несвоевременные действия рассматри­ваются как невыполнение задачи (несвоевременное обслуживание поступающих сообщений). Дефицит вре­мени в этом значении оказывает, как правило, оптими­зирующее влияние на деятельность оператора.

В обоих случаях дефицит времени является одним из важнейших факторов регуляции и целесообразной перестройки деятельности оператора. Способы такой перестройки подробно рассмотрены в [60]. Для успеш­ной работы в ситуации дефицита времени рекомен­дуется формирование общего высокого уровня выпол­нения определенной деятельности и специальное обучение скоростным навыкам, а также профотбор операторов по скоростным характеристикам.

Большую роль в деятельности оператора играет оперативная память. Этому, как отмечает Г.В. Репкина [153], в большой степени способствуют жесткие лими­ты времени и особо высокие требования к точности работы оператора. При изучении процесса решения им целого ряда задач обнаружено, что для принятия реше­ния часто бывает необходимым запоминать на короткое время ряды поступающих сигналов. Такая ситуация наиболее характерна для операторов, деятельность ко­торых зачастую протекает в условиях очереди сигналов на обслуживание.

Анализ ошибок, допускаемых операторами, пока­зывает, что часть из них вызывается нарушениями работы оперативной памяти. Проведенные экспери­ментальные исследования деятельности оператора в условиях очереди на обслуживание показали, что кро­ме ошибок в обработке поступающих сообщений опе­раторы допускают ошибки и в выборе нужного сооб­щения из очереди [45]. Причем первый вид ошибок преобладает при малой длине очереди, второй — при большой (более 3 — 4 сообщений): При этом установле­но, что число ошибок зависит от длины очереди.

Важное значение для анализа деятельности опера­тора имеют работы П.Б. Невельского по изучению характеристик памяти оператора, в частности ее объе­ма [119]. Им установлено изменение объема памяти с течением времени, т. е. в зависимости от времени,

прошедшего после запоминания. Такая ситуация весь­ма характерна для деятельности оператора в условиях очереди, когда имеет место информационный поиск с отставленным обслуживанием. В этом случае оператор должен воспроизвести найденную последовательность сигналов не сразу, а спустя некоторое время (время ожидания начала обслуживания). Поэтому важной характеристикой памяти оператора является не толь­ко ее объем, но и длительность сохранения информа­ции. Роль этих характеристик особенно велика при работе оператора с динамичной информационной мо­делью, когда оператор не только должен запомнить найденную последовательность сигналов, но и следить за ее изменениями в связи с изменением обстановки. В условиях очереди сигналов такая ситуация является весьма типичной.

Как уже отмечалось, на результаты деятельности оператора большое влияние оказывает временная нео­пределенность поступления сигналов. Эта неопреде­ленность проявляется, прежде всего, в случайном во времени характере поступления сообщений на обслу­живание. Для учета этого явления поступающий поток сообщений нужно описать законом распределения, наиболее адекватно отражающим реальное положение вещей. Установлено, что при одном и том же темпе (интенсивности) поступления сообщений результаты деятельности существенно зависят от вида входящего потока. Это различие обусловлено разной степенью неопределенности поступления сообщений во време­ни и, следовательно, различными проявлениями оче­реди на обслуживание (ее длиной, частотой появления, периодами занятости и т. д.). Поэтому учет характера входящего потока является важной задачей при про­ектировании и оценке деятельности оператора.

Специальными исследованиями установлено, что структурой информационных потоков определяется также напряженность работы оператора [113]. Поэтому одним из возможных способов минимизации временных затрат является выбор оптимальной структуры этих потоков. Располагая конкретными статистическими дан­ными, можно решать следующие задачи:

■ принимать решение о внедрении структуры потока, опти­мальной с точки зрения минимума временных затрат на

обмен информацией при заданном качестве функциони­рования системы;

обеспечить оптимальную загруженность каждого из зве­ньев управления СЧМ.

Указанные задачи могут решаться как путем вы­бора определенного вида входящего потока, так и оп­тимальным распределением его между различными потребителями. Первый путь не всегда возможен, по­скольку в большинстве случаев вид входящего потока определяется объективными условиями работы сис­темы. Второй путь более реален.

Работа в условиях потока информации предъявля­ет повышенные требования к целому ряду психологи­ческих качеств оператора. Проведенными исследова­ниями установлено, что к их числу в первую очередь относятся: объем памяти, способность к переключению и распределению внимания, скоростные характерис­тики. Эти результаты были получены как путем моде­лирования деятельности оператора на ЭВМ, так и эк­спериментальным путем. Учету выявленных качеств следует уделить особое внимание при проектировании и оценке деятельности оператора [45].

Однако при этом следует учитывать возможность изменения перечисленных качеств под влиянием ус­ловий, в которых протекает деятельность оператора. Так, эти качества могут быть повышены за счет про­фотбора операторов, путем целенаправленной физи­ческой подготовки, в результате специальной трени­ровки. Кроме того, наблюдается снижение этих качеств под влиянием утомления и других неблагоприятных факторов. Эти обстоятельства также следует учитывать при проектировании и организации труда операторов.