Тема 2 методы инженерной психологии (методы сбора данных о деятельности оператора)

Чтобы разобраться во множестве факторов, определяющих деятельность оператора, очевидно, необходимы специальные методики, позволяющие как-то объединять, систематизировать сведения, выделять наиболее существенные из них. Отметим при этом, что все эти сведения в инженерной психологии имеют не просто познавательное значение — на основе их должны выводиться конкретные суждения о структуре деятельности оператора, позволяющие принимать практические решения по проектированию систем. Поэтому здесь нужны различные методики, начиная от методик сбора данных, необходимых для анализа деятельности оператора, и вплоть до методик проведения такого анализа и практического использования его результатов.

В последнее время в инженерной психологии ведутся активные поиски путей наиболее целесообразного сбора, систематизации и анализа инженерно-психологических данных о деятельности оператора применительно к решению задач проектирования и оценки систем «человек—машина». Они привели к созданию целого ряда методик. Некоторые, наиболее распространенные из них будут описаны в настоящей главе. В данном параграфе остановимся пока только на основных методах сбора информации о деятельности оператора:

• - изучение технической документации и оборудования системы,

• - наблюдение за деятельностью оператора в процессе управления,

• регистрация объективных показателей его деятельности,

• экспериментальное исследование элементов этой деятельности,

• анализ ошибок оператора,

• экспертные оценки отдельных показателей деятельности,

• беседы с операторами.

Все эти методы используются применительно к следующим трем наиболее типичным задачам:

а) когда требуется провести анализ деятельности оператора в уже функционирующей системе, с целью психологической оценки этой деятельности или использования полученных данных при проектировании подобной системы;

б) когда по проектной документации или уже имеющемуся оборудованию нужно оценить условия деятельности оператора в новой системе;

в) когда при проектировании человеко-машинной системы требуется выявить и изучить некоторые показатели и условия будущей деятельности в ней человека-оператора.

Рассмотрим кратко сущность каждого из названных выше методов применительно к разрешению перечисленных задач.

1. Метод изучения технической документации и оборудования системы позволяет знакомиться с задачами, которые разрешает (или должен будет разрешать) оператор, и с условиями его деятельности. Сбор необходимых данных этим методом обычно начинается с изучения технической документации. На основании технических описаний, блок-схем, чертежей, инструкций по обслуживанию системы определяется перечень функций, которые возлагаются на систему, предъявляемые к ней требования и ограничения по ее применению. Исходя из этих документов, выявляются функциональные обязанности оператора, требования к нему и ограничения, налагаемые на его деятельность. Полученные сведения о работе оператора могут быть расширены за счет изучения инструкций и специальных указаний по деятельности оператора в системе. В подобных инструкциях обычно детализируются правила работы оператора при различных режимах действия системы, указываются нормы его поведения в особых случаях, даются предостережения от возможных ошибок. Сведения об особенностях деятельности оператора могут быть дополнены также данными, полученными из его рабочих журналов или другой отчетной документации.

Все эти сведения, полученные из технической документации, могут быть расширены за счет непосредственного изучения самой техники, с которой работает оператор: его рабочего места, приборных пультов, органов управления. Используя данный метод, можно составить общее представление о задачах оператора, степени их сложности, условиях деятельности, режимах работы и других ее особенностях.

2. Метод наблюдения за деятельностью оператора оказывается особенно эффективным в тех случаях, когда эта деятельность носит преимущественно двигательный характер. С его помощью можно получать сведения, касающиеся следующих аспектов деятельности:

а) каналов получения информации (от какого источника, в каком объеме);

б) характеристик поступающей информации (модальности сигналов, их кодирования, изменения во времени, значимости, информационной нагрузки, помех, особенностей восприятия);

в) способов ввода управляющих воздействий (особенностей управляющих движений, их направления, характера антропомет рических и силовых характеристик, периодичности, связи с рабо чей позой);

г) уровня нагрузки, напряженности, утомления оператора (оценивается по поведению оператора, его эмоциональным реак циям, концентрации внимания на выполняемых действиях);

д) внешних условий деятельности (наличия факторов, нару шающих нормальные условия жизнедеятельности, их интенсивно сти и длительности действия).

При использовании данного метода весьма существенно четкое предварительное выделение тех показателей, которые будут оцениваться при данном конкретном наблюдении. Важно заранее определить меры дискретности — элементарные единицы деятельности, с точностью до которых должно вестись наблюдение. Наблюдение может осуществляться визуально и с использованием записывающих средств (киноаппарата, магнитофона). При визуальном наблюдении полученные данные заносятся в журнал в виде вербальных отчетов и таблиц, группирующих однородные данные о числе действий, времени их выполнения (фиксируется секундомером). Присутствие наблюдателя, естественно, отражается на деятельности испытуемого, поэтому при использовании данного метода приходится принимать специальные меры по снижению этого нежелательного эффекта.

Наблюдение за деятельностью оператора может осуществляться как в течение сравнительно продолжительного времени (рабочих дней, часов), так и кратковременно, выборочно. Приходится учитывать, что многие данные, полученные рассматриваемым методом, носят субъективный характер. Снизить влияние этого фактора возможно путем использования нескольких наблюдателей и накопления такой статистики, которая позволяет выводить суждения о.*результатах наблюдения с достаточно высокой степенью достоверности.

3. Метод регистрации объективных показателей деятельности требует, в отличие от рассмотренного метода наблюдений, использования специальной аппаратуры, которая инструментально фиксирует различные движения оператора и связанные с ними технические параметры работы системы, а также его физиологические показатели. Попутно с указанной аппаратурой здесь используются и инструментальные средства фотохронометража и звукозаписи, которые применяются при наблюдении.

Регистрация движений рук и ног оператора осуществляется посредством различных самописцев, которые, наряду с характеристиками его движений, часто синхронно фиксируют и происходящее при этом изменение рабочих параметров управляемого объекта. Эффективным средством получения важной информации о деятельности оператора является регистрация движений его глаз в процессе этой деятельности. Такая регистрация осуществляется различными техническими методами. Наиболее точно (с точностью до угловой минуты) удается фиксировать движения глаз посредством специального датчика, укрепленного с помощью присоска на глазном яблоке. В настоящее время разработана аппаратура, позволяющая фиксировать движение глазного яблока и без использования присоска (путем улавливания перемещений отраженного от него луча). Движения глаз с точностью до нескольких градусов можно фиксировать также путем их непосредственной киносъемки или путем записей изменений" биопотенциалов глазных мышц.

Весьма удобным средством сбора информации о деятельности оператора является фиксация его управляющих движений синхронно с фотографированием показаний индикаторов на приборном пульте, по которым действует оператор. При таком методе представляется возможным соотносить движения оператора непосредственно с формой представления информации на приборном пульте. В настоящее время разработаны методы, позволяющие, попутно с этими данными, фиксировать движения глаз оператора и получать на киноленте, наряду с изменением показаний индикаторов, также соответствующие отметки, показывающие, на какой прибор направлен в данный момент взгляд оператора. При этом представляется возможность связывать изменения в показаниях индикаторов с движениями как глаз, так и рук или ног оператора.

Попутно с регистрацией движений оператора часто записываются и некоторые его физиологические показатели (частота пульса, закономерности дыхания, электрокардиограмма, энцефалограмма, электромиограмма отдельных мышц, кожно-гальвани-ческий рефлекс, кровяное давление). Указанные физиологические параметры оператора фиксируются синхронно с другими характеристиками его деятельности и используются главным образом для приближенной оценки уровня напряженности оператора, его эмоционального состояния, энергетических затрат и т. п. Данным методом возможно получение разнообразных объективных показателей о работе и жизнедеятельности оператора, особенно если их удается фиксировать в реальных условиях его труда. Однако, используя этот метод, приходится учитывать, что подключение к оператору различных датчиков неизбежно связано с вторжением экспериментатора в деятельность испытуемого и в связи с этим с некоторыми ее искажениями.

4. Метод экспериментального исследования элементов дея тельности отличается от метода наблюдения или регистрации объективных показателей тем, что здесь экспериментатор не про сто фиксирует процесс или фактические результаты деятельно сти, выполняемой по обычной рабочей программе, а задает свою программу действий, свои задания. Такие эксперименты чаще проводятся в лаборатории, однако иногда их выполняют и в реальных условиях деятельности (естественные эксперименты). Целью тех и других экспериментов является выявление отдель ных зависимостей между показателями деятельности оператора, их связи с характеристиками работы системы.

Подобные эксперименты в лабораторных условиях осуществляются с использованием специальной аппаратуры, моделирующей отдельные элементы управляющей деятельности, часто с непосредственным применением ЭВМ. В естественном эксперименте обычно специально создаются и изучаются различные сложные или даже стрессовые ситуации, возможные в деятельности оператора, и в таких условиях регистрируются его действия, измеряются различные физиологические показатели. Иногда для определения уровня загрузки или напряженности оператора, концентрации его внимания на управлении в естественном эксперименте используют метод дополнительных задач. В таких случаях оператор, наряду с управлением системой, решает отдельные предлагаемые экспериментатором задачи, связанные с сенсо-моторными реакциями, арифметическими или логическими действиями. Его деятельность при этом оценивается по результатам решения основных и дополнительных задач.

5. Метод анализа ошибок оператора позволяет получать важную информацию о сложных для него действиях, о их роли в деятельности, об его отношении к выполнению таких действий. Все обнаруженные отказы и ошибки оператора подвергаются соответствующему психологическому анализу на основе сущест вующих методов их классификации (они были изложены в гл. V). Здесь требуется выявить не только содержание ошибки, но и причины ее возникновения, возможности оператора своевременно обнаруживать и исправлять такую ошибку, а также предотвра щать ее отрицательные последствия. Среди ошибок оператора специально выделяются такие, которые порождаются техническими факторами. Определяются действия, операции, при выполнении которых ошибки возникают особенно часто. Все полученные данные подвергаются статистической обработке, после чего используются для анализа деятельности оператора.

6. Метод экспертных оценок применяется в тех случаях, когда не представляется возможным каким-либо объективным методом оценить отдельные показатели или характеристики деятельности оператора. Для таких экспертных (референтных) оценок привлекаются опытные операторы, каждому из которых предъявляется серия одинаковых, четко сформулированных вопросов, направленных на выявление их мнения о деятельности или состоянии оператора в заданных условиях или об отдельных устройствах или качествах системы. Ответы могут даваться либо в свободной форме, либо путем выбора одного из нескольких вариантов, либо путем указания количественной оценки в пределах заданной шкалы (например, в баллах или процентах). Последние два вида ответов предпочтительнее, поскольку позволяют после опроса получать однородные данные, поддающиеся статистической и машинной обработке.

7. Метод бесед с операторами используется для выявления тех элементов деятельности, которые также не поддаются инструментальной объективной оценке, но которые обычно ясно отражаются в сознании. Для бесед привлекаются, как правило, различные операторы, независимо от их опыта работы (иногда различие в оценках опытных и неопытных операторов является основой для выводов определенных суждений об особенностях данной деятельности). В беседе перед каждым оператором ставятся однотипные, четко сформулированные вопросы, исключающие неоднозначность их трактовки. В подобных случаях ответы могут стандартизироваться и подвергаться статистической обработке. Кроме того, беседы применяются и в качестве средства для получения дополнительной информации ко всем вышеизложенным методам. В подобных случаях используется вольное изложение оператором его мнений, впечатлений, данных самонаблюдения, уточняющих его поведение в проведенных опытах, отношение к ним.

МЕТОДЫ ОПИСАНИЯ И АНАЛИЗА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОПЕРАТОРА