2.4. Информационная и концептуальная модели в человеко-машинном взаимодействии

В современных автоматизированных системах управления человек-оператор все более и более удаляется от собственно объекта и осуществляет свои управляющие функции дистанционно. При этом оператор оказывается непосредственно связанным не с самим объектом, а с его информационной моделью. Под информационной моделью понимается отображение параметров внешней среды к переменных систем управления, организованное с помощью специальных средств (индикационных устройств) по определенным правилам. Информационная модель является, таким образом, отображением действительности, и в то же время сама она — непосредственный объект восприятия и действия для оператора. Информационная модель обеспечивает трансформацию общих знаний о закономерностях процессов и явлений в конкретные знания управления системой. Каждый элемент информационной активизирует в сознании человека целый конгломерат функционально связанных элементов, соответствующих чаще всего решению какой-либо частной задачи. Для технических звеньев существует жесткая зависимость между входными и выходными сигналами определенная передаточная функция. Передаточная же функция звена чело может меняться в зависимости от поставленной задачи и условий работы системы. Такая способность человека называется оперативностью, а процесс перестройки передаточной функции в зависимости от задачи и условий ее решения — оперативной настройкой. Благодаря оперативной настройке информационная модель в сознании оператора отражается в виде оперативного образа, адекватного задаче, поставленной перед оператором. Так, информационная модель, созданная посредством приборов, контролирующих работу авиационного двигателя, может вызвать у летчика различные оперативные образы. Например, если на самолете заканчивается запас топлива, летчик оценивает работу двигателя с точки зрения экономичности расхода горючего; если же в двигателе ранее была какая -то неисправность, летчик рассматривает работу двигателя с точки зрения возможности повторения подобной неисправности. Информационная модель обеспечивает возможность быстрой оценки ситуации, а также решения вопросов о загрузке операторов в различных режимах работы. Работа с информационной моделью характеризуется рядом особенностей: • действуя с информационной моделью, Оператор соотносит сведения, полученные от приборов, экранов табло как между собой, так и с реальным объектом; • в процессе восприятия данных о состоянии объекта происходит декодирование полученной информации; • из соотнесения имеющейся информации с реальным объектом оператор способен реконструировать некоторые параметры, не получившие отражения в информации; • исходя из оперативного образа и опыта управления, оператор может предвидеть изменение режима работы объекта • благодаря знанию взаимосвязи, существующей между отдельными сообщениями, и действию оперативным образом оператор способен различать сигналы на фоне помех — у него появляется подпомеховая видимость. Деятельность оператора с информационными моделями управления реальными объектами является одним из главных прикладных вопросов практической психологии систем “человек- техника”. В современных системах управления техникой оператор принимает решение и действует исходя из более обширной информации чем та, которую получает от информационной модели. На основе полученных ранее знаний и опыта работы оператор заблаговременно располагает определенным объемом дополнительных сведений о состоянии системы по сравнению с теми, которые отражены в информационной модели. Данные полученные человеком оператором из информационной модели, служат фундаментом для формирования концептуальной модели обуславливающей деятельность оператора в системе управления. Таким образом, информационная модель определяет лишь часть содержания концептуальной модели. Но так как эта часто является главной, принято считать, что информационная модель служит основой для формирования концептуальной модели. Однако целесообразно рассматривать концептуальную модель только как производную от информационной модели. Благодаря ей человек-оператор способен критически относится к показаниям контрольных приборов и обнаруживать ложные данные отдельных приборов в случае их отказа. Следует отметить принципиальное различие существующее между понятиями “информационная” и “концептуальная” модели. Информационная модель определяет материальную форму, в которой выражена информация, а концептуальная модель — представления, возникающие в голове оператора под воздействием этой информации. На основе концептуальной модели человек-оператор принимает решение о соответствующем управляющем воздействии на систему. Однако перед реализацией этого решения оператор обычно мысленно “проигрывает” на информационной модели результат выбранного воздействия на систему и только, будучи удовлетворенным ими, осуществляет данное воздействие. Оператор может и отклонить выбранный способ действия. В подобных случаях он по-иному оценивает информационную модель, привлекая для этого, может быть, дополнительные известные ему данные, и строит новую концептуальную модель, из которой следует другой способ действия. Этот способ снова проверяется и реализуется только в том случае, если он будет удовлетворять оператора.

Концептуальная модель может изменяться и в связи с изменением в процессе работы системы информационной модели получением каких -либо дополнительных данных непосредственно от самого управляемого объекта. Таким образом, информационной модель является как бы полем, на котором оператор, “проигрывая” различные управляющие воздействии, выбирает оптимальные. Поэтому эта модель становится для человека- оратора не только средством отображения состоянии системы, но и объектом его целенаправленной деятельности. Динамика формирования концептуальной модели представляет большой интерес для психологии. На ее основе можно так выбрать и расположить приборы, чтобы получить информационную модель, максимально облегчающую формирование концептуальной модели, которая адекватна ситуации, сложившейся в работе системы. Психологические правила, по которым должна строить любая информационная модель, — это прежде всего рекомендации по учету человеческого фактора. Наиболее существенных из них являются следующие: • по содержанию информационные модели должны адекватно отображать объекты управления л окружающую среду; • по форме и композиции — соответствовать задачам и возможностям оператора по управлению объектом; • должны отражать наиболее существенные с точки зрения управления сведения и быть свободными от второстепенных отвлекающих оператора деталей; • должны представлять информацию в предварительно отобранном и сконцентрированном виде, тем самым разгружая человека от выполнения некоторых перцептивных и мыслительных операций; • должны обладать избыточностью, что обеспечит большую оперативность и надежность передачи информации.

Контрольные вопросы и задания 1. Определите основания классификации человеко-машинных систем. 2. Дайте определение основных составляющих систем “человек-техника”. 3. Дайте определение детерминированных и недетерминированных человеко-машинных систем. 4. Перечислите основные принципы взаимодействия в системах “человек-техника”. 5. Назовите критерии распределения функций между человеком и машиной. 6. Сравните возможности человека и машины в части приема информации, переработки информации, осуществления воздействий на внешние объекты. 7. Чем отличается концептуальная модель от информационной модели? Какая именно модель является первичной, а какая – вторичной?

Темы рефератов 1. Динамика видов систем “человек — техника” и видов деятельности человека - оператора. 2. Распределение функций совершенствующихся системах ‘человек — техника” 3. Особенности распределения функций в современных системах “человек —техника”; системах “человек — ПЭВМ”. 4. Психологические особенности АСУ и их видов. 5. Психологические особенности информационных и концептуальных моделей в “человек — техника”.