Способы представления информации в наглядном виде
Для упрощения и запоминания информации оператором при визуальных способах часто используют специальные символы, если объект имеет характерные изобразительные формы.
Деятельность оператора ограничивается тем, что он имеет дело не с реальными объектами, а с информационными моделями реальных объектов.
Информационное поле - это находящаяся в поле зрения оператора часть пространства, предназначенная для передачи информации, представленной совокупностью оптических образов. Информационные поля могут строиться в виде: текста, таблиц, условных знаков на картах, схем, экранов, сетевых графиков, функциональных графиков, диаграмм и т.д.
Все сообщения, поступающие на средства воспроизведения информации, кодируются, т.е. всему сообщению или отдельным его частям присваивается определенный символ. Различают три основные группы символов: 1) геометрические, 2) физические и 3) цифровые.
Геометрические символы выражают значение какого-либо фактора длиной линии, расстоянием между двумя точками или углом. Они используются и для воспроизведения трехмерной информации. Способ представления информации с помощью линий, площадей, геометрических фигур применяют тогда, когда некоторые виды информации невозможно отобразить на визуальных индикаторах с помощью буквенно-цифровых знаков или символов. Так, дороги, топографические контурные линии, графики функций лучше всего воспроизводить прочерчиванием линий.
Физические символы отображают значения параметров физическим состоянием носителя информации. В качестве физической символики используются: интенсивность одноцветной окраски участков поверхности носителя - тонография; степень почернения светочувствительного материала - фотография; интенсивность свечения люминесцентного вещества - люминография; величина электрического потенциала в точках наэлектризованного диэлектрика - электронография; цвет окраски участков поверхности носителя - колография; величина магнитной индукции в элементах намагниченного носителя – феррография. Способ представления информации в виде специальных условных знаков применяют для упрощения понимания и запоминания информации при визуальных способах. При этом часто используют специальные символы, особенно когда воспроизводимое понятие или объект имеют характерные изобразительные формы. Способ удобен для восприятия логических взаимосвязей отдельных элементов систем, для отображения решения, состояния управляемых объектов, типов объектов. Максимальное число различных символов ограничивается памятью оператора. Для облегчения восприятия информации в условиях кратковременного воспроизведения быстроменяющейся обстановки используются символы различных цветов, частот мерцаний и яркостей.
Знаковые (цифровые) символы отображают цифры, буквы и условные знаки, их сочетания, соответствующие системам исчисления. Буквенно-цифровой способ представления информации широко распространен как наиболее привычный и удобный для восприятия. Символы кода (буквы, цифры) объединяются в более сложные кодовые группы (слова, числа, таблицы), которые отображают предметы или отвлеченные понятия.
Процесс идентификации информации представляет собой акт отождествления обнаруженных сигналов с некоторыми образами, хранимыми в памяти. Оператор получает информацию в закодированной форме, в виде сигналов, предоставляемых средствами отображения информации. В сознании оператора совершается процесс декодирования информации, заключающийся в преобразовании полученных при чувственном восприятии сигналов в представление об объекте. Такое преобразование осуществляется обычно посредством процесса ассоциации - сравнения признаков, присущих полученному сигналу, с определенными эталонными признаками, хранящимися в памяти оператора.
Процесс интерпретации информации направлен на уточнение и дополнение полученных ранее сведений, на их осмысление. Это особенно необходимо в операторской деятельности, где узнавание задачи осуществляется обычно при неполной информации о ней, т.к. сам процесс кодирования информации неизбежно связан с ее потерями. Процесс интерпретации базируется не только на содержании предъявленной информации и форме ее представления, но и на субъективных факторах - знаниях и опыте оператора. Переработка информации протекает под влиянием ограничений, отражающих пропускную способность различных умственных операций. Операции имеют ограничения по скорости формирования и количеству информации, перерабатываемой в единицу времени.
В результате процесса интерпретации завершается формирование не только представления о сложившейся ситуации, но и прогноз ее развития, вероятность разрешения или неразрешения возникшей в ней задачи, а также возможных последствий в том и другом случае.
Рассмотренные характеристики и устройство анализаторов позволяют сформулировать общие требования к сигналам-раздражителям, адресованным оператору:
1. Интенсивность сигналов должна соответствовать средним значениям диапазона чувствительности анализаторов, которая обеспечивает наиболее оптимальные условия для приема и переработки информации.
2. Для того чтобы оператор мог следить за изменением сигналов, сравнивать их между собой по интенсивности, длительности, пространственному положению, необходимо обеспечить различие между сигналами, превышающее оперативный порог различения.
3. Перепады между сигналами не должны значительно превышать оперативный порог, так как при больших перепадах возникает утомление; следовательно, существуют не только оптимальные пороги, но и оптимальные зоны, в которых различение сигналов осуществляется с наибольшей скоростью и точностью.
4. Наиболее важные и ответственные сигналы следует располагать в тех зонах сенсорного поля, которые соответствуют участкам рецепторной поверхности с наибольшей чувствительностью.
5. При конструировании индикаторных устройств необходимо правильно выбрать вид сигнала, а следовательно, и модальность (вид) анализатора (зрительный, слуховой, тактильный и т.д.).
6. Одним из способов повышения восприятия являются виды полимодальных сигналов или дублирование одного сигнала в разных модальностях, т.е. одновременная посылка его разным анализаторам. В ряде случаев дублирование сигналов является средством повышения надежности передачи информации оператору.
Основные требования к организации информационного поля с точки зрения минимизации поиска:
1. Элементы поля следует располагать так, чтобы в объем фиксации, ограниченной зоной 10 градусов, попадало не более чем 4-8 объектов.
2. Следует по возможности уменьшать объем поля, не допуская нахождения в нем ненужных элементов.
3. Искомые элементы следует выделять таким образом: чтобы обеспечить наименьшее время фиксации, наилучшим является выделение искомого элемента другим цветом или с помощью светового маркера; более плохие результаты получаются при его выделении проблесковым свечением или изменением размера и яркости (хотя эти способы более просты с точки зрения их технической реализации).
Процесс принятия решения и его реализация
Как только стимулы опознаны, должно быть принято решение о том, какое действие предпринять. Принятие решения является центральным процессом на всех уровнях переработки информации человеком, группами людей, системами "человек - машина". Принятие решения - выбор одного действия и исключение всех остальных возможностей. На основании принятой и проанализированной информации оператор принимает необходимое решение по управлению. В самом общем виде процедура принятия решения включает формирование последовательности целесообразных действий для достижения цели на основе преобразования некоторой исходной информации.
Приняв поступившую информацию, оператор так или иначе анализирует ее и преобразует. В процессе переработки информации решающая роль принадлежит памяти и мышлению.
«Память» является важнейшим профессиональным условием деятельности специалиста по организации движения на железнодорожном транспорте. Понятие «память» включает процессы запоминания, сохранения, узнавания и воспроизведения информации.
Процессы памяти в ходе работы на железнодорожной станции находятся в полном соответствии с теми задачами, которые возникают при организации движения поездов. В связи с этим, в данном виде производственной деятельности вычленяют две формы памяти: память на статистические элементы станции – пути, стрелки и т. д.; другая форма памяти связана с динамикой станции – перемещение подвижного состава (пассажирские и грузовые поезда, маневровые локомотивы и т. д.).
По длительности сохранения информации различают два вида памяти: 1) кратковременная (информация удерживается на время, необходимое для непосредственной деятельности);
2) долговременная (информация хранится и накапливается «впрок» для последующей жизнедеятельности).
Кратковременная память имеет две формы: непосредственную (хранится одномоментная информация) и оперативную (связанную со способностью человека сохранять текущую информацию, необходимую для выполнения действий).
Длительность хранения информации в оперативной памяти определяется временем выполнения данного действия. Оперативная память характеризуется объемом запоминаемой информации. Этот объем оценивается количеством одновременно запоминаемых символов и почти не зависит от их смысла (7+-2). Максимальный объем запоминания: 9 двоичных символов; 8 десятичных; 7 бук алфавита; 5 односложных слов.
Оперативная память связана с динамикой станционной работы – это знание главным образом занятости тех или иных путей, длины составов, размещенных на железнодорожных путях, характера грузов, находящихся в них, и т. д. Эта форма памяти – основа оперативной работы. Она связана с информацией, характеризующей ситуацию в данный момент; по окончании дежурства ситуации, связанные с работой, обычно забываются. Исключениями в этом отношении являются, например, дежурства, во время которых произошли различные неполадки, остались нерешенные задачи. В этих случаях динамическая система надолго запоминается и даже беспокоит диспетчера во время отдыха, часто вызывая ситуационные сны.
Память на статику выражается в знании диспетчерами всех путей, стрелок и устройств станции, которая является обязательным условием профессиональной деятельности организаторов движения. Несмотря на знание станции, нелегко бывает воспроизвести элементы станционной статики, быстро, как это бывает необходимо в момент срочного решения ответственной задачи. Количество статистических и динамических элементов, которые необходимо удерживать в памяти на станциях, иногда бывает очень велико. Количество этих элементов определяют собой нагрузку диспетчера и степень его утомляемости в ходе дежурства.
Развитие телемеханических устройств в управлении движением поездов, как и в других видах промышленной диспетчеризации, проходило по линии максимальной разгрузки памяти оператора. Так, табло пульта управления, помимо своего значения аппарата контроля, играет огромную психологическую роль в отношении разгрузки памяти диспетчера.
Хранение информации в долговременной памяти характеризуется двумя процессами: запоминанием и забыванием.
Объем долговременной памяти зависит от количества воспринимаемой информации и отношения человека к ней. Информация, которую оператор считает важной и ценной не только для текущей деятельности, но и для будущей, запоминается намного прочнее, чем информация, к которой оператор нейтрален.
Объем усвоенной информации наиболее значительно уменьшается за первые 9 часов: от 100 до 35 %.
На процесс забывания влияют отношение к информации (мотивация) и наложение информации (интерференция).
Возможны три вида забывания:
- потеря информации из-за неиспользования;
- потеря информации в результате замены;
- забывание, обусловленное мотивацией.
Способ запоминания – связь новой информации со старой.
Установлено, что полнота и точность воспроизведения запоминаемой информации у многих людей в процессе беседы с другими намного выше, чем в индивидуальном воспроизведении.
Прочность запоминания можно значительно повысить, перейдя на предельный уровень мотивации («это важно и нужно запомнить») или максимально сосредоточившись на том, что необходимо запомнить.
Оперативное мышление
В деятельности оператора ведущее место занимает решение оперативных задач.
Мышление – это психический познавательный процесс, основу которого составляет открытие нового, отражение человеком сложных связей между предметами и явлениями окружающего мира, процесс отражения объективного мира в человеческом мозгу в форме суждений, понятий, умозаключений. Оно опирается на чувственное познание (прием информации со средств отображения) и на опыт (запасы информации).
Эффективность операторской деятельности зависит от оперативного мышления. Оперативное мышление – процесс решения задач, в том числе задач управления, в результате которого формируется план действий, обеспечивающий выполнение задачи (алгоритма). Это логический процесс выбора оптимального способа решения задачи из множества возможных вариантов. Оно осуществляется оператором на основе моделирования объектов деятельности и составления плана действий, обеспечивающего принятие решения и достижение поставленной цели.
Понятие «оперативное» употребляется в трех значениях:
когда деятельность оператора состоит из операций;
когда деятельность протекает оперативно (быстро), в условиях дефицита времени и эмоционального напряжения;
когда мышление является элементом трудовой деятельности (от лат. opera – труд).
Особенности оперативного мышления:
- В процессе оперативного мышления человек имеет дело с информационными моделями действительности.
– В оперативном мышлении значительное место занимают операции декодирования.
– Результаты оперативного мышления проверяются на практике и корректируются.
– Оперативное мышление часто протекает в условиях стресса (экстремальных условий, вызванных опасностью, перегрузками, ответственностью несовместимостью и т. п.).
– Оперативное мышление направлено на решение конкретных задач и является составной частью практической деятельности.
Процесс принятия решения может быть 2 типов:
- алгоритмизированный (по строгой программе),
- поисковый (творческий).
Основные компоненты оперативного мышления:
1) структурирование, 2) динамические узнавание, 3) формирование алгоритма решения.
Структурирование - это объединение отдельных единиц информации в более крупные с учетом их взаимосвязей и местоположения, организация и упорядочение элементов задачи в отдельное целое.
Динамическое узнавание – это обнаружение частей конечной ситуации в исходной, проблемной ситуации.
Формирование алгоритма решения - выработка принципов и правил решения, определение последовательности действий.
Функции оперативного мышления:
1. Решение задач (основная функция) при непредвиденном отклонении в процессе управления от нормального режима. Сводится к принятию решения через выбор одного из возможных его вариантов.
2. Планирование – или упорядочение, организация действий по управлению процессом в нормальных условиях его протекания. Важной особенностью планирования является предвидение возможных изменений процесса управления и выбор оптимального варианта регулирования (из нескольких возможных вариантов).
3. Декодирование – перевод образа сигнала в оперативный образ управляемого объекта или процесса.
Структура оперативного мышления (этапы):
- уяснение задачи,
- оценка обстановки,
- оформление решения.
Обычно различают три группы уровней решений:
- перцептивно-опознавательный (перцепция – восприятие);
- уровень представлений;
- рече-мыслительный уровень.
Перцептивно-опознавательный уровень предполагает обнаружение сигналов, их различение и опознание. Основным методом решения перцептивно-опознавательных задач является информационный поиск – процесс активного выделения информации об объектах управления для приведения ее к виду, удобному для принятия решения.
Уровень представлений позволяет принимать решение при работе с образами объектов управления.
Рече-мыслительный уровень предполагает активное участие в процессе принятия решения речи и мышления.
В практике операторской деятельности выделяют 3 категории управленческих задач (по сложности и интеллектуальному уровню решений):
1. Простейшие (стереотипные, стандартные) задачи – решаются путем прямого замыкания связей между входом и выходом по программе, хранящейся в долговременной памяти. Они характерны для сенсомоторной деятельности.
2. Репродуктивные мыслительные задачи, для решения которых оператор располагает набором соответствующих способов или правил действий. Решение чаще сего носит детерминированный характер, реже – вероятностный. Психологической основой решений является оперативное мышление на алгоритмическом уровне со строго последовательной реализацией мыслительных операций по заданной программе.
3. Проблемные (творческие) задачи не решаются с помощью заранее известных действий и правил. Преобладают вероятностные либо предельные решения. Их психологическая основа – оперативное мышление на эвристическом уровне.
Но независимо от уровня принятия решения оно не является самоцелью и совершается, как правило, для последующей реализации в управляющей деятельности.
Мыслительные процедуры в процессе оперативного мышления завершаются принятием решений различного типа:
- дедуктивных (от причины к следствию);
- абдуктивных (действие по правилам, хранящимся в памяти оператора);
- индуктивных (подбор правил для выполнения действия);
- интуитивных.
Дружинин В. В. и Конторов Д. С. выделили три типа ситуаций принятия решения: 1) информационные, 2) оперативные, 3) организаторские.
1. Информационные решения заключаются в диагностировании ситуации ("распознавание ситуации", по терминологии авторов).
2. Оперативные решения отвечают на вопрос, как действовать, и состоят в выработке способа управления.
3. Организационные решения отвечают на вопрос, какой должна быть система, и состоят в определении структуры и распределении функций в предполагаемой организации.
Последствия ответного действия обычно снова доступны для восприятия в виде сигналов обратной связи. Обратная связь может быть внутренней (ощущение в пальцах, звук от нажима клавиши), либо внешней (световой сигнал, появляющийся на дисплее и означающий, что команда получена). Обратная связь помогает деятельности оператора, особенно когда она является немедленной.
К основным объективным и субъективным условиям, определяющим реализацию процессов решения в деятельности оператора, можно отнести:
- наличие дефицита информации и времени, стимулирующего "борьбу" гипотез;
- наличие некоторой "неопределенностной ситуации", определяющей борьбу мотивов у субъекта, принимающего решение;
- осуществление волевого действия, обеспечивающего преодоление неопределенности, выбор гипотезы, принятие на себя той или иной ответственности.
Условия принятия решения во многом зависят от степени неопределенности. В этой связи различают следующие виды неопределенности:
- обусловленную большим числом объектов, включенных в ситуацию;
- вызванную недостатком информации в силу технических и иных причин;
- порожденную слишком высокой или недоступной платой за определенность, вносимую объектом, принимающим решение.
Эффективность принятия решения определяется следующими факторами: типом решаемой задачи, числом и сложностью проверяемых логических условий, сложностью алгоритма и количеством возможных вариантов решения.
Реализация принятого решения
Принятое оператором решение только тогда имеет смысл, когда оно правильно и своевременно будет реализовано. Реализация решения осуществляется путем ввода в машину необходимой информации. Для этого используются "выходные" каналы человека: двигательный или речевой. Подавляющее число управляющих действий оператор осуществляет посредством движений.
На этом этапе осуществляется проведение 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.). Выполнение любого управляющего действия оператором определяется переработкой большого количества информации. Любое управляющее движение складывается из элементарных движений.
Структура двигательных компонентов и определяемые ею скорость и точность управляющего действия зависят от тех задач, которые решает оператор, а также от назначения органов управления, их конструкции, расположения в пространстве и других факторов.
По назначению органов управления все двигательные задачи можно разделить на четыре класса.
1. Операции включения, выключения и переключения. Их характеристикой является время реакции.
2. Двигательные задачи, заключающиеся в выполнении последовательного ряда повторяющихся движений; с их помощью осуществляются операции кодирования и передачи информации. Их характеристикой является темп.
3. Двигательные задачи при манипулировании с органами управления для настройки аппаратуры и точной установки управляемого объекта. Основной фактор, определяющий их динамику, - точность дозировочных реакций.
4. Операции слежения за изменяющимися объектами. Задачи, выполняемые оператором в процессе движения, относятся к классу непрерывных перцептивно - моторных задач.
Управляющие движения оператора характеризуются четырьмя группами характеристик - скоростными (временными), пространственными, силовыми и точностными.
Основной скоростной характеристикой операций включения является время двигательной реакции. Это время в общем случае зависит от расстояния, на которое перемещается рука, ширины органа управления.
Для повторяющихся движений основной характеристикой скорости является частота их повторения, или темп. Максимальный темп нажимных движений при величине усилия 25 г для ведущей руки - 6, 68 нажимов/сек, для неведущей - 5, 3 нажимов/сек. При увеличении усилий до 400г темп уменьшается и составляет, соответственно, 6, 14 и 5, 59 нажимов/сек.
Максимальный темп ударных движений изменяется от 5 до 14 ударов в секунду. В среднем он равен 8, 5 ударов/сек. Для продолжительного же периода работы оптимальный темп - 1, 5 -5, 0 ударов в секунду.
Если движение выполняется в ответ на часто поступающие внешние сигналы, человек способен реагировать на каждый сигнал только в том случае, если интервал между сигналами не менее 0, 5 сек. Если же второй сигнал подается через более короткий промежуток времени, то начало реакции на него задерживается до завершения реакции на предыдущий сигнал. Данный эффект называется психологической рефракторной фазой.
К пространственным характеристикам движений оператора относятся размеры моторного поля (зоны досягаемости) и траектории движений. Размеры моторного поля (при неподвижном положении туловища) определяются длиной вытянутой руки оператора. В моторном поле различаются три зоны: максимальная, допустимая и оптимальной досягаемости.
В зонах оптимальной и допустимой досягаемости возможны наиболее быстрые и точные движения при минимальной утомляемости оператора. Здесь рекомендуется располагать наиболее важные и часто используемые органы управления.
Движения человека определяются и силовыми характеристиками. Основной из них является величина усилия, развиваемая рукой при движении. Эта величина определяется характером движений: вытягивание, толкание, отведение и т.д. - и углом между плечом и вертикалью тела.
Наибольшее усилие может быть развито при вытягивании на себя (54,4 кг) и толкании от себя (62,6 кг), наибольшее - при толкании вниз (18,6 кг) и отведении от себя (15,5 кг). Максимальное усилие, развиваемое левой рукой, в среднем на 10-15% меньше, чем правой.