4.2 Функции человека-оператора в эргатических бтс

Деятельность человека-оператора представляет собой преобразовательную форму взаимодействия человека с окружающей средой. Принято считать, что труд оператора состоит из этапов, содержание которых определяется конкретным техническим процессом или производственной задачей. В общем виде эти этапы имеют следующее содержание [4]:

• восприятие информационного воздействия;

• обнаружение, анализ и идентификация информации;

• принятие решения о действиях человека-оператора и его отношении к полученному сообщению;

• выработка управляющего воздействия;

• корректировка решения и управляющих воздействий.

Можно считать, что деятельность оператора представляет собой дискретный процесс, состоящий из чередующихся этапов (приема и переработки новых сообщений и корректировки принятых решений). На практике оператору, как правило, приходится выполнять различные действия по нескольким каналам. Это требует от него способности к переключению от решения одной задачи на другую. При хорошей тренированности оператор может контролировать до 7-8 достаточно быстротечных процессов и управлять ими.

Для описания деятельности оператора используются такие характеристики:

• действие (поведенческий акт, имеющий осознанную цель);

• операция (относительно стабильные компоненты действия);

• цикл деятельности (совокупность действия, ограниченного временем или постановкой задачи)

Совокупность действий, состоящих из ряда циклов деятельности, объединенных единым мотивом и целевой функцией – деятельность оператора. В зависимости от вида деятельности оператора, ее сложности и продолжительности в качестве операций могут выступать как элементарные действия типа простой сенсомоторной реакции, так и сложная совокупность действий типа приема сообщений, принятия решения и т.п.

Можно дать следующую классификацию операций:

• по сложности: простые сенсомоторные реакции, реакции с выбором, алгоритмы из последовательности реакций;

• по определенности во времени: детерминированные, с детерминированным началом, с детерминированным окончанием, с детерминированной протяженностью и случайным началом, случайные;

• по моторному исполнению: двигательные (движения рук, ног, туловища, головы), дискретные, двигательные непрерывные, двигательные вращательные, двигательные поступательные, разговорная речь:

• по типу анализатора: зрительные, слуховые, тактильные, вестибулярные, комбинированные;

• по значимости: целевые, вспомогательные.

Характеристики оператора, оказывающие наибольшее влияние на качество управления, могут быть подразделены на следующие группы:

• как приемника информации,

• моторные,

• групповой деятельности,

• антропологические,

• энергообмена,

• способности переносить дискомфорт.

Характеристики оператора как приемника информации отражают чувствительность и разрешающую способность анализаторов человека приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1. Характеристики оператора как приемника информации

Характеристики анализаторов человека	Значения
Зрительный
Минимальная яркость светового пятна на темном фоне, кд·м-2	9,57·10-7 – 9,8·10-8
Диапазон яркостей, кд·м-2	10-7 – 105
Асимметрия поля эффективной видимости оси зрения: вертикальная, град горизонтальная, град	57 71
Амплитуда перемещения оси зрения при микроскачках, угл. Мин	2 – 50
Продолжительность микроскачков, мс	10 – 20
Тремор (высокочастотные колебания оси зрения) амплитуда, угл. с	20 – 40
частота, Гц	30 – 150
Дрейф (медленное неупорядоченное движение оси зрения), угл. Мин/с	6
Аккомодация (минимальное фокусное расстояние): в молодости, мм в старости, мм	100 1000
Адаптация (изменение чувствительности глаза в течение часа)	в 2·105
Слуховой
Звуковые частоты, Гц	16 – 20000
Диапазон звуков, октава	10
Порог слышимости в диапазоне 800-2000 Гц, Вт·м-2	10-12
Оптимальный для приема импульсный сигнал: предел частот, Гц количество периодов	800 – 2000 42 – 45
Точность определения направления на точечный источник, град	3
Информационная пропускная способность
Пропускная способность: при выполнении стереотипных действий, бит/с при участии оперативной памяти, бит/с при участии долговременной памяти, бит/с	10 – 20 0,3 – 5 0,04 – 0,2
Время считывания информации с цифровых индикаторов, с	0,73

Моторные характеристики оператора выступают как основные показатели качества его работы. Управляющие воздействия могут передаваться посредством голоса, движения руки, ноги, головы, тела, направленности взгляда. Предельные скорости механических перемещений руки и ноги оператора в пределах эффективной зоны приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2. Предельные скорости механических перемещений руки и ноги оператора в пределах эффективной зоны

Эффектор	Характер движения	Скорость
Рука	Отведение, см/с	35
	Сгибание – разгибание, движ/с	1,0-1,2
	Перемещение рычага, см/с	8,6-17
	Перемещение штурвала, об/с	1,5-4,5
Нога	Сгибание – разгибание, движ/с	0,36
	Движение ступни, движ/с	0,72
	Ходьба, движ/с	0,61

Время простой сенсомоторной реакции зависит от используемого сенсорного анализатора, состояния оператора и воздействий внешней среды. В табл. 4.3 приведены данные по продолжительности латентного периода сенсомоторной реакции на простые раздражители.

Время выполнения простых операций зависит не только от длительности латентного периода, но и от времени, необходимого на перемещение органа управления, и, следовательно, от его конструкции и расположения.

Таблица 4.3 Продолжительности латентного периода сенсомоторной реакции на простые раздражители

Вид раздражителя	Время латентного периода, мс
Слуховой	120-180
Звуковой	160-220
Вестибулярный	400-600
Температурный	280-1600
Обонятельный	310-390
Вкусовой:
соленое	310
сладкое	450
кислое	1080
горькое	540
Тактильное:
прикосновение	90-220
боль	130-890

Характеристики групповой деятельности обусловливают выполнение той задачи, которую решает данный член группы (экипажа) в деятельности целого коллектива. Поскольку работа каждого члена группы зависит от деятельности других, то она приобретает черты стохастического процесса. Большое значение в деятельности группы имеют социологические и индивидуальные факторы: в значительной мере проявляется склонность отдельных членов группы к лидерству, их психологическая совместимость, мотивация в достижении цели, склонность к установлению соревновательного режима работы. Вопрос о правильном выборе структуры группы, о режиме ее работы и характере связей между членами группы в настоящее время принадлежит к числу наиболее сложных.

Антропологические характеристики определяются ростом и массой оператора, размерами отдельных частей тела, моментами инерции и развиваемыми усилиями. Эти данные используются при проектировании рабочего места оператора (кабины, поста управления, различного рода пультов и приборов). В результате многочисленных измерений для проектирования приняты усредненные данные о размерах частей тела (табл. 4.4).

При работе оператора в замкнутом пространстве необходимо учитывать показатели энергообмена, характеризуемые процессами газового обмена со средой, теплоотдачей, потреблением продуктов питания и выделением продуктов жизнедеятельности. Человек получает в сутки с продуктами питания 2500-2800 ккал. Его тепловыделение зависит от физической нагрузки и температуры окружающей среды, которая должна обеспечивать температуру кожи человека порядка 35°С.

Газовый состав окружающей среды и выдыхаемого воздуха характеризуется парциальным давлением составляющих его компонентов. На работоспособность оператора большое влияние оказывает парциальное давление кислорода и углекислого газа. Содержание кислорода в газовой смеси больше предельного значения так же недопустимо, как и его недостаток. Некоторые рекомендуемые нормы показателей окружающей среды, обеспечивающие нормальную работоспособность оператора, представлены в табл. 4.5.

Таблица 4.4. Усредненные данные о размерах частей тела

Характеристики	Мужчины, см	Женщины, см
Рост стоя	167,8±5,8	156,7±5,7
Рост сидя	130,9±4,3	121,1±4,5
Длина руки	76,9±3,3	70,2±3,1
Длина ноги	90,1±4,3	83,5±4,1
Ширина плеч	40,0±2,0	37,5±1,8
Длина плеч	32,7±1,7	30,2±1,6
Длина предплечья	25,5±1,6	22,5±0,9
Длина кисти	19,0±1,0	17,5±0,9
Расстояние между локтями I на уровне плеча	93,5±3,1	91,1±2,9

Таблица 4.5. Некоторые рекомендуемые нормы показателей окружающей среды, обеспечивающие нормальную работоспособность оператора

Показатели	Среднее значение	Предельное отклонение
Давление воздуха, мм рт.ст.	760	±60
Температура воздуха, °С	20	±2
Относительная влажность, %	55	-25,+15
Парциальное давление:	160 590 1 9	-100,+240 ±20 – –
азота, мм рт.ст. кислорода, мм рт.ст.
углекислого газа, мм рт.ст.
инертных газов, мм рт.ст.

Способность переносить дискомфорт определяется возможностью человека адаптироваться в определенных пределах к условиям, отличающимся от комфортных, и должна приниматься во внимание при конструировании рабочего места оператора, чтобы при любых режимах работы (включая и аварийные) надежность его функционирования не стала ниже допустимых величин.