Рис. 5.2. Интегральное СОИ типа

«Коналог»

Все представленные типы ИМ отличаются процентом отражения реальности системы (наглядностью) и делятся на: наглядные, абстрактные, наглядно-абстрактные и смешанные ИМ. Наглядные модели, называемые также пикториальными, позволяют оператору наиболее точно воспроизвести образ, близкий к реальной обстановке, включая наименование, состояние, размерность технологического элемента или параметра, причинно-следственные связи между ними, направление движения, группировку и т.д. Кроме наглядного отображения элементов процесса в данных ИМ схематично воспроизводится геометрическое и пространственное сходство с факторами процесса, функциональными взаимосвязями в системе. Такие элементы называются пикториальными изображениями (компасы, радиолокационные установки, фотографии). В состав наглядных ИМ входят: матричные и мозаичные экраны, телевизионные, радиолокационные изображения, фото- и киноизображения, видео- и мультимедийные проекционные изображения. К СОИ такого типа относятся также "коналоги" (контактные аналоги), создающие эффект непосредственного присутствия человека в определённом событии (чаще всего в движении). Пример такого коналога, разработанного в США для подводных лодок, изображен на рис. 5.2. Оператор находится перед экраном, на котором изображен уходящий вглубь коридор. К данному типу ИМ следует отнести и средства виртуальной реальности, реализуемые с помощью виртуальных очков и шлемов. Они позволяют имитировать события, процессы в трёхмерном измерении, при этом оператор физически может находится, например, в фиксированном положении в кресле, а сенсорно и психологически – перемещается в космическом аппарате.

Д анный класс ИМ характеризуется избыточным кодированием, что позволяет оператору при наличии внешнего шума и внутренних помех расшифровывать и понимать информационные сообщения, но одновременно возможны пропуски информации из–за пространственной организации ИМ.

Для абстрактных ИМ наиболее характерно кодирование образов в знаковый (символьный) алфавит (цифры, буквы, линии, стрелки и т.д.), набор которого может предъявляться одновременно или последовательно. К этим ИМ относятся: буквенно-цифровые табло, формуляры, таблицы, текстовый материал, стрелочные СОИ.

Применение данного класса ИМ приводит к компактности модели, уменьшению объёма документов и экономии площади информационной панели. Основная проблема при работе с этими ИМ заключается в знании абстрактного (формального) языка и скорости его дешифровки. Оператор, работающий с этим классом систем должен иметь развитое абстрактное мышление. Достоинством абстрактных ИМ является то, что символы воспринимаются быстрее и точнее, кроме того, это облегчает взаимодействие разноязычных специалистов, так как способствует одинаковому восприятию информации. Смысл символических обозначений запоминается лучше при наличии внешних связей с объектом, так как это приводит к увеличению быстроты реакции. Для сравнения покажем, что латентный период сенсомоторной реакции опознания объекта в реальности составляет 0,4с; цветного рисунка –0,9 с; светотеневого рисунка – 1,2 с; контурного рисунка –1,5 с и названия объекта – 2,8 с. С целью нивелирования или уменьшения влияния этого фактора ИМ строится с учётом наглядных логических связей внутри системы, которые графически отображают абсолютные и относительные непрерывные, дискретные, ступенчатые изменения в системе и их продолжительность. Данный класс составляют наглядно-абстрактные ИМ, которые включают графики, гистограммы, диаграммы, хронограммы, чертежи, траектории, структурные схемы (микросхемы) и т.д. (рис. 5.3).

Рис. 5.3. Карманный анализатор звуковых вибраций в полевых условиях 2250. Применяется в узких инспекционных шахтах или на вершинах высоких дымоходов, чрезвычайных условиях. Премия за промышленный дизайн 2006г., Германия Заказчик: Brüel & Kjær Sound & Vibration Measurement A/S, Naerum Дизайн: Steve McGugan Industrial Design, Lyngby John Boye, Struer.

При оценке эффективности графического представления информации с точки зрения опознания, преобразования и понимания её персоналом и допускаемым при этом ошибкам, график оказывается в 1,2 раза эффективнее таблиц и более чем в 100 раз эффективнее формул. Схемы на бумажных носителях выполняются в форматах 297х210хт мм, где т – нечётное число натурального ряда. Поле чертежа представляет собой полосу на которой выделяются зоны с горизонтальным размером формата А4; каждую зону нумеруют. Складывают схему "гармошкой" по границам зон и получают схему, которую при любой сложности можно читать без развертывания. Преимуществом такого способа является возможность совместного чтения нескольких несмежных зон и существенное сокращение поля схемы.

Все вышеприведённые схемы ИМ можно оптимально использовать при незначительном объёме контролируемых параметров. В случае их увеличения или усложнения функциональной структуры системы, включая число и степень взаимосвязи элементов (электростанция, атомная станция, пульт управления авиакосмическими полётами, химическое производство и т.д.) рекомендуются – смешанные или комбинированные ИМ, сочетающие в себе несколько способов представления информации. Наибольшее распространение из них получили мнемосхемы и картографические проекции (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Интегрированная мостиковая система корабля

В зависимости от физического принципа формирования алфавита ИМ делятся на знакомоделирующие, знакогенерирующие и знакосигнализирующие. По технологии формирования знаков СОИ классифицируются на: электронно-лучевые трубки (ЭЛТ), тиратроны тлеющего разряда, светоизлучающие диоды, индикаторы электролюминесцентные (ЭЛИ), вакуумные люминесцентные, плазменные, сегнетокерамические, проекционные цифровые на лампах накаливания, жидкокристаллические (ЖКИ) и на тонкоплёночных резисторах. В последние время в качестве оптических детекторов — идеальных линз для экранов, начинают применять живые организмы. Например, у морских беспозвоночных – хрупких звёзд, микроструктура костного материала щупальцев представляет собой совокупность микролинз, состоящих из тысяч кристаллов кальцита. Этот материал по физическим качествам превосходит все существующие в настоящие время оптико-волокнистые материалы и не имеет характерных для обычных линз физических дефектов, приводящих к искажению света. Практически во всех системах управления для многих типов ИМ характерно комплексное использование всех указанных типов СОИ, однако, наибольшее распространение в ИМ получили СОИ на ЭЛТ, ЖКИ, СОИ на транзисторах.

По воздействию на органы чувств все существующие СОИ можно подразделить на: визуальные, акустические, тактильные, проприоцептивные (передают движение, вибрации, давление), использующие некоторые сенсорные характеристики (вестибулярную чувствительность, обоняние и т. п.).

При выборе и конструировании СОИ необходимо руководствоваться следующими общими принципами эргономики:

• объем, состав и форма предъявления информации должны соответствовать не только решаемым задачам, но и психологическим возможностям оператора, его пропускной способности;

• информация должна быть ограничена только тем, что необходимо оператору для принятия и выполнения определенных действий;

• информация должна отображаться только с такой точностью и степенью детализированности, какая требуется оператору. Поэтому сигналы должны быть лаконичными, поскольку быстрота и точность приема и переработки информации обратно пропорциональны количеству элементов, которые оператор должен держать под наблюдением;

• информация должна отображаться в форме, непосредственно пригодной для использования. Необходимость различных вычислений, дополнительного перекодирования или преобразований в другие единицы исключается;

• сигналы системы информации должны обеспечивать оператору возможность предвидения общей ситуации и результатов своих действий;

• информация должна подаваться таким образом, чтобы оптимальный уровень бодрствования оператора оставался постоянным.

По конструктивному использованию визуальные СОИ подразделяются на следующие типы: стрелочные, СОИ на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ), СОИ коллективного пользования, мнемосхемы.

Рассмотрим эргономические требования и рекомендации для ИМ, стрелочных СОИ, жидкокристаллических СОИ и мнемосхем, как наиболее распространённых в визуальных системах средствах отображения информации.