1.Общаяструктурасистемыобслуживаниявоздушногодвижения

1.1.Система«человек–машина»(субъект–объект)

Понятиесистемы«человек–машина»используетсякаквэргономике,такивпсихологиитруда.Этасистемапочтивсегдаявляетсяосновойанализавсякойсистемы,вкоторойпомимочеловекавыступаеткакое-либоорудиетруда,машинаилимеханическоеустройство.

Всистеме«человек–машина»можновыделитьтриосновныефункции:

1)функциювхода,обеспечивающуювводинформацииворганычувствчеловека;

2)функциюуправления,осуществляемуюцентральнойнервнойсисте-

мойчеловека;

3)функциювыхода,котораяобычно,хотяиневсегда,реализуетсяпо-

средствомсенсомоторныхоргановимышечнойсистемычеловека.

Еслимеждувходомивыходомотсутствуетнепосредственнаясвязь,такаясистемадействуеткакнезамкнутыйконтур.Втомслучае,есливыходможетоказыватькакое-товоздействиенавход,системадействуеткакзамкнутыйконтур,вкоторомчеловекиграетрольуправляющегоэлемента»).

Типичнымпримеромзамкнутойсистемы(илицепи),т.е.системысоб-ратнойсвязью,являетсякомандирВС,который,например,долженподдер-живатьзаданнуюскорость(иликурсВС).«Выходом»командираВСбудетегорука,находящаясянасекторегаза,которыйявляется«входом»двигателя;всвоюочередь«выходом»ВСявляетсяуказательскорости,а«входом»ко-мандираВС–егозрение.Вэтойзамкнутойцепиисполнительныймеханизм(двигательВС)связанспредыдущимэлементом(действиямикомандираВС).Примеромразомкнутойсистемы,связывающейчеловекаимашину,являетсявключениедвигателя.

Впонятиесистемы«человек–машина»вомногихработахпоэргономикевключаютсявзаимныесвязиработающегочеловекасокружающейегоматери-альнойсредой–орудиямитруда,машинами,различногородаустройствами,

рабочимместом,атакжестакимихарактеристикамиокружающейсреды,какосвещение,шум,условиямикроклиматаидр.Многиезаконы,относящиесяксистеме«человек–машина»встрогомзначенииэтоготермина,можнопере-неститакжеинавзаимосвязичеловекасинструментами,несмотрянато,чтовотличиеотмашининструменты(или«орудия»)самипосебенеисполняютникакихдействий,априводятсявдействиечеловеком.

Понятие«человек»вравнойстепениохватываеткакспециалиста,выпол-няющегоработуспомощью«орудий»,такиавиадиспетчераилипилота,атакжеоператора,наблюдающегозапротеканиемавтоматизированногопро-цессапопоказаниямконтрольно-измерительныхприборовииндикаторовбезкакого-либонепрерывноговоздействиянапротеканиепроцесса,предусмот-ренногопрограммой.

Вовсехпроцессах,протекающихвсистеме«Человек–машина»можновыделитьтриэтапа:

1..Восприятиеинформации(перцепция)либопутемнепосредственногопроцесса,либопонаблюдениюзапоказаниямиконтрольно-измерительныхприборов,отражающихпараметрыпротеканияпроцесса.Перцепцияосу-ществляетсяспомощьюоргановчувств:зрения,слухаилиосязания.Полу-ченнаяоторгановчувствинформацияпередаетсявцентральнуюнервнуюсистемучеловека.

Этафазапроцесса(восприятиеипередачавцентральнуюнервнуюсисте-му)относитсяксфередействиязаконовфизиологииипсихологии.Сточкизрениякибернетикиинформацияпроходитпутьотвыхода(машины)довхо-да(перцептора).Успехкибернетическогоиэргономическогоанализапроцес-саперцепцииипередачисигналоввомногомопределяетсядостижениямивобластитеорииинформации.

2.Переработка(трансформация)полученнойинформацииосуществляет-сявцентральнойнервнойсистемеиприводиткпринятиюопределенногорешения(решениеможетсостоятьивтом,чтобывданнойситуацииничегонепредпринимать).Механизмвыработкирешениядосихпорещемалоизу-чен.Нахарактеррешения,егоправильностьибыстротупринятиявлияютнетолькоинформация,поступающаяизвне(отмашиныиизвнешнегоокруже-ния),ноивнутренняяинформация.Внутренняяинформацияпоступаетиз

памяти,вкоторойсодержатсяполученныеранееинформацияиинструкции.Помимозаложеннойвпамятичеловекаинформациибольшуюрольиграеттакжеопытиинтуиция,котораявесьмасущественновлияетнапринятиерешения.

Учетуподлежаттакжестрессовыеситуации,илисостояниянервногонапряжения,которыевыражаютреакцииорганизманатравмы,шоки,инфек-ции,атакжепсихологическиезатруднения,такие,какстрах,состояниесиль-ноговозбужденияит.п.Стрессыявляютсяоднимизфакторов,существенновлияющихнапринятиерешения.

Центральнаянервнаясистемаявляетсясистемойсомногимивнешними

«входами»повосприятиюинформационныхпотоковимногимивнутренни-

ми«входами»–информация,содержащаясявпамяти.

3.Последнимэтапомпроцессаявляетсявыдачапринятогорешенияис-полнительныморганамивыполнениеэтогорешения.Этотпоследнийэтапназываетсяуправлениемивсистеме«человек–машина»осуществляетсяпу-темвоздействиянаорганыуправлениямашинысцельювнесениятребуемыхизмененийвпротекающийвсистемепроцесс.«Выходом»вэтомслучаеяв-ляютсяисполнительныеорганы,«входом»–органыуправлениямашиной.

Итак,перцепция,принятиерешенияиеговыполнениеобразуютзамкну-туюсистемутрудовогопроцесса.Сутьювзаимосвязейдвухосновныхэле-ментовэтойсистемы–человекаимашины–являютсяпроцессыпередачиинформациииуправления.Существуюттакжеобратныесвязимеждумаши-нойичеловеком,причемэтиобратныесвязимогутбытьдвоякогорода:либопосхеме:устройствосигнализации–рецептор–центральнаянервнаясисте-ма–исполнительныеорганы–органыуправления,либов«укороченном»виде:рецептор–органыуправления.

Обратнаясвязьвсистеме«человек–машина»всегдасуществуеттам,гдечеловекявляетсяобязательнымэлементомсистемыуправления,т.е.гдеко-личественныеиликачественныеизменениясистемывыполняютсяврезуль-татепринимаемогочеловекомрешения.ПримеромслужитполиэргатическаясистемаОВД.

ПриУВДсвысокойинтенсивностьюВСнеобходимо,чтобыдиспетчернинасекундунеотрывалвзглядаотиндикаторарадиолокатораивсвязи

сзагруженностьюоргановзрениянеобходимо,чтобывозможнобольшееко-

личествоинформациипоступалокнемудругимипутями.

Втехслучаях,когдаобратнаясвязьосуществляетсябезпосредничествачеловека(встроенавсамумашину),такаямашинапредставляетсобойавто-мат.Отличительнойособенностьюавтоматаявляетсяналичиевегокон-струкциисистемыобратныхсвязей,накоторыеоператорунетребуетсявоз-действовать,примеромможетслужитьАСУВД.

Извсегосказанногоможносделатьследующийвывод:анализируякакой-либотехнологическийпроцесс(каквстадииразработкиконструкции,такивстадиипроизводстваилипривнесенииизмененийвсуществующуюкон-струкцию),нельзярассматриватьеготолькостехническойстороны,сточкизрениячистоконструктивныхрешений.Правильноерешениепроблемысо-стоитвоптимальномсочетаниичеловекаимашины,т.е.врешениисистемы

«человек–машина»какединого,интегральногоцелого.Организмчеловека,егомозг,егонервнаяимышечнаясистемыпредставляютсобойчудесныйпослаженности«механизм».Ноэтотмеханизмимеетограниченныефизиологи-ческиеипсихическиевозможностииделозаключаетсяещеивтом,чтобыправильновключитьвавтоматизированнуюсистемууправлениячеловека.Аэтонельзясделать,несчитаясьсосвойственнымичеловекухарактеристика-ми,качествомеголичности(типомтемперамента,локусомконтроля,авто-номией,ит.д.)итемивозможнымидляегодеятельноститехническимипа-раметрами,которыеопределяютсяфизическойипсихическойприродойче-ловекаи,следовательно,привведениичеловекавсистемууженемогутбытьсущественнымобразомизменены».

Несоответствиемашиниразличногородаустройствсоднойстороны,ичеловекасдругойявляетсявыражениемпомехвтакназываемойинтеракции,т.е.вовзаимодействииэтихдвухэлементовсистемы.Этипомехичащевсеговозникаютнастыкесфердействиячеловекаимашины,т.е.присчитываниипоказанийсигнализирующихустройствилиоперированииорганамиуправ-лениямогуттакжевозникнутьошибкипривосприятииинформацииоторга-новуправленияспомощьюосязания,очемговорилосьвышеичтоявляетсядругойформойпомехвинтеракции.

Досихпорречьшлаодвухсоставляющиханализируемойсистемы:чело-

векеимашине.Помехивихвзаимодействииявляютсяисточникомнарушений

ввосприятииинформацииилиосуществленииуправления.Однаконапрак-тикевэтомслучаевозникаетещеоднапричина,неменееважная,чемдвепредыдущие.Речьидетофакторахматериальнойсреды,вкоторыхдействуетсистема,атакжеоборганизационно-техническихусловияхнарабочемместе.Этифакторымогутявитьсядополнительнымисточникомпомех.

Существуютчетырегруппырешающихфакторов:

1)средстваотображенияинформации;

2)органыуправления;

3)факторыокружающейсреды;

4)условиятруданарабочемместе.

Задачаконструктора,проектировщикаитехнолога(каждоговсвоейобла-сти)состоитвоптимизацииэтихусловийтакимобразом,чтобыобеспечитьмаксимальнуюпроизводительностьвсейсистемыпривозможноменьшемфизическомипсихическомнапряжениивходящихвэтусистемуспециали-стов.

Приконструктивнойразработкекакого-либоузламашины,обслуживае-могочеловеком,следуетпреждевсеговыяснить,какаяинформацияемубу-детнеобходима,азатем–вкакойформеэтуинформациюнеобходимопред-ставить.

Определениеколичестваинформации,необходимойобслуживающемуперсоналу,зависитоттого,какиерешенияонбудетпринимать.Послеуточ-ненияколичестванеобходимойинформациивыбираетсяформа,вкоторойэтаинформациябудетпредставлена(различныеспособывизуальнойилиакустическойиндикации).Выяснениеграницвозможностейвосприятияипередачиинформацииотрецепторовкцентральнойнервнойсистемебылотемоймноголетнихисследованийвэкспериментальнойпсихологии,ивре-зультатеудалосьразработатьрядконкретныхрекомендаций.

Этирекомендацииопределяютглавнымобразомформуивеличинуинди-каторов,атакжеихэлементов,размещениеаппаратуры(расстояниеотопе-ратора,высота,уголнаклонапоотношениюкстоящемуоператору,взаимноерасположение),компоновкуконкретныхприборов,логическоеихобъедине-ниевгруппывсоответствиисрасположениемсоответствующихоргановуправления,условияосвещенияит.п.Удалосьтакжеопределитьдопустимоеколичествоискоростьпередачиинформации.Вотношенииакустических

сигналовтакжеудалосьустановитьнеобходимуюгромкостьпоотношениюк

«маскирующемушуму»(шумовомуфону),изучитьвозможностьсовмещениязвуковыхиоптическихсигналов,стимулирующеевоздействиезвуковыхсиг-налов,возможноевредноевоздействиешумаит.д.).

Особенноважноезначениепридаетсявосприятиюипередачеинформа-циивпроцессах,связанныхсоднообразнойработой,состоящейтольковнаблюдениизасигналами.ТипичнымпримеромтакойработыявляетсянаблюдениезаэкраноминдикаторарадиолокаторанеавтоматизированнойсистемыОВД,накоторомзачастуювтечениенесколькихчасоввообщенепоявляютсясигналы,аеслиониипоявляются,тооказываютсячрезвычайнослабымиичастотрудноотличимымиотфона.Такиепроцессымогутприве-стикснижениювнимания,монотонии,когдасосредоточенностьвниманияснижаетсяужепослеполучасовогонаблюдения.

Вомногихпроцессахбольшоезначениеимеютусловия,обеспечивающиеправильноевосприятиеинформации,поступающейчерезорганычувств.Этоособенноважнотам,гдеинформационныеканалыоказываютсяперегружен-нымиинформационнымипотоками.

Притехнологическихоперациях,требующихбольшоговниманияиум-ственногонапряжения,наиболееузкимместомявляютсянеорганызренияилислуха,ацентральнаянервнаясистема.Клеткиголовногомозга,получа-ющиеинформациюизвне(черезорганызрения,слухаилиосязания),невсо-стояниивоспринятьипропуститьнесколькосообщенийодновременно(«од-ноканальность»клетокголовногомозга).Вслучаеодновременногопоступ-лениянесколькихсигналовоникакбывыстраиваютсявочередьвожиданииосвобождениянервныхпутей.

Времяпередачиодногосообщенияпоинформационномуканалукголов-номумозгусоставляетоколо0,5с,т.е.такойканалможетпропуститьвте-чение1сдвеединицыинформации.Еслидваразличныхинформационныхимпульсавстречаютсяувходавканалпочтиодновременно,тоодинизнихпройдет,адругойбудетпередансзадержкойилисовсемнебудетпередан.Учитываяэто,конструкторыразличныхагрегатовдолжныисходитьизобще-гоправила,чтониприкакихусловияхнельзяпроектироватьмашиныилика-кие-либодругиеустройства,которыетребовалибыотоператораодновре-менногопринятиядвухрешенийнезависимооттого,будетлиинформация

подаватьсячерезодинилинесколькооргановчувств.Тотфакт,чтопианист-профессионалможетвыполнятьпальцамиболеедвухудароввсекунду,объ-ясняетсятем,чтокаждоеегорешениевключаетвсебяцелуюгруппуударов,анеодинизолированныйудар,какэтобываетуначинающегопианиста.

Описаннымявлениемзапаздыванияпередачиинформации,поступающейодновременно,объясняетсятообстоятельство,чтоводительавтомашины,стараясьобъехатьсобаку,выбежавшуюнадорогу,неможетодновременноточнораспознатьдажеоченьчеткогодорожногознака.Дажееслиэтотсиг-налдостигсетчаткиегоглаза,оннебудетпереданкклеткамголовногомоз-га.Такимобразом,человекможетвидетьчто-то,нонебудетпониматьуви-денного.

Описанныймеханизмобъясняеттакже,почемувключениечеловекавсо-ставнекоторойсистемынеизбежновноситвэтусистемуэлементзапаздыва-ния.Есличеловекдолженполучатьинформациюодновременноизнесколь-кихисточников,количествоперерабатываемойиминформацииуменьшаетсяпропорциональносложностисистемыисточниковинформации.Вследствиеэтогооказывается,чточембольшеоперацийдолженвыполнитьчеловек,темменьшеданныхонбудетиметьвсвоемраспоряженииоткаждогоисточникаинформации,чтоприведеткнеточностямввыполняемойимработе.Поэтомурешениеотом,использоватьливданнойсистемечеловекаилимашину,мо-жетвподобныхситуацияхзависетьоттребуемогоуровняточностиданных.Крометого,следуетучитывать,чтореакциячеловекаоказываетсянепосто-яннойвтечениедняивтечениеразличныхднейнедели.Этотацена,кото-ройприходитсярасплачиватьсязабольшуюприспосабливаемостьчеловече-скогоорганизма.Непостоянство–однаизосновныхпричинтого,чточело-век,входящийвкачествесоставногоэлементавзамкнутуюсистему,вноситвэтусистему«шум».

Описываемыефакторыстановятсярешающими,когдаосновнымявляетсявопросовремениреакции,котороеувеличиваетсявтехслучаях,когдачело-векупредстоитсделатьвыбормеждунесколькимивозможнымирешениями.Задачаупрощается,есливозможныерешенияунифицированыивыбордела-етсятолькомеждуужеизвестнымииопробованнымирешениями.

Полноевремяреакциискладываетсяиздвухсоставляющих:временивос-

приятияивременипринятиярешения.Крометого,следуетучитыватьтакже

времявыполненияпринятогорешения.Человекреагируетнавоспринятыеимраздражителиненепрерывно,адискретно.Какужеотмечалось,ответныеимпульсыотчеловекаследуютсоскоростьюпримерно2импульсавсекун-ду,причемвремяотмоментаподачивозбуждающегоимпульсадомоментаисполненияпринятогорешенияделитсяпримернопоровнумеждувременемреакцииивременемвыполненияпринятогорешения.

Простаяреакциянасветовойраздражительдлитсяот0,15до0,30с(реак-цияназвуковойилиосязательныйраздражительнесколькобыстрее).Еслиработникдолженсделатьвыбормеждусигналамипередтем,какпринятьрешение,времяэтобудетдостаточнобольшим.Крометого,следуетучиты-ватьвремя,необходимоедляперенесениярукиилиперестановкиногисод-ногоорганауправлениянадругой,начтообычнотребуется0,5сприрассто-янии25см;соотношениемеждурасстояниемивременемвыполнениядви-жения,какправило,определяетсялогарифмическойзависимостью.