Эргономика и инженерная психология

средственно на движущемся объекте, а второй - при дистанционном управлении объектом.

При разработке изобразительных средств часто возникает задача трехмерного, пространственного отображения объекта и среды. Цацболее простыми методами отображения третьей пространственной координата, объекта на плоскости являются использование законов линейной перспек­ тивы и использование дополнительных признаков в образе объекта, пара-: метры которых пропорциональны третьей координате.

Примером последнего метода является введение в контур объекта дополнительного внешнего отрезка прямой линии, длина которого про­ порциональна высоте объекта над уровнем почвы. В данном случае,размер этого отрезка можно интерпретировать как длину тени объекта, образую­ щуюся на плоскости почвы.

Более убедительная иллюзия трехмерного восприятия объекта обес­ печивается за счет использования стереоскопического эффекта, что требу­ ет применения оператором специальных очков или строгой его фиксации на рабочем месте. Существуют и другие перспективные способы [7], но наиболее эффективным является голографический метод.

9.5.7. Приборные панели

Задача компоновки средств индикации на общей панели заключается в создании оператору оптимальных условий для оценки текущего состоя­ ния контролируемого и управляемого объекта. Для этого в первую очередь необходимо учитывать пространственные характеристики видения челове­ ка. Считается, что применительно к приборной панели оператор может контролировать ее содержание за счет перемещения только глаз в верти­ кальной плоскости в диапазоне 70° ниже и 60° выше уровня взора, а по го­ ризонтали - до 60° в ту и другую сторону от средней линии тела. Для наи­

более удобного положения головы и глаз угол наклона лицевой панели должен составлять 15° к вертикали в сторону удаления от оператора. С ухудшением освещения и сокращением времени обзора поле зрения сужа­ ется.

Приборы, несущие наиболее важную и требующую быстрого считы­ вания информацию, располагаются в центральной части панели. При этом до минимума сокращается время на совершение поисковых движений глаз. Чаще всего, из соображений простоты устройства, применяются плоские приборные панели, хотя считается, что более рационально размещать при­ боры на внутренней части сферической поверхности.

Совокупность индикаторов с их показаниями для нормальных режи­ мов должна представлять собой некую уравновешенную структуру, вос­ принимаемую как целостный образ. При нарушениях объектом требуемого режима контроля и управления, равновесность структуры и целостность его образа нарушается, что облегчает обнаружение отклонения текущего режима от заданного.

Примером использования данного принципа является приборная па­ нель, служащая для контроля температур в различных вертикальных зонах нагревательной печи. Соответственно зонам на панели также вертикально расположены три прибора для измерения температуры (рис. 9.24). Допус­ тимые пределы температур в каждой зоне устанавливаются вручную путем перемещения вилочных указателей, окрашенных в красный цвет. Как видно из рисунка, расположение приборов адекватно размещению контро­ лируемых зон печи. При правильном ее тепловом режиме стрелки прибо­ ров можно мысленно соединить наклонной прямой линией. В случае на­ рушении теплового режима эта мысленная прямая претерпевает излом, что заметно искажает структуру взаимного расположения стрелок приборов. Это легко обнаруживается оператором.

Рис. 9.24. Группа контроль­ ных приборов, измеряющих температурные режимы на различных этапах техноло­ гического процесса выпечки

хлеба

Рис. 9.25. Приборная панель отражения режимов четырех агрегатов

Другим примером создания целостного образа нормально функцио­ нирующей системы агрегатов является такой поворот корпусов контроль­ ных стрелочных приборов, при котором все стрелки направлены в одну сто­ рону. На рис. 9.25, а представлен образ нормального режима всех четырех агрегатов, а на рис. 9.25, б - искаженный первоначальный образ, позволяю­ щий легко обнаружить отклонение от заданного режима первого агрегата.

Приборные панели используются для контроля за состоянием срав­ нительно несложных по своим функциям и структуре объектов. Если объ­ ект включает в с$бя множество важных по своим функциям элементов, технологически связанных между собой для достижения основной цели управления, а тем более, если эти элементы разнесены на большом техно­ логическом пространстве, то для успешного контроля и управления такой системой необходима специальная организация средств отображения ин­ формации. Примерами таких объектов являются теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), нефтеперерабатывающие и химические предприятия, транспортные узлы и т.д. Для успешного контроля за их состоянием и правильного при­ нятия управляющих решений используются информационные модели, на­ зываемые мнемосхемами. Стоит напомнить, что мнимическими называют­ ся процессы, связанные со свойствами памяти человека. Следовательно, мнемосхемы предназначены для разгрузки памяти оператора от информа­ ции, характеризующей некоторые важные свойства объекта.

С помощью мнемосхем оператор в наглядной форме может судить о структуре всего объекта, т.е. о связи органов управления с соответствую­ щими регулируемыми переменными, характеризующими режимы элемен­ тов и объекта в целом. Мнемосхема должна не только способствовать об­ наружению отклонения текущего режима от штатного, но и помогать опе­ ратору в определении причин таких отклонений, быстро принимать необ­ ходимые решения по их ликвидации.

Мнемосхемы включают в себя графические символы основных эле­ ментов объекта и линии, символизирующие важные функциональные свя­ зи между элементами, размещение органов управления и точек контроля важных переменных.

Коды элементов должны иметь контуры,' способствующие их легко­ му перекодированию в реальные образы соответствующей аппаратуры. При выходе режимов элементов за предписанные пределы осуществляется кодирование соответствующих символов цветом, яркостью или мелькани­ ем. При отклонениях, способных привести к авариям, внимание оператора к приборам привлекается звуковыми сигналами.

Обычно мнемосхемы дополняются измерительными приборами, предоставляющими наиболее важную количественную информацию. Они располагаются в соответствующем измеряемому параметру месте структу­ ры мнемосхемы.

Сходные по функциям элементы должны обозначаться одинаковыми символами, т.е. алфавит символов для всей мнемосхемы должен быть об­ щим, а его длина - рационально ограниченной. Величина и контрастность используемых символов должны быть пропорциональны функциональной значимости соответствующих элементов объекта, а не их истинным разме­ рам. Расположение отдельных участков мнемосхемы должно соответство­ вать взаимному пространственному размещению реальных элементов.

При разработке структуры мнемосхемы должны быть учтены осо­ бенности движения глаз: горизонтальные - слева направо, а вертикальные - сверху вниз. Соединительные линии мнемосхем должны быть сплошны­ ми и четкими, минимально возможной длины и иметь наименьшее количе­ ство пересечений. Нежелательно располагать рядом много параллельных линий.

Максимальные размеры фронтальной части мнемосхемы соответст­ вуют углам обзора оператора, составляющим 90° как по горизонтали, так и по вертикали. Если мнемосхема не укладывается в эти пределы, то она де­ лается дугообразной формы или состоящей из нескольких плоскостей, вписанных в дугообразную поверхность. Угловые размеры простого по

форме мнемознака со стороны оператора должны быть не менее 20’, а сложного - не менее 35’. Яркостный контраст между фоном мнемосхемы и мнемознаками должен быть не менее 0,65. При разработке мнемосхем ис­ пользуются и положения технической эстетики (рис. 9.26).

-задвижка

^^ _ регулирующий орган

измеритель температуры

0 -

Рис. 9.26. Мнемосхема регулятора охладительной установки теплоэлектроцентрали

Для облегчения деятельности оператора в последнее время широко применяются сменные мнемосхемы. Чаще всего это требует применения ЭВМ. В одном из вариантов мнемосхема, отображающая весь объект, ма­ териально представляется обычным образом. Однако у оператора на его рабочем месте дополнительно имеется ЭВМ с дисплеем. На дисплее авто­ матически или по сигналу оператора высвечивается участок мнемосхемы, который более детально отображает те структуры объекта и количествен­ ную информацию, которые необходимы для четкого и быстрого опознания изменившейся ситуации и принятия соответствующего управляющего ре-

10. ЭРГОНОМИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ ЧЕЛОВЕК - ЭВМ

10.1. ЭВМ как орудие деятельности человека

Из всего множества компьютеров (большие ЭВМ, мини-ЭВМ, микроЭВМ, персональные компьютеры и др.) в качестве типового орудия ин­ теллектуальной деятельности человека целесообразно принять наиболее распространенный современный персональный компьютер, возможности которого могут быть расширены путем включения его в соответствующую компьютерную сеть.

Как любой объект человеко-машинной системы, компьютер имеет технические средства ввода в него информации и управления процессами ее обработки, средства вывода результатов переработки информации, по­ нятные человеку. Для этого типовой (базовый) комплект персонального компьютера включает в себя клавиатуру и устройство управления манипуляторного типа - мышь, системный блок, представляющий собой основ­ ную внутреннюю часть компьютера, и монитор - устройство визуального вывода переработанной информации на экран.

Каждое из этих устройств выполняется при настольном варианте компьютера в виде отдельного блока, имеющего линии электрической ин­ формационной связи с другими устройствами ЭВМ. Портативные, пере­ носные компьютеры имеют единую, целостную конструкцию.

Системный блок, заключенный в специальный корпус, имеет в своем составе процессор, выполняющий основные математические и логические операции; набор микросхем управления внутренними устройствами ком­ пьютера; оперативное запоминающее устройство (ОЗУ); постоянное запо­ минающее устройство (ПЗУ); шины для обмена сигналами внутренних устройств между собой.