8.2. Влияние человека - оператора на надежность ис

При анализе влияния человека-оператора на надежность системы должны учитываться его особые свойства, такие как адаптивность, способность к утомлению, отдыху, эмоциональным реакциям, способность делать и исправлять ошибки и другие свойства [8.2] .

Ввиду динамичности и стохастичности этих свойств не целесообразно ставить вопрос о показателях надежности человека-оператора, аналогичных показателям надежности технических объектов. Вместе с тем свойства человека-оператора необходимо учитывать при рассмотрении путей повышения надежности ИС. В первую очередь необходимо учесть возможность ошибочных действий человека и его способность компенсировать последствия отказов технических объектов и своих ошибок.

1. Показатели безошибочности человека-оператора

При идеальных условиях работы хорошо обученные операторы делают в среднем не менее одной ошибки на 1000 операций; при стрессовых ситуациях - в среднем одну ошибку на 10 операций. Принято выделять два вида ошибок оператора: пропуски сигналов и искажения сигналов.

В качестве характеристики безошибочности работы оператора применяют [8.2] частоту (вероятность) появления ошибок. Статистическое значение частоты ошибок в i- м опыте

, (8.1)

где n_i - количество предъявленных оператору сигналов I опыте; m_i - количество ошибок оператора в этом опыте.

В процессе обучения частота ошибок обычно уменьшается. Оператор считается обученным, если частота уменьшилась до установившегося значения q_с. Считается, что процесс обучения достаточно хорошо аппроксимируется экспоненциальной зависимостью:

, (8.2)

где q₀ – начальное (до обучения) значение частоты ошибок; n - накопленная сумма предъявленных оператору сигналов в предыдущих опытах и половина числа сигналов в данном опыте; N - «постоянная обучения», то есть некоторое среднее характеристическое число опытов. При n = N разность () уменьшается на 63%. Считается, что значениеq_c практически достигается при n = (4…5)N.

Стабильность обучения операторов характеризуется средним квадратическим отклонением статистических частот ошибок от экспонентыq (n):

, (8.3)

где - статистическое значение частоты ошибок вi–м опыте , - соответствующее аппроксимирующее значение;k - число опытов.

Согласно экспериментальным данным [8.2] распределение частоты ошибочных реакций человека-оператора на зрительные и звуковые сигналы является модальным с положительной асимметрией: вероятность появления соответствующей частоты быстро увеличивается до модального значения, затем медленно уменьшается в области больших частот. В ходе экспериментов по обработке операторами зрительных сигналов получены следующие средние значения перечисленных выше параметров: q_{0 ср}= 0,27; q_{c ср}= 0,018; N_ср = 1400; σ_ср = 0,024.

8.2.2. Способы борьбы с ошибками оператора

Можно различать две группы способов борьбы с ошибками операторов: способы уменьшения количества ошибок и способы защиты от ошибок.

К числу наиболее часто применяемых способов уменьшения количества ошибок операторов относится: блокировка нежелательных действий, резервирование действий, контроль состояния операторов, организационные и психологические мероприятия.

Для блокировки нежелательных действий операторов органы управления проектируются так, чтобы исключить возможность осуществления оператором этих действий.

Резервирование действий состоит во введении дополнительных действий перед основными. Например, для уменьшения возможных ошибок при использовании оружия его нужно перед применением снять с предохранителя. Предохранители имеются у наиболее важных кнопок, рукояток.

Возможность появления ошибок может значительно увеличиваться при некоторых состояниях человека-оператора. Поэтому эффективный путь снижения количества ошибок операторов – текущий контроль состояния операторов в процессе работы. В первую очередь контролируются внимание и эмоциональное напряжение. Возможны три пути осуществления текущего контроля операторов:

1. контроль по результатам действий. Этот вид контроля применяется лишь в процессе тренировок или отбора операторов;

2. посылка контрольных сигналов (тестов) одновременно с основными сигналами, необходимыми для управления объектом. По ответным реакциям определяется состояние оператора. При необходимости функции оператора передаются дублеру или изменяется режим работы. Этот путь контроля имеет следующие недостатки: а) отвлекает оператора от его основной деятельности, создает дополнительную перегрузку; б) снижает ответственность за результаты действий, так как оператор знает, что не все сигналы нужны для управления; в) истинное состояние оператора могут маскировать его намеренные усилия эффективно реагировать на сигналы (как основные, так и контрольные); в результате возможен внезапный срыв;

3. слежение за физиологическими функциями оператора, объективно регистрируемыми в процессе его текущей деятельности. При этом анализируют непроизвольные сдвиги физиологических параметров, которые обычно стараются характеризовать электрическими сигналами.

Состояние человека является результатом сложного взаимодействия со средой. Из-за наличия многих возмущающих воздействий физиологические процессы являются случайными функциями времени. Для оценки состояния оператора вычисляются и анализируются характеристики этих случайных процессов.

Кроме перечисленных технических приемов существует ряд психологических и организационных мероприятий, направленных на уменьшение количества ошибок операторов. Эти мероприятия учитывают, что на безошибочность работы операторов оказывают влияние следующие факторы: 1) «степень согласованности» возможностей человека и конструкции технических устройств; 2) дефицит времени, ведущий к увеличению интенсивности ошибок; 3)значительное возрастание количества ошибок при увеличении числа источников информации, которые должен использовать оператор; 4) малая нагрузка органов чувств, увеличивающая количество ошибок; 5) субъективные психологические особенности операторов.

Наряду с мероприятиями по уменьшению количества ошибок операторов необходимы действенные меры по защите от появляющихся ошибок; к числу таких мер относятся резервирование операторов и создание специальных систем защиты от ошибок.

Резервирование операторов во многом аналогично мажоритарному резервированию технических объектов. Параллельно выполняют одинаковые задачи несколько операторов и результаты сравнивают; при несовпадении результатов ищут и устраняют причины ошибки, вновь выполняют работу и сравнивают результаты и т. д. Такое резервирование операторов эффективно при независимых ошибках многих видов. Учитывая многообразие видов ошибок, часто можно пренебречь вероятностями появления одинаковых ошибок и считать, что результаты действий операторов совпадают лишь при отсутствии ошибок. При значительной корреляции между ошибками операторов их резервирование не эффективно.

Системы защиты от ошибок во многом аналогичны системам защиты от несанкционированного доступа к данным. Важнейшей составной частью таких систем является подсистема контроля, выявляющая с достаточно высокой вероятностью количество ошибок. Кроме того, в систему защиты от ошибок входит подсистема исправления ошибок.

В качестве показателя надежности функционирования системы защиты от ошибок может быть принята условная вероятность преодоления системы защиты при условии, что оператор совершил ошибку (несанкционированное действие).

­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­______________________________

1. Мунипов В.М. Эргономика: человекоориентированное проектирование техники, программных средств и среды: учебник для вузов / В.М. Мунипов, В. П. Зинченко. М.: Логос, 2001.

2. Дружинин Г.В. Надежность автоматизированных производственных систем / Г.В. Дружинин. М. : Энергоатомиздат, 1986.