книги из ГПНТБ / Балыгин, И. Е. Электрические свойства твердых диэлектриков-1

ределяют общую эффективность и надежность оператора в системе управления. Многие из них изучены достаточно полно, поэтому их учет при проектировании, разработке систем и организации деятельности оператора позволяет оптимизировать как существенные составляющие дея­ тельности оператора, так и его деятельность в целом.

Важной задачей анализа деятельности оператора яв-' ляется определение его рабочей нагрузки в единицу вре­ мени. Под рабочей нагрузкой понимается количество одновременно предъявленных в единицу времени сообще­ ний, с учетом которых оператор должен принимать реше­ ние. Задача определения оптимальной рабочей нагрузки существенно осложняется нерегулярностью поступления информации, характерной для систем управления, в кото­ рых имеется много источников информации.

Оптимальная рабочая нагрузка оператора может быть достигнута путем изменения либо количества поступаю­ щей информации в единицу времени, либо режима обнов­ ления информации. Результаты экспериментального ис­ следования, выполненного на материале формулярного способа отображения информации, показали, что при оп­ ределении режима обновления информации нужно исхо­ дить из того, что максимальную точность решения задачи обеспечивает режим информационной недогрузки. Про­ дуктивность работ при этом наименьшая в связи с боль­ шими затратами времени на решение задачи. Режим ин­ формационной перегрузки, напротив, обеспечивает макси­ мальную продуктивность работы при низкой точности решения задачи. Очевидно, следует отдать предпочтение такому предъявлению информации, которое учитывает среднюю скорость работы оператора и обеспечивает ба­ ланс между точностью решения задачи и продуктивно­ стью работы. При этом оба показателя находятся на достаточно высоком уровне.

Во многих системах значительное место занимают не­ автоматизированные способы представления информации, различные формы регистрации процессов, протекающих на пунктах управления, а также вспомогательные средст­ ва информационного обеспечения решений — «библиоте­ ка» типовых решений, расчетные таблицы, номограммы и т. п. Эти средства нельзя недооценивать.

На основании анализа конкретных информационных моделей ряда АСУ можно сформулировать некоторые ре­

47

комендации по повышению эффективности деятельности персонала пунктов управления.

1. Для предотвращения информационной перегрузки оператора необходимо:

предоставлять информацию для решения задачи как можно раньше;

сократить до минимума потоки информации. обеспечить фильтрацию информации и оперативное

управление режимами отображения в соответствии с воз­ можностями и условиями деятельности операторов;

организовать адаптивную обратную связь для опера­ тивного регулирования потоков информации.

2. Для предотвращения ослабления внимания опера­ торов следует:

сократить до минимума время от запроса до воспро­ изведения информации и от начала формирования изо­ бражения до его окончания;

обеспечить достаточную интенсивность потока инфор­ мации;

повысить заметность информации; ограничить площадь размещения информации;

обеспечить достаточную продолжительность инди­ кации;

использовать звуковую сигнализацию (особенно для аварийных и важных ситуаций).

3. Для минимизации нагрузки на память рекоменду­ ется использовать коды, максимально ассоциирующиеся с жизненным опытом операторов, соблюдать возможность отождествления сигналов с реальными объектами п про­ цессами по легко дифференцируемым признакам, иметь на рабочем месте и в оперативном помещении специаль­ ные инструкции и справочные материалы.

Рациональность организации информационного обес­ печения решения проявляется прежде всего в степени ус­ пешности решения оперативных задач. Некачественная информационная модель, искажения, запаздывание или отсутствие необходимой информации, переусложнение модели приводят к неправильным или несвоевременным решениям. В условиях недостаточного информационного обеспечения все большая нагрузка приходится на ин­ туицию и творческие способности человека, прежде всего на его способность предвидеть и учитывать маловероят­ ные ситуации.

48

3.ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИЕМА

ИПЕРЕРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ ОПЕРАТОРОМ1

Информационный поиск

Деятельность оператора современных автоматизиро­ ванных систем управления целесообразно расчленять на составляющие ее действия, каждое из которых в свою очередь может быть разложено на более мелкие едини­ цы — операции. Последние выступают в функции спосо­ бов восприятия, памяти, мыслительных и исполнительных действий.

В многочисленных исследованиях наиболее детально­ му анализу подвергается деятельность в режиме инфор­ мационного поиска. Существо этого вида деятельности со­ стоит в активном выделении элементов информационного поля (модели), относящихся к задачам оператора. В за­ висимости от задачи оператор, работающий в режиме ин­ формационного поиска, может выполнять следующие дей­ ствия: неселективный поиск или пересчет сигналов в ин­ формационном поле, поиск и выделение информации по заданному эталону, обнаружение изменений в информа­ ционном поле, определение очередности обслуживания объектов. Перечисленные действия могут выполняться ли­ бо независимо одно от другого, либо в некоторых сочета­ ниях.

Более детальный анализ позволяет расчленить поиско­ вые действия на операции обнаружения и выделения сиг­ нала из фона, идентификации, декодирования и сличения элементов информационного поля с эталонами памяти. Однако в «чистом» информационном поиске видимые сле­ ды перечисленных и подобных им операций отсутствуют. Наиболее характерными признаками информационного поиска являются наличие регулярных саккадических дви­ жений глаз12, прерываемых зрительными фиксациями, имеющими устойчивую среднюю длительность, и исполь­ зование четко определенных поисковых эталонов. Эти осо-

глаза (амплитуда больше одного градуса), функцией которых яв­ ляется перевод глаза на последующие точки фиксации.

49

бенности позволяют рассчитывать и прогнозировать за­ траты времени на выполнение поиска.

При неселективном поиске или пересчете сигналов анализ элементов поля ограничивается операцией обна­ ружения, выделения их из фона. При операции выде­

глаза. Длительность зрительной фиксации является вели­ чиной, относительно постоянной для данной задачи и ус­ ловий восприятия, и не зависит от общего количества объектов на экране и особенностей отдельных знаков внутри однородного алфавита. Основной переменной, оп­ ределяющей время выполнения поисковых задач, явля­ ется число шагов поиска, которое варьируется в зависи­ мости от следующих факторов:

1) от общего объема отображения, или числа элемен­ тов информационного поля. Количество шагов поиска яв-

50

ляется функцией общего объема отображения. Зависи­ мость числа шагов, а следовательно, и времени поиска от количества элементов в информационном поле оказывает­ ся линейной, и ее вид определяется условиями наблюде­ ния: угловыми размерами знаков, расстоянием от экрана до глаз оператора, яркостью изображения, контрастом и т. п.

При выполнении поисковых задач, связанных с нагруз­ кой на оперативную память наблюдателя (например, при обнаружении изменений в информационном поле), осуще­ ствляется многократное сканирование информационного

Рис. 3. Зависимость времени обнаружения исчезновения объектов (крестики) в инфор­ мационном поле и появления новых объек­ тов (точки) от общего объема отображения

поля. Большой общий объем отображения вызывает не­ допустимые затраты времени оператора на подготовку к решению задачи (рис. 1 и 2).

При решении оперативных задач наблюдается тенден­ ция к сокращению числа шагов поиска. Развернутость ре­ шения задачи определяется не только общим объемом отображения, но и системой гипотез, в которых эта зада­ ча выступает для оператора.

Следует учитывать, что редукция поиска может при­ вести к снижению точности выполнения дополнительных задач, стоящих перед оператором, например обнаружения изменений в информационном поле (рис. 3). Чтобы облег­

51

чить оператору решение этих задач, необходимо усилить вновь появляющиеся объекты дополнительными призна­ ками, такими, как цвет, яркость или мелькание;

2) от оперативного объема отображения, или числа критических элементов информационного поля, которые относятся к решаемой в данный момент задаче. Число шагов поиска (п) до обнаружения первого критического знака определяется по формуле

И-- 1 ,

Л4 + 1

где N — число элементов информационного поля; М — число критических знаков.

Время обнаружения первого критического знака уменьшается с увеличением оперативного объема отобра-

Вероятность появления знаков

Рис. 4. Зависимость времени обнаруже­ ния первого критического знака от ве­ роятности его появления

жения или вероятности его появления (рис. 4). Общее время поиска, напротив, несколько возрастает с увеличе­ нием числа критических знаков (рис. 5);

3) от размеров оперативного поля зрения. Количество шагов поиска определяется размерами оперативного по­ ля зрения или объемом зрительной фиксации. Оператив­ ное поле зрения характеризуется угловыми размерами значимых элементов информационного поля. Объем опе­ ративного поля зрения может превышать область цент­ рального зрения и достигать 10—11°,

52

Размеры оперативного поля зрения — функция многих

способствует мобилиза­ ции внимания и сокращает время поиска. Таким обра­

53

t„ = /(JV, M, Tф, -ц).

Если показатель г) больше единицы, то время поиска до первого успешного исхода определяется по формуле

(N:ц) + 1 т

Возможность прогнозирования затрат времени опера­ тора на выполнение поисковых задач представляет несом­ ненный практический интерес, однако требует тщательно­ го учета факторов, влияющих на время поиска;

4) от структуры информационного поля. При хаотиче­ ском расположении большого числа элементов в инфор­ мационном поле и отсутствии точек отсчета траектория

Рис. 7. Зависимость времени поиска от маршрута движений глаз: сверху вниз (сплошная линия) и сле­ ва направо (пунктирная)

поисковых движений глаз неоднократно пересекает одни и те же участки поля и эффективность выполнения опе­ раций зрительного поиска падает. В связи с этим распо­ ложение знаков в информационном поле оказывает существенное влияние на время их обнаружения. Так, пер­ выми обнаруживаются знаки, находящиеся в левой верх­ ней части поля зрения. Это объясняется навыком чтения: первый скачок из фиксационной точки идет вверх или в левый верхний угол, затем слева направо и сверху вниз.

При большом общем объеме отображения расположе­ ние объектов влияет и на точность их обнаружения: объ-

54

екты, расположенные в левом верхнем квадрате, обнару­ живаются с большей точностью, чем находящиеся в ниж­ ней части информационного поля;

5) от маршрута движения глаз при зрительном скани­ ровании. Сравнение траектории движения глаз различных наблюдателей и эффективности выполнения ими задачи считывания полезной информации показало, что наиболее предпочтительным следует признать построчное сканиро­ вание, т. е. направление движений глаз слева направо и сверху вниз, как при чтении. При этом время поиска по

сравнению с другими маршрутами несколько сокращает­ ся (рис. 7). Это следует учитывать при расположении эле­ ментов в информационном поле;

6)от разнообразия элементов информационного поля. При выполнении операции выделения полезной информа­ ции увеличение разнообразия знаков приводит к возрас­ танию времени поиска и частоты ошибок. Разнообразие сигналов затрудняет их анализ, выделение в них «опор­ ных» опознавательных признаков, по которым осуществ­ ляется сличение с эталоном. Этот фактор влияет и на эф­ фективность обнаружения новых сигналов;

7)от количества эталонов, с которыми сличаются ска­ нируемые элементы информационного поля. Зависимость

55

времени поиска от числа используемых эталонов показа­ на на рис. 8. С увеличением числа эталонов время поиска возрастает за счет средней длительности зрительных фик­

числа шагов поиска (рис. 9). Однако в процессе трениров­ ки время зрительного поиска сокращается. Эффект тре­ нировки проявляется в формировании более компактных и целостных опознавательных эталонов, по которым осу­ ществляется операция сличения в процессе зрительного поиска. На стадии формирования такого целостного эта­ лона возможно параллельное протекание операции сли­ чения по нескольким признакам;

8) от сложности выполняемой задачи. В исследовани­ ях Г. В. Репкиной 1 изучалась деятельность оператора по определению очередности обслуживания объектов. В экс­ периментах на экране, находившемся перед испытуемым, появлялись буквенно-цифровые формуляры, в состав ко­ торых входили и простые условные знаки. Некоторые из формуляров считались критичными. Испытуемый должен был установить очередность обслуживания объектов, ото­ бражаемых критичными формулярами, по тем или иным параметрам (например, по расстоянию, обозначенному цифрой, по типу, обозначенному буквой, и т. д.). Число критичных формуляров менялось от 5 до 35 (общее число объектов на экране — 100), а число параметров, которое нужно было учитывать при установлении дисциплины об­ служивания,— от 1 до 4. Йзмерялось общее время ре­ шения задачи и вычислялось среднее время, затрачивае­ мое на один объект.

Первые опыты показали, что между числом упорядо­ чиваемых объектов и временем, затрачиваемым на опре­ деление очередности обслуживания объекта, существует линейная зависимость. При этом обнаружилось сущест­ венное влияние числа параметров, по которым оценива­ лась очередность обслуживания (рис. 10).

После длительного курса тренировки, в ходе которой испытуемые должны были упорядочивать большие груп­

В кн.: Проблемы инженерной психологии. Вып. 3. Психология па­ мяти. Под ред. П. И. Зинченко. Л., 1965.

56