Раздел 3 Инженерно-психологические основы проектирования систем «Человек-машина»
Тема 3.1 Проектирование средств отображения информации
3.1.1 Классификация и общие инженерно-психологические требования к средствам отображения информации
3.1.1.1 Классификация средств отображения информации
С помощью средств отображения информации (СОИ) человек-оператор получает информацию о состоянии объекта управления. Конкретные типы СОИ, их количество и способы взаимного размещения выбираются с учетом особенностей работы анализаторов человека (прежде всего зрительного), закономерностей формирования оперативного образа объекта управления, характера функций оператора в системе «Человек – машина», последовательности и степени важности выполняемых операций, требуемой скорости и точности работы. СОИ классифицируются по ряду признаков (рис. 14.1). /Pict 14-01/
Рис. 14.1 Классификация средств отображения информации
По модальности сигнала СОИ делятся на визуальные, акустические и тактильные.
По функции выдаваемой информации СОИ делятся на командные (целевые) и ситуационные. Командные СОИ отображают цель управления («конечную точку», которая должна быть достигнута) и дают сведения о необходимых действиях. Такими СОИ являются, например, командные табло («Идите», «Стойте», «Ждите» и т.п.). Ситуационные СОИ дают не только информацию об отношении хода управляемого процесса к заданной программе, но и обрисовывают ситуацию. Примером СОИ такого типа может служить индикатор температуры, давления или счетчик числа оборотов двигателя.
По способу использования показаний СОИ разделяются на три группы:
Для контрольного (проверочного) чтения. С помощью таких СОИ оператор решает задачу типа «да–нет»: работает машина или нет, в норме или нет какие-либо параметры и т.д.
Для качественного чтения. Такие СОИ дают информацию о направлении изменения управляемого параметра. Например, возрастает он или понижается; если отклоняется, то в какую сторону, и т.д.
Для количественного чтения. Такие СОИ передают информацию в виде численных значений (в аналоговой или цифровой форме). К этой группе относится абсолютное большинство используемых СОИ .
По форме сигнала СОИ делятся на абстрактные и изобразительные. В первом случае сигналы передаются в виде абстрактных символов (цифры, буквы, геометрические фигуры и др.), отображающих в закодированном виде состояние объекта. Выбор символов определяется из соображений обеспечения оптимальной эффективности кодирования. Во втором случае передача сигналов осуществляется в виде изображений. В этом случае качество передачи информации определяется полнотой изображения – степенью схематизации, детализации и количеством воспроизводимых свойств.
По степени детализации информации СОИ могут быть интегральными и детальными. На интегральных СОИ информация выдается оператору в обобщенном виде. Детальные СОИ выдают конкретную информацию.
3.1.1.2 Общие инженерно-психологические требования к средствам отображения информации
Для адекватного отображения состояния отдельных объектов контроля необходимо использовать разнообразные элементы индикации. Каждый элемент индикации должен наиболее адекватно отображать определенные характеристики управляемого объекта.
Для отображения сообщения, словесной инструкции, последовательности операций наиболее подходят сигнальные табло (транспаранты).
Для отображения количественных показателей необходимы устройства типа счетчика, когда видна только одна цифра (число). В этих случаях лучше использовать цифровые индикаторы.
Для анализа работы оборудования рекомендуется применять дисплеи, так как с их помощью можно показать связь между многими параметрами.
С помощью рассмотренных элементов создаются разнообразные системы отображения информации. Они могут быть выполнены в виде табло, мнемосхем, приборных панелей.
Другим важным требованием, предъявляемым к СОИ, является соответствие скорости выдаваемой информации пропускной способности оператора. Организация потоков информации должна исключать как перегрузку, так и недогрузку оператора.
Перегрузка оператора приводит к психологической напряженности и увеличению количества ошибок. Для уменьшения перегрузки необходимо:
– предоставлять информацию оператору с необходимым упреждением к началу исполнения;
– сократить поток информации до необходимого минимума;
– предусмотреть возможность фильтрации информации, что позволяет оператору отбирать данные, соответствующие его возможностям и условиям работы;
– разработать рациональную схему деятельности оператора;
– позволить оператору использовать для принятия решения максимальное время (в пределах общего времени, отведенного на выполнение задачи);
– сохранять на индикаторе информацию по желанию оператора на необходимое время.
Недогрузка оператора вызывает ослабление внимания, что приводит в конечном итоге к потере ритма в работе и ошибкам. Для уменьшения недогрузок необходимо:
– сократить до минимума время от запроса до воспроизведения информации, а также время формирования изображения;
– обеспечить достаточную интенсивность потока информации (при интенсивности потока 1–10 сигналов в час уже может наблюдаться заметное ослабление внимания);
– принять меры к повышению «заметности» вновь появляющейся информации (мерцанием, яркостью, громкостью);
– ограничить площадь размещения информации;
– обеспечить оператору возможность контроля за правильностью своих действий.
Количественная оценка потоков информации при проектировании СОИ проводится с помощью математических методов теории массового обслуживания и теории информации. В процессе испытаний оценка уточняется экспериментальным путем.
Еще одним требованием, предъявляемым к СОИ, является соответствие их характеристик возможностям оператора по приему и переработке поступающих сигналов. Для выполнения этого требования прежде всего должны учитываться характеристики зрительного и других анализаторов.
При построении системы отображения информации очень важно соблюдать последовательность организации внимания: расположение элементов должно соответствовать наиболее вероятной последовательности изменений состояний управляемых объектов. Следует стремиться также к максимальной разгрузке оперативной памяти оператора.