Глава 5. Факторы взаимодействия "человек-машина".

В настоящем разделе рассматривается особая группа факторов влияющих на процесс и результат проектирования РЭС. Особенность состоит в том, что воздействия определяются совершенно особым субъектом деятельности при проектировании - человеком.

Для начала необходимо определить роль и место человека в жизни РЭС. Для решения этого вопроса рассмотрим с общих позиций ситуацию: будем считать, что речь идет о роли человека при взаимодействии с какой-либо машиной, т.е. определим роль человека - оператора в человеко-машинной системе при выполнении управленческой деятельности.

5.1. Человек - оператор и рэс.

Человек - оператор является интегральным и определяющим звеном любой системы управления, независимо от степени ее автоматизации. Им принимаются принципиальные решения, он является юридическим лицом. Все это заставляет внимательно подходить к вопросам работы человека с РЭС, изучать и рационально использовать его навыки и способности, создавать для него комфортные условия для работы.

5.1.1. Система "Человек - машина"

В соответствии с ГОСТ 21033-75 человека - оператора (Ч-О) рассматривают как осуществляющего трудовую деятельность посредством взаимодействия с машиной и окружающей средой. Эта система получила наименование "Человек-машина".

В настоящее время считают, что машине следует отдавать предпочтение при выработке частных решений на основе общих правил, при математических расчетах по определенным формулам, при выполнении стандартных действий, при необходимости сохранения в оперативной памяти большого количества информации, при быстрых реакциях и значительных усилиях в процессе управления.

Если необходимо делать обобщения или формировать решение на основе ограниченной информации, опознать объект в условиях помех, реагировать на случайные и непредвиденные обстоятельства, решать задачи, которые по своему характеру не могут быть алгоритмизированы, то предпочтение отдается человеку.

Для правильного использования человека в роли "машины" управления мало знать перечисленные выше общие принципы. Необходимо знать и конкретные особенности работы человека в различных условиях. Эти условия определяются инженерной психологией и принципами эстетического восприятия человеком информации, получаемой при работе с РЭС.

5.1.2. Оператор как "приемник", "ретранслятор" и "анализатор" информации.

Инженерная психология - наука, рассматривающая Ч-О в виде машины по приему, переработке и выработке информации в виде сигналов разнообразной физической природы. Она изучает:

• сенсорный вход (органы чувств или рецепторы человека) и моторный (двигательный) выход Ч-О;

• процессы переработки информации и распределением функций между человеком-оператором и машиной;

• нормальные и критические условия жизнедеятельности Ч-О;

Ч-О и РЭС представляет собой две части комплекса, для нормальной работы которого необходимо их согласование. Поэтому между ними имеется целая система технических устройств, передающих информацию от РЭС к человеку и наоборот. Для действенности этой системы нужно решить вопросы: какое количество информации человек может принять, переработать и передать в единицу времени; какова его "пропускная способность" и предельные скорости различных реакций; какова точность восприятия и выдачи различных сигналов; каково время "задержки" (обработки) сигнала оператором; какова надежность его работы. Все эти вопросы должны решаться под углом зрения "подгонки" РЭС к оператору, а не наоборот.

Сложность решения этих вопросов объясняется тем, что прием и переработка информации Ч-О - процессы познавательные, складывающиеся из ощущения, восприятия, представления и мышления.

Рассмотрим, как происходит процесс управления РЭС:

Рис.5.1. Последовательность стадий управления.

Из рассмотрения процесса управления в системе видно, что Ч-О может выступать в роли "приемника" информации, "ретранслятора" информации от одного звена к другому, "анализатора" информации и исполнителя принятого решения. Он может выполнять программирование работы РЭС, следить за ее состоянием, или быть только исполнителем команд.

Во всех случаях основным показателем его работы будут:

• время полного цикла регулирования;

• точность и надежность работы.

Время полного цикла регулирования (оборота сигнала по контуру Ч-О - РЭС) можно представить в виде суммы:

где ti - время задержки сигнала в i звене системе РЭС;

n - общее количество звеньев;

Т0 - время задержки сигнала оператором (от момента поступления сигнала до ответа на него действием)

Величина Т_о лежит в пределах 0,1…0,5 с и более, в то время как åt_i обычно на 2…3 порядка меньше.

Время от подачи сигнала до начала движения зависит от модальности ощущения, определяемой возбуждаемым анализатором. Значения этих величин для возбуждения средней интенсивности лежат в пределах:

• тактильный анализатор - 0,09…0,22с,

• слуховой анализатор - 0,12…0,18с,

• зрительный анализатор - 0,15…0,22с,

• обонятельный анализатор - 0,31…0,39с,

• болевой анализатор - 0,13…0,89с.

Поэтому общее время, затрачиваемое оператором на получение информации от индикаторов и выполнение ответных действий Т₀ , можно представить в виде:

где К - количество индикаторов (стрелок, знаков);

время, необходимое для оценки показателей i-го индикатора;

Dt_i - время перевода глаз с одного индикатора на другой;

Dt_i - время спонтанной (самопроизвольной) отвлекаемости Ч-О;

t_c - время выполнения моторных (простых) действий по управлению i-м регулятором;

t_mi - количество регуляторов РЭС;

n_i - количество однотипных индикаторов или периодичность наблюдения или регулировки.

Для работы с РЭС наиболее характерны дизъюнктивные реакции (реакции выбора) оператора, которые характеризуется необходимостью отвечать действием только на некоторые из сигналов. Длительность таких реакций больше, чем у простых сенсомоторных.

Время обращения сигнала по контуру управления можно сократить, если создать оператору нормальные условия работы и натренировать его на управление данным РЭС.