7. Вопросы проектирования сои

Глубо­кое понимание задач, решаемых системой индикации, и правиль­ный выбор критериев для ее оценки играют весьма важную роль при создании такой системы. Критерий оценки систем индикации, сформулированный на основе критерия оценки основной системы, редко приносит пользу конструкторам подсистем индикации.

Отсутствие единой универсальной меры эффективности выну­ждает при создании системы индикации использовать не­сколько независимых критериев оценки ее эффективности и формулировать ряд целей, которые предполагается достичь с по­мощью системы индикации. Цели эти в известной мере субъективны, и их сово­купность страдает определенной избыточностью; кроме того, не каждая из них приложима ко всем возможным системам.

Этими целями являются:

• усовершенствование процесса принятия решения. Наиболее об­щая цель, преследуемая созданием систем индикации, связана с улучшением способности человека принимать решения как в ча­сти ускорения этого процесса, так и в части обеспечения более надежного выбора правильного решения;

• улучшение понимания решаемой проблемы.Система индикации должна дать возможность пользователю ус­воить и охватить всю доступную ему информацию, а также брать на себя инициативу по уведомлению пользователей о возникающих чрезвычайных ситуациях и исключительных случаях, и о поступлении информации сроч­ного характера;

• обеспечение активного обмена информацией между человеком и машиной. Системы индикации являются в первую очередь основ­ным звеном связи между техническими средствами и человеком. Кроме того, системы индикации должны усиливать возможности средств ввода данных путем отображения вспомогательной ин­формации, а также указателей, форматов и сведений о поступив­шей в систему информации;

• внесение ясности в сложную обстановку. Системы индикации должны дать потребителям возможность понимания деталей на основе всей обстановки, а также детального анализа всей обстановки в целом;

• уменьшение времени реакции персонала. Для лиц руководящего состава, принимающих решение на высшем уровне, важное значение имеет скорость, с ко­торой они могут истолковывать и оценивать рекомендации, поступающие от их подчиненных;

• улучшение координации. Каждый член одной и той же рабочей группы должен быть обеспечен идентичными данными, которые должны направляться пользователем согласо­ванно;

• обеспечение большей доступности информации. Пользователи должны располагать возможностью запра­шивать данные различных категорий, а также требуемые харак­теристики и их различные комбинации. Соответствующее оборудо­вание должно быть удобным и быстродействующим;

• обеспечение общей надежности. Под понятием «общая надежность» имеется в виду надежность данных, оборудования, легкость обслуживания системы, доступность информации, поступившей в систему и хра­нимой в ней, а также достоверность и точность отображаемых данных;

• упрощение работы с системой.Оборудование нужно разрабатывать так, чтобы можно было свести к минимуму подготовку обслуживающего персонала, выделенного для работы с этой системой. Разработка должна также обеспечивать максимально возможную взаимозаменяемость отдельных устройств в функциональном и операционном отно­шениях;

• обеспечение гибкости.Если систему нельзя легко приспособить к изменившимся требованиям, то она теряет свою оперативную ценность и требует внесения в нее дорогостоящих изменений или даже преждевремен­ной замены. Однако гибкостью ни в какой мере нельзя подменять конструктивное решение, выбранное на основе детального мате­матического анализа;

• удовлетворение требований психофизиологического характера. К их числу относятся такие характеристики, как лег­кость восприятия отображаемой информации и легкость ее понимания, а также показатели, характеризующие внешний вид инди­катора и рабочего помещения, психовизуальные факторы и удоб­ство работы для оператора;

Важность вопроса, какую информацию необхо­димо отображать, не подлежит сомнению. С целью определения требований к отображаемой информации необходимо проанали­зировать работу всего комплекса в функциональном плане.

Первым шагом в типовом анализе является изучение задач, решаемых всем комплексом в целом, вводимой в него информации, а также его работы и выводимой из него информации (или ре­зультирующих исполнительных воздействий). Анализ требований, определяемых характером решаемой задачи, позволяет выделить набор оперативных функций, которые должна выполнять проек­тируемая система индикации. Составляется схема информационных потоков, показывающая ис­точники информации, прохождение информации через комплекс, а также весь информационный обмен между человеком и маши­ной. Производится ориентировочное распределение работ между человеком и машиной, причем оно основывается на учете специ­фики отдельных работ. Затем осуществляется анализ отвечающих этому распределению оперативных процедур, за которым выпол­няется анализ психофизиологических факторов с учетом нагрузки, приходящейся на человека-оператора.

По завершении этого анализа можно ре­шить такие вопросы, как: информацию какого содержания нужно ото­бражать, какие форматы использовать, какое быстродействие от­дельных устройств системы является приемлемым. Это позволит выбрать необходимое оборудование и управляющие устройства, которые должны быть сконструированы так, чтобы выполнять за­данные работы и обеспечивать принятие решений.

Сконструированные системы индикации подвергаются обширнейшим испытаниям, результаты которых анализируются и оценива­ются и служат стимулом для внесения в систему усовершенство­ваний.

Важнейшим шагом в процессе про­ектирования является определение технических условий на сле­дующие параметры и характеристики системы индикации:

• быстродействие устройств обновления отображаемой ин­формации;

• периодичность и скорость смены отображаемых данных;

• время выборки отображаемых данных;

• максимальная частота поступления запросов на отображе­ние информации;

• общий объем одновременно отображаемой информации;

• число отдельных устройств индикации;

• размер поля отображения;

• размер помещения, в котором установлен ин­дикатор;

• метод кодирования отображаемой информации;

• применяемая символика;

• формы представления информации (форматы);

• яркость;

• уровень освещенности помещения;

• контраст;

• разрешающая способность;

• точность вопроизведения;

• наличие и степень искажений;

• мелькания.

Представляется целесообразным подвергать проектируе­мую систему индикации испытаниям или производить ее оценку на некоторых ключевых этапах разработки. Этими этапами явля­ются:

• принятие основных решений в процессе проектирования;

• завершение процесса проектирования;

• завершение изготовления системы.

Принципиальная трудность количественного определения це­лей, преследуемых созданием системы индикации, вызывает труд­ности в оценке ее рабочих характеристик. Возможны экс­перименты, проводимые в контролируемых условиях и позволяю­щие выявить, как тот или иной способ представления отображае­мой информации влияет на способность пользователя охватывать суть этой информации, на скорость, с которой он в состоянии об­наружить отдельные предметы или связи между ними, а также на его способность запомнить эту информацию и точно ее истолко­вывать. При выполнении таких экспериментов целесообразно вос­пользоваться методами экспериментальной психологии и стати­стическими методами планирования эксперимента.

Методы и процедуры, связанные с оперативным использова­нием системы индикации, могут быть проверены с помощью маке­тов, проведения специальных «игр» с участием оперативного пер­сонала, а также моделирования. При проектировании систем, рас­считанных на эволюционный рост, необходимо предусматривать возможности их испытаний и оценки качества их работы (рабочих характеристик).

После того как опре­делены виды, объемы и скорости передачи информации, необхо­димой пользователям для выполнения их функций, нужно присту­пить к организации и классификации этой информации. Должны быть определены категории, на которые подразделяется инфор­мация, и методы ее описания. Затем необходимо выбрать ме­тоды ее кодирования и форматы.

Обычными средствами кодирования информации для ее отображения в системах индикации являются цвет, си­стема знаков (кодирование формой), размеры знаков, их ориентация, число однотипных элементов, расположение (пози­ционное кодирование), глубина, тип линии, частота вспышек и яркость. Выбор подходящего набора способов кодирования ото­бражаемой информации требует учета ряда факторов, таких, на­пример, как легкость различения соседних значений (градаций) кода, легкость интерпретации кода, и т.д.

Выбор цвета связан с цветоощущением. Операторы различают следующие 10 цветов: фиолетовый, синий, зеленовато-синий, сине­вато-зеленый, зеленый, желто-зеленый, желтый, оранжевый, оран­жево-красный и красный. Добавив к ним еще белый, в общей сложности получается 11 дискретных значений цветового кода.

Отображение на индикаторе буквенно-цифровых знаков в виде таблиц или текста является наиболее общей формой представле­ния результатов, выводимых из ЭВМ. В системах индикации часто прибегают к специальной символике, особенно в тех случаях, когда воспроизводимая мысль наглядно отражена изобразительными средствами в такой форме, которую легко усвоить и запомнить. Для представления самолета знаком в виде контура самолета требуется меньшая площадь экрана ин­дикатора, чем для комбинации букв «самолет», причем контур­ное изображение легче различить.

Размер является способом кодирова­ния, который часто используется в сочетании с определенной си­стемой знаков. Такое сочетание обеспечивает удобное получение 2—3 значений кода. Используется также изменение длины линий или размера знаков (для величины, степени важности, силы, размера или ранга).

Ориентацию изображения можно с успехом использовать для указания 8 или даже 16 направлений, однако он позволяет получить всего несколько кодовых значений при ото­бражении с его помощью характеристик, отличных от направления и времени.

Для получения нескольких значений кода можно использовать определенное число точек, линий или эле­ментов знака или же определенное число знаков, образующих группу (формуляр).

Не­сколько кодовых значений можно получить, использовав опреде­ленное расположение точек, линий или элементов знака относи­тельно некоторого знака или группы знаков (вдоль пря­мой линии или по площади).

В трехмерных устройствах индикации третье из­мерение — глубину — обычно используют для одномерного позици­онного кодирования, что позволяет получить до трех-четырех до­полнительных значений кода.

Некоторые виды информации не могут быть эффективно отображены с помощью знаков. Способы кодирования криволинейных конфи­гураций определяются типом и толщиной используемых в них ли­ний. Целесообразно применять 3—4 типа линий. По толщине линии для криволинейных конфигураций (а также для выделения отдельных знаков) могут быть нормальными, полужирными и жир­ными.

Иногда бывает необходимо отображать область. Области можно выделить и закодировать путем на­несения их контуров, использования определенных наборов знаков, штриховкой, специальными примечаниями, цветом и полутонами.

Для кодирования можно использо­вать частоту, с которой вспыхивает и гаснет отображаемая инфор­мация. Однако отличать одну частоту вспышки от другой на фоне мелькающих сигналов довольно трудно. Обычно применяются два уровня — постоянное свечение и собственно вспышки. Вспышки используются чаще всего для привлечения внимания оператора к определенным предметам.

Для кодирования можно использовать два или три уровня яркости. Однако кодирование путем изменения яркости не очень хорошо совмещается с такими способами кодирования, как изменение цвета, толщины линий или частоты вспышек.

Типичными форматами отображаемой информации являются:

текст, схема военной обстановки, таблица, столбцовая диаграмма, кон­турный рисунок, гистограмма, план-график, блок-схема, функциональный график, круговая диаграмма, пейзаж, чертеж-график, стрелочный указатель, часы, индикатор, масштабная шкала.