Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ состояния проблемы автоматизации профессионального психофизиологического отбора операторов .
1.1 Особенности автоматизированных систем управления техноло-гическими процессами
1.2 Основные принципы профессионального отбора .
1.3 Психодиагностическая техника хронореакциометрического на-правления в области исследования операторской деятельности .
1.4 Выводы по первой главе .
ГЛАВА 2. Структурно-логический анализ тестирую-щей психофизиологической системы для обследования человека-оператора .
2.1 Типология действий человека-оператора при работе на учебно-тренировочных средствах (УТС) .
2.2 Структурный анализ деятельности человека-оператора при ра-боте на УТС с позиции алгоритмического подхода .
2.3 Метод оценки функциональной надежности как интегрального показателя психофизиологического состояния человека-оператора при работе на УТС
2.4 Выводы по второй главе .
ГЛАВА 3. Построение автоматизированной тестирующей психофизиологической системы хроно-реакциометрического направления для обследо-вания человека-оператора .
3.1 Общие вопросы построения автоматизированной тестирующей психофизиологической системы (ТПФС) .
3.2 Аппаратное обеспечение тестирования времени торможения экстренной двигательной реакции и реакции на положение движу-щегося раздражителя .
3.3 Функциональная биотехническая подсистема "оператор-УТС" как тренажерная хронореакциометрическая система с биологиче-ской обратной связью .
3.4 Метрологический анализ автоматизированной ТПФС .
3.5 Выводы по третьей главе
Заключение
Литература
Приложения
- Особенности автоматизированных систем управления техноло-гическими процессами
- Основные принципы профессионального отбора
- Типология действий человека-оператора при работе на учебно-тренировочных средствах
- Общие вопросы построения автоматизированной тестирующей психофизиологической системы (ТПФС)
Введение к работе
Актуальность темы исследования
Современный этап развития общества характеризуется интенсивным внедрением средств информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) во все сферы жизни и деятельности человека, в том числе и в область профессиональной подготовки специалистов различного профиля. Теоретические и методологические основы использования средств ИКТ в образовании получили развитие в исследованиях Алексеева В.В., Безбогова А.А., Данилюка С.Г., Козлова О.А., Латышева В.Л., Павлова А.А., Роберт И.В., Сердюкова В.И., Сазонова Б.А., Соловьева А.Я., Татура Ю.Г., Филатова O.K. и др.
Одним из решающих факторов повышения эффективности и надежности работы системы "человек-машина" является увеличение степени ее автоматизации. Однако полная автоматизация процессов управления приводит к чрезмерному усложнению системы и снижению надежности ее работы, в связи с чем автоматизированные системы, представляющие собой сложные технологические комплексы, целесообразно создавать на основе оптимального распределения функций между человеком и машиной. Особенностями сложных технологических установок являются большое число элементов и выполняемых ими задач (которые относятся к системам "человек-машина"), высокая функциональная связность элементов, сложность управляющих воздействий в нестандартных ситуациях.
Деятельность оператора сложных технологических установок характеризуется высокой напряженностью. Это обуславливает повышение требований к психофизиологическим и личностным качествам оператора. Операторы, не обладающие, достаточными способностями для эффективного управления системой, допускают большее число ошибочных действий, что может негативно сказаться на качестве решаемых задач, привести к нарушению технологического процесса и к значительным материальным потерям. Ввиду этого для повышения эффективности и надежности работы автоматизированных систем необ-
ходим профессиональный психофизиологический отбор и специальная подготовка операторов.
Техническое решение задачи психофизиологического тестирования операторов специфично и связано, прежде всего, с разработкой алгоритмического и аппаратного обеспечения автоматизированной системы тестирования хроно-реакциометрического направления, ориентированного не только на качественную, но и точную количественную оценку поведенческих реакций человека, действующего в условиях дефицита времени. При этом под алгоритмическим обеспечением такой системы будем понимать совокупность алгоритмов, реализующих математические методы проведения мониторинга профессиональной готовности на основе комплексной оценки профессионально важных качеств и психофизиологического состояния оператора, а под аппаратным обеспечением - комплекс электронных и механических устройств, входящих в состав автоматизированной тестирующей системы.
Большие перспективы эксперты связывают с разработкой автоматизированных психофизиологических систем на основе методов теории функциональных биотехнических систем. Фундаментальный вклад в развитие математического и биофизического моделирования операторской деятельности внесен работами Ахутина В.М., Баевского P.M., Блинова Н.Н., Василевского Н.Н., Гурфинкеля B.C., Зараковского Г.М., Киселёва В.Д., КульбыВ.В., Лищу-каВ.А., Логвинова СИ., Ломова Б.Ф., Мамиконова А.Г., Сигитова В.В., Шибанова Г.П. и др.
Анализ проблемы автоматизации профессионального психофизиологического отбора операторов в аспекте техники хронореакциометрического направления выявил два основных подхода к ее решению: 1) разработка систем с биотехнической обратной связью для психофизиологического тестирования; 2) создание автоматизированных систем для психофизиологического тестирования с оптимальным вариантом комплексирования аппаратной и программной составляющих.
Несмотря на достигнутые успехи первого направления в области создания и использования психофизиологической техники (Бабский Е.Б., Баев-ский Р.М., Бойко Е.И., Боксер О.Я., Горшков СИ., Золина З.М., Майкин Ю.В., Ларин В.В. и др.), на пути интеграции этих двух направлений просматривается ряд нерешенных проблем, среди которых выделим: разработку автоматизированных систем, функционирующих на принципе биотехнической обратной связи, предназначенных для тестирования и коррекции психофизиологического состояния человека-оператора; разработку моделей функциональной биотехнической системы "оператор - автоматизированная система управления технологической установкой"; разработку методов комплексной оценки профессионально важных качеств и психофизиологического состояния человека-оператора.
Таким образом, актуальной является научная задача создания автоматизированных тестирующих психофизиологических систем на основе использования принципа биотехнической обратной связи и разработки соответствующего алгоритмического и аппаратно-программного обеспечения.
Объект исследования - человеко-машинная система "оператор - автоматизированная система управления технологической установкой".
Предмет, исследования - автоматизированный процесс психофизиологического тестирования оператора сложных технологических установок (на примере операторов технологических установок газовой промышленности) на этапе профессионального отбора.
Цель исследования - разработка алгоритмического и аппаратного обеспечения автоматизированной системы психофизиологического тестирования операторов сложных технологических установок для повышения достоверности оценки готовности оператора к выполнению задач профессиональной деятельности.
Для достижения цели диссертационного исследования необходимо решить следующие подзадачи:
Провести анализ существующих подходов к проблеме автоматизированного профессионального психофизиологического отбора операторов сложных технологических установок и построить модель перспективной автоматизированной тестирующей психофизиологической системы.
Разработать метод автоматизированного психофизиологического тестирования операторов сложных технологических установок, обеспечивающий комплексную оценку профессионально важных качеств и психофизиологического состояния оператора.
Разработать алгоритм количественной оценки готовности оператора сложных технологических установок к выполнению задач профессиональной деятельности.
Разработать устройство для измерения времени экстренной двигательной реакции оператора в составе автоматизированной тестирующей психофизиологической системы.
Создать аппаратно-программное обеспечение автоматизированной тестирующей психофизиологической системы для оценки готовности оператора сложных технологических установок к выполнению задач профессиональной деятельности.
Методологические основы и методы исследования
Решение задач диссертационного исследования осуществлялось на основе комплексного применения теоретических и экспериментальных методов. Теоретические исследования основывались на использовании методов системотехники и теории управления, теории функциональных биотехнических систем, психофизиологии, энтропийной теории погрешностей. Экспериментальные исследования проводились с использованием стендового оборудования и опытно-экспериментальных образцов тестирующих психофизиологических систем.
Экспериментальная проверка и оценка эффективности предложенных методов и устройств в составе автоматизированной тестирующей системы
осуществлялись на основе психофизиологических исследований в условиях образовательного процесса.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключается в следующем:
Построена модель автоматизированной тестирующей психофизиологической системы, в основе которой лежит принцип биотехнической обратной связи, который расширяет функциональные возможности системы в аспектах оценки профессиональной пригодности и подготовки операторов сложных технологических установок.
Предложен метод оценки профессиональной пригодности операторов, реализующий алгоритмический подход к анализу деятельности оператора и учитывающий качество выполнения им технологических операций предписанного алгоритма в процессе автоматизированного тестирования.
Разработан алгоритм количественной оценки функциональной надежности операторов сложных технологических установок, характеризующийся повышенной прогностической способностью для оценки готовности оператора к выполнению задач профессиональной деятельности.
Практическая значимость исследования
Предложенный метод оценки профессиональной пригодности операторов технологических установок реализован в автоматизированной тестирующей психофизиологической системе.
Методика, алгоритмы и аппаратно-программное обеспечение автоматизированного психофизиологического тестирования операторов использованы в научных исследованиях, проводимых в межкафедральной психофизиологической лаборатории ГОУ ВПО "Шуйский государственный педагогический университет".
На основе результатов теоретических и экспериментальных исследований, выполненных в рамках темы диссертационной работы, сформулированы технические и эргономические требования к характеристикам перспективных
автоматизированных тестирующих систем. Создан демонстрационный образец тестирующей психофизиологической системы.
Обоснованность и достоверность результатов исследования обеспечивалась исходными методологическими и теоретическими позициями, системным подходом к описанию и изучению объекта исследования, совокупностью адекватных цели и задачам исследования методов, реализацией в исследовании фундаментальных принципов психофизиологии, апробацией результатов исследования.
Апробация результатов исследования
Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на следующих международных и всероссийских научных конференциях:
— Всероссийская научно-практическая конференция "Психология и эр
гономика: единство теории и практики" (Тверь, 1999);
Международная научная конференция "Современные информационные технологии в образовательном процессе и научных исследованиях" (Шуя, 2000);
Всероссийская научно-методическая конференция "VIII Столетовские чтения" (Владимир, 2000);
II Международная конференция "Актуальные проблемы современного естествознания" (Калуга, 2000);
Всероссийская научно-техническая конференция "Медицинские информационные системы" (Таганрог, 2000);
Всероссийская конференция "Необратимые процессы в природе и технике" (Москва, 2001);
VIII Международная научно-техническая конференция "Перспективные технологии в средствах передачи информации" (Владимир, 2009);
Международная научно-практическая конференция "Развитие отечественной системы информатизации образования в здоровьесберегающих условиях" (Москва, 2009).
Внедрение результатов исследования
Основные результаты диссертационного исследования использованы в ООО "Научно-аналитический центр "Газэксперт", в ЗАО "Объединение "Би-нар", а также в научно-исследовательской деятельности ГОУ ВПО "Шуйский государственный педагогический университет".
На техническое решение "Устройство для измерения реакции на положение движущегося раздражителя", разработанное в рамках диссертационного исследования, получено свидетельство на полезную модель.
Основные результаты, выносимые на защиту:
Модель автоматизированной тестирующей психофизиологической системы, которая основывается на принципе биотехнической обратной связи, расширяющем функциональные возможности системы в аспектах оценки профессиональной пригодности и подготовки операторов технологических установок.
Метод оценки функциональной надежности операторов технологических установок, обеспечивающий комплексную оценку профессионально важных качеств и психофизиологического состояния операторов.
Аппаратно-программное обеспечение автоматизированной тестирующей психофизиологической системы, построенное с использованием авторских моделей и алгоритмов и характеризующееся повышенной прогностической способностью для оценки надежности операторов сложных технологических установок.
Особенности автоматизированных систем управления техноло-гическими процессами
Развитие автоматизированных систем управления (АСУ) определяется усложнением задач управления, что, в свою очередь, приводит к повышению сложности применяемых для их решения методов, а также технических средств.
Основными характерными особенностями АСУ являются [115]: 1. Наличие системы взаимосвязанных и сложных объектов. Управление этой системой рассматривается как единый процесс. 2. Обязательное применение ЭВМ и соответствующих технических средств автоматики, с помощью которых осуществляется сбор необходимых сведений о работе системы, переработка, анализ, хранение и использование информации. 3. Применение математических методов, позволяющих осуществить оптимальное управление в условиях заданных ограничений, а при необходимо-сти и прогноз поведения системы. Различают два основных принципа построения АСУ: подчиненный (ие-рархические системы) и алгоритмический (прямое цифровое управление). При построении АСУ по иерархическому принципу различают следую-щие виды АСУ: – локальные системы управления применяются при автоматизации какого-либо отдельного объекта (установки); – узловые системы применяются для координации работы ряда объектов, связанных между собой общностью осуществляемого процесса. В этом случае локальные системы управления в целях увязки их действия обра-зуют общую узловую систему; – комплексные автоматизированные системы управления технологически-ми процессами (АСУ ТП) обеспечивают взаимную связь узловых АСУ для автоматизации управления комплексами оборудования (технологиче-скими линиями); – АСУ предприятия (АСУП) представляют собой объединение комплекс-ных АСУ ТП, которые дополнены устройствами сбора, хранения и пере-работки информации других подразделений предприятия; – АСУ отрасли (ОАСУ) образуются в результате объединения в единую систему АСУП данной отрасли. Управление в автоматизированной системе должно исходить из опреде-ленной стратегии, реализующей оптимальный режим работы АСУ в условиях заданных ограничений.
В блоке памяти 3 оператор хранит сведения о характере технологическо-го процесса, о необходимых действиях в нормальных и аварийных режимах. Данные от блока текущей информации 4 в процессоре 2 сопоставляются с дан-ными блока памяти 3. На основании анализа этой информации принимается соответствующее решение (команда) и формируется сигнал управления y.
В системах "человек-машина" анализ информации и принятие требуемо-го решения осуществляется оператором. Блок текущей информации 4 отожде-ствляется с органами чувств человека (слух, зрение), а реализация сигналов управления осуществляется за счет действия органов (рук, голоса) на объект управления.
При построении АСУ ТП по алгоритмическому принципу возможно уменьшение рангов иерархии, а, следовательно, и упрощение системы в целом. В этом случае необходимо иметь достаточно мощную управляющую машину, в которую поступает информация от всех объектов системы. При этом задача решается на основе прямого цифрового управления. Алгоритм управляющего комплекса имеет иерархическую структуру подобную той, которую имела бы структура данной системы, построенная по иерархическому принципу.
Таким образом, АСУ ТП представляет комплекс технических средств, алгоритмов, организационных мероприятий, обеспечивающих работу системы и позволяющих оптимизировать режим работы технического объекта.
Тенденция развития современного производства такова, что автоматизи-рованное производство получает преимущественное развитие по сравнению с неавтоматизированным, причем, в основном за счет сокращения последнего. При этом роль человека в процессе производства, уровень его ответственности и цена допускаемых ошибок существенно возрастают. Усложнение техники увеличивает противоречие между требованиями, предъявляемыми производст-венным процессом, и способностями людей, что, в свою очередь, вызывает по-вышенный интерес к "человеческому фактору".
Это противоречие ставит перед исследователями две задачи: с одной сто-роны, проектировать машины так, чтобы появление ошибок было бы доведено до минимума, с другой стороны, учитывать индивидуальные особенности че-ловека с целью определения пригодности его работать с машиной.
Многочисленные эксперименты и ряд исследований показывают, что ли-ца, необладающие достаточными способностями к определенному виду дея-тельности, не только значительно дольше других и с большими трудностями овладевают этой деятельностью, но и работают хуже других: чаще допускают ошибки и просчеты, являются виновниками аварий и, в целом, обладают меньшей надежностью в работе.
Выделяют следующие особенности труда операторов в современных ус-ловиях [122]:
1. С развитием техники увеличивается число объектов (параметров), ко-торыми надо управлять. 2. Развиваются системы дистанционного управления, человек все больше отдаляется от управляемых объектов – необходимость работать со знаковыми системами (с закодированной информацией). 3. Увеличиваются скорость и сложность производственных процессов – повышенные требования к точности действий операторов, к быстроте реакций и т.п. 4. Постоянно изменяются условия труда (часто это ведет к уменьшению двигательной активности). 5. Повышается степень автоматизации производственных процессов – требуется готовность к действиям в экстремальных ситуациях. Отличительной особенностью профессий операторского типа является возможность возникновения экстремальных ситуаций, связанных с высокой вероятностью возникновения аварий. Деятельность оператора вследствие дей-ствия большого количества эмоциональных факторов, характеризуется высо-ким напряжением психологических, физиологических и психофизиологиче-ских функций, что негативно сказывается на качестве решаемых задач и при-водит к ухудшению функционального состояния.
Основные принципы профессионального отбора
На основе отечественного и зарубежного опыта известно, что важней-шим средством повышения надежности и безопасности труда служит профес-сиональный отбор [84].
Профессиональный отбор представляет собой научно обоснованный до-пуск людей к определенному виду профессионального обучения и последую-щей работе по специальности [99].
Система профессионального отбора состоит из следующих основных его видов: медицинского, социально-психологического, образовательного и пси-хофизиологического.
Медицинский отбор – выявление лиц, которые по состоянию здоровья и уровню физического развития смогут успешно, в оптимальные сроки, овладеть конкретной специальностью и эффективно работать по данной специальности длительное время без ущерба для здоровья.
Социально-психологический отбор – выявление тех социально обуслов-ленных психологических свойств личности, в том числе моральных и нравст-венных качеств, которые необходимы для успешной работы человека в коллек-тиве, отражают его готовность выполнять свои обязанности в любых условиях, способствуют появлению чувства удовлетворенности трудом. Отбор основан на изучении личностных свойств человека.
Образовательный отбор – выявление у претендента на должность знаний и навыков, без которых невозможно дальнейшее обучение и работа по избран-ной специальности. Образовательный отбор проводят ведущие специалисты предприятия.
Среди видов профессионального отбора психофизиологический занимает особое место. Это связано с тем, что психофизиологические исследования по-зволяют достаточно быстро и объективно измерять большое число психофи-зиологических свойств, выявлять глубокую и тонкую структуру индивидуаль-ных особенностей личности. Ценно то, что психофизиологические свойства человека могут количественно выражать профессионально важные качества и для многих профессий обладают достаточно высокой прогностичностью.
Задача психофизиологического обследования заключается в том, чтобы перед началом обучения или назначения на должность, характеризующуюся определенными профессиональными требованиями, в короткие сроки прогно-зировать возможности кандидата, его способности к обучению и, в конечном итоге, его эффективность как специалиста в процессе последующей профес-сиональной деятельности.
Результаты психофизиологического обследования и сопоставление их с успешностью работы на практике, являются основанием для разработки крите-риев и рекомендаций относительной пригодности каждого кандидата. Первая группа профпригодности – профессионально пригодные в первую очередь (безусловно пригодные). К ним относятся работники, которые способ-ны успешно овладеть данной специальностью в установленные сроки и успеш-но выполнять предписанные обязанности. У этих лиц имеется полное соответ-ствие психофизиологических свойств и возможностей с требованиями, предъ-являемыми к ним соответствующей профессией.
Вторая группа профпригодности – профессионально пригодные во вто-рую очередь. Лица, входящие в эту группу, в процессе работы по специально-сти могут допускать незначительные ошибки, не оказывающие существенного влияния на эффективность использования технических систем. Эти ошибки в основном могут быть связанные с изменением условий деятельности, появле-нием не предписанных ранее функций, усложнением обстановки. Для таких специалистов имеет место некоторое снижение резервных возможностей орга-низма.
Третья группа профпригодности – лица с неопределенным прогнозом профессиональной пригодности (условно пригодные). Для лиц этой группы необходимо увеличение сроков подготовки и обучения новой специальности. Назначение таких людей на соответствующие должности сопряжено с повы-шенной вероятностью совершения ими ошибок в процессе работы на технике и допускается при дефиците людских ресурсов, с осуществлением повторного психофизиологического контроля через год.
Работники, имеющие результаты вышеперечисленных групп, относят к рекомендованным к работам повышенной опасности с разной степенью риска. Четвертая группа профпригодности – профессионально непригодные ли-ца. К ним относятся кандидаты, имеющие полное несоответствие психофизио-логических характеристик требованиям данной профессии. Их обучение мало-продуктивно даже при увеличении сроков подготовки. Работники эмоциональ-но нестабильны, утратившие свои профессионально-важные качества для работ повышенной опасности, к работе в экстремальных условиях не пригодны.
Работники, получившие четвертую группу профпригодности, не реко-мендуются к выполнению работ повышенной опасности, могут быть переме-щены на работы, не связанные с техногенным риском. Для обеспечения надежности профессиональной деятельности и сохра-нения здоровья персонала должны осуществляться следующие виды психофи-зиологического обследования [94]: – психофизиологические обследования в интересах первичного профес-сионального отбора; – психофизиологический мониторинг функционального состояния опера-торов; – углубленные периодические психофизиологические обследования.
Психофизиологический отбор представляет собой комплекс мероприя-тий, направленных на осуществление качественного комплектования основных операторских профессий на основе обеспечения соответствия психофизиоло-гического статуса кандидата требованиям профессии.
Под психофизиологическим мониторингом понимается систематическое непрерывное во времени наблюдение (диагностика) текущего психофизиоло-гического состояния оператора. Методы психофизиологического мониторинга функционального состояния оператора используются в целях предсменных психофизиологических обследований и психофизиологического сопровожде-ния обучения и профессиональной подготовки.
Предсменные психофизиологические обследования проводятся в интере-сах повышения уровня надежности и безопасности производственной деятель-ности по человеческому фактору. Их основная цель – выявление лиц по теку-щему функциональному состоянию, уровню работоспособности и состоянию здоровья непригодных в данной момент времени для заступления на смену, вахту и т.д.
Типология действий человека-оператора при работе на учебно-тренировочных средствах
Любая эргатическая система является сложно организованной иеррархи-чески-многоуровневой целеустремленной системой, характеризующейся опре-деленной структурой и функцией.
Если говорить о человеке-операторе как о составной части системы "че-ловек-машина", то следует выделять не отдельные психические процессы (вос-приятие, память и т.п.) и не отдельные физиологические функции (кровообра-щение, дыхание и т.п.), а действия и операции, организованные определенным образом в функциональные системы для достижения тех или иных целей.
Различают две основные группы критериев классификации процессов достижения цели: глобальные и детальные.
К группе глобальных относятся два критерия. Первый глобальный крите-рий классификации – тип поведения. Существуют два типа поведения: управ-ляемое и импульсивное. Они сформировались в процессе эволюции животного мира, и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.
Импульсивное поведение дает выигрыш во времени реакции и целесооб-разно в случаях либо внезапно возникшей сильной угрозы, либо при дефиците времени. Данный тип поведения реализуется с помощью хорошо закрепленных в прошлом опыте доминантных программ действий (генетических или индиви-дуальных), так называемых энграмм – психических образований: сигналов (об-разов), программ действий, целей. Управляемое поведение целесообразно, ко-гда есть время на детальный анализ неизвестной ситуации. Аналогом импуль-сивного и управляемого поведения являются способы немедленного и отстав-ленного обслуживания.
Вторым глобальным критерием является отраженность процесса дости-жения цели в сознании. При этом оценка ситуации, выбор способа достижения цели и сама реализация этого способа осуществляется на уровне как сознания, так и подсознания.
К детальному критерию классификации процессов достижения цели от-носятся характеристики деятельности человека-оператора или так называемые функциональные единицы, из которых складывается процесс достижения цели.
Деятельностью оператора называется процесс, осуществляемый челове-ком-оператором для достижения поставленных перед системой «человек-машина» целей. Этот процесс представляет собой упорядоченную совокуп-ность действий. При этом под действием понимается функциональный элемент деятельности человека-оператора, имеющий осознаваемую цель. Элементами действия являются операции, то есть такие функциональные единицы, которые не имеют самостоятельной цели. Они могут выполняться как отражаясь в соз-нании, так и не отражаясь в нем. Действия могут быть простыми и сложными. Простое действие отличается тем, что не может быть разложено на элементы, имеющие осознаваемую человеком-оператором цель. Сложные (комплексные) действия – совокупность простых действий. Если раскрыта логическая органи-зация этой совокупности, то сложное действие может быть описано как алго-ритм решения определенной задачи деятельности. Разные виды деятельности могут складываться из типовых действий.
Выделяют два уровня типовой деятельности человека-оператора: техно-логический и психофизиологический [79].
На технологическом уровне за элементарную функциональную единицу принимается технологическая операция, которая выделяется по признаку по-лучения одного внешне не проявляющегося (не имеющего самостоятельной цели) результата. Если технологическая операция не элементарна, то есть представляет собой сложное действие, то она должна быть охарактеризована тремя группами свойств: по функциональному назначению (например, опера-ция обнаружения); по составу (из каких элементарных технологических опера-ций состоит); по функциональной организации (каким образом, по какой логи-ке, по какой пространственно-временной схеме взаимосвязаны между собой элементарные технологические операции).
Классификация действий по технологическому критерию оправдывает себя применительно к относительно простым видам труда, но затруднительно для решения задач применительно к видам труда с большой долей умственных действий. Это обусловлено тем, что одну и ту же в технологическом смысле операцию оператор может выполнять разными по психофизиологическому (внутреннему) содержанию действиями. Поэтому для исследования деятельно-сти оператора более перспективен другой уровень классификации типовых действий – по психофизиологическому признаку.
На психофизиологическом уровне необходимо выделить качественно своеобразные (в смысле психологической и физиологической сущности) дей-ствия. Основной теоретической концепцией для психофизиологической клас-сификации действий человека-оператора целесообразно принять гипотетиче-скую схему простого действия, предложенную Г.М. Зараковским [79].
На психофизиологическом уровне классификация (типология) действий оператора осуществляется по следующим способам достижения цели: а) класс действий прямого замыкания; б) класс трансформирующих действий; в) класс сервисных действий.
Класс действий прямого замыкания протекает без осознаваемых внут-ренних шагов-операций. Это, так называемые свернутые автоматизированные действия, результатом которых является идентификация.
Если продукт идентификации остается во внутреннем плане (то есть не сопровождается внешне проявляющимся моторным актом), то он проявляется в виде действия прямого замыкания с энграммным эффектом. Если продуктом идентификации является внешне проявляющийся моторный акт, то он прояв-ляется в виде действия прямого замыкания с моторным эффектом.
К действиям прямого замыкания с энграммным эффектом относятся си-мультанное восприятие и непроизвольное запоминание.
Одним из критериев разделения симультанного восприятия (когда чело-век сразу узнает предмет или явление) от сукцессивного (когда процесс узна-вания развернут во времени на несколько осознаваемых операций) является от-сутствие или наличие макродвижений глаз и некоторые электроэнцефалогра-фические феномены [39].
Под симультанным восприятием понимают действия, в которых сформи-рованные и зафиксированные в памяти энграммы-эталоны используются в процессе узнавания (отнесения предъявляемого стимула к определенному классу объектов). Такие действия принято обозначать термином "симультанное опознание" (узнавание) или "идентификация".
Общие вопросы построения автоматизированной тестирующей психофизиологической системы (ТПФС)
Среди специфических качеств операторской деятельности в системах "человек-машина" на первом месте стоит скорость реакции в условиях, харак-теризуемых сложностью решаемой профессиональной задачи и серьезностью последствий ее ошибочного решения, то есть степенью профессионального риска.
Деятельность и хронореакциометрический статус человека-оператора при работе на УТС во взаимосвязи с прогнозируемой степенью профессио-нального риска и дефицита времени на исполнение задания представляются в виде логической схемы алгоритма деятельности человека-оператора.
Оценка профессиональных качеств работы человека-оператора осущест-вляется с помощью нормированных количественных характеристик алгоритма (стереотипности и логической сложности) и временных показателей деятель-ности человека-оператора при работе на УТС (временной загруженности и темповой напряженности).
Важнейшим достоинством алгоритмического подхода является объек-тивность и адекватность взаимосвязанной оценки профессиональных и хроно-реакциометрических качеств человека-оператора в конкретных условиях про-фессиональной деятельности.
Эффективная реализация в одной системе всех современных требований к тестирующей психофизиологической (психодиагностической) технике хро-нореакциометрического направления достигается только применением микро-процессорной техники [96, 97]. Микропроцессорное управление позволяет со-вместить в одной системе практически неограниченное количество методик тестирования, актуальных для современной хронореакциометрии. При этом обеспечивается эффективное решение задачи по вводу психофизиологической информации и ее обработке в реальном масштабе времени и в автоматизиро-ванном режиме, а также возможность оперативной и сравнительно несложной коррекции программного обеспечения.
Таким образом, появление на техническом горизонте психофизиологиче-ских микропроцессорных устройств на базе ЭВМ коренным образом меняет ситуацию. В разработке (построении) психофизиологических приборов, в ча-стности хронореакциометрического профиля, сравнительно просто решаются многие творческие и прикладные задачи не только по созданию, но и внедре-нию хронореакциометрической техники.
Важнейшее достоинство такого подхода к проблеме построения психо-физиологических систем состоит в том, что за счет интеграции управляющих и обрабатывающих функций в ЭВМ достигается резкое снижение стоимости в сочетании с необходимым уровнем портативности, а, следовательно, и ее вос-требованности.
Накопленный опыт в этой области [65, 120] показал, что исследователь-ские и особенно тестирующие психофизиологические комплексы (системы) целесообразно создавать не на основе встроенных микро ЭВМ, а создавать специальные приставки, рассчитанные на специфическую (в нашем случае хронореакциометрическую) стыковку с различными серийными промышлен-ными ЭВМ, для которых разрабатывается соответствующее программное обеспечение.
В научно-исследовательских работах, проводимых нами на базе межка-федральной психофизиологической лаборатории ГОУ ВПО "Шуйский госу-дарственный педагогический университет", создан демонстрационный образец автоматизированной тестирующей психофизиологической системы (ТПФС), рассчитанной на хронореакциометрию человека-оператора при работе на учеб-но-тренировочных средствах (УТС) в реальном масштабе времени.
Автоматизированная ТПФС имеет структуру (рисунок 3.1), общую для построения психофизиологической системы на базе ЭВМ, но отличается прин-ципиально новым методом тестирования (оценка функциональной надежности оператора как интегрального показателя психофизиологического состояния), изложенной в Главе 2, и функционально иным содержанием периферийной части системы [80].
Автоматизированная ТПФС состоит из трех основных блоков: собствен-но ЭВМ, играющей роль управляющего вычислительно-информационного комплекса, учебно-тренировочного средства (УТС), играющего роль психофи-зиологической (хронореакциометрической) приставки и устройства сопряже-ния (УС) между ЭВМ и УТС. Дополнительно автоматизированная ТПФС снабжена соответствующим программным обеспечением.
В большинстве ЭВМ имеются потенциальные возможности реализации реакциометрических тестов с необходимой точностью измерений. Для этого предлагается при общей модульной архитектуре построения программ, разра-ботанных на алгоритмических языках высокого уровня, модуль таймера, вы-числяющего интервал времени между моментом вывода на дисплей реакцио-метрического раздражителя и моментом ответной реакции испытуемого конст-руировать на языке Assembler.
Такой способ построения программного модуля позволяет достичь точ-ности порядка 0,01 с и выше за счет конструирования фрагментов программ, имеющих контролируемую длительность выполнения. Состояние таймера в та-ком модуле передается в основную программу для использования его при по-следующей общей статистической обработке информации [100].
Устройство сопряжения состоит из двух блоков, выполненных в виде плат, которые устанавливаются в свободные слоты ЭВМ: аналого-цифровой преобразователь и цифро-аналоговый преобразователь.
УТС является рабочим местом человека-оператора, алгоритм деятельно-сти которого рассмотрен в Главе 2. С позиции психофизиологической техники хронореакциометрического направления УТС рассматривается нами как па-нель исследования сенсомоторных реакций и психомоторики, формирователя стимулов и приема ответных реакций человека-оператора. Конструктивно эле-ментами УТС являются различные органы управления (кнопки, ручки управ-ления, тумблеры и т.п.), выполняющие роль датчиков двигательных реакций оператора. При таком подходе к функциональной роли УТС в составе автома-тизированной ТПФС решаются две основные методические задачи. Во-первых, обеспечивается не имитация в лабораторных условиях, а реальное обследова-ние человека-оператора в процессе его текущей деятельности в производствен-ных условиях; во-вторых, устраняется "негативное" действие специальных тес-тирующих сигналов на процесс тестирования, которое свойственно обследова-нию человека-оператора в лабораторных условиях, имитирующих его деятель-ность.
В автоматизированной ТПФС, наряду с собственной методикой тестиро-вания, обеспечивается и разносторонняя классическая хронореакциометрия и количественный анализ тремора, координации движения, точности воспроиз-ведения заданной амплитуды движения человека-оператора, работоспособно-сти его двигательного анализатора (теппинг-тест) и т.д.
