Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Проблемы инженерно-психологического обеспечения разработок перспективного авиационного оборудования
1.1. Объективные,теоретические и технологические предпосылки реализации инженерно-психологического подхода к проектированию систем" пилот-самолет"
1.2. Понятие интерфейсов в технических и человеко- машинных системах
1.3. Интерфейс как объект комплексных исследований в структуре проектирования систем"пилот самолет"(So)
ГЛАВА 2. Теоретические,практические и исследовательские аспекты проблемы совместимости"пилот-самолет"
2.1. Теоретический анализ понятия совместимости з контуре управления летательных аппаратов
2.2. Проблемы высокоавтоматизированных кабин ЛА с точки зрения авиационных специалистов
2.3.Обзор современные направлений и методов исследования человеко-машинного взаимодействия
ГЛАВА 3. Основные положения инженерно-психологического подхода к построению интеллектуальных интерфейсов для систем"пилот=самолет" с повышенными требованиями совместимости
3.1. Социокультурные особенности развития средств информационного обеспечения в полете
3.2. Психологические принципе адаптивности информационно-го обеспечения пилотов перспективних
3.3.Прикладные вопросы изучения умственной деятельности пилотов при создании интеллектуальных интерфейсов
Заключение
Библиография
- Объективные,теоретические и технологические предпосылки реализации инженерно-психологического подхода к проектированию систем" пилот-самолет"
- Понятие интерфейсов в технических и человеко- машинных системах
- Теоретический анализ понятия совместимости з контуре управления летательных аппаратов
- Социокультурные особенности развития средств информационного обеспечения в полете
Введение к работе
Актуальность темы. Постоянно усложняясь, авиационная техника должна открыть перед пилотами новые возможности. Они связаны с расширением спектра задач, невыполнимых на предшествующих моделях самолетов. В свою очередь, появление интеллектуальных систем связано с ожиданием повышенных рабочих нагрузок на пилотов - результата более сложных полетных заданий. Однако современная проектировочная методология в целом не готова к решению подобных задач оптимизации летной деятельности: судя по опыту применения информационных технологий в пилотской кабине, поставленная цель не была достигнута вследствие обострения проблем взаимодействия человека и техники. "Человеческий фактор" стал основной причиной особых ситуаций в полете.
От инженерной психологии требуется найти подходы к обеспечению безопасности полетов на перспективных летательных аппаратах. При этом важной сферой применения ее методов становится разработка интеллектуальных интерфейсов "пилот-самолет" - особых средств деятельности, призванных контролировать уровни рабочих нагрузок и реально усиливать возможности пилотов перспективных ЛА.
Итак, растут требования к результативности автоматизации труда пилотов. Как следствие, начинается замена технических принципов проектирования на инженерно-психологические. При изменении подходов возникает ряд противоречий, которые должна снять инженерно-психологическая методология. Вместе с тем проблемы свойственны не только области психологических исследований. Подлежат пересмотру представления о летной профессии, сложившиеся у авиационных специалистов, характер взаимоотношений пилотов и конструкторов, принципы летных исследований.
На предварительной стадии проектирования ЛА психологические проблемы организации взаимодействия "пилот-интеллектуальный интерфейс" связаны с согласованием технологических и психологических исследований, включая вопросы применимости психологических данных в проектировочной работ, а также .аспект взаимодействия пилотов, психологов и инженеров. Необхо димо доказать обязательность использования инженерно-психологического подхода, предложить "гуманитарную технологию" -процедуру получения психологических данных, обеспечивающую достаточно полный учет профессионального опыта пилотов при формировании технических решений.
Отдельную проблему составляет выдвижение критериев оценки перспективных систем"пилот-самолет", стимулирующих разработку специальных инженерно-психологических методик. С другой стороны,необходим поиск языка общения членов проектировочной группы - важного фактора реализации инженерно-психологической технологии (ИП-технологии). Наиболее значительной теоретической проблемой является отражение в психологических моделях специфики положения оператора в высокоавтоматизированных системах. Необходимо выработать подходы к описанию сильных сторон человека-оператора, относящихся к продуктивным видам его деятельности.
Исходным материалом для разработки инженерно-психологического подхода к проектированию и оценке высокоавтоматизированных систем "пилот-самолет" послужили исследования, которые проводились в целях обоснования преимуществ контура ручного управления воздушно-космических самолетов (8КС), а также общий анализ проблем взаимодействия человека и техники на их борту.
В целом, в работе нашли свое отражение особенности прикладного инженерно-психологического исследования, соответствующие начальной фазе проектирования перспективного ЛА:
1) Структура работы определяется принципом г. Мюнстер-берга "от практики к исследованию" и включает анализ промышленного заказа на инженерно-психологические исследования, оценки его выполнимости на основании имеющихся методов "человеческого фактора", обоснование технического задания на исследование деятельности пилотов;
2) Форма и язык изложения материалов исследования соответствуют той посреднической роли, которую должен взять на себя психолог в проектировочной группе, а также задачами введения психологического раздела в теорию проектирования ЛА;
3) Понятийный аппарат,привлекаемый к описанию и объяс нению психологических проблем взаимодействия "пилот-самолет", значимых для построения интеллектуальных интерфейсов, характерен для "гуманитарной технологии", образованной на стыке наук - не только психологии и технических наук (авиастроения, вычислительной техники), но и искусствознания.
Научным обоснованием технического задания на изучение психологических аспектов деятельности пилотов служит инженерно-психологическая концепция интеллектуальных интерфейсов "пилот-самолет".
Общетеоретический и методический подход к созданию инженерно-психологической программы разработки интеллектуальных интерфейсов определяется системными, антропоцентрическими и социокультурными принципами анализа деятельности пилотов и используемых ими технических средств.
Объектом исследования является деятельности пилотов в высокоавтоматизированных кабинах, предметом - организация их умственной деятельности в полете.
Целью исследования было определение роли интеллектуальных интерфейсов в системе "пилот-самолет" и в структуре деятельности пилотов, а также исследовательских принципов, лежащих в основе инженерно-психологической технологии.
Ход исследования определялся общей гипотезой, согласно которой, интеллектуальный интерфейс отражает специфику взаимодействия "пилот-самолет", воспроизводя строение психической сферы пилота. Гипотеза объединяла нескольких предположений:
Первое, контур ручного управления самолета с высокоавтоматизированной средой не является модификацией автоматического контура и описывается преимущественно психологическими характеристиками.
Второе, потенциал новейших информационных технологий может быть раскрыт только в сочетании с инженерно-психологической методологией.
Третье, работа интеллектуальных интерфейсов обусловливается особенностями умственной деятельности пилотов, причем за основу должна быть взята концепция пилота как творческой личностиба не как "человеческого фактора".
Для проверки гипотезы и достижения поставленной цели
были сформулированы и решены следующие теоретические задачи:
1) Определить характер изменения значения и содержания инженерно-психологического обеспечения при повышении сложности авиационной техники и распространении новейших информационных технологий;
2) Разработать критерий оценки систем"пилот-самолет", охватывающий специфический аспект взаимодействия "пилот-са-молет2в" высокоавтоматизированной среде;
3) Установить положение интеллектуальных интерфейсов в проектировании системы "пилот-самолет" и в структуре информационного обеспечения пилотов;
4) Сформировать модель инженерно-психологических исследований в целях создания интеллектуальных интерфейсов, выполняющих функцию адаптивного информационного обеспечения;
5) Определить допустимость заимствований методического аппарата из смежных областей и дисциплин.
В число практических задач входило:
- обсудить с авиационными специалистами проблемы высокоавтоматизированных кабин современных самолетов, а также цели и возможности использования интеллектуальных систем на борту перспективных самолетов;
- изучить исследовательские возможности летно-испыта-тельной базы(средства контроля, способы обработки полетных данных, требования к безопасности испытательных полетов);
- изучить процесс принятия проектировочных решений (разновидности циклов проектирования,объективные критерии и субъективные основания решений, состав рабочих групп и обязанности входящих в них специалистов);
- выработать подход к общению психологов, летного состава и проектировщиков в целях изучения психологических аспектов трудностей операторов и их надежности;
- составить планы научно-исследовательских работ(НИР), способствующие внедрению положений инженерно-психологического подхода в практику авиастроения и сертификации авиационно-космической техники.
Научная новизна и теоретическая значимость. Предложена структура проективной методик инженерно-психологического обеспечения (ИП-технологии). Применительно к созданию интел лектуальных интерфейсов "пилот-самолет" 1. выведена 4х-звен-ная модель адаптации системы управления к операторской деятельности, дифференцирующая инженерно-психологические методы и состав рабочих групп, 2. сформированы психологические принципы адаптивности информационного обеспечения пилотов, позволяющие решать задачи координации технологических и психологических исследований, 3. определены характеристики, подлежащие введению в интеллектуальный интерфейс для оптимизации летного труда в критических ситуациях (индивидуальный стиль деятельности). Сформирована модель сознания авиационных специалистов (категории имплицитной теории систем "пилот-самолет"), выявлены противоречия,сопровождающие процесс проектирования интеллектуальных систем как средств операторской деятельности.
В работе приняли участие высококлассные летчики, инженеры и программисты. Рассмотрено несколько аспектов профессиональной деятельности летчиков-испытателей (испытательный полет, послепуолетный разбор, наземная и летная подготовка, полунатурные исследования и сертификация оборудования). Проанализированы материалы летных исследований и опытно-конструкторских работ ряда зарубежных организаций, среди них, НАСА, ФАА (Федеральное авиационное агентство), Дассо, Боинг, МакДоннелл-Дуглас, Эйрбас индастри, Европейское Космическое агентство и т.д.
В качестве основного метода исследования было использовано интервью "со скрытой структурой" (Вариант А.Сближение позиций специалистов и раскрытие роли психологов; Вариант Б. Выявление несоответствия целей, моделей и методов разработок системы "пилот-самолет"). Применен системный анализ трудностей операторов,проведено сравнительное исследование общего содержания и психологических аспектов проектирования различных технических объектов(контура автоматического управления, контура ручного управления - традиционных, современных, перспективных видов оборудования).
Проведено около 10 серий полунатурного моделирования на тренажере Ту-154 (аналог ВКС) с разбором графиков полетов, записью комментариев и перемещения взора операторов; проанализировано свыше 20 полетов с телеметрическими данными; по
лучены образцы регистрации дополнительных психофизиологических параметров в полете, не включаемых в объективный контроль за летными испытаниями; накоплены данные об исполнительных действия пилотов.
Практическая значимость работы определяется необходимостью создания психологического раздела теории и методики проектирования перспективных летательных аппаратов с повышенными требованиями совместимости человека и техники. Психологический раздел должен обеспечить более полное использование ОПЫТР. летчиков-профессионалов в проектировочном процессе. Основными точками приложения полученных результатов являются:-!, разработка контура ручного управления ВКС, 2. совершенствование норм летной годности, 3. модернизация технической базы летных исследований. В настоящее время формируется банк данных о деятельности пилотов, разрабатывается методика инженерно-психологической оценки систем "пилот-самолет", складывается структура технологической линии инженерно-психологических исследований (база ИП-технологии), выработаны рекомендации по методике подготовки летчиков-испытателей. Материалы изложены в отчетах Летно-исследовательского института, Российского Космического Агентства, Комитета по науке и технике. Апробация результатов исследования. Отдельные результаты и выводы обсуждались на научно-технических советах отделений ЛИИ, были доложены на заседаниях кафедры психологии труда и инженерной психологии МГУ, на совещаниях в Центре подготовки летного состава гражданской авиации (г.Ульяновск), Московском институте инженеров гражданской авиации, на семинаре "Аварии, анализ ошибок операторов в сложных системах и производствах" (Киев), на Ведровских чтениях (семинар им.В. С. Ведрова, ЛИИ). Тезисы работы были приняты на V Европейском Психологическом Конгрессе (Дублин, Ирландия). Достоверность результатов и обоснованность выводов обеспечивается применением соответствующих методов, сопоставлением данных от нескольких источников практическими данными об эксплуатации самолетов.
Положения, выносимые на защиту:
1. Интеллектуальный интерфейс "пилот-самолет" является
компонентом высокоавтоматизированной системы управления с полной психологической детерминацией. Требованиям его разработки отвечает инженерно-психологическая технология, служащая объединению знаний психологов и опыта пилотов.
2. Совместимость "пилот-самолет" определяет безопасность полетов на перспективных летательных аппаратах. Высокая совместимость основывается на адаптивности высокоавтоматизированных систем управления, на приспособлении их работы к структуре и индивидуальным особенностям деятельности пилотов. Интеллектуальный интерфейс реализует психологические принципы адаптивности.
3. Зависимость результатов автоматизации от совместимости человека и техники проявляется в критических ситуациях. Теоретической основой обеспечения совместимости являются модели системных качеств операторов, их преимуществ перед автоматикой. Индивидуальный стиль умственной деяте-льности пилотов, составляющий часть их летного мастерства, принадлежит числу системных качеств.
Публикации. Результаты исследований отражены в трех статьях и 15 отчетах по НИР.
Структура работы. Работа состоит из трех глав, введения и заключения, приложений и библиографии.
Объективные,теоретические и технологические предпосылки реализации инженерно-психологического подхода к проектированию систем" пилот-самолет"
Как показывает анализ истории проблем "человеческого фактора", развитие авиационной техники приводит к постепенной гуманизации летного труда. И с данной точки зрения интеллектуальные системы открывают новую фазу автоматизации пилотской кабины не только в технологическом смысле. С их появлением усиливаются позиции инженерно-психологического обеспечения проектирования системы "пилот-самолет".
Целью настоящей главы является определение факторов, под влиянием которых меняется содержание инженерно-психологического обеспечения. В соответствии с намеченной целью ставится ряд задач, основными из которых являются: анализ общих тенденций развития средств деятельности пилотов, включая причины отказа от узко-технических подходов к проектированию, выделение теоретической связи и технологических условий реализации инженерно-психологического подхода, изучение современного состояния понятия "интерфейс", характеристика интерфейсов "пилот-самолет" и формирование системотехнической парадигмы комплексных исследований в целях их совершенствования.
Практическим аспектом анализа общих проблем инженерно-психологического обеспечения служит определение промышленного заказа на психологические исследования деятельности пилотов в середине 1990 годов.
Несмотря на то, что в авиации "личный фактор" постоянно находился в центре внимания специалистов, он не оказывал особого влияния на процесс проектирования. Так же, как и в других системах "человек-машина" (СЧМ), проектировалась собственно техническая часть (Щедровицкий с соавт., 1994). При разработках СЧМ ведущие позиции занимал узко-технический подход, который отводил операторам преимущественно контролирующие функции - до тех пор, пока их полностью не заменят автоматизированные системы.
Однако, как показала практика, курс на полную автоматизацию себя не оправдал. 8 начале 1990-х годов в авиационно-космической промышленности стали происходить изменения, определившие возможность введения в проектирование систем "пилот-самолет" инженерно-психологического подхода.
На примере отчетов Консультативного Комитета НАТО (AGARfl) на протяжении ряда лет ставились и оставались неразрешенными проблемы человеко-машинного интерфейса (1976, 1986 и последующие годы). И только 10-летний опыт работы со "Стеклянными кабинами", в которых внедрялись различные передовые технологии, показал критичность человеко-машинного взаимодействия с точки зрения безопасности полетов, что -заставило инженеров искать новые подходы к проектированию высокоавтоматизированных кабин самолетов.
Нами выделены следующие объективные предпосылки реализации инженерно-психологического подхода:
1. Общее изменение отношения к "человеческому фактору" - рост объемов исследований данного вопроса, введение критериев "человеческого Фактора" в регламентирующие документы, формулирующие требования к авиационной и космической технике и, главное, официальный отказ большинства предприятий от технических концепций проектирования и ориентация "на оператора" ;
2. Распространение высокоинтегрированных систем авиони-ки (авиационной электроники) - средств частичной автоматизации операторского труда, которые без должного инженерно-психологического обеспечения становятся источником проблем взаимодействия человека и техники;
3. Приближение штатных нагрузок на операторов в предельно допустимые значения, повышающее требования к результативности автоматизации.
Принципы параллельного проектирования (см. Коген, 1990, Моргунов, 1994), реализуемые в структурах и техническом ос нащении разработок СММ, также служат условиям внедрения инженерно-психологического подхода, так как подготавливают базу для опережающих исследований деятельности: 1. В цикле проектирования СММ усиливается его начальная фаза; 2. Сконструирован мощный арсенал средств раннего проектирования (компьютерного и полунатурного моделирования); 3. Организована постоянная работа с будущими пользователями технической системы.
За переменой взглядов на "человеческий фактор" в авиации стоит, как было отмечено, конкретный факт - современные высокоавтоматизированные системы, помещенные в кабину самолета, приводили к росту рабочих нагрузок на пилотов на особенно напряженных участках полета, снижая вероятность преодоления критических ситуаций.
Согласно статистике, можно заявлять о существовании определенной связи между процессом внедрения передовых технологий в пилотскую кабину и ростом числа особых ситуаций (ОС) в полете, причиной которых называется "человеческий фактор". В начале 19 50-х годов они составляли 41X, в 1980-х годах возросли до 55Х, в 1990-х годах в среднем отмечается 80Ж ОС, причем зафиксировано и 100 - на самолете F-111, где совершенствование летных качеств самолета не было дополнено развитием оборудования пилотской кабины.
Отражая настроения, преобладающие в техническом сообществе в начале 1990-х годов, НАСА сформулировало подход к проектированию, "ориентированной на человека-оператора" (1992). Он должен был противостоять "агрессивным" тенденциям в автоматизации кабин летательного аппарата (ЛА), а именно, стремлениям не- которых фирм опробовать разнообразные технологии в "бортовом применении".
Понятие интерфейсов в технических и человеко- машинных системах
Проектирование интерфейсов "человек-компьютер" является важной областью системных исследований (Коутс, Вле...инк, 1990). Как и для других видов человеко-машинных интерфейсов, для них си.. . .ственны задачи "согласования, стыковки технического и человеческого проекта и создания на этой основе обобщенного проекта СЧМ", которые носят "ярко выраженный системный характер" (Щедровицкий с соавт., 1994).
Интеллектуальный интерфейс "пилот-самолет" служат системообразующим компонентом системы "пилот-самолет" с высокоавтоматизированной средой. Оптимизируя взаимодействие "пи-лот-СОИ" и "пилот-САУ" (а позже, возможно, "борт-управление воздушным движением", "борт-спутниковая инфраструктура", "борт-наземные центры"), он становится своеобразным ключом к техническим достижениям, использование которых затруднено вследствие повышенных рабочих нагрузок. В комплексе "ворто-вой компьютер /электронные СОИ/САУ" место обычного программного обеспечения (ПО) займут системы, основанные на знаниях - носители способов согласования технических и психологических характеристик высокоавтоматизированной системы, технического потенциала самолетов с возможностями и операционными потребностями пилотов.
Приоритетными сферами внедрения интеллектуальных интерфейсов являются области повышенных рабочих нагрузок: 1) полеты гражданских самолетов в осложненных условиях (отказы техники, погодная обстановка и т.д.), 2) демонстрационные полеты, 3) испытательные полеты, 4) посадка воздушно-космических самолетов (ВКС), 5) боевые полетные задания.
Нами было показано, что новейшие информационные технологии в принципе снимают преграды, мешавшие процессам приспособления техники к человеку, но остаются серьезные организационные и методические проблемы. В главе 2 мы собираемся доказать, что взаимодействие "пилот-интеллектуальный интерфейс", которое определяется особенностями взаимодействия "пилот-самолет", также зависит и от взаимодействия "пилот-проектировщик", включая стереотипы сознания инженеров, применяемые методы инженерно-психологического обеспечения и состав рабочих групп. И оценку готовности методики разработки интеллектуальных интерфейсов мы должны предварить более общим вопро сом, а именно, предложена ли системотехническая парадигма прикладного исследования, соответствующая системообразующей функции рассматриваемых средств деятельности?
Необходимо обратиться к истории вопроса. Интерфейс "пилот-самолет "попал в поле зрения проектировщиков в середине 1980-х годов, когда стало ясно, что нельзя разрабатывать оборудование пилотских кабин, не принимая во внимание его положение в системе. Инициаторы подхода "Интеграция пилота в среду кабины" М. Джонстон и А. Вольф (1987) заявили о необходимости сверять все технические новшества с возможностями пилотов в тренажерных исследованиях и предложили обособить вопросы создания интерфейсов "пилот-самолет" в новую инженерную дисциплину. Они также подняли проблему совместимости пилотов и сложной техники: "Надо признать, что достигнуты рубежи, после которых любая инновация, не вписанная в объединительную схему, послужит источником дополнительной нагрузки на пилота. Иногда само техническое решение способно вызывать проблемы проектирования ЛА, сводимые к проблеме работоспособности системы, имеющей сложное строение".
Нами проанализировано свыше 50 проектов создания авионики и отчетов по НИР, из которых видно, что бортовые интеллектуальные системы разрабатываются обособленно от исследований "человеческого фактора" и трудностей современных операторов. По всей видимости, "интеллектуализация" бортовых систем перенимает подходы других вариантов развития оборудования кабин, не обращавшихся к критериям "человеческого фактора". Однако инженерам целесообразно напомнить о достигнутых результатах. Первое, курс на полную автоматизацию управления отменен именно тогда, когда это стало технически возможно; оказалось, что автоматизация имеет свои "разумные пределы" (см. 1.1. , 2.1., 2.2 и Приложения), а человек-оператор придает системе надежность. Второе, неконтролируемое усложнение оборудование вызвало перегрузку пилотов, на основании чего был сделан вывод о сопоставлении объемов задач с возможностями операторов; итак, от "аддитивного" развития техники (расширение информационного пространства, пополнения автома тизированных функций САУ и т.д.) также пришлось отказаться. Третье, введение высокоинтегрированной авионики, призванной снять проблему баланса умственных нагрузок и требования репрезентативности полетной ситуации (см. 1.1.), и, с другой стороны, функциональных возможностей пилотов, показало, что интеграция также имеет свои "разумные пределы" (опыт превышения таких пределов имеется у разработчиков ЛА "Оспри"). Ключевым аспектом данной проблемы является, на наш взгляд, психологическая обоснованность концепций интеграции и роль инженерно-психологических методов в проектировании высокоинтегрированной авионики.
Д.Л.Парке предполагал, что благодаря воображению и изобретательности проектировщиков, возможно появление большого количества форматов дисплеев, которые служат единой цели, но никем не контролируются. Он считал, "выдвинутая схема может значительно усложнить задачи пилота, но может и "облегчить" их, изъяв информацию, совершенно необходимую в данной обстановке".
С точки зрения проектирования процесс приспособления техники к человеку характеризуется немаловажным аспектом согласования технологических и инженерно-психологических исследований. Психологи признают, что антропоцентрическая методология "не доведена до операционального уровня проектирования", в свою очередь, инженеры сообщают, что не могут использовать предлагаемые им психологические данные в своей конкретной работе (см. 2.1, 2.2).
Теоретический анализ понятия совместимости з контуре управления летательных аппаратов
Началом преобразования методики проектирования ЛА является смена критериев, по которым инженеры должны оценивать результаты своей работы. Необходим критерий, позволяющий выявлять факты непригодности нового оборудования кабины ЛА с точки зрения операторской деятельности, который он оценивал не технический, а психологический аспект его надежности.
Целью данной главы служит определение возможности формирования проективной методики инженерно-психологического обеспечения, соответствующей требованиям интеллектуальных интерфейсов "пилот-самолет".
В задачи теоретического анализа материалов эксплуатации современных самолетов, опросов авиационных специалистов и обследования технической базы летных испытаний входило: - сопоставить современные критерии оптимизации техники с трудностями современных пилотов, с представлениями специалистов о летной деятельности и системах "пилот-самолет", а также с имеющимися методами анализа и учета "человеческого фактора"; - определить строение ИП-технологий, необходимый состав рабочих групп и требования е методам психологических исследований в полете; - сформулировать роль психологов при проектировании ЛА с повышенными требованиями совместимости.
Согласно оценкам специалистов ФАА и других авиационных организаций, на самолетах с так называемыми "усовершенствованными кабинами" отмечено падение безопасности полетов - как относительное, так и абсолютное. Первое из них определяется количеством особых ситуаций (ОС), причиной которых стал "человеческий фактор"; их число колеблется в пределах 85% по всем видам авиации (см. данные в 1.1). Второе связано с конкретными трудностями, испытываемыми операторами при работе в высокоавтоматизированных системах, которые свидетельствуют о понижении психологической надежности летных экипажей, не исчезая по прошествии периода переучивания и накопления практического опыта полетов до двух лет.
Ответственность за подобное состояние дел в немалой мере лежит на современной системе критериев сертификации авиационной техники. Не отражая должным образом психологического аспекта безопасность полетов, она не позволяет доказывать непригодность бортового оборудования как средства операторской деятельности, на что обращают внимание сами летчики-испытатели, участвующие в сертификационных полетах.
В качестве основания для выводов о том, было ли усовершенствовано оцениваемое оборудование, используются различные .критерии. С точки зрения оптимизации операторского труда выделяются несколько их видов - технологические, формальные и психологические критерии. Разберем каждый из них более подробно.
1 Технологические критерии модернизации технических средств.
В данную группу критериев оценки входят такие показатели системы, как надежность, быстродействие, объем оперативной памяти и т.д. Они оказывают косвенное влияние на психологический аспект деятельности пилотов и не включены в проводимый нами анализ критериальной системы проектирования.
2. Формальные критерии оптимизации деятельности.
Сюда следует отнести показатели, сформированные на основе теории рабочих нагрузок и имеющие, как и предыдущий класс критериев, точное количественное выражение. Назовем, прежде всего, такие критерии оптимизации, как "снижение числа СОИ и ОУ" (показатель интеграции пилотской кабины), "уменьшение количества задач, решаемых операторами" (степень автоматизации труда), "снижение напряженности труда пилотов" (показатель, связываемый с понятием "комфортности").
Формальными данные показатели считаются нами на том основании, что факт их улучшения не всегда означает совершенствования условий деятельности реального пилота. Приведем ряд примеров, доказывающих данное утверждение.
Несмотря на то, что более 20 лет назад отмечалось, что "простая близость информационных элементов на дисплее не обеспечивает их интеграции" (К. Дьюнинг, Д. Л. Парке, М. В. Джонстон, А. В. Вольф и другие), несмотря на вынужденное "разукрупнение" высокоинтегрированной системы управления и индикации на перспективном ЛА "Оспри" (Р. Парк, 1995), в качестве доказательства преимущества самолетов гаммы "Эербас" перед самолетами фирм "Боинг" или Бритиш Аэроспейс" могут по-прежнему приводиться цифры, отражающие количество средств управления на приборных досках.
Формально, внедрение на борт средств автоматизации оправдывается представлением об улучшении условий летной деятельности как об уменьшении количества задач, решаемых операторами. Однако данное направление модернизации наиболее полно раскрывается в автоматизации всех операторских функций, что, как выяснилось, нецелесообразно с точки зрения надежности системы "пилот-самолет" (Филлипс, Хьюз, Боммель и другие).
Как показывает практика, и автоматизация кабины, и интеграция ее оборудования имеют свои "разумные" пределы. При оценке СОИ И ОУ в эргономическом плане (с точки зрения трудоемкости операций с данными техническими средствами) показатель напряженности, взятый безотносительно к психологической структуре деятельности, служит источником поверхностных суждений. Так, например, некоторые варианты дисплея достоверно снижают напряженность пилотирования в стандартных ситуациях. Однако происходит это за счет понижения интеллектуального уровня решения задач управления в целом и, в частности, обеднения содержания внутренней модели полета, что может сказаться при осложнении полетных условий.
Социокультурные особенности развития средств информационного обеспечения в полете
Задача повышения совместимости человека и техники на борту перспективных самолетов в методическом отношении не сводится к ознакомлению инженеров с науками "о человеческом факторе" и снабжению их формулами для расчета данного фактора; проектирование перспективных систем управления потребует сознания рабочих групп по схемам "инженер-летчик" и "инженер-психолог-летчик". Первая схема начинает претворяться в дело на ряде аэрокосмических фирм (Мак-Доннелл-Дуглас, Сикорски, Юрокоптер). Значимость второй схемы приходится отстаивать ежедневно в обращении с авиационными специалистами.
Следует напомнить, что исследования взаимодействия операторов и автоматизированных систем постепенно превращаются в особый раздел опережающих исследований. Вследствие того на повестке дня стоит проблема обобщения, совершенствования и внедрения инженерно-психологической методологии, позволяющей обеспечить всю иерархию разрядов совместимости "пилот-самолет".
Вначале охарактеризуем структуру современных проект-но-конструкторских работ, выделив следующие их продукты: техническая концепция, технико-экономическое обоснование, техническое задание (тз), техническое предложение (скорректированное ТЗ), которое развертывается в виде проектов (эскизного, чернового, технологического), макеты для полунатурного моделирования и верификации (предварительной оценки) концепций и проектов, опытный образец для проведения полевых испытаний (летных исследований), доводка и сертификация системы (например, летные испытания на прочность, проверка конструкции планера, надежности функциональных систем, определение характеристик устойчивости и управляемости, оценка выполнения требования "человеческого фактора").
Традиционный (последовательный) и "параллельный" типы проектирования различаются по организации опережающих иссле
дований. При традиционном подходе параметры системы жестко задаются в начале проектирования; верификация (проверка) технической концепции становится возможной только на стадии полунатурного моделирования - при исследовании макетов и опытных образцов, когда возможно внести несущественные изменения, капающиеся некоторых параметров системы, но не ее принципов.
"Параллельное" проектирование (см. Моргунов, 1994 и другие авторы) снабжено целой системой технических средств раннего проектирования (компьютерного и полунатурного моделирования кабины ЛА, полетного задания), что дает возможность проводить так называемые "конструкторские исследования", а в будущем и инженерно-психологические исследования в целях формирования технических заданий, содержащих основные требования к системе. Отметим особо, что ранее опережающие исследования человеко-машинного взаимодействия носили преимущественно теоретический характер, они включали анализ задач и функций и дополнялись несистематическим опросами специалистов. В результате вырабатывались информационные модели системы и алгоритмы действий летных экипажей.
Итак, разбираемые подходы к организации проектирования, как было показано, различаются по последовательности принятия технического решения, по роли экспериментальных работ в опережающих исследованиях; для решения проблем человеко-машинного взаимодействия важен и такой аспект, как состав рабочей группы. Сложность обеспечения интеллектуальной совместимости "пилот-самолет" заставляет искать новые формы проектирования - "гуманитарной технологии" и соответствующие ей коллективные формупринятия технического решения.
Остановимся подробнее на составе современной проектировочной группы: "Непосредственно в проектировании участвуют два субъекта - проектировщик и испытатель, составляющие социальную группу. Проектировщик выдвигает гипотезы информационного взаимодействия человека-оператора с технической мастью системы, а испытатель проверяет достоверность этих гипотез в реальной деятельности" (Вахтанов, 1988, с. 108).
Отсюда следует, что проектировщик "навязывает испытателю спрогнозированный им план действий." Точно также раз вертываются взаимоотношения разработчиков и пользователей системы:
"Принципы распределения приборов на панели, основывающиеся на изучении их функциональной значимости, частоты использования, последовательности их осмотра, технической вза-имосвязи (по Маккормику), "исподволь навязывают оператору стратегию сбора информации, которую проектировщик считает наиболее эффективной". Однако при возникновении новой, не предвиденной им ситуации хрупкое информационное равновесие нарушается и тогда "казавшийся ...порядок в структуре панели обернется беспорядком" для специалиста, а "облегчение работы в стандартных условиях может вызвать затруднения в аварийных условиях" (венда, 1990, с. 154).
Самым общим замечанием может быть то, что в стандартных и критических ситуациях для оптимизации деятельности потребуются разные ее модели. Не менее важно определить, всегда ли "план деятельности" испытателя тождественен намеченному проектировщиком плану? Избыток нерешенных проблем взаимодействия операторов и автоматики доказывает, что не всегда. Кроме того, необходимо отметить, что летчик-испытатель обладает большими возможностями влиять на технические решения, нежели военные и линейные летчики - и в силу своего положения в цикле разработки ЛА, и в силу особой аналитической природы своей профессии.
