Введение к работе
Актуальность работы. В современном производстве человек, управляя сложными техническими объектами, оказывается органически включенным в эргатические системы. Функция управления оператора является одним из наиболее важных элементов технической системы. Круг задач, характерных для зргатігческих систем, включает разработку средств автоматизации обработки входной информации, создание методов и технических средств представления такой информации человеку-оператору, разработку вспомогательных систем-советчиков для облегчения процесса принятия решения, а также контроль за текущим состоянием человека-оператора и анализ различных режимов работы человека как звена управляющей системы. Управление реализуется через эффекторы человеческого организма, то есть зависит от особенностей состояния человека и его функциональных резервов, которые непосредственно влияют на динамику управляемого технологического процесса. По данным литературы, до 80% случаев нарушения работы сложных систем управления происходят по вине человека.
Среди эргатических систем особо выделяются системы, связанные с технологиями, непосредственно обеспечивающими обороноспособность страны. К ним относятся технологии, используемые для обеспечения боеспособности атомных подводных лодок, составляющих основу военно-морского флота. Сбои в работе систем управления по вине человека могут привести не только к невыполнению поставленных задач, но и к катастрофическим экологическим последствиям.
Уровень «риска» нарушения функционирования систем управления по вине человека во многом зависит от уровня профессионального здоровья оператора. Отмечаемая многими исследователями тенденция к снижению уровня профессионального здоровья офицеров-подводников в силу целого ряда обстоятельств не контролируется медицинскими службами военно-морского флота. Одной из ведущих причин является отсутствие аппаратно-программных комплексов с системами поддержки принятия решений, позволяющих оперативно контролировать
уровень профессионального здоровья подводников в зависимости от условий их жизни и деятельности.
В настоящее время известно достаточно большое количество диагностических систем поддержки принятия решений (СППР), решающих различные медицинские задачи. Однако большинство из них разработано для нужд клинической медицины, а системам, предназначенным для распознавания состояний организма в профессиональной психофизиологической диагностике, пограничных между нормой и патологией, характеризующихся нарушением равновесия между организмом и внешней средой, уделено, на наш взгляд, недостаточное внимание.
Целью работы является разработка информационного и алгоритмического обеспечения системы поддержки принятия решений при оценке профессионального здоровья офицеров-подводников.
Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Разработка информационной методологии синтеза систем
поддержки принятия решений в профессиональной психофизио
логической диагностике.
2. Обоснование методов реализации предложенной инфор
мационной методологии.
-
Разработка интегральных критериев и решающих правил оценки компонент профессионального здоровья офицеров-подводников.
-
Синтез решающих правил и алгоритмов комплексной оценки профессионального здоровья для последующего принятия лечебно-профилактических решений.
-
Разработка алгоритмического обеспечения функционирования системы поддержки принятия решений при оценке профессионального здоровья экипажей подводных лодок.
-
Создание макетного образца системы поддержки принятия решений с использованием программной оболочки «Эксперт_В» и верификация предложенных моделей и алгоритмов оценки профессионального здоровья.
Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе использовались методы системного анализа, метод анализа
иерархий, теория принятия решений, методы математической статистики, теория распознавания образов, элементы теории искусственного интеллекта, а также медико-биологические методики оценки эффективности профессиональной адаптации человека, уровня заболеваемости, функционального состояния и адаптационных возможностей организма на психическом, психофизиологическом и вегетативном (физиологическом) уровнях.
Научная новизна исследования. Научно обоснована информационная методология синтеза систем поддержки принятия решений в профессиональной психофизиологической диагностике, включающая в себя в качестве основных этапов обоснование иерархической структуры СППР на основе системного анализа медико-биологической проблемы и ее декомпозиции в целях установления вида иерархии; составление информативного словаря признаков, отражающих различия объектов по изучаемому конструкту; составление алфавита альтернатив выбора диагностируемых конечных состояний с учетом набора возможных управляющих решений лечебно-профилактігческого и организационного характера; выделение классов типологических состояний по отдельным компонентам исследуемого конструкта; построение решающих правил принадлежности обследуемого к классам на разных уровнях иерархической СППР и формирования множества управляющих решений; оценку эффективности системы и ее оптимизацию. Обоснованы методы реализации предложенной информационной методологии с учетом характера медико-биологической информации.
На основе указанной методологии синтезированы новые критерии, решающие правила и алгоритмы системы поддержки принятия решений при оценке профессионального здоровья офицеров-подводников, включающие в себя оценку эффективности профессиональной адаптации, заболеваемости и функционального состояния организма на психическом, психофизиологическом и вегетативном уровнях.
Практическая значимость и реализация результатов исследования.
Оценка профессионального здоровья офицеров-подводников позволяет более эффективно выявлять нежелательные сдвиги пси-
хофизиологического состояния по данным текущего контроля для своевременной их коррекции; контролировать неблагоприятное влияние факторов профессиональной и внешней сред, отрицательно влияющих на здоровье подводников; прогнозировать надежность деятельности и снижать ее психофизиологическую «цену»; разрабатывать нормы труда и отдыха специалистов подводных лодок, проектировать и внедрять наиболее рациональные приемы и методы организации труда; разрабатывать эргономические мероприятия по улучшению организации рабочих мест.
Предложенная информационная методология синтеза систем поддержки принятия решений в профессиональной психофизиологии внедрена в Учебном центре военно-морского флота. Созданный макетный образец СППР внедрен в отделе реабилитации Всероссийского центра медицины катастроф «Защита» (ВЦМК «Защита») МЗ РФ и используется при оценке профессионального здоровья контингентов, работающих в неблагоприятных условиях.
Основные положения, выносимые на зашиту.
1. Обоснованная информационная методология синтеза сис
тем поддержки принятия решений является адекватным средством
разработки указанных систем в профессиональной психофизио
логической диагностике.
2. Методами информационного синтеза системы поддержки
принятия решений при оценке профессионального здоровья офи
церов-подводников являются: при разработке иерархической
структуры - методы системного анализа; при составлении ин
формативного словаря признаков - экспертные методы и метод
анализа иерархий; при составлении классов типологических со
стояний - методы факторного анализа и автоматической класси
фикации; при построении решающих правил выбора на различ
ных иерархических уровнях СППР - методы дискриминантного
анализа, построения продукционных правил и метод анализа ие
рархий.
3. Разработанные критерии и алгоритмы позволяют оценить
структурные компоненты профессионального здоровья офицеров-
подводников: эффективность профессиональной адаптации (на
дежность деятельности, выраженность профессионально важных
качеств и уровень социальной адаптации), заболеваемость и
функциональное состояние на психическом, психофизиологическом и вегетативном уровнях.
Апробация работы. Основные положения и научные результаты диссертационной работы обсуждались на заседаниях кафедры Биомедицинской электроники МИРЭА (ТУ) (1996-1998гг.), секции 5 Ученого совета ВЦМК «Защита» (1998 г.), докладывались на международной научно-практической конфереіщии «Управление большими системами» (секция 10 «Большие системы в медицине и экологии», Москва, 1997 г.), Всероссийской конференции «Проблемы защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций» (подсекция 2 «Автоматизированные системы в медицине катастроф», Красноярск, 1997 г.), юбилейной научно-технической конференции, посвященной 50-летию МИРЭА (секция «Биотехнические и медицинские аппараты и системы», Москва, 1997 г).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, подготовлен научно-технический отчет.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных литературных источников, включающего в себя 157 наименований, и приложений. Общий объем работы - 211 страниц, основная часть изложена на 172 страницах, содержит 28 рисунков и 18 таблиц.
