Рассмотренные выше варианты моделирования операторской деятельности могут быть применены лишь в реально существующих СЧМ или при наличии их макетов, имитаторов, испытательных стендов.
Математическое моделирование применятся для формализованного описания и построения математических моделей деятельности оператора (функционирования СЧМ).
К математическим методам моделирования в психофизиологии предъявляются следующие требования: размерность (описание процессов управления со многими взаимосвязанными переменными), динамичность (учет фактора времени), неопределенность (учет случайных, вероятностных составляющих в деятельности оператора), факторность (учет специфических особенностей поведения человека, например напряженности, эмоций и т. д.), описательность (возможность описания внутренних, психофизиологических механизмов деятельности человека). Кроме того, применяемые методы должны допускать возможность описания деятельности человека и работы машины с помощью единых показателей и характеристик.
Основной недостатком широкого использования методов математического моделирования является то, что они удачно описывают лишь определенные стороны деятельности оператора. Поэтому при решении психофизиологических задач очень часто приходится применять комбинацию тех или иных методов. Особенно широкое применение в последнее время приобретает сочетание естественного эксперимента с математическими моделями деятельности оператора. В этом случае, с одной стороны, математические модели применяются для получения априорных данных об исследуемой деятельности. С другой стороны, эти модели строятся как результат эксперимента, и дальнейшее изучение деятельности проводится с помощью моделей без продолжения эксперимента.
Рассмотренные выше методы моделирования операторской деятельности в ряде случаев не могут быть использованы для изучения и анализа деятельности оператора. Это обуславливается следующими положениями:
Применение математических методов в процессе проектирования СЧМ, как правило, позволяет лишь приближенно оценивать деятельность оператора, поскольку эти методы не позволяют учесть целый ряд особенностей деятельности оператора. Попытки учета этих особенностей приводят к существенному усложнению модели. При этом может получиться, что аналитическое решение задачи оказывается либо принципиально невозможным, либо связанным с большими теоретическими и вычислительными трудностями.
Применение экспериментальных методов в процессе испытаний и эксплуатации СЧМ также не всегда оказывается возможным. Это может быть связано с опасностью для здоровья или жизни людей, невозможностью экспериментального воспроизведения некоторых ситуаций, с большой сложностью или стоимостью эксперимента.
В этих случаях весьма полезные результаты дает применение статистического моделирования. Оно базируется на методе статистических испытаний. Метод основан на розыгрыше (имитации) воздействия случайных факторов на деятельность оператора и функционирование СЧМ непосредственно в ходе моделирования. Этим объясняется другое название метода - имитационное моделирование.
Смысл метода заключается в многократной реализации с помощью компьютера моделируемого процесса. Каждая реализация носит случайный характер. Достоверность окончательного решения достигается статистической обработкой промежуточных результатов по множеству реализаций. Из этого следует, что имитационные методы занимают промежуточное положение между экспериментальными и математическими методами. По способу получения данных о деятельности оператора метод является математическим, а по характеру их получения и использования он копирует экспериментальный метод. Поэтому имитационные методы называют также машинным или математическим экспериментом.
Применение имитационных методов моделирования позволяет избежать многих недостатков экспериментальных и математических методов. С одной стороны, имитационные методы позволяют получить сравнительно высокую достоверность результатов моделирования уже на ранних этапах проектирования СЧМ. С другой стороны, математический эксперимент работает и в тех случаях, когда эксперименты с реальными объектами сильно затруднены, а порой и вовсе невозможны. Кроме того, в ряде случаев его стоимость может оказаться гораздо ниже, чем стоимость эксперимента.
В настоящее время метод имитационного моделирования широко используется в различных областях, при этом его применение имеет ряд особенностей:
в основании имитационного моделирования СЧМ лежит представление о производственной деятельности оператора как совокупности отдельных действий. Последовательность этих действий должна быть известна (однозначно или в вероятностном плане). При этом предполагается, что в пределах заданных ограничений операторы будут действовать согласно предписаниям. Эти предписания могут быть детерминированными или вероятностными;
описание каждого действия предельно упрощено:
задается вероятность время его выполнения, учитываются обобщенные показатели эффективности (качество выполнения, стоимость и др.). Психические процессы, регулирующие выполнение отдельного действия, при этом, как правило, не рассматриваются. Такое упрощение имеет определенное преимущество, поскольку позволяет отчетливее проследить внешние связи и взаимную согласованность отдельных действий, выявить влияние фактора времени, способствуя обнаружению основных источников изменения эффективности СЧМ; многие характеристики деятельности оператора носят вероятностный характер. Поэтому введение в модель элемента случайности резко повышает ее эффективность, так как позволяет получить не только детерминированные оценки результатов деятельности оператора, но и их законы распределения; отличительной чертой имитационных моделей по сравнению с другими моделями СЧМ является упор на использование и учет внешних проявлений психологических факторов.
Наряду с данными о работе технических устройств модель учитывает такие переменные, как появляющееся временами состояние напряженности, квалификация и моральные качества отдельных операторов, спаянность коллектива и его направленность.
Представляется возможным также учет таких психологических характеристик, как особенности памяти оператора, его реакция, эмоциональная устойчивость, способность к взаимодействию с другими операторами и т. п..
Однако, поскольку число факторов, влияющих на эффективность деятельности оператора, очень велико и все их учесть одновременно невозможно, очень важно выбрать из них лишь самые существенные и отбросить малозначительные. Выбранные факторы должны быть представлены в такой форме, которая позволяет осуществить имитацию их на компьютере и произвести соответствующую обработку полученных данных; меняя порядок выполнения отдельных действий, число операторов, их психофизиологические характеристики, условия работы и т. п., модель позволяет получить такие суммарные показатели качества работы, как относительное число решенных задач, время их решения, среднее время простоя операторов или время их перегрузки, вероятность выполнения системой предписанных функций и др. Сопоставляя полученные результаты, можно выбрать оптимальный вариант построения СЧМ.
Построение имитационных моделей базируется на применении научных данных из общей и групповой психологии, технических наук, математики, планирования эксперимента, практики применения компьютера. Структура модели определяется составом входящих в нее блоков и связями между ними. Такими блоками обычно являются: блок имитации средств и условий деятельности, блок имитации собственно деятельности и общения, блок генерации проблем (задач), блок определения и задания начальных условий, блок регистрации и обработки результатов моделирования, блок управления моделью. Конкретная структура модели определяется видом моделируемой задачи.
Таким образом, в данном обзоре рассмотрен понятийный аппарат, характеризующий деятельность человека-оператора, проведен анализ особенностей операторского труда, характеристик, особенностей принятия решения человеком-оператором и видов его деятельности, а также методов моделирования операторской деятельности, для решения прикладных задач определен наиболее эффективный метод моделирования - имитационное, основной показатель деятельности – надежность, характеризующаяся средним временем безошибочной работы (эффективность), а процесс принятия решений ограничивается действиями по анализу и оценке ситуации с помощью некоторой системы оценочных критериев и эталонов.
Однако существующие высокие требования к элементам имитационного моделирования (необходимая последовательность элементов производственной деятельности оператора, наличие строгих предписаний, использование и учет внешних проявлений психологических факторов у операторов и др.) не позволяют выбрать данный метод моделирования для решения большинства прикладных исследовательских задач.
Применение математических методов для моделирования деятельности человека-оператора позволяет лишь приближенно оценивать его деятельность, поскольку этот метод не позволяют учесть целый ряд особенностей деятельности оператора. Попытки учета этих особенностей приводят к существенному усложнению модели. При этом может получиться, что аналитическое решение задачи оказывается либо принципиально невозможным, либо связанным с большими теоретическими и вычислительными трудностями.
Применение естественных лабораторных экспериментов не всегда оказывается возможным. Это может быть связано с опасностью для здоровья или жизни людей, невозможностью экспериментального воспроизведения некоторых ситуаций, с большой сложностью или стоимостью эксперимента.
Наиболее приемлемым для реализации в исследовательских целях является аналитический лабораторный эксперимент, в котором в лабораторных условиях воспроизводят только какой-то один элемент трудовой деятельности, все остальные элементы при этом сознательно исключаются. Разновидностью аналитического лабораторного эксперимента являются тестовые испытания. Тестом называется задача или задание, с помощью которого проверяется уровень развития у оператора того или иного психофизиологического качества. Этот вид эксперимента обычно применяется для изучения влияния различных условий на отдельные элементы деятельности. Данный вид моделирования, по нашему мнению, является адекватным для исследования особенностей воздействия на оператора факторов различной природы и разработки медико-психологических рекомендаций по оптимизации его деятельности.
Предлагается следующая модель аналитического лабораторного тестового эксперимента:
-Прием, восприятие поступающей информации, где выполняются следующие основные действия: обнаружение сигнала; выделение наиболее важных сигналов; расшифровка и декодирование информации.
Оценка и переработка информации (в основе - сопоставление заданных и текущих режимов работы СЧМ), предполагают выполнение следующих действий: запоминание информации; извлечение из памяти нормативных информационных образцов; декодирование информации.
Принятие решения. При этом важную роль играет выделение оператором критерия правильного решения (критерия выбора одной из альтернатив), соответствующего представлениям оператора о цели и результате своей работы.
-Реализация принятого решения, которая во многом зависит от готовности оператора быстро, на уровне автоматизма выполнять сложные действия.
-Проведенный анализ средств моделирования позволил в качестве модели аналитического лабораторного эксперимента использовать некоторые методики из набора тестов аппаратно-программного психодиагностического комплекса "Мультипсихометр" (АППДК "Мультипсихометр").
-Под конкретный вид деятельности человека-оператора можно подобрать из имеющихся (сертифицированных и нормированных для различных групп) тестов конкретную методику. Так для исследования модели оператор-аналитик можно использовать тест "Сверка".
В качестве числовых показателей в данном тесте используются:
-среднее латентное время правильного ответа – как среднее арифметическое значение интервалов времени от начала предъявления стимула до начала нажатия на соответствующую условиям задания клавишу (характеристика человека-оператора "быстродействие");
-вероятность безошибочных действий - отношение суммы правильных ответов и правильных пропусков незначимых сигналов к общему количеству сигналов (характеристика человека-оператора "надежность" и "точность");
-вероятность ошибочной дифференцировки как отношение суммарного числа инверсий к общему количеству значимых сигналов (характеристика человека-оператора "надежность").
Данный тест из стандартного, используемого в наборе тестов АППДК "Мультипсихометр" был доработан под модель оператора-аналитика по специально разработанным техническим требованиям. С учетом модели деятельности оператора-аналитика и допустимых информационных нагрузок на человека-оператора данный тест имеет специальный образец стимульного поля: предлагаются строки из 10 смешанных букв латинского алфавита и кириллицы с цифрами; место представления тестируемого сигнала выдается в случайном порядке; задействовано все поле экрана монитора компьютера и реализовано как одноцветное; результат от принятого решения оператором выдаются сразу после нажатия управляющей клавиши в виде подсветки анализируемой строки (при правильном ответе – зеленая подсветка, при неправильном ответе - красная), что обеспечило реализацию режима биологической обратной связи, которая является элементом эффективной деятельности оператора-аналитика.
Использование различных тестовых заданий из набора методик АППДК "Мультипсихометр" позволяет эффективно моделировать большинство видов операторской деятельности в различных условиях среды обитания человека-оператора, при воздействии на него различных факторов внешней среды, получать количественные и качественные характеристики его работоспособности. Важным направлениям использования тестовых заданий из набора методик АППДК "Мультипсихометр" является оценка эффективности коррекционных мероприятий при поддержании на основе медико-психологических технологий и сопровождении операторской деятельности различных специалистов. Получение количественных и качественных характеристик моделирующейся деятельности позволят быстро и эффективно сформировать направления коррекционно-восстановительной работы со специалистами операторского профиля.
Литература
1. Бодров В.А., Розенблат В.В. Физиологические проблемы утомления // VIIСъезд Всесоюзного физиологического общества им. И.П.Павлова: Тез. докл. – Л., 1987. Т.1.
2. Березовский В.А. Утомление и неутомляемость // Физиологические проблемы утомления и восстановления: Тез. докл. Всесоюзн. конф. – Киев – Черкассы, 1985. Ч.1.
3. Власкина Л.А., Владимирский Б.М. Диагностика состояния нервного утомления // Физиологические проблемы утомления и восстановления: Тез. докл. Всесоюзн. конф. – Киев – Черкассы, 1985. Ч.1.
4. ГОСТ 26387-84 Система "человек-машина". Термины и определения. (Переиздан 01.07.2006)
5. Добромыслова О.П. Мышечное утомление с позиции теории функциональных систем // Физиологические проблемы утомления и восстановления: Тез. докл. Всесоюзн. конф. – Киев – Черкассы, 1985. Ч.1.
6. Стрелков Ю.К. Инженерная и профессиональная психология. М.: Академия, 2001. 360 с.
7. Хрестоматия по инженерной психологии / Под ред. Б.А. Душкова. М.: Высшая школа, 1991. 287 с.
9-09-2015, 16:23