Синтез информационной модели

Категория:
Эргономика


Синтез информационной модели

Информационная модель в форме искусственного информационного поля (панели, пульта управления, мнемосхемы и т. п.) предназначена для решения всех задач, встречающихся оператору в процессе деятельности. Поэтому информационная модель в целом должна быть синтезирована из отдельных информационных элементов как структура, изоморфная оперативным концептуальным моделям (или оперативным образом), используемым оператором.

Следовательно, основой для синтеза информационной модели должны быть результаты психологического анализа структуры деятельности с представлением этих результатов в виде «моделей связи»: пространственных, временных и импликационных (логических).

При синтезе информационной модели используют описанные в предыдущих параграфах закономерности и требования. При этом, однако, нередко возникают противоречия и приходится искать компромиссные решения. Например, для правильного отображения некоторых параметров требуется цифровое отображение их значений. С другой стороны, для представления оператору ситуации в целом оптимальным является наглядное отображение самых общих свойств объекта управления и параметров его динамики. Поэтому задача синтеза информационной модели требует выбора доминирующих критериев и часто экспериментальной оценки нескольких возможных вариантов пультов управления.

Сформулирован ряд эргономических принципов проектирования информационных полей на рабочем месте оператора. Вкратце их суть сводится к следующим положениям.

Информационная модель должна быть достаточно абстрактной, чтобы отражать структуру протекающих в системе (объекте) процессов и представлять оператору не только совокупность признаков, характеризующих состояние управляемых объектов, но и связь этих признаков с заданными критериями качества управления.

Вместе с тем модель должна быть наглядной, т. е. обеспечивать оператору возможность целостного восприятия ситуации, освобождая его от кропотливого ц длительного анализа имеющейся информации.-Наглядность достигается специальными средствами кодирования, обеспечивающими целостное восприятие. Хорошо спроектированная информационная модель должна обеспечивать возможность прогнозирования обстановки.

Информацию следует представлять оператору в сконцентрированном виде, поэтому информационная модель должна быть лаконичной. В связи с этим при проектировании информационных моделей целесообразно исследовать возможность представления оператору информации в обобщенной форме, чтобы сократить или исключить время на выделение, поиск и суммирование информации.

Интегральные модели могут быть рекомендованы к использованию в тех случаях, когда принятие решения требует от оператора:
— одновременной оценки нескольких взаимосвязанных параметров различного качества или параметров, изменяющихся во времени;
— суммирования большого объема однородной информации;
— сопоставления противоречивых или взаимосвязанных данных различной степени важности;
— ориентировочной оценки имеющихся сведений количественного характера;
— качественной оценки сложившейся ситуации.

Примером интегральной модели может служить изображение на экране индикатора системы «Коналог», позволяющее оператору получать в комплексной форме информацию о дифференте, действительной и заданной глубине погружения, скорости хода, действительном и заданном курсе, крене подводной лодки.

В качестве интегральной модели технологического процесса можно использовать график, вычерчиваемый в реальном масштабе времени в пределах зоны допустимых отклонений. По положению рабочей точки относительно границ зоны оператор может определить момент своего вмешательства в протекание процесса и, затребовав необходимую информацию, выработать управляющее воздействие. К интегральным моделям, позволяющим производить количественную или сравнительную оценку тех или иных объектов (процессов), могут также относиться различные нормированные диаграммы, например столбцовые.

При использовании интегральных методов индикации всегда следует учитывать, что у оператора может возникнуть потребность проанализировать информацию, детализирующую интегральную модель. Это заставляет соответствующим образом компоновать детальную информацию на средствах отображения и в запоминающих устройствах информационно-логического комплекса, которая может вызываться на средства отображения по запросу оператора.

Стремление упростить процессы машинной обработки данных часто приводит к тому, что информация предъявляется оператору в форме справок ограниченного объема и определенной жесткой структуры. В то же время многообразие задач оператора, а также возможность непредвиденных ситуаций требуют, чтобы информационная модель была гибкой. Гибкость модели достигается возможностью перегруппировки информации, ее перекодирования, частичного сокращения или расширения объема предъявляемых сведений, выделения необходимых признаков, изменения очередности предъявления информации. Следует иметь в виду, что при работе с моделью в течение продолжительного времени средняя скорость обработки информации больше, если оператор может самостоятельно регулировать поток сведений и не связан техническими характеристиками устройств предъявления информации: частотой возобновления, временем цикла обработки и т. д. Причина этого заключается в следующем: при саморегулировании оператор может компенсировать потери времени, в то время как неизменность циклов автоматического предъявления, рассчитанных на среднего или даже на худшего из возможных оператора, компенсации не допускает.

Всегда желательно также дать возможность оператору самостоятельно производить подбор информации по типам признаков или объектов, осуществлять фильтрацию информации, чтобы исключить из информационных полей уже известные или ненужные сведения и подчеркнуть актуальные, изменить масштаб изображения, уровень детализации, степень точности данных и т. д. Форма представляемых оператору данных должна соответствовать решаемым задачам и не должна требовать от него дополнительного перекодирования информации, что ведет к замедлению темпа работы. Одно из основных требований, предъявляемых к информационной модели, — ее соответствие концептуальной модели оператора.

Организация потоков информации должна исключать как перегрузку, так и недогрузку оператора. Следует различать перегрузки двух видов:
1) событий, требующих реакции оператора, слишком много и происходят они очень быстро;
2) средства представления информации задают постоянный темп работы, что приводит к периодическим перегрузкам за счет разного времени обработки.

Для уменьшения перегрузки нужно:
— предоставлять информацию оператору с необходимым упреждением к началу исполнения;
— сократить поток информации до необходимого минимума, отделить информацию, поступающую эпизодически, так, чтобы ее можно было получить по запросу (следует учитывать, что объем оперативной памяти человека ограничен и не превышает 5—9 элементов);
— предусмотреть возможность фильтрации информации, что позволит оператору отбирать данные, соответствующие его возможностям и условиям работы;
— разработать рациональную схему деятельности оператора;
— позволить оператору использовать для принятия решения максимальное время (в пределах общего времени, отведенного на решение задачи). Для этого на устройствах отображения полезно иметь сигнализаторы допустимых временнйх интервалов.
— сохранять на индикаторе информацию по желанию оператора на необходимое время.

Недогрузки оператора вызывают ослабление внимания, что приводит в конечном итоге к потере ритма и ошибкам. Для уменьшения недогрузок необходимо:
— сократить до минимума время от запроса до воспроизведения информации, так как промежуток в несколько секунд может оказаться достаточным для того, чтобы оператор забыл о причине и характере запроса;
— сократить до минимума время формирования изображения от начала до окончания процесса;
— обеспечить достаточную интенсивность потока информации (при интенсивности потока порядка 1—10 сигналов в час может наблюдаться полное отсутствие внимания);
— принять меры к повышению «заметности» вновь появляющейся информации (мерцание, яркость, громкость);
— ограничить площадь размещения информации;
— использовать звуковую сигнализацию, особенно для выделения аварийных ситуаций;
— обеспечить достаточную продолжительность индикации, с тем чтобы оператор мог воспринимать ее вплоть до реализации действия;
— обеспечить оператору возможность контроля за правильностью своих действий.

Исходя из рассмотренных психофизиологических закономерностей и характеристик, можно сформулировать несколько принципов (общих требований), имеющих непосредственно практическое значение для проектирования информационных моделей.

Соответствие информационной модели доминирующему оперативному образу. Оперативный образ—эталон в памяти, с которым сопоставляется воспринятый сигнал (или совокупность сигналов), т. е. актуализируемая в каждый данный момент трудового процесса часть концептуальной модели. Например, при оценке летчиком пространственного положения самолета по авиагоризонту происходит сопоставление воспринятого положения индексов с тем эталоном—представ-лениём о признаках^ пространственного положения по отношению к земле, который актуализируется непосредственно перед актом восприятия. Вопрос о виде информационной модели на авиагоризонте (в частности, что должно быть подвижным: индекс-самолетик или условная линия горизонта) решается в зависимости от доминантности первого или второго представления — эталонного образа.

Интегрирование сигналов в укрупненные оперативные единицы информации. Этот принцип реализуется, например, когда начальные точки отсчета всех приборов фиксируются в одном положении, когда создаются «картинные» индикаторы, где ряд разрозненных признаков ситуации «сливается» в один образ, из которого человек легко может извлекать нужную информацию. Следует, однако, подчеркнуть, что настоящий принцип нельзя сводить к часто упоминаемому в литературе «принципу наглядности». Иногда наглядность, понимаемая в буквальном смысле, либо не соответствует доминирующему оперативному образу, либо содержит «шумовые» признаки, затрудняющие восприятие нужной информации. Например, показано, что излишне «картинное» изображение индекса самолета на авиагоризонте увеличивает время реакции пилота.

Учет последовательной организации внимания. Внимание на том или ином приборе (или другом источнике сигналов) концентрируется в зависимости, во-первых, от ожидаемой в ближайший момент времени вероятности изменения его показаний, во-вторых, от значимости этих изменений для решения задачи управления (в целом — от потенциала’ сигнала); Расположение элементов информационной модели должно соответствовать наиболее вероятной последовательности изменений. Для привлечения внимания к индексам, сигнализаторам и другим элементам информационной модели, которые оказываются вне зоны доминирующего «маршрута» внимания (с низким потенциалом), следует их сигналы усиливать (мерцанием, повышенной яркостью и т. п.). Ряд ошибок, допускаемых оператором, объясняется неучетом именно этого принципа. Основными видами такой сигйализации являются критические значения параметров управления, сигналы переключения на новый способ деятельности (например, на аварийный режим).

Максимальная разгрузка оперативной памяти. Следует стремиться обеспечить нахождение в границах оптимального поля зрения всей информации, необходимой для принятия решения оператором на каждом данном шаге рабочего процесса. Для этого, естественно, надо произвести тщательный алгоритмический анализ процесса деятельности. Если на стадии проектирования системы такой анализ с достаточной точностью выполнить нельзя, следует предусмотреть возможность «вызова» на пульт (экран) той информации, которую пожелает сам оператор.

Обеспечение предвидения ситуации и результатов своих действий. Надежность работы оператора в большой степени зависит от своевременности его подготовки к той или иной операции (актуализация необходимых эталонов оценки ситуации, возможных решений и т. п.). Для этого должны быть предупреждающие сигналы, в том числе о времени, остающемся до выполнения определенной, особо важной операции, о скорости изменения параметра. Кроме того, целесообразно (с помощью вычислительной машины) выдавать оператору информацию о том, к чему приведет его управляющее воздействие через некоторое, доступное прогнозированию (с вероятностью существенно большей 0,5) время.

Максимальное высвобождение внимания для принятия решения. Необходимо обеспечить возможность автоматизации всех операций человека, которые должны входить как стандартная составляющая в процессе его деятельности. Этого можно достичь следующими путями:

а) применять во всей системе единый код для идентичных сигналов. При этом под сигналами надо понимать не только «входные» по отношению к человеку, но и «выходные» сигналы. Например, все выключатели на всех рабочих местах должны быть сделаны так, чтобы в положении «выключено» тумблер находился внизу; все шкалы, знаки, сигналы на всех средствах отображения автоматического устройства должны быть идентичны аналогичным источникам информации на дублирующей системе «ручного управления», предупреждающие световые сигналы должны быть одного цвета и т. п.

б) группировать сигналы низших порядков таким образом, чтобы легко выявлялись признаки, по которым их можно объединить в сигналы высших порядков в соответствии с реальными оперативными единицами восприятия в данном трудовом процессе. Например, все кнопки и тумблеры, относящиеся к данной операции (сигналы низшего порядка), должны отделяться от кнопок и сигнализаторов, используемых при выполнении другой операции (сигналы высшего порядка).

Минимизация нагрузки на долговременную память, особенно на процесс репродуцирования (воспоминания). Для этого следует:
а) использовать код, максимально ассоциируемый с жизненным опытом. Например, красный свет — опасность, запрет;
б) обеспечить максимальное соответствие информационной модели реальным объектам и процессам в соответствии с динамикой доминирующих оперативных образов. Например, временная последовательность включения тумблеров должна быть отражена их расположением на плоскости слева направо, поворот руля вправо должен сопровождаться отклонением стрелки прибора также вправо и так далее;
в) иметь на рабочем месте основные инструкции, выполненные в виде алгоритмов в графо-символическом выражении;
г) иметь на рабочем месте легко «вызываемые» при необходимости справочные сведения или программу «ситуационных подсказок» о параметрах, которые должен учесть человек.

Оптимизация дифференцированного восприятия сигналов. Для этого необходимо:
а) при кодировании сигналов учитывать оперативные пороги восприятия, например надписи по цвету должны контрастировать с фоном; интенсивность акустических шумов для обеспечения оперативного порога восприятия речи (там, где речевая связь имеет важную роль в управлении) не должна быть более 50—60 дБ;
б) каждый сигнал (метасигнал) «расцвечивать» двумя-четырьмя отличительными признаками, например причиной „неправильного подключения штепсельных разъемов может быть их различие лишь по одному признаку — пространственному расположению. Целесообразно ввести дополнительные признаки: разную форму для разных штепсельных разъемов, разный цвет и т. п. Метасигнал (группа сигнализаторов и тумблеров, относящихся к определенной операции, работе, состоящей из ряда подопераций), выделенный пространственным расположением на панели, должен быть выделен также и цветом фона.

Обеспечение разнообразия деятельности, достаточного для поддержания оптимального уровня бодрствования. Оптимальный уровень бодрствования и, следовательно, мобилизации внимания оператора достигаются не столько разнообразием сигналов, сколько наличием в трудовом процессе мыслительных и двигательных операций. Если при высокой степени автоматизации разнообразие деятельности окажется низким, необходимо вводить для человека дополнительные задачи.

Обеспечение человека эффективной обратной связью о результатах его управляющих воздействий. Для этого следует:
а) оптимизировать обратную афферентацию при выполнении двигательных или речевых реакций. Например, нагрузка на манипуляторы не должна быть ниже оперативного порога мышечно-суставной чувствительности; или, при наличии большого акустического шума, для обеспечения восприятия собственной речи использовать вибрационный канал, обеспечивающий костную проводимость звука с помощью специального преобразователя; или для получения информации о снятии всех заглушек с патрубков нужно иметь щит с отверстиями для помещения снятых заглушек, на котором сразу видно, какая заглушка не снята;
б) минимизировать задержку выдачи обратного сигнала на средства отображения по отношению к моменту события, о котором информирует данный сигнал;
в) при наличии значительных шумов усиливать обратный сигнал, например, путем дублирования, т. е. звуковой сигнал о характере объекта можно параллельно выдать в зрительной форме, к мышечному ощущению добавить световой сигнал и т. п.

Перечисленные инженерно-психологические4 принципы являются неформальными. Иначе говоря, в таком многофакторном явлении, как трудовой процесс, необходимо решать задачу проектирования информационных моделей с учетом конкретных условий и взаимосвязей.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум