Инженерно-психологические требования к СЧМС

На основании экспериментальных исследований и опыта эксплуатации СЧМС формируются инженерно-психологические (эргономические) требования (ИПТ) к новым системам — требования к СЧМС (ее подсистемам, оборудованию, рабочей сре­де), определяемые характеристиками человека и устанавливаемые для обеспечения его эффективной и безопасной деятельности в системе.

ИПТ учитываются в процессе проектирования, создания (производства, испыта­ния) и эксплуатации СЧМС и предъявляются как к различным ее элементам, так и к системе в целом. Различают общие и частные ИПТ; первые относятся к целым груп­пам (классам) СЧМС, вторые — к конкретным системам.

Учет ИПТ необходим для обеспечения:

- рационального распределения функций между человеком и машиной в СЧМС;

- рациональной организации рабочего места на основе учета характеристик чело­века при конструировании оборудования;

- соответствия технических средств возможностям человека по приему и перера­ботке информации, а также осуществлению им управляющих воздействий;

- оптимальных для жизнедеятельности и работоспособности человека показате­лей производственной среды.

Своеобразие характеристик человека определяет классификацию ИПТ на следую­щие группы:

1) психологические — обусловленные особенностями восприятия, внимания, па­мяти, мышления, психомоторики и определяющие процессы приема и переработки информации, управляющих действий в СЧМС;

2) физиологические — определяемые энергетическими возможностями организ­ма человека по обеспечению физических и умственных усилий в процессе выполне­ния трудовых задач, устойчивости к воздействию неблагоприятных факторов внеш­ней среды, реализации физических качеств силы, скорости, выносливости и т. д.;

3) антропометрические — обусловленные статическими и динамическими (био­механическими) характеристиками размера, формы и веса человеческого тела и его частей (рук, ног, головы, туловища);

4) гигиенические — учитывающие показатели безвредности и безопасности усло­вий жизнедеятельности и работы человека (нормы по микроклимату, газовому со­ставу, освещенности, шуму и т. д.).

Важным условием эффективного внедрения ИПТ явля­ется их стандартизация и нормирование. Основными на­правлениями стандартизации требований является разра­ботка государственных и отраслевых стандартов (ГОСТов и ОСТов) на терминологию, элементы СЧМС, промышлен­ную продукцию (измерительные приборы, бытовую техни­ку, кабины транспортных средств и др.), рабочую докумен­тацию, по безопасности труда и т. д.

Средства отображения информации (СОИ) являются технической основой для построения информационной мо­дели процесса управления. Информационная модель должна удовлетворять следую­щим основным требованиям:

1) состав, форма и объем предъявления информации должны соответствовать как решаемым задачам, так и психологическим возможностям человека (уровню чувстви­тельности анализаторов, объему памяти, скорости переработки информации и т. п.);

2) содержание сигналов должно быть лаконичным, определенным и не допускать разных интерпретаций;

3) форма сигналов не должна требовать от оператора их дополнительного переко­дирования;

4) сигналы должны обеспечивать оператору возможность предвидения ситуации и результатов своих действий;

5) характеристики сигналов (интенсивность, длительность, пространственное по­ложение) должны обеспечивать необходимый уровень их дифференцированного вос­приятия;

6) общий объем сигналов должен исключить дефицит информации или перегруз­ку ею;

7) источники наиболее значимых сигналов следует размещать в тех зонах сенсор­ного поля, где обеспечивается их наилучшее восприятие.

Удовлетворение перечисленных требований возможно различными способами. Так, адекватность отображения сообщения, словесной инструкции достигается ис­пользованием оптических табло с трафаретами или электролюминесцентных инди­каторов; для представления количественных показателей необходимо устройство типа счетчика; для анализа работы оборудования рекомендуется применять элект­ронно-лучевые трубки. Для снижения информационной перегрузки необходимо со­кратить ее поток и предоставлять информацию оператору с упреждением к началу исполнения, а также сохранять на индикаторе информацию по желанию оператора на необходимое время. Для уменьшения недозагрузки оператора целесообразно со­кратить до минимума время от запроса до воспроизведения информации, обеспечить достаточную интенсивность потока информации и т. д. Максимальная разгрузка опе­ративной памяти достигается использованием кода, ассоциируемого с жизненным опытом человека, максимальным соответствием информационной модели реальным объектам и процессам, использованием рабочих инструкций.

Конкретные типы СОИ, их количество и способы взаимного размещения выбира­ют с учетом особенностей работы анализаторов человека, закономерностей форми­рования оперативного образа объекта управления, характера функций оператора в СЧМС, последовательности и степени важности выполняе­мых операций, требуемой скорости и точности работы.

Для отображения зрительной информации используют­ся три основных формы индикации: стрелочная, знаковая и графическая.

На считывание показателей большое влияние оказыва­ют отдельные элементы стрелочного прибора: шкалы, стрел­ки, оцифровка, отметки. Точность и скорость считывания показаний со шкалы при­бора зависят от ее вида, формы и размера, расстояния наблюдения, интервала между отметками. При коротких экспозициях (менее 0,5 с) точнее считываются показания прибора с подвижной шкалой и неподвижной стрелкой, при увеличении времени экс­позиции предпочтительнее приборы с подвижной стрелкой и неподвижной шкалой, По качеству отсчета наиболее эффективна круглая шкала, затем линейная горизон­тальная и, наконец, вертикальная шкала. Оптимальный угловой размер шкалы со­ставляет 2,5-5 ° (40-60 мм при дистанции наблюдения 750-900 мм). К стрелочным индикаторам предъявляются также требования по градуировке шкал, форме и распо­ложению стрелок и указателей и т. д. (Дмитриева М. А., Крылов А. А., Нафтульев А. И., 1979; Хеландев М., 1992).

Разработан также ряд требований по расположению приборов на информацион­ной панели (например, стрелочные индикаторы следует устанавливать в плоскости, перпендикулярной линии взгляда; для шкал, установленных на одной панели, необ­ходимо выбирать одинаковую систему делений, одинаковые цифры и т. п.).

В СОИ используют различные виды знаков: цифры и буквы, абстрактные фигу­ры, условные символы. Главную роль в опознании знака играет его контур. Слож­ность знака оценивается по числу входящих в него элементов и величине его углово­го размера, В связи с распространением графических дисплеев широко используются такие виды индикации, как графики и диаграммы, — требования к ним связаны с осо­бенностями глазомерной оценки длины линий, позиции (координат) точки на гра­фике, глазомерного сопоставления площадей (на диаграмме) и т, д.

При построении СОИ возникает проблема оптимального кодирования информа­ции — способа ее представления оператору, в наибольшей степени соответствующего особенностям восприятия, памяти и мышления. Проблема кодирования заключается в правильном выборе категории кода, длины алфавита сигналов, компоновке кодово­го знака.

Категорией кода (видом алфавита) называется любой самостоятельный способ кодирования информации (кодирование размером символа, типом линии, формой символа, яркостью, цветом, частотой мельканий и т. д.). Вид алфавита следует выби­рать с учетом характера передаваемой информации и решаемых оператором задач. При выборе способа кодирования следует принимать во внимание допустимую длину алфавита сигналов (число символов), а следовательно, и возможный объем инфор­мации на символ. Учитывают также величину информационного поля, необходимую для отображения информации, условия работы человека, технические возможности аппаратуры и т. п.

Длина алфавита сигналов определяется количеством различных элементов (уров­ней) внутри данной категории кодирования и ограничена способностью человека точно

Таблица 25.2