Основные факторы, влияющие на восприятие информации, память, мышление и пропускную способность оператора

Целесообразная деятельность человека основывается на постоянном приеме и анализе информации о характеристиках внешней среды и внутренних систем организма. Этот процесс осуществляется с помощью анализаторов – подсистем ЦНС, обеспечивающих прием и первичный анализ информационных сигналов. Любой анализатор состоит из трех основных частей: рецептора, проводящих нервных путей и центра в коре больших полушарий головного мозга.

Информация, поступающая через анализаторы, называется сенсорной (от лат. sensus – чувство, ощущение), а процесс ее приема и первичной переработки - сенсорным восприятием, сенсорной деятельностью.

Прием сигналов различной модальности (вида) осуществляется при помощи анализаторов: зрительного, слухового, тактильного (осязательного). Наибольшее значение для деятельности оператора имеет зрительный анализатор, за ним следуют слуховой и тактильный. Участие других видов анализаторов (вкусового, обонятельного, кинестетического, вестибулярного, температурного) в деятельности оператора невелико. Слух имеет преимущества в приеме непрерывных сигналов, зрение - в приеме дискретных. Время реакции на слух короче, чем на свет, однако самая короткая реакция - на тактильный (кожный) раздражитель. Это свойство осязания можно использовать для подачи сигналов, требующих экстренных действий (например, сигналов опасности).

Человек - оператор около 90% всей информации получает через зрительный анализатор. Зрение позволяет воспринимать форму, цвет, яркость и движение предметов.

В системах управления значительная часть информации поступает к человеку в форме звуковых сигналов. Слуховой аппарат человека воспринимает как слышимый звук колебания с частотой 16 Гц - 20 кГц; ухо наиболее чувствительно к колебаниям в области средних частот - от 1000 до 4000 Гц. Звуки частот ниже 16 Гц называются инфразвуками, а выше 20 кГц - ультразвуками.

Основные характеристики анализаторов определяются пороговыми значениями их чувствительности к сигналам. Различают три вида порогов: 1) абсолютный (верхний и нижний), 2) дифференциальный и 3) оперативный.

Абсолютный порог чувствительности – это минимальная величина раздражителя, вызывающая едва заметное ощущение (или минимально допустимая величина). Сигналы, величина которых меньше нижнего порога, человеком не воспринимаются, а сигналы, величина которых превышает верхний порог, вызывают у человека болевое ощущение. Интервал между нижним и верхним порогами называется диапазоном чувствительности анализатора. В зависимости от модальности раздражителя абсолютный порог измеряется в единицах энергии, давления, температуры и т.п.

Дифференциальный порог – это минимальное различие между раздражителями либо между двумя состояниями одного раздражителя, вызывающее едва заметное различие ощущений.

Оперативный порог различения – наименьшая величина различия между сигналами, при которой точность и скорость различения достигают максимума. Оперативный порог в 10 – 15 раз больше абсолютного или дифференциального.

Все анализаторы объединены и взаимосвязаны в рамках ЦНС человека, поэтому изменение функционального состояния отдельных анализаторов или ЦНС под влиянием внешних факторов приводит к изменению характеристик других анализаторов. Изменение характеристик анализаторов вызывают факторы, создающие неблагоприятные для человека условия: низкие и высокие температуры, вибрации, перегрузки, дефицит времени, утомление. Так, громкие звуки, вкус горького, тепло, тяжелая мышечная работа, стоячее положение человека, голодание вызывают снижение чувствительности периферического зрения.

Одним из наиболее эффективных средств передачи информации человеку является речь. При восприятии потока речи особенно важно различение интервалов между словами и группами слов. Восприятие и понимание речевых сообщений (аудирование) зависит от темпа их передачи. Оптимальным считается темп 120 слов/мин. Длина фразы (на фоне белого шума) не имеет для слушателя особого значения примерно до уровня в 11 слов. Превышение этого числа приводит к существенному ухудшению аудирования.

Выбор слов: длинные слова понимаются лучше, чем короткие. Наибольшей помехоустойчивостью к шуму обладают звуки Р, Л, М, Н, хуже – Ш, Ч, П, наихудшей – С, Ф, Ц, Т, Г. Слова с буквой И под ударением дают на 10 % лучшую разборчивость, чем с ударной А. Точнее опознаются слова с ударением на последнем слоге. Распознаваемость слов повышается, если они начинаются с гласных.

Для оптимизации строения фраз их объем не должен превышать 7 +- 2 слов, не считая индексов и позывных. Наиболее звучащие слова следует располагать в первой трети фразы. В разрешающих фразах, командах разрешение следует в конце, после содержания действия, а запрещающие – наоборот (в начале фразы).

Основными психическими процессами, участвующими в приеме информации, являются ощущение, восприятие и мышление.

В процессе восприятия можно выделить три основных этапа: 1) обнаружение, 2) идентификация и 3) интерпретация информации.

В зависимости от характера деятельности оператора, процесс обнаружения информации имеет в ней различный удельный вес. В некоторых видах операторского труда обнаружение информации является основной целью деятельности.

Оператору должны быть известны возникающие в процессе обнаружения типовые задачи (объекты, события, состояния, параметры), которые обнаруживаются по комплексу сигналов на информационной модели. Оператор концентрирует свое внимание на тех сигналах, по которым задача может быть обнаружена наиболее вероятно и быстро.

Способы представления информации в наглядном виде

Для упрощения и запоминания информации оператором при визуальных способах часто используют специальные символы, если объект имеет характерные изобразительные формы.

Деятельность оператора ограничивается тем, что он имеет дело не с реальными объектами, а с информационными моделями реальных объектов.

Информационное поле - это находящаяся в поле зрения оператора часть пространства, предназначенная для передачи информации, представленной совокупностью оптических образов. Информационные поля могут строиться в виде: текста, таблиц, условных знаков на картах, схем, экранов, сетевых графиков, функциональных графиков, диаграмм и т.д.

Все сообщения, поступающие на средства воспроизведения информации, кодируются, т.е. всему сообщению или отдельным его частям присваивается определенный символ. Различают три основные группы символов: 1) геометрические, 2) физические и 3) цифровые.

Геометрические символы выражают значение какого-либо фактора длиной линии, расстоянием между двумя точками или углом. Они используются и для воспроизведения трехмерной информации.Способ представления информации с помощью линий, площадей, геометрических фигур применяют тогда, когда некоторые виды информации невозможно отобразить на визуальных индикаторах с помощью буквенно-цифровых знаков или символов. Так, дороги, топографические контурные линии, графики функций лучше всего воспроизводить прочерчиванием линий.

Физические символы отображают значения параметров физическим состоянием носителя информации. В качестве физической символики используются: интенсивность одноцветной окраски участков поверхности носителя - тонография; степень почернения светочувствительного материала - фотография; интенсивность свечения люминесцентного вещества - люминография; величина электрического потенциала в точках наэлектризованного диэлектрика - электронография; цвет окраски участков поверхности носителя - колография; величина магнитной индукции в элементах намагниченного носителя – феррография. Способ представления информации в виде специальных условных знаков применяют для упрощения понимания и запоминания информации при визуальных способах. При этом часто используют специальные символы, особенно когда воспроизводимое понятие или объект имеют характерные изобразительные формы. Способ удобен для восприятия логических взаимосвязей отдельных элементов систем, для отображения решения, состояния управляемых объектов, типов объектов. Максимальное число различных символов ограничивается памятью оператора. Для облегчения восприятия информации в условиях кратковременного воспроизведения быстроменяющейся обстановки используются символы различных цветов, частот мерцаний и яркостей.

Знаковые (цифровые) символы отображают цифры, буквы и условные знаки, их сочетания, соответствующие системам исчисления.Буквенно-цифровой способ представления информации широко распространен как наиболее привычный и удобный для восприятия. Символы кода (буквы, цифры) объединяются в более сложные кодовые группы (слова, числа, таблицы), которые отображают предметы или отвлеченные понятия.

Процесс идентификации информации представляет собой акт отождествления обнаруженных сигналов с некоторыми образами, хранимыми в памяти. Оператор получает информацию в закодированной форме, в виде сигналов, предоставляемых средствами отображения информации. В сознании оператора совершается процесс декодирования информации, заключающийся в преобразовании полученных при чувственном восприятии сигналов в представление об объекте. Такое преобразование осуществляется обычно посредством процесса ассоциации - сравнения признаков, присущих полученному сигналу, с определенными эталонными признаками, хранящимися в памяти оператора.

Процесс интерпретации информации направлен на уточнение и дополнение полученных ранее сведений, на их осмысление. Это особенно необходимо в операторской деятельности, где узнавание задачи осуществляется обычно при неполной информации о ней, т.к. сам процесс кодирования информации неизбежно связан с ее потерями. Процесс интерпретации базируется не только на содержании предъявленной информации и форме ее представления, но и на субъективных факторах - знаниях и опыте оператора. Переработка информации протекает под влиянием ограничений, отражающих пропускную способность различных умственных операций. Операции имеют ограничения по скорости формирования и количеству информации, перерабатываемой в единицу времени.

В результате процесса интерпретации завершается формирование не только представления о сложившейся ситуации, но и прогноз ее развития, вероятность разрешения или неразрешения возникшей в ней задачи, а также возможных последствий в том и другом случае.

Рассмотренные характеристики и устройство анализаторов позволяют сформулировать общие требования к сигналам-раздражителям, адресованным оператору:

1. Интенсивность сигналов должна соответствовать средним значениям диапазона чувствительности анализаторов, которая обеспечивает наиболее оптимальные условия для приема и переработки информации.

2. Для того чтобы оператор мог следить за изменением сигналов, сравнивать их между собой по интенсивности, длительности, пространственному положению, необходимо обеспечить различие между сигналами, превышающее оперативный порог различения.

3. Перепады между сигналами не должны значительно превышать оперативный порог, так как при больших перепадах возникает утомление; следовательно, существуют не только оптимальные пороги, но и оптимальные зоны, в которых различение сигналов осуществляется с наибольшей скоростью и точностью.

4. Наиболее важные и ответственные сигналы следует располагать в тех зонах сенсорного поля, которые соответствуют участкам рецепторной поверхности с наибольшей чувствительностью.

5. При конструировании индикаторных устройств необходимо правильно выбрать вид сигнала, а следовательно, и модальность (вид) анализатора (зрительный, слуховой, тактильный и т.д.).

6. Одним из способов повышения восприятия являются виды полимодальных сигналов или дублирование одного сигнала в разных модальностях, т.е. одновременная посылка его разным анализаторам. В ряде случаев дублирование сигналов является средством повышения надежности передачи информации оператору.

Основные требования к организации информационного поля с точки зрения минимизации поиска:

1. Элементы поля следует располагать так, чтобы в объем фиксации, ограниченной зоной 10 градусов, попадало не более чем 4-8 объектов.

2. Следует по возможности уменьшать объем поля, не допуская нахождения в нем ненужных элементов.

3. Искомые элементы следует выделять таким образом: чтобы обеспечить наименьшее время фиксации, наилучшим является выделение искомого элемента другим цветом или с помощью светового маркера; более плохие результаты получаются при его выделении проблесковым свечением или изменением размера и яркости (хотя эти способы более просты с точки зрения их технической реализации).