Главная | Обратная связь

Інформація та оператор у системі управління

Для опису та оцінки діяльності людини-оператора з перероб­ки інформації у СЛМ застосовують ідеї, поняття і матема­тичний апарат теорії інформації. Застосування теорії інформації в інженерній психології зумовлене впливом на діяльність людини невизначеності (ентропії) процесів та об'єктів управління.

Теорія інформації— це наука, що вивчає закономірності от­римання, переробки, зберігання і передавання інформації. Ін­формацію визначають як функцію відношення кількості можли­вих відповідей до і після її отримання, тобто функцію відно­шення апостеріорної імовірності події до її апріорної імовір­ності.

де I— кількість інформації; Р_O — ймовірність події до прий­мання інформації; Р₁ — ймовірність події після приймання інформації.

Інформаціяв інженерній психології — це будь-які зміни в про­цесі управління СЛМ, які відображаються певними засобами, сприймаються людиною-оператором, а також команди і вказівки про необхідність того чи того впливу на процес управління.

Будь-яке повідомлення — це сукупність відомостей про систему, а стосовно діяльності оператора — це су­купність зорових, акустичних, тактильних та інших сиг­налів, які сприймаються в певний момент, а також збері­гаються в пам'яті оператора. Повідомлення набуває смис­лу (містить певну кількість інформації), коли мало що відомо про стан системи, тобто система має певний сту­пінь невизначеності. Мірою невизначеності фізичної сис­теми є поняття ентропії.

Невизначеність системи зменшується при отриманні певних відомостей про систему, і відповідно зменшується її ентропія.

Якщо апріорна ентропія системи була — I₀, а після от­римання повідомлення — I_O то кількість отриманої інфор­мації становитиме

Якщо в разі отримання відомостей стан системи став цілком визначеним I₁ = 0, то кількість отриманої інформації дорівнює ентропії системи:

За одиницю кількостіінформації береться така її кількість, котру отримано під час вибору з двох рівно ймовірних станів системи. Вона вимірюється у подвійних одиницях ін­формації, або бітах. Тобто 1 біт — це ентропія системи, яка має два рівно ймовірних стани. При цьому кількість інфор­мації, з якою працює людина, характеризує ступінь склад­ності завдання, що вирішується.

Передавання інформації у СЛМ показано на схемі 3:

Схема 3.

 

Згідно з цією схемою, людина-оператор отримує ін­формацію не безпосередньо від джерел повідомлення, а через інформаційну модель, і тому ця інформація може суттєво відрізнятися від вхідної за рахунок перекодування та можливостей технічних засобів. Це по-перше. По-дру­ге, кількість інформації може зменшуватися через вплив перешкод (I_ПЕР) та збільшуватися завдяки додатковій ін­формації (I_ДОД ). Остання складається з даних, що зберіга­ються в пам'яті людини, а також тих, що випливають з окремих розрахунків оператора, перевірки ним деяких ло­гічних умов тощо. В цьому разі загальна кількість інфор­мації буде така:

Отож, застосування теорії інформації в практиці інже­нерно-психологічних досліджень дає змогу:

- оцінити ступінь складності діяльності оператора;

- спрогнозувати час, необхідний операторові для перероб­ки інформації;

- визначити темп подавання інформації.

Але на цьому шляху є і певні труднощі. По-перше, ал­фавіт сигналів, з якими працює людина, суттєво відріз­няється від алфавіту фізичних сигналів, тому що людина може перекодовувати, збільшувати обсяг інформації, ви­користовуючи попередній досвід. По-друге, суб'єктивна вірогідність інформації відрізняється від об'єктивної. Так, для оператора-початківця всі стани системи однаково ві­рогідні, а для досвідченого — суб'єктивна вірогідність близька до об'єктивної. По-третє, теорія інформації не враховує смисловий її контекст. По-четверте, в теорії ін­формації розглядаються стаціонарні процеси, характерис­тики яких не змінюються в часі. Натомість навчання, вто­ма, перешкоди тощо впливають на властивості людини. По-п'яте, кожен вид інформації по-різному відображаєть­ся на діяльності оператора. Особливості полімодальності людини також варто враховувати при підрахуванні інфор­мації.

Ці труднощі призводять до певних розбіжностей між те­оретичними результатами і практичними даними. Але, не­зважаючи на ці обставини, вони можуть бути застосовані на початкових етапах проектування СЛМ, даючи попередню кількісну оцінку діяльності оператора.

В автоматизованих системах оператор не може безпосе­редньо наглядати за об'єктом і тому отримує інформацію за допомогою інформаційних моделей (схема 3), які характе­ризують властивості реальних об'єктів, а також особливості їхнього взаємозв'язку.

Інформаційна модель— це організоване згідно з визначеною системою правил відображення реального об'єкта, систем його управління, зовнішнього середовища та засобів впливу на їхній стан через процес управління.

Ця модель складається з приладів, сигналізаторів, утво­рюючи певне «операторське поле», на базі якого виникають і функціонують основні психічні процеси.

Робота оператора з інформаційною моделлю характери­зується такими особливостями:

- Працюючи з інформаційними моделями, оператор зі­ставляє інформацію, отриману з приладів, екранів, таб­ло тощо, а також співвідносить її з реальним об'єктом, формуючи при цьому так званий «оперативний образ» об'єкта.

- У процесі зіставляння отриманої інформації з реальним об'єктом відбувається її декодування. Наприклад, пілот за показниками висотоміра оцінює висоту польоту. У процесі співвідношення отриманої інформації з реаль­ним об'єктом оператор має змогу дістати додаткову інформацію, тобто формувати судження про параметри си­стеми, які не були відображені в даній моделі.

- Працюючи з оперативними образами об'єкта, оператор може передбачати його можливий стан та надходження відповідної інформації.

- Знання особливостей взаємозв'язку різної інформації, а також робота з оперативними образами дають змогу операторові працювати в умовах перешкод. Він може уявити собі рух об'єкта навіть тоді, коли перешкоди в його відображенні заважають отримувати необхідну ін­формацію.

Таким чином, за допомогою інформаційної моделі опе­ратор може скласти уявлення про стан об'єкта як за ін­формацією, що в ній міститься, так і за інформацією, яка може бути реконструйована з моделі. На базі цієї інфор­мації оператор не тільки визначає стан об'єкта, а й перед­бачає динаміку його розвитку. До того ж інформаційна модель містить усі основні відомості, необхідні операторові для визначення необхідних дій, і тому ця модель є засобом розвантаження його пам'яті. Оператор у будь-який час мо­же звернутися до приладів інформаційної моделі й отри­мати інформацію, не запам'ятовуючи значення усіх конт­рольованих параметрів об'єкта.

Слід зауважити, що обсяг інформації, яку може отрима­ти оператор з інформаційної моделі, збільшується з нако­пиченням практичного досвіду. Працюючи з системою, опе­ратор розкриває в ній нові зв'язки, особливості впливу па­раметрів середовища, закономірності в діях засобів відобра­ження інформації й органів управління, що в цілому сприяє прогнозуванню розвитку процесів у системі.

Інформаційна модель забезпечує надходження інфор­мації не тільки зорової, а й інших модальностей. Переда­вання інформації може передбачатися конструкцією самої моделі або виникати незалежно від неї. При цьому, інфор­маційна модель має не повторювати реальний об'єкт, а відображати тільки ту інформацію, яка потрібна операто­рові для вирішення оперативних завдань, тобто відповіда­ти перцептивним і мисленнєвим особливостям його діяль­ності.

Крім цього, до функцій інформаційної моделі належить ¹ послідовність вирішення завдань оператором, аналіз діяльності якого свідчить про те, що при розв'язанні типових за­дач управління він не завжди декодує інформацію, співвідносячи її з реальними параметрами об'єкта.

Таким чином, інформаційна модель стає центральним стрижнем, навколо якого організується уся керуюча діяль­ність оператора в СЛМ.

У сучасних автоматизованих системах управління опера­тор приймає рішення і діє, враховуючи не тільки інформа­цію, яку отримує з інформаційних моделей, а й свій попе­редній досвід.

Дані, отримані з інформаційної моделі, а також додат­кова інформація досвіду оператора формують концептуаль­ну модель, яка зумовлює його подальшу діяльність.

Концептуальна модель— це сукупність уявлень людини-опера-тора про стан об'єкта, його систем та зовнішнього середовища, яка виникла на базі інформаційної моделі, нагромаджених знань та досвіду самого оператора. Це суб'єктивне відображення стану системи у свідомості оператора.

Концептуальна модель відображає потреби людини, си­стему переконань, професійні якості, тобто всю її позицію до завдання, що вирішується, а також і до світу людей та речей, що її оточує. Це і визначає концепцію діяльності опе­ратора.

Отже, інформаційна модель зумовлює тільки частину змісту концептуальної моделі, а саму концептуальну модель не можна вважати похідною від інформаційної моделі. На базі концептуальної моделі приймаються рішення з управ­ління СЛМ. Особливості завдання з управління СЛМ спря­мовують усі дії оператора щодо пошуку необхідної інфор­мації. Аби визначити поточну ситуацію в системі управлін­ня, недостатньо тільки сприйняти і перекодувати відомості, які передаються за допомогою приладів інформаційної мо­делі. Потрібно ці окремі відомості поєднати в єдину логічно пов'язану структуру. Для цього оператор має володіти необ­хідними знаннями про закономірності зв'язків окремих ха­рактеристик системи, динаміку їхнього розвитку і прояву на інформаційній моделі.

Актуалізація професійного досвіду допомагає операто­рові спрогнозувати розвиток ситуації управління. Визначен­ня динаміки трансформації концептуальної моделі в цьому сенсі дуже важливе, оскільки дає змогу обирати необхідні засоби відображення інформації (ЗВІ); розташовувати їх певним чином для побудови конкретної інформаційної мо­делі. Одна і та сама інформаційна модель може слугувати основою появи різних концептуальних моделей, залежно від вирішуваного завдання та індивідуально-психологічних осо­бливостей і досвіду оператора.

Усвідомлення концептуальної моделі, тобто функціо­нальних зв'язків, властивих об'єктові, дає змогу її викори­стовувати як засіб контролю достовірності показників ін­формаційної моделі. Завдяки цьому, оператор має мож­ливість критично ставитися до показників контрольних приладів і виявляти хибні показники окремих із них. Кон­цептуальна модель може варіюватися залежно від змін в інформаційній моделі або в разі отримання додаткової ін­формації, тому що до неї входять образи і реальної ситу­ації, і майбутнього, і тієї, що мала місце в минулому, як і програма переходу від реального стану до майбутнього. Тому проектування та побудова інформаційних моделей — одне із найважливіших завдань інженерної психології, для вирішення якого необхідні психофізіологічні характеристи­ки діяльності оператора.

Сама діяльність оператора в СЛМ може бути представ­лена у вигляді таких чотирьох основних блоків, як прий­мання інформації, оцінка та переробка інформації, прий­няття рішень, реалізація прийнятих рішень.

Перші два етапи інколи називають «етапами отримання інформації», а два останні — «етапами її реалізації». На етапі приймання інформації відбувається сприймання інформа­ційної моделі, а на етапі оцінки та переробки — її декоду­вання та створення певної концептуальної моделі, яка слу­гує основою прийняття рішень та здійснення ефективних керуючих дій оператором.

Ці етапи більш детально розглянемо в розділі 3.

 

 

Контрольні запитання

 

1. Які ознаки є основою класифікації СЛМ?

2. За якими принципами розподіляються функції СЛМ і які вимоги при цьому висуваються?

3. Які інженерно-психологічні властивості?

4. Як здійснюється передавання інформації СЛМ?

5. Схарактеризуйте інформаційну і концептуальну моделі діяльності оператора в СЛМ.

 

Теми рефератів

 

1. Психологічні основи класифікації основи СЛМ.

2. Інженерно-психологічні основи розподілу функцій у СЛМ.

3. Інженерно-психологічні характеристики функціонування СЛМ.

4. Роль концептуальних моделей у процесі управління СЛМ.

 

 

Розділ З