Библиографическое описание:

Паршина К. С., Гарькина И. А. Оценка психофизиологической напряженности оператора по параметрам управляющих воздействий // Молодой ученый. — 2015. — №1. — С. 88-89.

По Н. А. Бернштейну приобретение моторного навыка осуществляется не на основе простого повторения, а выработке умения каждый раз заново решать двигательную задачу. Движение направляется моделью потребного будущего (акцептор результата действия по Анохину П. К.; физиологический аппарат предвидения и оценки результатов действия), которая строится мозгом по информации о текущей ситуации на основе имеющегося опыта. Организм для выбора наиболее эффективных путей достижения цели постоянно осуществляет вероятностный прогноз и корректирует программу поведения в соответствии с особенностями внешней среды (принцип обратной связи). Такой подход во многом позволяет понять механизм прогнозирования действия и его психического моделирования (создание образа и контроля выполнения действия). Практические задачи обеспечения эффективности использования и надежности эргатических систем, в том числе, тренажеров транспортных систем побуждают к изучению психики человека в самых различных условиях, включая предельные состояния (естественной моделью является психическая патология). В этом случае возможна имитация деятельности оператора в условиях избытка побочных шумов, дефицита информации, артефактов (экспериментальный результат, возникающий из-за отклонений в проведении эксперимента) психического отражения ситуации и неадекватного поведения.

Деятельность оператора является поведенческим актом, включающим процессы восприятия и переработки информации, формирование и выполнение на этой основе двигательных действий. Двигательный компонент в структуре сенсомоторного навыка управления является интегральным показателем. В нем отражается полнота и качество переработки оператором информации, поступающей по каналам различных анализаторов. Фактически информация, воспринимаемая оператором, реализуется в управляющих движениях.

Поэтому так важно при разработке тренажеров, оптимизации математических моделей транспортных средств, оценке имитационных характеристик тренажеров добиваться по возможности малых значений разности  управлений, формируемых оператором на реальном объекте и тренажере. Оптимизация моделей и их корректировка должны производиться в два этапа: сначала достигается адекватность технических характеристик тренажера характеристикам реального объекта, затем — обеспечивается сближение структуры управляющих движений оператора.

Рассматриваемые эргатические системы обычно описываются уравнениями вида

, ,

где  — векторы фазовых координат, управляющих и возмущающих воздействий;  — матрицы соответствующих размерностей,  — вектор-столбец постоянных времени. Как правило, управляющие воздействия оператора можно рассматривать как узкополосный случайный процесс. Стиль управления по каждому из каналов определяется параметрами внутренней структуры случайных функций

, .

Выбор  осуществляется, исходя из доминирующей в  частоты ;  (часто принимается ).

Естественно описание  по корреляционной функции или совокупности законов распределения первого, второго и т. д. порядков. К сожалению, они не обладают требуемой наглядностью и простотой практического использования. Удобными оказались приводимые ниже показатели. Здесь управляющие воздействия рассматриваются как узкополосный случайный процесс.

Вид и структура управляющих воздействий оператора зависят от его оценки характеристик объекта управления в процессе функционирования эргатической системы. Они существенно зависят от собственных частот колебаний  и безразмерных коэффициентов демпфирования  (собственных чисел  матрицы ). Предпочтительными с инженерно-психологической точки зрения считаются значения , с-1; .

Управляющие воздействия оператора (при завершении его адаптации к конкретному объекту) по каждому из каналов в качестве доминирующей составляющей содержат гармонику с частотой, близкой к собственной частоте колебаний. Поэтому объективными характеристиками структуры управляющих воздействий являются оценки  локальных максимумов спектральной плотности . Адаптация оператора к значениям параметров  и  оценивается значениями

, ,

 и  — соответственно дисперсия, приходящаяся на участок ,

и вероятность попадания частоты  в управляющих воздействиях оператора на этот участок; значения  определяются по виду . Параметрами , , достаточно полно характеризуются управляющие воздействия оператора.

Объективным показателем формирования у обучаемых требуемого навыка управления является аддитивный глобальный критерий качества управления:

,

,,

( соответствуют идеальному оператору — эталону).

Приведенная методика оценки психофизиологической напряженности оператора по параметрам управляющих воздействий эффективно использовались при оценке имитационных характеристик обучающих комплексов для подготовки операторов различных транспортных средств [1…5].

 

Литература:

 

1.         Будылина Е. А., Гарькина И. А., Данилов А. М., Пылайкин С. А. Аналитическое определение имитационных характеристик тренажных и обучающих комплексов / Фундаментальные исследования. — 2014. — № 6–4. — С. 698–702.

2.         Гарькина И. А., Данилов А. М., Петренко В. О. Проблема многокритериальности при управлении качеством сложных систем / Мир транспорта и технологических машин. — 2013. –№ 2 (41). — С. 123–129.

3.         Гарькина И. А., Данилов А. М., Пылайкин С. А. Транспортные эргатические системы: информационные модели и управление / Мир транспорта и технологических машин. — 2013. — № 1 (40). — С. 113–120.

4.         Данилов А. М., Домке Э. Р., Гарькина И. А. Формализация оценки оператором характеристик объекта управления / Известия ОрелГТУ. Информационные системы и технологии, 2012. — № 2 (70). — С.5–11.

5.         Будылина Е. А., Данилов А. М., Пылайкин С. А., Лапшин Э. В. Тренажеры по подготовке операторов эргатических систем: состояние и перспективы // Современные проблемы науки и образования. — 2014. — № 4; URL: www.science-education.ru/118–13874.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle