Эргономика для ЖД транспорта. Курс лекций по «Эргономике» - PDF-2. Курс лекций по Эргономике Утверждено на заседании Учного Совета Механикотехнологического факультета протокол 8 от 8
 Скачать 1.6 Mb.
|
11.Центральное торможение сильное возбуждение центров может вызвать торможение подчиненных центров (человек «забывает» о еде при напряженной работе, может не почувствовать боли при ранении в бою т. д.). 12. Для центров характерно утомление, т. е. их состояние есть функция от времени работы. 114 115 Утомление сопровождается торможением, которое играет большую роль в процессах высшей неровной деятельности. Остановимся подробней на торможении. Различают внешнее и внутреннее торможение. А) Внешнее торможение. 1. Внешний тормоз новый сигнал вызывает возбуждение в «своем» центре и за счет индукции ТОРМОЗИТ работу других. Сюда относится отвлечение оператора новой обстановкой, сообщением и т. д., а также хорошо известный «визит-эффект» когда появление нового лица приводит к ошибкам оператора и т.д. Внешний тормоз (если это достаточно сильный сигнал) может привести к полной дезорганизации деятельности, особенно, когда входной сигнал, окажется усиленным за счет повышенной возбудимости центра, а также при неправильной конструкции СОИ. Можно привести такой пример внешнего тормоза: при подходе к аэродрому у летчика на табло вспыхнула красная лампочка, сигнализирующая о том, что горючее на исходе. Летчик знал, что после ее включения остается топлива на 2 мин. полета, что вполне достаточно, чтобы совершать посадку. Но вследствие неправильной подачи сигнала (очень сильный раздражитель) эта лампа сыграла роль внешнего тормоза, т. е. у летчика оказались заторможенными центры, регулирующие порядок выполнения рабочих операций и он не выпустили шасси. Руководитель полетов с земли дал команду на второй круг, но летчик перестал реагировать на команды, и пытался совершить посадку против полосы, сделав разворот на 100 м от земли, не отвечал на команды, и с трудом удалось спасти пилота и машину. Попутно отметим, что в современных системах аварийные сигналы нужно подавать в таком виде, чтобы они не вызывали внешнего торможения. Например, такие команды подаются в виде магнитофонной записи спокойного жен- 115 116 ского голоса, причем, если в сложном контуре регулирования есть ЭВМ, то сообщается и инструкция что делать. 2. Запредельное торможение. a) Слишком большой по интенсивности сигнал может вызвать в центре вслед за возбуждением торможение (после сильного звука человек некоторое время не воспринимает никаких звуковых сигналов). При сильном сигнале торможение может иррадировать (распространяться за пределы непосредственного источника возникновения чего-либо (обычно о боли и т. п.)), охватывая значительные зоны коры, и у оператора возникает состояние ступора (оцепенение) и вместо требуемых быстрых реакций человек ничего не может сделать. b) Монотонные сигналы (одинаковые по силе, частоте и т. д.) быстро вызывают торможение. Например, работа двигателя, шум, однообразная обстановка, «ровная» речь и т. д. В этом случае тоже быстро иррадирует торможение и может наступить потеря бдительности, внимания и сон. С такими состояниями чаще всего связаны аварии на транспорте (летчики, шофера, машинисты), на пультах управления, у конвейера т.д. Особенно быстро наступает такое торможение при снижении двигательной активности, уровня освещенности, при сопутствующих покачиваниях или вибрации. Запредельное торможение может развиваться довольно быстро за 5 10 с. Б. Внутреннее торможение. Угасание не подкрепление. Если определенный сигнал предшествует появлению другого сигнала и нарабатывается связь между ними, а затем исчезает «подкрепление», то сигнал тормозится. Например, если включение сигнальной лампы всегда сопровождается изменением показания определенного прибора и оператор знает это, а в дальнейшем включение лампы не приводит к 116 117 этому, то постепенно лампа теряет своѐ сигнальное значение и человек на нее перестает реагировать. Даже если через некоторое время указанная связь восстановится, то реакция будет замедленной. Запаздывание если действие (ответная реакция) наступает не сразу после сигнала, то сигнал также тормозится. Чем больше пауза между сигналом и связанным с ним действием тем сильнее торможение. Дифференцировка при идентификации (осознании) сигнала происходит выбор из сходных эталонов, записанных в памяти, благодаря торможению «ненужных» участков. Такой выбор сигнала (из сходных) вызывает напряжение нервных процессов и от качества дифференцировки зависит точность и скорость опознания.это наиболее «хрупкий» процесс, быстро нарушающийся при больших нагрузках. При конструировании СОИ должны быть максимально облегчены дифференцировки. Перенапряжение тормозных процессов приводит к срывам и невротическим реакциям. По существующим представлениям сон есть разлитое торможение в коре головного мозга. При развитии такого торможения ослабляется контакт человека с внешним миром, замедляется поступление информации, и ее часть теряется. Все сигналы, поступающие в мозг человека, имеют 2 аспекта: а) физический и б) «опытный». Физический аспект связан с ощущением, и зависит от пороговых характеристик сигнала, а «опытный» с восприятием и зависит от индивидуального опыта человека. Например, сигнальные лампы на щите имеют для каждого человека физический сигнальный аспект, а для оператора опытный, т.к. он знает значение сигнала. Собственно, обучение и заключается в «переводе» физического в опытный сигнал, или представляет собой выработку условного рефлекса (индивидуального). 117 118 В основе выработки условного рефлекса лежит ориентировочный рефлекс («что такое?») на новизну. При наступлении нового сигнала создаѐтся очаг возбуждения в центре и, если возникает (или имеется) второй возбуждѐнный центр между ними образуется временная связь (в случае отсутствия подкрепления, сигнал тормозится). Чтобы индифферентный сигнал стал значащим, он должен предшествовать «подкреплению» на 2-3". Чем выше возбудимость центра (установка, интерес), тем быстрее вырабатывается условный рефлекс, чем больше сочетаний, тем он прочнее. Показателем возбудимости может быть латентный период (t p ), составляющий в нормальных условиях для светового сигнала 0,1 0,3", звукового 0,12 0,15", вкусового 0,7" и т. д. В определенных условиях может быть и обратная связь в условных рефлексах. Например, если оператор имеет прочный навык в ответ на красный сигнал резко тянуть тормозную ручку, то при сходном движении он может «увидеть» красный свет. Особенностью человека является то, что для него слово является, таким же раздражите, как и другие сигналы (II сигнальная система). Однако восприятие словесной информации связано с перекодировкой сигналов из I (непосредственное) во II (абстрактную) систему. Человек точнее (и быстрее) воспринимает образные сигналы, чем их символы. Поэтому, чем нагляднее информационная модель, тем она лучше воспринимается. Специальный анализ показывает, что прием информации человеком не протекает чисто автоматически (рефлекторно). Прием информации, по сути, выбор сигнала из серии сигналов, и в этих условиях выбора отчетливо выступает психическая активность человека, как более высокий этап обработки информации. При получении информации происходит и вероятная оценка сигнала, и предопределяется ожидание следующего. 118 119 Оператор, получая информацию, оценивает состояние управляемого объекта, прогнозирует, принимает решение и т.д. Поэтому, для оптимальной организации его работы, создания основ рационального проектирования и конструирования техники, необходимо познакомиться (хотя бы кратко) и с основными законом закономерностями психической деятельности. Слово «психическая» происходит от «psyche» (греч) душа и, естественно, термин применяется лишь по традиции. Основой психической деятельности являются физиологические процессы, протекающие в коре головного мозга человека, о которых кратко упоминалось выше. Любой психический акт человека теснейшим образом связан с его деятельностью. Сама психика возникла в процессе эволюции живых систем, как следствие моторной деятельности. Психическая деятельность условно может быть расчленена на несколько этапов: 1. Прежде чем совершить управляющее действие (принять решение) в сложной ситуации, при наличии альтернатив (т. e. выборов нескольких возможных путей) человек собирает, обрабатывает поступающие внешние сигналы, и выбирает стратегию поведения. Таким образом, первый и один из основных этапов, носящих название «входного синтеза» заключается в получении и классификации внешних сигналов (опознание и отнесение их к уже известным классам), сопоставление их между собой. Эта «обстановочная» сигнализация, или совокупность внешних сигналов приводит к созданию в голове, так называемой «концептуальной» модели, или отражения внешней обстановки (еѐ изменения). Но в процессе трудовой деятельности у человека имеется «доминирующая мотивация», т. е. установка или направленность на выполнение определѐнной задачи. Поступающие внешние сигналы «преломляются» через эту мотивацию и соответственно фильтруются. До сознания доходит (и усиливается) та информация, которая связана с задачей, и тормозится несущественная, не имеющая отношения к делу. Например, человек, задача которого заключается в тща- 119 120 тельном наблюдении за стрелочным прибором или экраном, «пропускает» звуковые сигналы, если они не очень интенсивны. Эта мотивация, в общем, определяет что делать. Доминирующая мотивация может предшествовать обстановочной сигнализации и «направлять», как уже сказано, «отбор» внешних сигналов, но тогда изменение обстановки (сигнализация) «подключает» компонент мотивации. При протекании этих процессов используется и прошлый опыт человека (память) и, наконец, в зависимости от мотивации и обстановки, строится программа действия. 2. После создания программы, включаются исполнительные механизмы (моторные акты, устные команды, и т. д.), и в голове человека создаѐтся модель будущей ситуации (к чему он стремится) и предсказываются (прогнозируются) результаты действия. Намеченное действие реализуется. 3. По «входным» каналам поступает информация об изменениях в обстановке, вызванных действиями человека (обратная связь). 4. Сопоставляется модель (программа) действия с реальной, достигнутой ситуацией. При рассогласовании «включается» эмоциональный фактор, а при совпадении деятельность прекращается. Такая общая схема деятельности, особенно в начальной еѐ стадии подразумевает протекание комплекса психических процессов, которые обозначают как познавательные психические процессы. К познавательным психическим процессам относят ощущения, восприятия, внимание, представления, воображения, память и мышление (включая речь). Ощущение есть первый этап познания окружающей среды. Ощущения возникают благодаря поступлению сигнала от рецептора в центральный отдел анализатора. С физиологической основой возникновения ощущений мы познакомились ранее. Таким образом, ощущение есть субъективная оценка внешнего сигнала. 120 121 На основании ощущений, передающих отдельные свойства предметов, формируется восприятие или целостная картина явления (например, мы видим отдельные линии на белом экране, ощущения, которые образуют какую- то конкретную фигуру восприятие ). При восприятии осознаѐтся картина, и создаѐтся целостный образ, т. е. декодируется сигнал. Без ощущений не может быть восприятия. В процессе восприятия участвует память (сопоставление полученной информации с известной) и образ «дорисовывается» даже при неполной информации. Например, на пульте управления диспетчер видит загоревшиеся лампочки, образующие определѐнную цифру. Но если даже некоторые не горят, он воспринимает целостную картину, «дорисовывает» образ. Таким образом, восприятие есть формирование целостной картины под влиянием реально действующих внешних сигналов (отражение действительной картины, ситуации). Восприятие отличается рядом особенностей, которые нужно знать для оценки возможностей человека по приѐму информации. Восприятие, хотя и отражает реальные явления и предметы процесс субъективный, т. е. каждый человек, в зависимости от своего опыта, состояния, установки и т. д., по-разному (по-своему) воспринимает явления и сигналы. В связи с этим могут возникнуть ошибки или иллюзии восприятия. Не весь поток сигналов, поступающих от периферических отделов анализаторов, достигает сферы сознания. Подкорковые образования мозга, активирующие системы и эмоциональные центры, «фильтруют» этот поток, обирая наиболее важную (с точки зрения установки или программы действия человека) информацию. Этот поток оказывается суженным при утомлении, отвлечении и т.д. Восприятие протекает осмысленно с анализом и синтезом сигналов, поступающих по разным «входным» каналам. В восприятии играет решающую роль узнавание, собственно с него и начинается процесс восприятия. 121 122 Сначала в ходе восприятия объект выделяется из фона, а затем уже сопоставляется с известными моделями (узнавание). Узнавание протекает в два этапа: общее и специфическое. Общее узнавание базируется на отвлечѐнных, общих связях или признаках, которые позволяют отнести предмет к какому-то классу явлений, а специфическое узнавание вносит высокую степень определѐнности, идентифицируя конкретный предмет. Например, при знакомстве с чертежом мы, в порядке общего узнавания воспринимаем чертѐж, как изображение какого-то устройства, а далее при специфическом узнавании устанавливаем какое именно устройство изображено. Выделение объекта из фона при восприятии обусловлено объективными и субъективными причинами, которые необходимо учитывать, в частности, при конструировании средств отображения информации (Рис.7.2). К числу объективных причин относятся свойства воспринимаемых предметов. Чем больше сигналы (предметы) по своим физическим характеристикам отличаются от фона (чем больше градиент сигнала), тем они быстрее и точнее «выделяются» из фона и, следовательно, воспринимаются. Чем выше сигнал превышает пороговое значение тем больше вероятность «срабатывания» рецептора (при условии отсутствия адаптации). «Новые» сигналы, вызывающие ориентировочный рефлекс, также быстрее воспринимаются (необычное сочетание сигналов и т. д.). Яркие, «броские» сигналы также воспринимаются с меньшими потерями, ошибками, чем мало отличающиеся от фона. 122 123 Установка на поиск ІІ Сравнение І Память Рис Схема восприятия мира Восприятие связано с двумя потоками информации (I и II). Создание (восприятие) целостного образа является средством борьбы с иллюзиями. Таким образом, для правильного восприятия информации средства отображения должны обеспечить необходимые объективные условия легкости и надежности опознания сигнала, что зависит от правильной их конструкции. Четкость чертежа, контрастность и величина знаков, яркость и т. д. должны подбираться с учетом возможностей восприятия. Следует отметить, что движущиеся предметы, при определенных значениях скорости, воспринимаются лучше, чем статические. 123 124 К субъективным факторам, определяющим восприятие, относится установка оператора, его состояние и значение сигнала для деятельности человека и системы в целом. «Знакомые» сигналы (уже встречавшиеся) воспринимаются быстрее и с меньшим числом ошибок, чем новые. Чем лучше (полнее) знаком человек с общими данными (обстановкой), тем четче и полнее воспринимается картина, тем больше он извлекает информации из предъявленных сигналов. Содержательность восприятия обусловлена личным опытом (обучением), положительной направленностью, желанием к данной трудовой деятельности. Восприятие осуществляется на фоне какого-то «исходного» задания (версии), причем, этот исходный фон, предпосылка может быть неверным и послужить причиной иллюзии восприятия. В восприятии решающую роль играет установка человека. Как мы уже упоминали, под установкой понимают определенную целенаправленность действия (целенаправленность сбора информации), связанную с реализацией выработанной (заданной) программы деятельности. Например, человек, читая текст, обычно пропускает около 60% опечаток, но при чтении корректуры (установка на обнаружение опечаток!) замечает почти все описки и пропуски букв. Установка обусловлена наличием в мозгу человека доминанты (участка возбуждения), определяющей какие сигналы «выбираются» из общего потока, или на что направлена деятельность. Установка формируется либо под влиянием прошлого опыта, либо в результате обучения (инструкции и т. д.). Восприятие сигналов не осуществляется на одном уровне у человека. Получение информации связано с уровнем внимания или избирательной ориентации, предполагающей повышение восприятия определенных сигналов за счет торможения других видов деятельности. Естественно, что внимание, его объем и направленность зависят от установки и характеристик сигналов. Внимание характеризуется флуктуацией (колеблемость). Эти флуктуации непроизвольны и наступают при различной деятельности, в зависимости от ее 124 125 вида, с интервалом Наступление флуктуации есть проявление охранительного торможения в коре головного мозга. При чтении, например, эти флуктуации возникают через 30 40'' и длятся 1 2''. За счет флуктуаций внимания часто могут возникать ошибки оператора. Считается, что из предъявленного материала 10 15% теряется за счет этого фактора. При повторных предъявлениях информации надежность ее восприятия повышается, т. к. флуктуации не совпадают в двух последовательных циклах. Важной характеристикой внимания является объем или набор объектов, которые может человек наблюдать одновременно. Объем внимания оценивается числом объектов, либо сигналов, воспринятых человеком. Объем внимания зависит и от времени наблюдения за объектом. При кратковременном действии (предъявлении) сигналов говорят о мгновенном внимании. Мгновенное внимание это объем воспроизводимой человеком при минимально кратковременной экспозиции информации, при которой оператор может еще что-то воспринять. Такой промежуток составляет 0,07 '', т. е. время одного цикла возбуждения в рецепторе ( 70 мс). Человек воспринимает при этом не более 5 элементов блоков. Если предъявляются простые знаки (цифры, отдельные буквы и т. д.), то число воспринятых знаков равно 5, если это слова (осмысленные), то тоже не более 5. Объем внимания может быть увеличен при соответствующей тренировке. Чем выше профессиональная подготовка оператора, тем больше объем внимания. Внимание также характеризуется интенсивностью, т. е. степенью сосредоточенности на восприятии данного объекта. Интенсивность внимания зависит от значимости для человека предстоящего действия (важности), степени усталости и наличия отвлекающих факторов. Максимальная интенсивность внимания достигается при установке на данное действие. Определенные виды деятельности требуют различной интенсивности внимания. Если условно интенсивность внимания при чтении принять за 100%, то печатание на машинке требует 78%, игра в настольный теннис 61%, 125 126 |