Надежность АСОИУ (1088455), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Это устройство характеризуется эргономическими параметрами. Второе звено—человек-оператор, осуществляющий прием информации, визуализируемой устройством отображения, характеризуетсямножеством так называемых инженерно-психологических параметров. Особенности каждого из этих звеньев изучаютсяв отдельных областях науки: эргономике и инженерной психологии. Область их совместного использования получиланазвание «система человек — машина» (СЧМ). В этом плане АСОИУ является одним из частных примеров СЧМ.В данной главе рассматривается эргономическое и инженерно-психологическое проектирование АСОИУ, конечнойцелью которого является оптимизация взаимодействия человека-оператора с вычислительной средой АСОИУ.2.1. Характеристика человека как звена АСОИУВ АСОИУ в отличие от других систем человек-оператор включается в контур управления как важноеинформационное звено.
Именно этот факт определяет характер процесса управления — автоматизированное управлениеобъектами и системами. Причем человеку-оператору отводится решающая роль в процессе управления, тогда какаппаратно-программные средства выполняют вспомогательную, порой весьма сложную роль и выступают в видеаппаратно-программной среды, поддерживающей деятельность конкретного оператора. С таких позиций сегоднярассматривается системодеятельностный подход к общесистемному проектированию АСОИУ.Известно несколько моделей, служащих для выявления основных этапов деятельности человека-оператора прирешении типовых задач в АСОИУ: модели, построенные на основе типовых звеньев систем автоматического управления(линейные и нелинейные); кибернетические модели человека-оператора; нейрокибернетические модели; модели,базирующиеся на системодеятельностном подходе к описанию процесса решения оператором задач управления, и многие другие.
Эти модели, используя различный математический аппарат и принципы описания процессафункционирования человека, включенного в контур управления, ориентированы на организацию взаимодействияоператора с технической средой АСОИУ и определение роли и функций аппаратно-программного комплекса АСОИУ поподдержке деятельности человека-оператора на основных этапах реализации им задач (функций) управления.В качестве примера остановимся на системодеятельностной модели человека-оператора, позволяющей рассмотретьсодержательную сторону деятельности оператора и определить функции аппаратно-программных компонентов АСОИУв процессе реализации им задач управления.Рассмотрим в обобщенном виде основные этапы деятельности человека-оператора при решении задачоперативного управления, принимая во внимание, что управление объектом или системой осуществляетсядистанционно.
Это требует включения в состав автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора средствотображения (визуализации) информации.На первом этапе (рис. 2.1) оператор осуществляет прием информации о состоянии и условиях функционированияобъекта или системы управления. Этот этап включает операции:• обнаружения сигналов, пришедших на вход АРМ;• опознания для выделения в сигнале признаков, отвечающих стоящей перед оператором задаче;• идентификации, предусматривающей оценку информации, ее анализ и сравнение с заданными значениямиконтролируемых параметров объекта управления.78Рис. 2.1.
Основные этапы деятельности человека-оператораВ качестве входных сигналов для человека-оператора выступают монокодовые и поликодовые информационныемодели, визуализируемые на экранах устройств отображения АРМ и характеризующие текущее состояние и условияфункционирования объекта или системы управления.Различие между операциями обнаружения и опознания обусловлено тем, что явления, связанные с обнаружениемсигнала, протекают на уровне рецепторных полей воспринимающего звена, тогда как выделение информационногосодержания возможно лишь на основе прошлого опыта и специального обучения.Прием информации с экрана устройств отображения осуществляется и как целостное предметное восприятие.Тогда в нем в скрытой форме будут присутствовать названные операции.В процессе обучения и тренировок у человека-оператора вырабатывается способность одномоментного восприятияоперативных единиц информации, которые представляют собой некоторые семантические образования, включающиеразличное количество признаков.При реализации операции идентификации человек-оператор выделяет критические ситуации, которыехарактеризуют объект управления, и устанавливает приоритетность обслуживания объекта.
При правильном выборетипа информационной модели и оптимальном объеме предоставляемой оператору информации оценка информацииможет производиться одновременно с ее восприятием.На втором этапе оператор принимает решение или вырабатывает стратегию управления. Этот этап предусматриваетоценку ситуации и выбор метода воздействия на объект управления в целях нормализации процесса функционированияобъекта или системы управления. Здесь активно используются интеллектуальные возможности человека-оператора понеформализованной оценке сложившейся ситуации и способов (или методов) возвращения системы в нормальныеусловия функционирования.В некоторых системах деятельность человека на этом этапе определена заранее заданным и известным операторуалгоритмом. Если сложившаяся ситуация не предусмотрена ни одним из алгоритмов, то нахождение способа решениязадачи достигается с помощью присущего оператору оперативного мышления.
Отметим, что принятие решенияпрактически всегда связано с предвидением, мысленным прогнозированием поведения объекта управления или системыв целом после воздействия управляющих сигналов.Практически все решения, принимаемые на этапе выработки стратегии управления, в сложных АСОИУ можноотнести к логическому типу решений, т. е. к решениям, представляющим собой цепь умозаключений, логическаяпоследовательность которых дает ответ на поставленный вопрос. Как правило, задачи подобного типа имеют конечноемножество решений, в связи с чем возникает необходимость выбора оптимального или, во всяком случае, рационального решения.В последние годы в связи с интенсивным развитием теории, практики и технологий экспертных систем в АСОИУдля решения задач выработки стратегии управления стали применяться интеллектуальные средства поддержкидеятельности человека-оператора.
С одной стороны, это дает возможность неопытным операторам использовать впроцессе принятия решения знания и опыт экспертов, представленные в формализованном виде в базе знаний системы.С другой стороны, использование образно-пространственного описания ситуаций позволяет формализовать решениезадач оценки ситуации и разработать достаточно эффективные алгоритмы. В идеальном случае человеку-операторупредоставляется аппаратно-программными средствами интеллектуальной поддержки конечное множество решений повыходу из создавшейся ситуации, и его задача — выбрать наилучшее с его точки зрения. За оператором остается правопринятия самостоятельных решений, в том числе и не предусмотренных в соответствующих базах знаний.Третий этап включает операции, совокупность которых обеспечивает приведение принятого решения в исполнение.Реализация решения предусматривает выбор метода воздействия на систему и собственно действие, заключающееся вовводе в объект управления или систему управляющих сигналов.Задачи, выполняемые оператором на первых двух этапах и в процессе выбора метода воздействия на систему(первая задача третьего этапа) или объект управления, реализуются в виде сенсорно-логических актов в коре головногомозга.
И только последняя задача — реализация действия — выступает в виде сенсорно-моторного акта, использующегомышечную энергию пальцев, рук или иных органов человека. Поэтому интервал между поступлением сигнала на входмодели человека-оператора и началом реализации операции действия на органы управления является скрытым иназывается латентным периодом деятельности оператора. В связи с этим нет возможности зафиксировать время,затрачиваемое оператором на выполнение любой из процедур, относящихся к сенсорно-логическим актам. Остаетсятолько возможность оценить суммарные затраты времени до начала сенсорно-моторного акта.Реализация действия осуществляется путем выработки определенной совокупности сигналов управления.
При этомнеобходимо учитывать, что человек-оператор во многих АСОИУ реализует управление объектом или системойдистанционно, не имея возможности наблюдать реальный объект.Исходя из этого, необходимо отметить два аспекта. Во-первых, не имея возможности непосредственновоздействовать на объект или систему, человек-оператор достаточно часто использует органы управления дляформирования функциональных команд на запуск определенных программ расчета оптимального соотношения параметров объекта или системы, способных восстановить нормальный режим функционирования объекта управления. Приэтом могут быть использованы как традиционные органы управления (клавиатура, манипулятор типа мыши и т.
д.), таки специализированные сенсорно-чувствительные экраны и панели с функциональными ячейками (кнопками).Во-вторых, в модели человека-оператора необходимо предусмотреть обратную связь, с помощью которойреализуетсячетвертыйэтап—контроль.Осуществляетсяконтрользареальнымизменениемпроцессафункционирования объекта после подачи на него выработанных команд управления. Для этих целей обычноиспользуется информационная модель, адекватно отображающая состояние и условия функционирования объекта илисистемы управления. Все изменения в процессе функционирования объекта после подачи управляющих команд должныфиксироваться оператором на первом (прием информации) и втором (оценка ситуации) этапах.Если в результате решения первых четырех задач человек-оператор признал ситуацию соответствующейтребуемому процессу функционирования объекта управления, то его деятельность по выработке сигналов управленияпризнается успешной.Если же новое состояние объекта управления отличается от запланированного оператором, например при наличииошибки в принятии решения и выработке управляющих сигналов, то процесс обработки информации в звене человекоператор повторяется.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
