Предмет инженерной психологии. Система «человек-машина»

Неподвижная шкала  стрелочного индикатора, который  отображает количественную информацию, оцифровывается так, что увеличение отсчетов идет по часовой стрелке. Если оператора интересует диапазон значений индицируемой величины, то соответствующие  участки шкалы могут быть выделены цветом.

Если оператору  нужно прежде всего предоставить информацию о том, увеличивается  или уменьшается измеряемая величина относительно нормального, эталонного значения, то цифровым отметкам шкалы придаются положительные и отрицательные значения, а эталонному значению величины соответствует характерное положение стрелки (например, горизонтальное).

Восприятие указателя  направления облегчает условное изображение на нем управляемого объекта (самолетик на указателе  курса с подвижной шкалой).

Цифровые  счетчики используются, когда необходимо быстрое и точное количественное чтение измеряемого параметра (например, высоты полета самолета в альтиметре; дистанция до объекта в радиолокационной станции).

На индикаторах качественного чтения отображается информация о направлении изменения контролируемого параметра: возрастает или падает значение параметра, отклоняется объект вправо или влево.

Примером  может служить указатель угла крена самолета. При накренении самолета «силуэтик» будет поворачиваться относительно линии горизонта, и на шкале прибора  отобразится картина полета с  креном.

Индикаторы, передающие информацию в форме изображений, обладают большими преимуществами перед остальными благодаря наглядности представления информации и возможности отображения в миниатюре целого комплекса взаимосвязанных свойств объекта. Наличие сходства между признаками объекта и признаками сигнала на индикаторе облегчает условия декодирования сигналов и распознавания стоящих за ними свойств объекта. 

 Показателен  в этом смысле авиагоризонт  – индикатор, который выдает  летчику информацию о положении  самолета в пространстве. На его  передней панели представлен  «силуэтик» самолета на фоне  линии, отображающей горизонт. Поле прибора над этой линией символизирует небо и имеет голубую окраску, а поле ниже этой линии обозначает землю и имеет коричневую окраску. С изменением угла наклона продольной оси самолета линия горизонта на индикаторе будет соответственно опускаться или подниматься, создавая картину полета самолета в небо (на голубую часть шкалы) или на землю (на коричневую часть).

Удобны для использования интегральные индикаторы, которые обеспечивают оператора наглядной информацией о сложившейся ситуации и создают эффект его непосредственного участия

Интегральный  авиационный индикатор "коналог"

в ней. Такие индикаторы обычно предназначаются для передачи информации об изменении положения  управляемого объекта в пространстве и используются на самолетах, подводных  лодках. 

 На приборе выдается в наглядной форме информация о движении самолета. Направление полета на экране представлено в виде уходящей к горизонту «дороги» – светлой полосы, разделенной темными линиями, которые, набегая навстречу, создают эффект определенной скорости полета. Сохранение заданного направления заключается в удержании объекта на полосе лежащей перед ним «дороги». Если самолет следует заданным курсом и с заданной высотой, «дорога» усматривается симметрично, в перспективе (рис. а). Когда самолет следует заданным курсом, но на высоте, превышающей заданную, расстояние между набегающими линиями в верхней части экрана увеличивается, а в нижней – уменьшается (рис. б). При отклонении самолета вправо от заданного курса «дорога» на экране поворачивает вправо (рис. в).

Приборные панели позволяют организовать общий поток информации, адресованной оператору, и придавать ему структуру, способствующую разрешению возникающих у него задач.

При компоновке панелей  учитываются основные критерии, определяющие приоритеты в выборе места установки  индикатора. Основными являются следующие  критерии:

Приборная панель автомобиля

Приборная панель легкого  самолета

·        роль индикатора в достижении цели деятельности;

·        цена ошибки оператора при использовании индикатора;

·        частота использования индикатора;

·        степень срочности использования выдаваемых им данных.

Индикаторы, требующие  наибольшего контроля, устанавливаются  в центральной зоне панели, поскольку  в этой зоне оператор быстрее и  точнее воспринимает информацию.

Одним из эффективных  средств комплексного представления  информации являются мнемосхемы – графические информационные модели, условно изображающие пространственное положение элементов управляемого объекта, его технологическую или функциональную схему.

Мнемосхемы предназначаются  для выполнения следующих функций:

наглядно отображать функционально-технологическую схему  управляемого объекта и информацию о его состоянии в объеме, необходимом  для выполнения оператором возложенных  на него функций;

отображать связи  и характер взаимодействия управляемого объекта с другими объектами  внешней среды;

сигнализировать обо  всех существенных нарушениях в работе объекта;

обеспечивать быстрое  выявление возможности локализации  и ликвидации неисправности.

Для мнемосхемы разрабатывается  единая система символов (мнемознаков). Форма мнемознака должна соответствовать  основным признакам отображаемого  объекта – функциональным, технологическим  или конструктивным, либо условным обозначениям объектов или параметров, принятым в технической документации.

Изображения элементов  схемы, соответствующие физическим потокам или объектам, изменяющим свое состояние в процессе функционирования, выполняются так, чтобы они могли  засвечиваться и гаснуть, изменять яркость свечения и т.п.

На рисунке  представлен фрагмент мнемосхемы, отображающей информацию о главной силовой  установке рыболовного траулера. Состояние контролируемых агрегатов  и их узлов кодируется с помощью  световых сигналов различного цвета. Готовность узла к работе индицируется желтым цветом, рабочее состояние (параметры  в пределах нормы) – зеленым. При  выходе того или иного параметра  за пределы нормы в соответствующем  месте мнемосхемы загорается мигающий красный световой сигнал. Одновременно с его появлением или по истечении  выдержки времени от 2 до 30 секунд (в  зависимости от характера неисправности) включается звуковой сигнал – ревун. Подтверждение приема сигнала осуществляется с помощью расположенных на пульте управления кнопок, одной из которых  отключается звуковой сигнал, а другой – световая сигнализация, после  чего мигающий красный свет переходит  в постоянный. После устранения неисправности  красный сигнал гаснет.

На поле мнемосхемы размещены органы управления, которые служат для управления агрегатами и установками, - кнопочные и поворотные выключатели и переключатели.

 

6.     Органы управления

Передача сигналов от человека к машине осуществляется посредством воздействия на органы управления.  

 

Органы управления автомобилем	Органы управления фотоаппаратом

Конструктивное  исполнение органов управления может  быть самым различным. Это могут  быть кнопки, клавиши, педали, поворотные выключатели, многопозиционные переключатели, вращающиеся регуляторы, тумблеры, штурвалы, рычаги и другие.

Связь между управляющим  воздействием и изменением регулируемого  параметра должна опираться на стереотип – естественную реакцию человека, закрепленную повседневным опытом. Включение, увеличение, ускорение требуемого параметра осуществляется вращением органа управления по часовой стрелке или перемещением его от себя либо вверх. Соответственно выключение, уменьшение, замедление и т.п. – движениями против часовой стрелки, на себя, вниз.

Взаимное расположение органов управления и относящихся  к ним индикаторов также должно опираться на стереотипы восприятия. Установлены общие принципы соответствия между органом управления и индикацией.  

 

Стереотип увеличения по ходу часовой стрелки: чтобы величина возрастала, нужно вращать ручку по часовой стрелке или передвигать рычаг вверх или направо (в, г)

Стереотип близости движений: при любом вращающемся органе управления его часть, расположенная ближе всего к движущемуся указателю на индикаторе, движется в том же направлении, что и указатель (правильно – в; нейтрально – г; неверно – д).

Соответствие  направлений: как линейные (е), так и вращательные (б) движения органа управления и указателя на индикаторе должны осуществляться в одном направлении (неверно – ж).

Соответствие  местоположений: если несколько органов управления и соответствующие им индикаторы не могут быть расположены близко друг к другу, то конфигурация расположения индикаторов должна соответствовать конфигурации расположения органов управления. Классический пример – затруднения, возникающие у домашних хозяек, которым при пользовании кухонными плитами бывает нелегко освоить связь ручек управления и газовых горелок. 

 

7.      Оптимальная организация рабочего места оператора

Трудовая деятельность операторов осуществляется на рабочих местах – в зонах деятельности, оснащенных средствами отображения информации, органами управления, вспомогательным оборудованием, необходимым для решения задач управления и контроля в соответствии со спецификой и целевым назначением конкретного вида труда. 

 

Рабочее место оператора  глобальной морской системы связи  при бедствии и в целях безопасности

Рабочее место оператора, такое, например, как у командира  воздушного судна, оснащено множеством индикаторов и органов управления. При их неупорядоченном размещении управление самолетом было бы не только затруднено, но, пожалуй, просто невозможно.

Кабина пилота - рабочее место летчика	Кабина - рабочее  место пилота военного самолета

рабочее место, предназначенное для осуществления функции управления или группы взаимосвязанных функций, должно удовлетворять эргономическим требованиям, объединяющим антропометрические, гигиенические, физиологические и эстетические требования. 

Первый тип компоновки поста управления

Второй тип компоновки поста управления

Третий тип компоновки поста управления

 

 Особое значение имеют психологические требования, которые направлены на соответствие рабочего места возможностям восприятия и переработки информации человеком. Они являются ведущими при решении  вопроса об установке того или  иного средства отображения информации на рабочем месте. Слишком большое  количество индикаторов в рабочей  зоне оператора может привести к  его информационной перегрузке, а  слишком малое – создать предпосылки  к принятию ошибочных решений  из-за недостатка информации о процессе или объекте наблюдения. Выполнение психологических требований должно обеспечивать быстрое и безошибочное отыскание нужных индикаторов и  органов управления, правильную интерпретацию  показаний приборов.

Поиски оптимального решения приводят к различным  типам компоновки рабочих мест.

Рассмотрим  в качестве примера варианты компоновки центрального поста управления сложной  энергетической установки.

При первом типе компоновки в центре помещения  располагается небольшой пульт  оператора, на котором размещены  органы управления главным агрегатом  системы, кнопки включения и отключения отдельных систем. На пульт поступает  только самая основная укрупненная  информация о состоянии групп  агрегатов, систем и устройств. Вдоль  стен помещения располагаются панелями с приборами и мнемосхемами.

Элементы  контроля и управления отдельными системами  располагаются вне центрального поста управления на периферийных пультах, обслуживаемых соответствующими операторами.

Компоновка  первого типа обеспечивает комплексное  восприятие информации дежурным оператором в форме, наиболее удобной для  быстрого принятия решения. Ее недостаток заключается в том, что оператор не получает детальной информации о  состоянии отдельных систем и  узлов агрегатов.