Тема 2. Людина, як елемент системи

“ЛЮДИНА – ЖИТТЄВЕ СЕРЕДОВИЩЕ”

Вище життєве середовище людини було охарактеризовано як сукупність зовнішніх факторів, що впливають на людину. В залежності від характеру цих факторів, їхнього походження розрізняють природне, виробниче та побутове середовище. На сучасному етапі суспільного та технічного розвитку виробниче середовище є найбільш агресивним по відношенню до людини, вимагає від неї найбільших фізичних та психоемоційних витрат.

Для узагальнення всіх можливих проявів взаємодії людини з виробничим середовищем користуються поняттям системи "людина-машина-середо­вище" (СЛМС). В цій системі під об'єктом "машина" розуміють ідеалізоване узагальнення сукупності технічних засобів, з якими людина взаємодіє в процесі праці, від ручного інструменту й до найскладніших комплексів: космічні апарати, енергетичні системи тощо.

Вплив фізичних та хімічних факторів природного й виробничого середовища на людину, що загрожують її здоров'ю та життю, розглядається нижче. В цьому ж параграфі буде розглянута так звана інформаційна взаємодія людини з машиною, яка є джерелом виникнення психофізіологічних факторів, шкідливий та небезпечний вплив яких на людину стає все більш актуальним по мірі зменшення долі фізичної і зростання долі розумової праці.

Інформаційну взаємодію людини з машиною найкраще можна проілюструвати за допомогою структурно-функціональної схеми СЛСМ, яку представлено на рисунку 1.

ЗВІ

РЕЦЕПТОРИ

ОК

ЦНС

ЛП

КО

ЕФЕКТОРИ

Рис.1. Структурна схема СЛСМ.

На цій схемі машина представлена сукупністю таких складових частин як об'єкт керування (ОК), засоби відображення інформації (ЗВІ), логічний пристрій (ЛП) та керуючі органи (КО). Людина-оператор представлена як сукупність центральної нервової системи (ЦНС), рецепторів (органів почуттів) та ефекторів (органів руху).

Інформаційна взаємодія між людиною та машиною відбувається за такою схемою. Інформація про стан об'єкта керування надходить до логічного пристрою. Після відповідної обробки ця інформація відображається за допомогою засобів відображення інформації (ЗВІ). Сукупність сигналів, які сприймаються рецепторами і які надають оператору інформацію про стан ОК, називають інформаційною моделлю стану об’єкту. На підставі сприйняття й обробки оператором інформаційної моделі в його свідомості (ЦНС) формується уявлення про стан ОК. Це уявлення, яке може бути більш чи менш далеким від дійсного стану ОК, називають концептуальною моделлю стану об’єкта. Після порівняння концептуальної моделі стану об’єкта з деяким його еталоном, що зберігається в пам'яті оператора, останній приймає рішення по керуванню об’єктом. Прийняте рішення реалізується за допомогою органів руху або мови (ефекторiв), які діють на керуючі органи, в результаті чого керуюча інформація вводиться до ЛП і здійснюється необхідне перетворення ОК. Цю послідовність дій називають циклом керування.

Ефективність і безпечність функціонування СЛМС вирішальним чином визначається якістю інформаційних процесів, що відбуваються в системі:

• сприйняття інформаційної моделі оператором;

• збереження й обробка інформації;

• введення керуючої інформації в машину.

Якість сприйняття інформаційної моделі оператором залежить від того чи задовольняють характеристики сигналів засобів відображення інформації фізіологічним можливостям аналізаторів людини. Під аналізаторами розуміють сукупність рецепторів, нервових шляхів та відповідних центрів в корі головного мозку, що утворюють канал надходження інформації до центральної нервової системи. Головну роль під час експлуатації технічних систем відіграють зоровий (90%), слуховий (9%) і тактильний (1%) аналізатори. Розрізняють енергетичні, просторові, часові й інформаційні характеристики сигналів, що діють на аналізатор. Так, наприклад головною енергетичною характеристикою зорового сигналу є його яскравість, яка повинна лежати в певному діапазоні, в протилежному випадку якість сприйняття інформації оператором погіршиться, що підвищить ймовірність прийняття неправильного рішення і можливість аварії. Крім того відхилення яскравості сигналу від оптимального рівня є фізичним фактором середовища, що завдає шкоду здоров'ю людини.

Для якісного сприйняття інформації сигнали повинні задовольняти основному психофізичному закону Вебера-Фехнера, який встановлює залежність між найменшою зміною інтенсивності подразника dI, що відчуває людина, та абсолютним значенням цієї інтенсивності 

d /  = k = const,

де k = 0,01 для зорового; 0,1 - для слухового і 0,3 - для тактильного аналізаторів. Закон Вебера-Фехнера має інше вираження: інтенсивність від­чуття прямо пропорційна логарифму інтенсивності подразнення

S = k  lg ,

де S - інтенсивність відчуття.

Якість сприйняття інформації оператором залежить також від швидкості інформаційного потоку (кількості інформації, що виводиться ЗВІ на одиницю часу). Недостатня швидкість не дозволить оператору сформувати якісне уявлення про стан об'єкту, а надмірна швидкість не дозволить йому вчасно і якісно обробляти інформацію. І те й інше є небезпечним явищем через те, що веде до помилок і прийняття неправильного рішення.

Якість збереження й обробки інформації також залежить від інтенсивності й структури інформаційних потоків.

Збереження інформації або інакше кажучи її запам'ятовування є надзвичайно важливим в контексті оперативного прийняття правильного керуючого рішення в ситуації, що змінюється. Особливу роль в цьому відіграє так звана короткотермінова пам'ять, функціонування якої підкоряється певним закономірностям.

Обробка інформації та прийняття керуючого рішення значною мірою визначається рівнем професійної придатності та підготовки людини-опера­тора, його здатністю зосереджуватись на об'єкті, витримувати необхідний режим процесу. В цьому плані важливим є правильне проектування процесу праці, нормування її напруженості, керування фізіологічним та психоемоційним станом оператора.

Стан оператора залежить не тільки від напруженості інформаційних процесів, але й від чисто фізичних факторів виробничого середовища таких, як шум, вібрація, випромінювання, шкідливі речовини, незручна робоча поза.

Нарешті введення керуючої інформації в машину за допомогою керуючих органів таких, як клавіатури, маніпулятори, кнопки, важелі, маховики, педалі, штурвали тощо, не дивлячись на те, що здається тривіальною справою, є надзвичайно важливою з точки зору безпеки людини-оператора й об'єкта керування. Відома велика кількість випадків аварій технічних об'єктів з причини неправильного проектування керуючих органів, їх невідповідності психологічним, фізіологічним та антропометричним властивостям людини. В цій області досліджені численні закономірності й напрацьовані відповідні рекомендації.

В цьому параграфі були поверхово розглянуті і схематично означені питання безпеки інформаційної взаємодії людини з технічними системами. Детальне ж дослідження існуючих тут закономірностей і розробка практичних рекомендацій лежить в царині таких наукових дисциплін як ергономіка та інженерна психологія.