Эргономическая характеристика средств деятельности операторов управления воздушным движением и операторов железнодорожного транспорта
Принципиально важной характеристикой труда штурмана ЛА является положение о том, что «решение навигационных задач включает психологические процессы построения образа, выполнение умственных преобразований, переходы от одной системы отсчета к другой, согласно принятым системам отсчета и пр.» [24]. Как указывает автор, до начала работ штурман должен тщательно «изучить все детали маршрута: расположение, координаты и визуальную форму (радиолокационных) ориентиров, характер местности в районе (аэродромов), конфигурацию путей подхода (и схем захода на посадку)». Штурман ЛА хорошо подготовлен, если он «помнит все изгибы в линии пути и может легко их воспроизвести, что и свидетельствует об образном характере его памяти, а, следовательно, и мышления, поскольку именно образы становятся предметами умственных преобразований» [24]. Собственно эти же этапы работы с МЦК будут, по всей видимости, иметь место и для профессиональной деятельности оператора при анализе маршрутов перемещений АМР и использования ориентиров на местности.
«На представление о географическом пространстве у штурмана должно быть наложено пространство воздушных путей и схемы подходов. Проработка совмещенного пространства в терминах движения, которая характерна для опытных штурманов, означает, что образ полета у штурмана - это уже не (только) представление о карте или даже системе карт, а представление о группе воздушных судов, движущихся вместе с самолетом, в котором находится штурман» [24]. Заметим, что принцип такого «послойного» совмещения разнородной картографической информации сегодня реализуется в МФЦИ на борту ЛА [20, 27].
Как важнейший тезис автор работы [24] рассматривает следующий: «психологическое содержание операторского труда представляет собой совместное функционирование устоявшихся, заранее сформированных структур профессионального опыта и текущих, наличных, «свежих» восприятий, мыслей, переживаний и действий». По его мнению, профессиональный опыт позволяет легко актуализировать из памяти те представления, которые были связаны с неоднократным прохождением того или иного маршрута.
В представлении о ситуации, складывающейся в полете, автор различает «несколько (психологических) слоев [24]:
1) структуры пространства и времени, сложившиеся в ходе предыдущей деятельности;
2) система перцептивных миров (актуальное восприятие);
3) мысленный образ самой ситуации и ее развития».
Для понимания психологического содержания стоящей перед ЧО задачи контроля прохождения АМР предписанного маршрута полезны также сведения из топографии, в частности, по разделу ведения ориентирования [10, 28]. «Задача ориентирования заключается в опознании отдельных предметов, совокупности их как целостной структуры и в определении своего места внутри совокупности. Она решается различением внутри совокупности направлений и определением расстояний до ближайших, основных или граничных объектов» [29].
Фактически в этом определении задачи ориентирования раскрывается психологический смысл деятельности ЧО, когда он решает задачу навигации, позиционируется себя в систему координат подвижного объекта и, тем самым, совмещая эго-центрическую систему координат со схемой своего тела.
Важнейшая задача ориентирования - нахождение и выдерживание заданного направления движения, а также восстановление движения по заданному маршруту, если возникли помехи движению и были внесены коррекции для того, чтобы предотвратить коллизии [28].
Профессия диспетчера УВД дает другой пример того, какие сложные психологические механизмы и структуры актуализируются у ЧО, когда необходимо с высокой точностью и надежностью осуществлять контроль навигационной обстановки с использованием картографических данных и данных текущей обстановки о множестве мобильных объектов. Есть и некоторые отличия, в частности, в этом случае речь идет:
1) о переменной структуре совокупности контролируемых подвижных средств;
2) контролируемые объекты являются пилотируемым, то есть в этом случае большой вес приобретает коммуникативных компонент совместной деятельности диспетчерам УВД и экипажей ЛА, а сфера принятия решений разделена между несколькими участниками со строгой системой разделения полномочий.
В работе [23] представлено описание профессии диспетчера УВД и психограмма этой профессии, которые затем воспроизводятся во многих более поздних публикациях, когда речь идет о психологическом описании этой профессии.
Как и в случае с профессией штурмана, важнейшей структурой, ответственной за принятие решение и обеспечение безопасности воздушного движения является пространственно-временной «навигационный образ» («образ воздушной ситуации»), который формируется «на основе поступающей по различным каналам информации о положении и движении воздушных судов». «Образ этот трехмерный, динамический, включающий не только сиюминутное положение управляемых объектов, но и экстраполяцию их относительного пространственного положения через короткий отрезок времени» [23]. При этом выполняются «такие умственные операции, как экстраполяция маршрута и времени движения самолета». «Зрительная информация поступает к диспетчеру УВД в образно-схематической и цифровой форме. Изображения на экране обзорного локатора и на табло метеоданных требуют декодирования».
В таком контексте становится понятным, какие средства деятельности должен использовать оператор УВД, чтобы своевременно осуществить прогноз развития ситуации и своевременно вмешаться в процесс УВД.
В деятельности диспетчера применительно к железнодорожному транспорту заметная роль отводится оперативному мышлению, которое выполняет согласно [23, 30] следующие функции:
1) планирование- мыслительная деятельность по созданию плана функционирования управляемого объекта на определенный отрезок времени;
2) контроль и регулирование- специальная деятельность по выполнению выработанного плана, требующая отражения динамических характеристик управляемого объекта и соотнесения их с программой;
3) решение задач по поиску и устранению «резких отклонений» от нормыв управляемых процессах, когда сказывается большое влияние эмоционального состояния диспетчера и высокого темпа;
4) диагностика- при возникновении неисправностей и аварийных ситуаций.
Выполненный анализ позволяет констатировать, что в плане психологической характеристики средств деятельности необходимо акцентировать внимание на информационной поддержки функционирования тех регуляторных механизмов, которые: позволяют ЧО воссоздать «целостный и динамичный образ внешней обстановки»; распределить внимание между различными источниками информации; выполнить прогнозирование изменения ситуации (ее пространственно-временного образа); оперативно включиться в процесс управления при возникновении аварийной или непредвиденной ситуации.
Практические следствия развиваемого подхода к построению человеко-машинного интерфейса взаимодействия оператора с группой мобильных роботов
Полученные аналитические результаты при принятии рабочей гипотезы о близости проектируемой деятельности оператора некоторым наземным аналогам имеют практические следствия в отношении подходов к разработке методик компьютерного обучения и выбора профессионально-ориентированных тестов.
Эти вопросы ранее поднимались в литературе применительно к наземным мобильным роботам. В статье [31]обсуждаются вопросы построения тренажера, способного к адаптации с учетом реальных образцов мобильных роботов.
Нам представляется правильным на сегодняшнем уровне разработки АМР ставить вопрос о разработке компьютеризированного инструментария в составе методик обучения операторов. В этой связи получили широкое распространение модели, построенные с применением технологий виртуальной и дополненной реальности и современных систем 3D-визуализации. Как известно, на основе этих информационных технологий существуют пакеты программно-моделирующих средств реалистичного воспроизводства в реальном масштабе времени поведения объектов в виртуальном мире таким же образом, как они взаимодействуют в реальном мире, подчиняясь физическим законам и законам механики. Эти инструменты нашли применение в области создания моделей для вычислительных научных экспериментов, моделирования и визуализации поведения сложных эргатических систем, в частности, с включением в коммуникацию роботов, и в тренажеростроении [2, 29, 32-40].
Применительно к поставленной задаче можно предполагать, что на основе выше цифровой модели интерфейса ЧО на основе МЦК и обзорного индикатора обстановки можно построить, так называемый, «синтетический» тест, выявляющий способности к перекодированию символьно заданной информации на ЭИ в целостный навигационный образ, позволяющий принимать решения о риске коллизий мобильных объектов при разном их количестве, скорости и направлениях движения и пр.
Современные компьютерные технологии могут обеспечивать внедрение в методик оценки достижений и результативности выполнения стандартизированных по уровню сложности задач с позиции так называемого «синтетического» подхода [41, 42].
Как отмечено в обзоре [43] уже на самых ранних этапах становления профессионально-психологического отбора (ППО) исследователи, которые выбрали путь построения «синтетических тестов», пытались создать модельные условия на установках, имитирующих летную деятельность: «Установки различной сложности были разработаны Штерном и Кронфельдом в Германии, Бартлетом в Англии ("Кембриджская кабина"), Мешберном и Линком в Канаде».
Это направление в большей мере «привело к созданию тренажеров для обучения и подготовки летчиков, но меньше использовалось для первоначального отбора в авиацию, поскольку при обследовании большую роль играли навыки и умения кандидатов, а не их способности» [43].
Это означает необходимость построения в рамках синтетического подхода специальных методик для компьютеризированного обучения и для тестирования результативности принятия решений по ведению пространственной ориентировки в сложных условиях, в которых акцент делается именно на восприятии и перекодировании информации для актуализации образных представлений [44].
Согласно разработанному методическому подходу для обучения и последующего тестирования успешности обучения должны быть предложены стандартизированные ситуации для отработки (тренировки) выполнения набора профессионально-ориентированных операций. В этом отношении наиболее перспективны психологические профессионально-ориентированные конструкты, направленные на усложнение содержания задания и актуализацию у обучаемых необходимых для его выполнения психологических механизмов подготовки и принятия решений [37-40].
В качестве базовых принципов психологического моделирования деятельности, позволяющих по результатам обучения выполнить прогноз успешности профессиональной самореализации в цитируемой работе указаны:
· развитие у обучаемых профессионального мышления, формирование пространственных представлений, соединение знаний с образными представлениями пространственных перемещений ЛА и сенсорно-перцептивными эталонами восприятия информации для типовых полётных ситуаций;
· приоритет актуализации умственных действий над автоматизированными операционально-исполнительными, особенно при нестандартных заданиях.
Вопросы адаптации человека к роботизированному окружению в свете восприятия безопасности рабочей среды
Возникает вопрос, почему надо акцентировать внимание к этим аспектам?
Не секрет, что у операторов многих опасных профессий существует известная (вполне разумная) осмотрительность в обращении с автоматическими системами, если от их функционирования зависит безопасность, здоровье и жизнь. Многие десятилетия применение роботизированных образцов технических средств отличала новизна решений и испытательный характер работ, что отложило известный отпечаток на восприятие оператором тех опасностей, которые связаны с тотальной автоматизацией рабочей среды. В этих аспектах важно сформировать у оператора верные представления о HMI в аспектах взаимодействия с роботами (англ .: Human-Robot Interaction - HRI). Точное знание ситуаций, в которых оператор получает безусловное право вмешательства в управление АМР, должно сочетаться с пониманием и того факта, что в значительной части планируемых режимов применения интеллектуальные и сенсорные ресурсы АМР достаточны велики для работы в экстремальной среде, в которой, изначально присутствует множество ограничений человеческого фактора [45-50]. Заметим, что в данном контексте, на наш взгляд, правомерно употребление термина «совместная деятельность» оператора и группы АМР, хотя в общем случае он не является общеупотребительным. Традиционный подход состоит в том, что роботы рассматриваются, как высокотехнологичный инструментарий для значительной части потенциальных областей применения, особенно в промышленности. Однако в рассматриваемом контексте, интеллектуальные активные агенты имеют отдельные признаки адаптивного поведения в новой среде, свойственному естественному интеллекту, поскольку конструкция их «модели внешнего мира» допускает высокую степень автономности, адаптивности и изменения активности в зависимости от складывающейся динамической обстановки.