CC BY
9
Abramov Anton Sergeevich, research and developent department, vice-head, 89105585032@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Safonov Lev Yurievich, postgraduate, junior researcher, safok-lit10@gmail.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Starikov Nikolai Evgenievich, doctor of technical sciences, professor, head of the military training center, starikov_taii@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Chadaev Yury Andreevich, candidate of physical and mathematical sciences, docent, director, senior researcher, yury-chadaev@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 378.146
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-7-102-108
МЕТОДИКА РАЦИОНАЛЬНОГО ВЫБОРА СРЕДСТВ АТТЕСТАЦИИ ОПЕРАТОРОВ ПУНКТОВ КОНТРОЛЯ
М.В. Темников, М.В. Митрофанов, С.В. Коробка, В.С. Кокошенко
В статье представлен процесс исследования операторской деятельности, завершающим этапом которой является аттестация. Последовательный анализ различных подходов позволил осуществить рациональный выбор средств аттестации операторов пунктов контроля, который базируется на комплексном использовании инженерно-психологических и социально-психологические методов, построении математических моделей деятельности и выборе инверсной задачи, как основы методики.
Ключевые слова: аттестация, операторы пунктов контроля, система «человек-машина».
Широкое внедрение автоматизированных систем управления (АСУ) непосредственно в деятельность дежурных смен операторов пунктов контроля привело к возникновению ряда научных направлений, в том числе инженерной психологии, которая изучает объективные закономерности процессов информационного взаимодействия человека и техники для использования их в практике проектирования, создания и эксплуатации человеко-машинных систем [1, 2].
Система «человек - машина» (СЧМ) есть система, состоящая из человека-оператора (группы операторов) и машины (технических устройств), посредством которой он осуществляет свою профессиональную деятельность.
В настоящее время достаточно хорошо развиты методы проектирования алгоритмов и аппаратуры СЧМ, в то время как методы аттестации индивидуальной и групповой деятельности операторов в системе практически отсутствуют. Это связано с тем, что существует определенный разрыв между подходами к описанию психологических характеристик человека-оператора и функционирования машины. При разработке конкретных методик выбора средств аттестации операторов пунктов контроля необходимо:
- создание единого подхода к описанию функционирования технической части системы и операторской деятельности;
- учет индивидуальных психофизиологических характеристик деятельности человека - оператора;
- учет динамики показателей деятельности в процессе обучения и отбора операторов с характеристиками, необходимыми для работы на конкретном объекте управления;
- учет изменения функциональных состояний человека - оператора.
Решение этих проблем является необходимой составной частью системного подхода к выбору средств аттестации операторской деятельности [3].
Применение системного подхода к решению указанной проблемы во многом определяется необходимостью решения её центральной задачи - разработки теоретических и методических основ рационального выбора средств аттестации операторов пунктов контроля. Опыт проектирования СЧМ показал ограниченность подхода от «машины к человеку», при котором принципы и методы, созданные для анализа технических систем, механически переносились на деятельность операторов. Признание человека субъектом труда потребовало изменения концепций проектирования, среди которых заслуживает внимания системно - антропоцентрическая, которой предложены конкретные методы проектирования.
Ограниченность равнокомпонентного подхода подтверждается необоснованностью самого принципа сравнения или противопоставления человека и машины внутри одной системы [4, 5].
Однако, несмотря на существующие проблемы, инженерно - психологический анализ современных СЧМ позволяет сделать ряд важных выводов:
1) при всех изменениях характера деятельности, человек-оператор остается центральным элементом АСУ, осуществляющим основные координирующие функции в интересах достижения поставленных задач;
2) деятельность человека-оператора, оказывающая непосредственное влияние на эффективность системы в целом, осуществляется в непрерывном взаимодействии с техническими средствами и окружающей средой, в силу чего её качество зависит от полноты взаимного согласования характеристик технических средств системы и возможностей человека;
3) отсутствует единая система учета возможностей человека в процессе создания
СЧМ.
Классификация задач исследования операторской деятельности
На рис. приведена классификация задач исследования деятельности операторов в зависимости от этапов разработки и эксплуатации систем.
Разработка системы аттестации операторов должна входить обязательным компонентом в этап технического проектирования и основываться на обеспечении выбранных показателей эффективности деятельности операторов с учетом их взаимосвязи с показателями качества функционирования системы. На этапе испытаний и эксплуатации производится уточнение принципов организации деятельности с целью достижения максимальной эффективности СЧМ [6].
Рассмотрев методы анализа операторской деятельности в системах «человек - машина» и возможности её математического описания, можно сделать вывод о том, что оптимизация деятельности операторов в СЧМ требует единого подхода и описания (в том числе математического) процессов, происходящих во всех элементах этой системы.
Математические модели являются удобным средством, используемым как для сравнительной оценки различных вариантов построения СЧМ, так и для анализа операторской деятельности. Использование математических методов дает возможность проведения оптимизации всей системы как на стадиях её проектирования и разработки, в процессе эксплуатации, а также на этапе аттестации.
Аналитические методы и методы моделирования составляют группу математических методов, особенностью которых является то, что в них исследуется не сама деятельность операторов, а некоторые искусственно созданные объекты (модели), соотносимые с этой деятельностью. Моделирование заключается в исследовании операторской деятельности на моделях и переносе результатов на реальную деятельность. Необходимо отметить, что вопросы применимости математических моделей для решения различных инженерно-психологических задач являются предметом постоянных дискуссий, при этом высказываются самые противоречивые мнения.
Некоторые авторы считают, что математическое моделирование позволяет решать проблемы проектирования деятельности наиболее полно, поскольку он отвечает следующим условиям [7, 8]:
- возможности получения количественных результатов;
- общности языка с методами проектирования и анализа технических элементов;
- отсутствию необходимости в непосредственных исследованиях;
- возможности перебора большого числа альтернативных вариантов;
- возможности аналитического исследования.
Для инженерной психологии, которая в настоящее время остро нуждается в углублении теории деятельности, чрезвычайно важно проникновение в суть процессов, определяющих качественные и количественные стороны деятельности. Поэтому любой метод проектирования деятельности человека в системе управления должен, прежде всего, основываться на знании феноменов поведения и деятельности и закономерностей их регулирования в системе обучения.
Потребности анализа количественных характеристик эффективности деятельности операторов с особой остротой ставит вопрос о возможности использования результатов, полученных с помощью математических моделей. Это вызвано тем, что существенные отличия деятельности человека от процессов абстрактных моделей его подготовки не позволяют однозначно перенести разработанные в системотехнике принципы моделирования на создание реально функционирующих систем аттестации операторов.
Анализ проектирования и эксплуатации СЧМ показывает, что многочисленные задачи, решаемые на основе моделирования деятельности операторов можно разделить на три типа: инверсные, обратные и прямые.
Пусть множество {Ц составляет комплекс параметров, характеризующих структуру управления. Операторы на основе анализа факторов среды (с помощью информационной модели), составляющих множество {5"}, формируют концептуальную модель и осуществляют управляющие воздействия, качество которых может оцениваться множеством параметров (инженерно-психологических показателей).
I тип (прямая задача). При заданных значениях входных параметров {5} и известной структуре управления {и}, представленной моделью, необходимо оценить значения выходных параметров {^}. Формально это может быть записано следующим образом:
Для решения этой задачи могут быть использованы три способа представления моделей деятельности операторов пунктов контроля.
Первый способ заключается в представлении структуры управления как «черного ящика» и получения регрессионной зависимости значений множества параметров {F} от значений множества параметров {5"} (регрессионной модели).
Второй способ заключается в раскрытии механизмов переработки информационных потоков оператором (или операторами) и восстановления структуры управления (структурные модели).
Третий способ заключается в создании и использовании специальных моделей (моделей синтеза). Указанные модели (регрессионные, структурные и синтеза), используемые при решении прямой задачи, являются оценочными и применяются как для прогнозирования значений выходных параметров {F}, так и для получения исходных данных для оценки эффективности функционирования всей СЧМ.
II тип (обратная задача). При известной структуре управления {U}, представленной моделью, и заданных ограничениях на выходные параметры {F} необходимо оптимизировать значения части или всех параметров среды {5}. Формально это может быть записано следующим образом:
й-"'
Эта задача может быть решена на основе моделей оптимизации, которые представляют из себя модели деятельности операторов пунктов контроля, разработанные при решении прямой задачи с добавлением к ним оптимизирующих математических блоков.
III тип (инверсная задача). Инверсная задача может быть разбита на две подзадачи.
1. При заданных значениях входных и соответствующих им значениях выходных параметров {5, F} определить структуру управления {U}. Формально это может быть записано следующим образом:
{5-F}-{U}.
Структура управления в этом случае задана неявным образом, и необходимо её восстановить. Основой для решения этой задачи могут быть регрессивные модели и структурные модели деятельности операторов.
2. При заданных значениях входных параметров {5} и известных ограничениях на выходные параметры {F} определить структуру управления {U}, кратко это может быть записано следующим образом:
IFH">.
Фактически это основная задача инженерно-психологических исследований, и к ней сводится задача распределения функций между операторами и машиной, проектирования деятельности, синтеза СЧМ, оптимизации деятельности и т.д. Решение этой задачи может быть найдено при использовании специальных моделей (моделей синтеза).
Построение и использование математических моделей для целей выбора средств аттестации операторов связано с необходимостью учета следующих факторов:
- область деятельности операторов пунктов контроля, описываемая математическими методами, должна быть строго определена и алгоритмизирована;
- все действия, составляющие алгоритм деятельности, должны быть формализуемы, т.е. иметь четкую формулировку конкретной цели каждого действия, стереотипность условий, в которых дана цель, однозначность способов изучения и преобразования условий задачи;
- математические модели необходимо строить с учетом того, что количественные характеристики качества деятельности должны быть получены для реальных условий, не приводящих к функциональным сдвигам в состоянии операторов.
Выбор формализованного аппарата для описания и оценки операторской деятельности определяется назначением и спецификой функционирования системы.
Так, при анализе и синтезе деятельности операторов пунктов контроля в системах, функционирующих преимущественно в конфликтных условиях, математические модели могут строиться на основе теории игр. В системах, предназначенных для планирования и принятия решения в условиях неопределенности, деятельность операторов может быть описана с помощью теории статистических решений. Для случаев, когда деятельность оператора связана в основном с непрерывным управлением системами с ограниченным числом степеней свободы (ко-
гда количество переменных, которыми нужно управлять вручную, невелико) и в ограниченной полосе частот (когда основные управляющие сигналы имеют частоту не больше нескольких герц), наиболее целесообразно использовать модели, основанные на теории автоматического управления. В случаях описания систем, в которых деятельность оператора может быть представлена реагированием на стимулы, такая статистическая связь, если она не зависит от смысла сообщений, с достаточной для практических целей точностью определяется с помощью методов теории информации. Для систем, предназначенных для обслуживания заявок (вызовов, локационных целей, потока сообщений и т.д.) формализация деятельности операторов может осуществляться в терминах теории массового обслуживания.
Существуют и другие методы математического описания деятельности операторов. Правомерно утверждение, что «...с точки зрения проектирования деятельности задача исследователя состоит в том, чтобы из нескольких возможных решений относительно структуры деятельности в будущей системе выбрать оптимальные путем инженерно-психологического эксперимента, имитации деятельности». Фактически создаются несколько экспериментальных моделей системы или её компонентов, и характеристики деятельности человека в них сравниваются по определенным критериям. Создание оптимизационных моделей, проигрывание на них возможных альтернативных вариантов, использование этих идеальных объектов как средств проектирования - и составляет основное содержание понятия «проектирование деятельности».
Во всех случаях формализованного описания деятельности операторов пунктов контроля с целью её оптимизации выбор математической модели должен определяться содержательной стороной работы (СЧМ) с учетом сознательного, творческого характера выполнения операторами их функциональных обязанностей, их способностей к адаптации и обучению.
Выбору и использованию методов математического моделирования должен предшествовать анализ операторской деятельности, позволяющий присвоить ей определенный конструктивный смысл. Следует отметить, что расчленение и воспроизведение деятельности в теоретических схемах и моделях возможно на основ её представления в виде упорядоченной совокупности выполняемых действий.
В настоящее время не сложилось единого для всех психологов понятия действия. Под действием следует понимать ограниченную во времени совокупность процессов, протекающих в предмете, средствах и субъекте деятельности. При этом субъект с помощью средств управляет этими процессами, чтобы обеспечить достижение определенного конечного состояния, которое в сознании субъекта выступает как цель. Важная особенность действия - относительная устойчивость начального и конечного состояний. К числу определяемых таким образом действий относятся сенсомоторные реакции, процессы принятия решений, действия запоминания и т.д.
Наряду с инженерно-психологической известна также классификация, предложенная А. Н. Леонтьевым. Основу этой классификации составляет разделение действий в зависимости от отношения человека к процессу исполнения. Если некоторое действие выполняется бездумно, автоматически, то оно называется операцией. Если действие выполняется целеустремленно, с контролем получаемых результатов, т.е. сознательно, то тогда мы имеем действие. Две классификации не исключают, а дополняют друг друга, но с учетом того, что в процессе создания систем проектируются процессы преобразования и управления объектами, а не процессы сознательной, эмоциональной и мотивационной регуляции, для целей создания методики рационального выбора средств аттестации операторов пунктов контроля удобнее использовать первую классификацию.
Подобный подход к анализу деятельности как совокупности элементов привел к созданию и распространению целого ряда структурных методов, среди которых следует выделить:
- структурный метод, основанный на анализе структуры деятельности с последующим описанием алгоритмов преобразования информации человеком как совокупности дискретных операций определенного типа;
- метод статистического эталона, основанный на оценке совокупности количественных показателей (времени и вероятности безошибочного выполнения операций), получаемых при выполнении оператором конкретных операций в зависимости от факторов сложности операторской деятельности;
- операционно - психофизиологический метод, основанный на декомпозиции деятельности по критерию инвариантности психологического содержания отдельных действий;
- методы, основанные на формализации деятельности оператора с использованием передаточных функций, теории массового обслуживания и др.
К этому направлению можно отнести также микроструктурный анализ исполнительской деятельности и ряд других концепций.
Однако использование интегральных показателей качества выполнения деятельности, таких как точность, быстродействие, надежность и других в ряде случаев скрывает проявление психологических механизмов, обеспечивающих выполнение деятельности. Поэтому при анализе деятельности традиционными способами представляется целесообразным проводить исследование её психологической структуры.
Согласно современным представлениям психологическая структура операторской деятельности содержит ряд составляющих, которые и определяют успешность её выполнения. К их числу относят процесс формирования образа - цели, индивидуальное планирование деятельности, антиципацию и принятие решения. Изменение качества выполнения операторской деятельности, безусловно, должно быть связано с изменением этих психологических составляющих деятельности.
Выявление психологической структуры операторского труда позволяет выделить те психофизиологические функции, на которые ложится основная нагрузка, иерархию этих психических и психофизиологических функций по их значимости для успешности деятельности.
В качестве вывода отметим, что для аттестации операторов пунктов контроля необходимо комплексно использовать как инженерно-психологические, так и социально-психологические методы. Анализ показывает, что если на этапах раннего и технического проектирования СЧМ основной акцент должен делаться на решении задач, связанных с инженерно-психологическим содержанием оптимизации деятельности (проектирование технических средств СЧМ с учетом возможностей операторов), то на этапе эксплуатации системы и непосредственно аттестации операторов - на решении задач, связанных с социально-психологическим содержанием их деятельности.
Список литературы
1. Соколов С.С., Багрецов С.А., Лаута О.С., Митрофанов М.В. Обеспечение гомеоста-тичности индивидуальной деятельности оператора в человеко-машинных комплексах // Санкт-Петербург, 2021. 392 с.
2. Митрофанов М.В., Атнагуллов Т.Н. Важные аспекты самостоятельной подготовки обучающихся // Модернизация российского общества и образования: новые экономические ориентиры, стратегии управления, вопросы правоприменения и подготовки кадров. Материалы XXII национальной научной конференции (с международным участием). Таганрог, 2021. С. 7476.
3. Митрофанов М.В., Стародубцев Ю.И., Атнагуллов Т.Н. Интеллектуальная обработка образовательного контента для повышения эффективности учебного процесса // Электросвязь. 2021. № 11. С. 47-54.
4. Митрофанов М.В., Атнагуллов Т.Н. Важные аспекты самостоятельной подготовки обучающихся // Модернизация российского общества и образования: новые экономические ориентиры, стратегии управления, вопросы правоприменения и подготовки кадров. Материалы XXII национальной научной конференции (с международным участием). Таганрог, 2021. С. 7476.
5. Митрофанов М.В., Багрецов С.А., Лаута О.С., Бойко Н.В. Управление параметрами модели «обучающийся - техническое средство обучения» // Главный механик. 2021. № 3. С. 7280.
6. Багрецов С.А., Щукин А.В., Митрофанов М.В., Талденко А.Ю. Методика определения оптимального состава информации обмена между руководителем группы и подчиненными операторами // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. Вып. 6. С. 39-44.
7. Митрофанов М.В., Багрецов С.А., Лаута О.С., Черная Т.Э. Методы оценки рационального времени подготовки специалистов // Конструкторское бюро. 2021. № 5. С. 6-11.
8. Летавин А.В., Березин А.О., Вахромов Д.С., Митрофанов М.В. Многоуровневая система аутентификации пользователя автоматизированных систем // Нейрокомпьютеры и их применение. ХУШ Всероссийская научная конференция. Тезисы докладов. 2020. С. 151153.
Митрофанов Михаил Валерьевич, канд. техн. наук, начальник кафедры, vonafor-tim@yandex.ru, Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи им. С.М.Буденного,
Темников Михаил Валерьевич, соискатель, pochta_delo@mail.ru, Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи им. С.М.Буденного,
Коробка Сергей Владимирович, канд. воен. наук, соискатель, ksv2000@mail.ru, Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи им. С.М.Буденного,
Кокошенко Виталий Степанович, соискатель, pochta_delo@mail.ru, Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи им. С.М.Буденного
RATIONAL CHOICE METHODOLOGY MEANS OF CERTIFICATION OF CONTROL POINT
OPERATORS
M.V. Temnikov, M.V. Mitrofanov, S.V. Korobka, V.S. Kokoshenko
The article presents the process of operator activity research, the final stage of which is certification. A consistent analysis of various approaches has made it possible to make a rational choice of means of certification of control point operators, which is based on the integrated use of engineering-psychological and socio-psychological methods, the construction of mathematical models of activity and the choice of an inverse task as the basis of the methodology.
Key words: certification, operators of control points, man-machine system.
Mitrofanov Mikhail Valeryevich, candidate of technical sciences, head of the department, vonafortim@yandex.ru, Russia, St. Petersburg, Military telecommunication academy named after S.M. Budyonny,
Temnikov Mikhail Valeryevich, applicant, pochta_delo@mail. ru, Russia, St. Petersburg, Military telecommunication academy named after S.M. Budyonny,
Korobka Sergey Vladimirovich, candidate of military sciences, applicant, ksv2000@,mail.ru, Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications named after S.M.Budyonny,
Kokoshenko Vitaly Stepanovich, applicant, pochta_delo@mail.ru, Russia, St. Petersburg, Military telecommunication academy named after S.M. Budyonny
УДК 621.317
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-7-108-112
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНОГО КОЛИЧЕСТВА ЛИЧНОГО СОСТАВА ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА ТЕХНИКИ СВЯЗИ И АСУ
В.А. Дросс, О.А. Губская, Е.В. Фатьянова, В.Е. Писковитин, А.Г. Головин
В статье рассмотрен подход к определению рационального количества личного состава в ремонтном органе для обслуживания и ремонта техники связи и АСУ, по минимальному значению затрат на восполнение потерь техники связи и АСУ.
Ключевые слова: ремонт техники связи, система технического обеспечения связи, подсистемы снабжения и ремонта.
В процессе эксплуатации военной техники связи (ВТС) и АСУ возможны ее случайные отказы и постепенное, по мере выработки ресурса эксплуатации, ухудшение качества работы, вплоть до полной потери работоспособности. Поддержание ВТС и АСУ в работоспособном состоянии и постоянной готовности к применению, а также восстановление при аварийных повреждениях и возвращение в строй является важнейшей задачей системы технического обеспечения связи (СТОС).
