Научная статья на тему 'Моделирование ресурсов деятельности оператора летного труда'

Моделирование ресурсов деятельности оператора летного труда Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
94
56
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Плотников Николай Иванович

Рассматриваются основы ресурсной технологии групповой работы экипажа: коммуникации, делегирование и принятие решений. В настоящее время отсутствуют исследовательские труды с описанием и количественным инструментарием для измерения решений в деятельности оператора летного труда (ОЛТ). Задачей данной работы является разработка структурированного содержания моделей ОЛТ, пригодных для последующих возможных количественных расчетов и машинных алгоритмов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Плотников Николай Иванович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Моделирование ресурсов деятельности оператора летного труда»

2008 НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА № 135

серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов

УДК 339.724.1

МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕСУРСОВ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОПЕРАТОРА ЛЕТНОГО ТРУДА

Н.И. ПЛОТНИКОВ

Статья представлена доктором технических наук, профессором Зубковым Б.В.

Рассматриваются основы ресурсной технологии групповой работы экипажа: коммуникации, делегирование и принятие решений. В настоящее время отсутствуют исследовательские труды с описанием и количественным инструментарием для измерения решений в деятельности оператора летного труда (ОЛТ). Задачей данной работы является разработка структурированного содержания моделей ОЛТ, пригодных для последующих возможных количественных расчетов и машинных алгоритмов.

1. Структура и содержание деятельности ОЛТ

Кратко рассмотрим основные понятия и определения, которые необходимо использовать в исследовании и проектировании деятельности ОЛТ.

1) По отношению к субъекту. Субъект деятельности (по Н.О. Лосскому), субстанциональный деятель. Мотивация личности основана на ценностях и смыслах жизни. Смысл, по Л. С Выготскому, это единство аффективного и интеллектуального в человеке. Иначе, смысл - это осознаваемое и переживаемое человеком своего назначения и бытия. Ценности могут быть тождественны целям или объединению целей. На основе ценностей формируются цели (например, пойти в военную или гражданскую авиацию. Их также можно рассматривать как рациональные и иррациональные единичные и множественные цели и сущности. Деятельность формируется от наиболее абстрактных категорий ценностей и смыслов.

2) По отношению к деятельности. Деятельность организуется и структурируется на две части: подготовка и действие. Знание - есть переживание, сравнимое с другими переживаниями. Переход от знаний к действиям происходит через суждения и умозаключения. Суждение - есть сравнение, дифференцирование, выражаемое в форме. Умозаключение - последовательное построение материала для нового суждения [1]. Для того чтобы достичь целей, нужно их структурировать в задачи. Задача - это конфигурированный образ действий и результатов. Действие является подчиненным задаче процессом с достижением части результата. Операции являются элементами и способами действий. Таким образом, деятельность рассматривается как комплекс действий - единиц деятельности.

Структура деятельности человека выстраивается следующим образом: ценности, смыслы, цели, задачи, действия, операции. Нормативная деятельность - правила, стандарты, нормативы, сложившиеся и сформированные как культура, оптимизирующая ресурсы деятельности -«стандартные операционные процедуры» (СОП). Цель - это количественное описание планируемого (желаемого) состояния величины деятельности. Результат - соизмеряемая с целью дифференциация (отличие) величины деятельности. Далее рассмотрим структуру элементарного действия, фазового пространства деятельности, информационную модель деятельности, модель информационного поиска, содержание и структуру стандартной операционной процедуры, возможные содержания нестандартных операций.

Структура элементарного действия. Элементарное действие как первичная единица деятельности имеет пространственно-временные характеристики (рис. 1). Во времени действие имеет интервал & начала и окончания, когда оценивается элементарный результат или часть результата. Момент начала деятельности - это время t0 после принятия решения при нулевой

величине результата г0. Момент оценки деятельности - время ^ осознания и соизмерения величины результата г1 с целью.

а R Результат у.е. Г ' t Ч’Ч

r • t 0’ 0 At Время действия Время t

Момент начала действия Рис. 1 Момент оценки

Фазовое пространство деятельности. Фазовое пространство деятельности W множеств различных исходов и результатов имеет нормативное поле W|An| стандартных операционных процедур с приемлемым риском и определенными границами деятельности. Фактическое поле деятельности W|Af имеет нечеткие границы в пределах нормативного поля. На практике выход за пределы нормативного поля идентифицируется как нестандартная деятельность: а) поле неблагоприятной деятельности, оцениваемое как ресурсно неконгруэнтное и называемое ошибками и нарушениями W |Af ^; б) поле, расширяющее проектируемые заданные условия деятельности, с последующим изменением нормативного поля W|Af Т. Границы между видами имеют также нечеткий размытый характер и зависят от метода оценки.

2. Информационная модель деятельности

Структура информационного пространства деятельности включает среду полета и воздушное судно. Среда полета содержит географическую часть и связанную с ней ширину воздушной трассы и высоту эшелона. Воздушное судно при подготовке к полету на земле и в полете имеет информационную структуру внешней части и внутреннюю часть кабин и отсеков обслуживания. Важнейшей информационной составляющей является пилотская кабина.

Информационная модель деятельности описывается потоками непрерывных и дискретных сообщений. Сообщения могут быть формализованными - рационально описанными и растож-дествлены с субъектом, а также иррациональными - отождествленными с субъектом.

Непрерывные и иррациональные сообщения связаны с наибольшей продолжительностью деятельности оператора, так называемым слежением или мониторингом. Дискретные и формализованные сообщения связаны с информационным поиском заданных стандартов деятельности. Примером дискретных формализованных сообщений могут служить акты коммуникации экипажа с диспетчером. Слежение также является поиском, размытым менее структурированным, поэтому в дальнейшем можно использовать термин поиск для обоих процессов. Слежение и поиск заканчиваются актом информационного воздействия information impact action Iimp органами восприятия по трем основным каналам человека: аудиальному (А), визуальному (В), кинестетическому (К). Поиск может происходить как по одному из каналов, так и в сочетании двух и трех каналов одновременно. Примером визуального поиска является визуальное считывание показаний прибора. Кинестетический поиск проявляется в движении руки пилота к необходимому рычагу или тумблеру без визуального контакта. Проектирование информационного пространства или поля кабины оператора структурировалось на принципе дублирования вос-

приятия для увеличения надежности, чаще всего визуального и аудиального канала. Также - на разделении восприятия по отдельным каналам. В последнем случае снижается мера неопределенности энтропии сообщений.

Стандартная операционная процедура (СОП) во времени TsOP структурируется на время

информационного поиска, время принятия решения и время действия (бездействия), время ожидания результата, время контроля результата плану деятельности. Информационное воздействие заканчивается принятием решений и разным типом действия (бездействия). Примером может служить действие экипажа для определения поворотной точки маршрута и для принятия решения: начать поворот или оставаться на прежнем курсе, то есть не предпринимать физических действий.

T = T + T + T + T (1)

1SOP imp D R C "> W

где Timp - время информационного воздействия, являющееся сложной функцией взаимосвязанного выбора информационного поиска по трем каналам восприятия Timp = TS (TSA, TV, TSK); TS -время информационного поиска:

N +1

Ts = MTj =---- Tj, (2)

n +1

где N - общее число объектов структуры информационного пространства; n - число объектов информационного поиска, > 1; Tj - среднее время в дискретных актах поиска; M - математическое ожидание количества шагов поиска [3].

3. Ресурсная конгруэнтность решений и результатов деятельности

Праксеологической стороной деятельности является эффективность, результативность и производительность. Это сложная категория деятельности, поскольку здесь человек помимо прагматического аспекта оценивает результаты и возможности удовлетворения мотивации, своих смыслов и ценностей. Поскольку деятельность происходит во времени, выделяется категория (не)своевременности или (а)темпоральности. Размер или объем результата означает степень соответствия замыслу, цели, плану и зависит от понятий правильности и точности действий человека. Деятельность оператора можно структурировать следующим образом: а) правильность действия; б) точность действия; в) своевременность (темпоральность) действия; г) размерность или величина действия. Действия в стандартной операционной процедуре (СОП) standard operation procedures (SOP) имеют характеристики ограничений в пространстве и времени. Нам необходимо составить содержание того, как происходит суждение индивида, принятие решения и оценка деятельности.

Суждение есть ментальный процесс, в котором оператор осознает, анализирует и оценивает информацию, относящуюся к самому себе, к воздушному судну и к внешней среде. Суждения выстраиваются в сложные формообразования, в частном случае - в цепи. За суждением следует волеизъявление и действие. Если суждение ведет к неправильному решению, к упущению более благоприятных альтернатив действия, к неблагополучному исходу полета, то оно считается слабым суждением. Появление любого слабого суждения влечет за собой цепь слабых суждений. Одно слабое суждение увеличивает вероятность появления последующего слабого суждения. Если пилот получает информацию от члена экипажа, от диспетчера, основанную на слабом суждении, то это увеличивает вероятность слабости его собственного суждения. Чем длиннее цепь слабых суждений, тем меньше вероятность благополучного исхода полета. Каждое слабое суждение исключает, по меньшей мере, одну благоприятную альтернативу полета.

Так, если пилот решил взлетать с инеем на плоскостях, то он окончательно упустил возможность нормального взлета. И у него появится цепь дополнительных условий и альтернатив,

чтобы избежать происшествия: если ВПП достаточно длинная, если нет препятствий, если удастся прерванный взлет и т.д. Первый шаг обучения навыкам суждения - это знание определений, понятий, изучение личностных стереотипов. Особенно важно научить пилота правильному суждению в начале карьеры. Выделяют несколько типов мышления пилотов и личностных характеристик, которые ведут к слабому суждению: 1) Антиавторитарность: пилот не терпит и часто исключает контроль над собой. 2) Импульсивность: пилот считает, что в момент принятия решения действовать надо быстро. Здесь важно понять, что начало и окончание решения часто бывают неочевидными и требуют небольших поправок - «подрешений», «подсуждений».

3) Неуязвимость: пилот с утверждением «этого со мной не случится». 4) Доминирование: пилот, чувствующий превосходство над другими. Он идет на риск, чтобы поразить воображение окружающих. 5) Пассивность: пилот, перекладывающий принятие решений на других.

Оценка результата. Возможно описание нескольких вариантов процедур оценки результата субъектом по отношению к цели и стандартным операционным процедурам (СОП).

- Субъект знает СОП и определяет отличия результата от СОП и отличия результата от цели.

- Субъект знает СОП и свои личные оптимальные возможности исполнения (ресурсы) и определяет отличия исполнения и отличия результата от цели.

- Субъект знает неполноту и несовершенство СОП по сравнению с более оптимальной возможной деятельностью.

- Субъект не в состоянии определить величины и меры воздействия на исполнение всех внешних воздействий: а) в силу личных профессиональных ограничений; б) в силу сложившегося контекста деятельности.

4. Эмпирическая модель принятия решений

Решение - это мыслительное суждение, умозаключение и взвешивание выборов вариантов вероятностей возможных результатов от реализации каждого выбора и также мысленное сопоставление с ожидаемым оптимальным результатом. В первом приближении психологический механизм формирования и принятия решения у пилота можно представить в виде пары выборов сравнения положительных и отрицательными факторов с предвидением соответствующих результатов. К позитивным факторам относятся опыт поведения в определенных погодных условиях, доверие к технике, личные желания. Отрицательные факторы характеризуются неуверенностью и колебанием в принятии решений. Факторы почти всегда делятся на неравные части с предпочтением «за» у «безопасного» оператора и на равные или неравные с предпочтением «против» у «аварийного» оператора. В процессе профессиональной подготовки предполагается, что пилот обретает навыки принятия решений. Для описания процессов принятия решений оператора в различных моделях дают качественную характеристику отдельных аспектов или фрагментов деятельности.

Определение. Принятие решений определяется как ментальный процесс в формировании решения: а) способность отбирать информацию, устанавливать варианты действий и ожидаемые последствия; б) выбирать и выполнять подходящее действие, а также воздерживаться от действия, частичного действия или действия по поиску дополнительной информации. Принятие решения - это выбор среди нескольких альтернатив линий поведения или вариантов, которые определяются обычно таким образом, что выбор одного из них, исключает выбор всех остальных. Решение можно определить как мысленный и вербальный перебор, взвешивание и выбор среди нескольких альтернатив линий поведения или вариантов, взвешивание и сопоставление ожидаемых положительных и негативных вероятностей результатов реализации каждого выбора, суждение и умозаключение о предпочтительности одного из выборов, при котором исключается выбор всех других. В дальнейшем процесс принятия решений может определяться

следующим образом: принятие решений - есть процесс, предшествующий действию и отражающий мотивацию, его суждение и волеизъявление. Мотивация - это первопричина поведения человека. От нее и начинает готовиться действие, которое предваряется последним импульсом мотивации - волеизъявлением. Основную часть процесса принятия решений составляет акт суждения.

Эмпирическая модель решения:

ОТ МЫСЛИ К ДЕЙСТВИЮ

се р

жо н

сообщение 1 \

множество 1

сообщение 2 \ V \А

множество 2

сообщение n \д

множество n

МОТИВАЦИЯ ИНДИВИДА

восприятие 1 •

е I

ср

ео

в &

восприятие 2' Т суждение 2

восприятие n ' суждение 1

jQtOB

волеизъявление ( РЕШЕНИЕ ) ДЕЙСТВИЕ

Подготовка решения decision making

V

Принятие решения decision taking

У

Рис. 2

Эмпирическая модель «От мысли к действию» подготовки и принятия решений (рис. 2) состоит из двух взаимосвязанных и неодинаковых по природе потоков информации [2]. Один поток - это отождествленная и присущая человеку информация, получаемая через органы восприятия среды. Здесь более преобладает аналоговая информация. Другой поток является препарированной формализованной информацией с преобладанием знаковой информации. На основании аналоговой правополушарной информации возникают суждения, умозаключения и составляются предположения и прогнозы. На основании знаковой левополушарной информации кумулируются данные и составляются формализованные планы. Основой продвижения малых квантов информации к накоплению и решению является мотивация человека. Весь период до создания знания, ЧТО следует делать, является стадией подготовки решений decision making. Волеизъявление является актом принятия решения decision taking. Действие является следствием решения, не частью решения.

суждение n

5. Математическая интерпретация принятия решений

Решение (D, decision) определяем как акт волеизъявления, предшествующий действию. Фазовое пространство W правильных решений является полем множества благоприятных исходов деятельности (полета), при котором энтропия не увеличивается. Вне данного поля структура пространства может быть спроектирована в разнообразной конфигурации. Внутри поля с содержанием множества благоприятных исходов мы структуру не проектируем, постулируя, что каждый исход решения является благоприятным.

Поясним примером. Вы движетесь на автомобиле по дороге с двухрядным и многополосным движением. На своей стороне вы можете занимать позиции благоприятных исходов на любой полосе. Тем не менее, приближение к крайней левой полосе имеет повышенную вероятность неблагоприятного исхода передвижения. Выезд на встречную через двойную сплошную

разделительную полосу уже становится полем или множеством неблагоприятных исходов поездки. Волеизъявление и решение в этом случае может рассматриваться как критическое, превышающее степень открытости и баланса установленной формы. Аналогично, воздушное судно на предпосадочной прямой имеет предписанное стандартом движение по курсу и глиссаде, которое никогда невозможно выдержать с абсолютной точностью, но в пределах отклонений поля с благоприятными исходами. Подобных примеров деятельности существует неисчислимое множество.

Перед нами стоит задача определения критериев и параметров структурного пространственно-временного проектирования поля благоприятной деятельности и структурирование его границ (рис. 3). Возможно, одним из начальных шагов структурирования деятельности будет акт действия (A;) или бездействия (A0) субъекта. Тогда мы имеем пару множества (A; v Ao) и выборы: а) действие при необходимости отсутствия действия; б) бездействие при необходимости действия. Следующий шаг может относиться к описанию количества или объема (V, volume) действия или работы. Благоприятным исходам соответствует множество выборов по критерию достаточности количества, соответствующего множеству выборов поля сбалансированного состояния деятельности (Vb). Формируется следующая структурная форма по критерию достаточности количества деятельности: (Vi < Vb < V2), где значение Vi соответствует недостаточному, а V2 - избыточному объему работы. Благоприятным исходам деятельности во времени будет соответствовать критерий своевременности. Точному во времени решению и действию соответствует неструктурированное множество во времени (Tb) сбалансированного состояния деятельности. Раннее T1 или позднее T2 действия вне сбалансированного поля образует неравенство (Т1 < Tb < T2). Континуум решений элементарной структуры деятельности в фазовом пространстве будет выражением:

Wd = F{(A; v Ao) + (Vi < Vb < V2) + (Ti < Tb < T2 )} . (3)

Рис. 3

Примером количества действия в летной деятельности может быть избыточность и недостаточности тяги и скорости в полете. Сочетание своевременности выравнивания на посадке и

Структура ресурсной конгруэнтности решений оператора и исходов деятельности

Переделать

(сделать больше, чем нужно) (V2)

Не делать

(не сделать того, что следовало делать)

: Рано делать : - > : Поздно делать :

i. (T|) і Фазовое пространство фактической (t2) :

v деятельности (конкретный полет) у

Фазовое пространство благоприятных выборов деятельности - стандартные операционные процедуры (СОП)

: Недоделать

: (сделать меньше, чем было нужно) :

■ (VI)

Делать

(сделать то, что не следовало делать)

(Ai)

Фазовое пространство недопустимых альтернатив деятельности

посадочной скорости уже будет синтезом критериев. Суждения и связанные с ними решения сводятся к определению конфигурации задачи, распределенной во времени. Их представление и комментарий даны на схеме. Здесь обозначены шесть типов решений ресурсной неконгруэнт-ности.

Первая пара решений (действий): «Делать - Не делать», логическая пара с четкими границами. Самые многочисленные примеры практики неправильных разнообразных решений: вылет, взлет, посадка, уход на запасный аэродром.

Вторая пара решений относится к величинам выполняемых работ: «Переделать - Недоделать». Эти ошибки менее заметны, имеют скрытый латентный характер, так как связаны с количественными расчетами. Примером может быть выполнение разворота с превышением заданного курса или с недоворотом.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Третья пара «Рано делать - Поздно делать» являются темпоральными, связанные с временем. относится к пониманию и чувству времени и своевременности деятельности. Решение «рано делать» может осуществляться при слежении процесса и предшествовать стандартному действию. Например, при уточнении времени начала снижения. Решение «поздно делать» может произойти при обнаружении пропущенного стандартного действия.

Шесть типов решений в трех парах являются классом ресурсных состояний неконгруэнтной деятельности и условиями операционного стресса или напряженности, что ведет к срыву, бифуркации, катастрофе деятельности. Операционный стресс (ОС) во времени приблизительно можно оценить как время принятия решения по исправлению ресурсного состояния Тв, плюс

время для корректирующего действия Тс, деленное на оцениваемое оператором располагаемое

или объективно необходимое время АТЛ .

1м=Т+Тв/Тл.

Для дальнейшей формализации процесса принятия решений воспользуемся аппаратом нечёткой логики. Введём следующие шкалы исчисления: ДНД (делать-не-делать), ОР (объём работы), СВР (своевременность). ДНД е {0, 1} - шкала состоит лишь их двух значений: либо «надо делать», либо «не надо делать» (классическая шкала «истина-ложь»). ОР е [0, 1] - отрезок действительных чисел от 0 до 1. На этой шкале мы вводим следующие переменные: «недо» -недоделать, которая имеет свою нечёткую функцию принадлежности тнедо:[0, 1] ® [0, 1], «пере» - переделать, функция тпере:[0, 1] ® [0, 1], «достаточно» - тдостаточно:[0, 1] ® [0, 1]. СВР е [0, 1] - отрезок действительных чисел от 0 до 1. На этой шкале мы вводим следующие переменные: «рано» - недоделать, которая имеет свою нечёткую функцию принадлежности Црано:[0, 1] ® [0, 1], «поздно» - переделать, функция |1поздно:[0, 1] ® [0, 1], «своевременно» - ^своевременно^0, 1] ®

[0, 1].

Пример для высказывания «своевременно»&«достаточно»

Таким образом, пространство, где принимаются решения, образует три измерения (СВРхОРх[0, 1]). Таких пространств два: одно соответствует выбору «не делать», второе —

«делать». После того, как будут определены функции принадлежности (|1недо, тПере, Црано, тпоздНо, тДостатоЧНо, тсвоевременно) и правила логики, можно будет принимать решения. Оценка ситуации состоит в том, чтобы определить эти функции. Эти функции могут образовывать гладкие поверхности, т.е. реализовывать взаимовлияние фактора объёма и своевременности выполнения задачи. Пример иллюстрирует благоприятное решение («своевременно»&«достаточно»).

Высота точки, лежащей на поверхности, показывает уровень «своевременности» и «достаточности». Вероятно, что наиболее оптимальное решение должно приниматься в наивысшей точке поверхности. Хотя может быть и другая стратегия. Например, когда учитывается одновременно параметр «поздно» и «недо», т.е. задача уже выполняется, но недоделана, а время уже «поздно», т.е. дальнейшей выполнение задачи уже небезопасно. Детализация схемы будет происходить уже в наложении на неё экспериментальных данных.

6. Заключение

Изучение мирового опыта воздушного транспорта дает обоснование критической важности профессионализма летной деятельности, оставляя неразрешенные методологические проблемы.

Эмпирическое моделирование летного профессионализма дает возможность феноменологического представления деятельности ОЛТ.

Для разработки количественных методов оценок профессиональной пригодности летных специалистов, по нашему мнению, приемлемые результаты дает инструментарий нечеткой логики в терминах естественного языка.

Практическим результатом данного подхода могут быть экспертные матрицы оценок деятельности ОЛТ: на примере матриц оценки утомления пилота и профессиональной годности [3, с. 319-321].

ЛИТЕРАТУРА

1. Коваленко Г.В., Микинелов А.Л., Чепига В. Е. Летная эксплуатация. - М.: Воздушный транспорт, 2007. -416 с.

2. Лосский И.О. Избранное. - М.: Воздушный транспорт, 1991. - 624 с.

3. Плотников Н.И. Ресурсы воздушного транспорта. - Новосибирск: НГАЭУ, 2003. - 345 с.

4. Плотников Н. И. Социальная экология летного труда. - М.: ЦНТИ ГА, 1990. - 62 с.

5. Плотников Н.И. Экология пилота. - М.: ЦНТИ ГА, 1991.- 76с.

6. Пономаренко В.А., Завалова Н.Д. Практическая психология: проблемы безопасности летного труда. - М.: Воздушный транспорт, 1994. - 205 с.

7. Kane M. R. Air Transportation. - Iowa, USA. - 1990, 500 p.

8. Wiener E. L. et. al. Cockpit Resource Management. - Academic Press, N.Y., USA. - 1993, 519 p.

FLIGHT OPERATOR RESOURCES ACTIVITY MODELING

Plotnikov N.I.

A study of pilot profession nature is being done. Author change his accent to the holistic study air transport complex. It is important for flight safety, for public information.

Сведения об авторе

Плотников Николай Иванович, 1946 г.р., окончил ОЛАГА (1973), кандидат технических наук, инженер-пилот, генеральный директор ЗАО Исследовательский проектный центр «АвиаМенеджер», автор более 80 научных работ, область научных интересов - воздушный транспорт, консалтинг.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.