Системы сопровождения деятельности человекаоператора сложных систем. Групповая подготовка операторов Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Известия ТРТУ

Тематический выпуск

ББК 87.6

СИСТЕМЫ СОПРОВОЖДЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА-ОПЕРАТОРА СЛОЖНЫХ СИСТЕМ. ГРУППОВАЯ ПОДГОТОВКА

ОПЕРАТОРОВ

В.Г. Захаревич, О.Г. Бахтияров, Н.Л. Беличко, В.И. Божич, А.В. Лучинин, А.В.

Чурсинов

ТРТУ, ул. Чехова, 2, т. 312-014, E-mail: [email protected]

Широкое применение буквально во всех сферах современного производства "человеко-машинных" управляющих систем дало повод социологам назвать операторскую деятельность "профессией века". Опыт эксплуатации систем типа "человек-машина" показал, что проблема надежности их функционирования не сводима только к техническому совершенствованию машинной части системы. Именно человек, осуществляя наиболее ответственную деятельность по принятию решений и организации управляющих воздействий, является ключевым звеном автоматизированных систем управления. В связи с этим, пристальное внимание уделяется поиску оптимальных путей комплексной оценки его функциональных состояний, разработке информативных критериев их идентификации и анализа. Несмотря на сложившуюся практику учета влияния человеческого фактора при разработке и эксплуатации человеко-машинных систем, пока не удается полностью избежать ситуаций, когда оператору приходится сталкиваться с несоответствием особенностей таких систем возможностям человека, несоответствием условий рабочей среды функциональному состоянию, условий, вынуждающих оператора работать иногда на пределе своих психофизиологических возможностей в экстремальных ситуациях и при несанкционированных воздействиях.

В настоящее время интенсивность и условия деятельности, а также экономические и слабо поддающиеся экономической оценке людские потери, связанные с ошибочными действиями человека, позволяют утверждать, что эти проблемы специфичны не только для так называемых "элитарных" профессий (летчики, космонавты, операторы сложных системотехнических и информационных комплексов различного назначения, ликвидаторы аварий и др.), но и для таких "обыденных" и массовых профессий, как водители наземных транспортных средств, экипажи судов речного и морского флотов, машинисты и диспетчеры метрополитена и железнодорожного транспорта, учащиеся при интенсивных формах обучения и т.д.

Развитие экстремальных и субэкстремальных состояний связано, чаще всего, либо с дефицитом времени для принятия ответственного решения, либо с дефицитом информации, либо с действием экстремальных физико-химических факторов среды, либо, что особенно существенно в настоящее время, - с несанкционированными информационными воздействиями. Зачастую все указанные факторы действуют одновременно, и ситуация в целом может характеризоваться как сверхэкстремальная. Все это оказывает крайне нежелательное влияние как на эффективность деятельности оператора, так и на состояние его здоровья.

Новые подходы к развитию резервных возможностей человека и его реабилитации требуют выхода за рамки только дискурсивного мышления, как основного смыслопорождающего механизма. Следуя К. Юнгу, который постулировал принципиальную равноценность мышления и других психических функций - чувствования, ощущения и интуиции, мы предлагаем включить в процесс подготовки операторов в качестве ключевого звена средства и методы развития у них интуитивно - целостного восприятия окружающей среды, образного мышления, способности к эмпатическим взаимодействиям, умения входить в так называемые измененные состояния сознания. Методы владения измененными состояниями

сознания позволяют повысить готовность психики человека к приему информации, управлять функциональным состоянием организма, процессами мобилизации резервов психики для снятия и профилактики стрессов, а также повышения адаптационных возможностей организма. В настоящее время в ТРТУ разрабатываются методы развития навыков самоконтроля и сохранения личностной идентичности, навыков адекватного поведения человека в экстремальных условиях, навыков интуитивно-целостного восприятия окружающей среды и принятия решений в условиях высокой неопределенности. Важным звеном такой подготовки является организация групповых способов подготовки операторов сложных профессий.

Применительно к системе образования предлагаемые исследования и разработки позволят быстро внедрить ускоренные методы обучения, например, иностранных языков, скорочтения, развития творческих способностей и др. Кроме того, они ориентированы на развитие у учащихся способности к максимальной концентрации и быстрому переключению внимания, к безошибочному считыванию и запоминанию информации, к антиципации - предвосхищению, основанному на моментальном восприятии ситуации, что позволяет организовать не только напряженные виды обучения, но и восстановительные мероприятия после обучения за счет включения механизмов саморегуляции организма учащегося.

Специальная подготовка, направленная на вскрытие психических, интеллектуальных, физиологических ресурсов операторов (учащихся), сохранение их работоспособности в условиях психоэмоциального напряжения и восстановление (реакриацию) после интенсивных форм деятельности (обучения), требует особых свойств и качеств, объединенных понятием «психофизиологическое состояние» (ПФС). В этой связи возникает задача организации психофизиологического сопровождения операторов (учащихся) до, во время и после деятельности, что, с одной стороны, повысит эффективность деятельности, а с другой - снизит влияние процесса деятельности (обучения) на их здоровье.

В основу методического обеспечения проводимых работ положен системный подход, базирующийся на единой методологической базе. Он включает методики диагностики, тренировки и коррекции межполушарных взаимоотношений с учетом правил "золотой пропорции" и биоритмологических характеристик человека. Это стало возможным после проведения в последнее время широкомасштабных исследований по проблеме "золотой пропорции", выявления особенностей межполушарной асимметрии мозга, иерархии временной организации функционирования различных систем организма человека, а также особенностей развития у человека интуитивно-целостного восприятия информации и окружающей среды.

Методы "золотой пропорции" в настоящее время широко используются при анализе циклических процессов в природе, обществе, организме человека. Это способствует возрождению циклического метода анализа естественных, общественных и биологических систем. В неживой природе встречаются многолетние, сезонные, месячные, недельные, суточные и более короткопериодные ритмы. Аналогичной продолжительности ритмы обнаружены в растительном, животном мире и у человека. Причем биологические ритмы коррелируют с ритмами внешней среды. Достаточно полно изучены суточные ритмы. В настоящее время у человека известно более 400 суточных ритмов. Есть основания считать, что ритмичность есть универсальное свойство объектов живой и неживой природы. Достоверная диагностика состояния человека, эффективное обучение, прогноз успешности его деятельности, а также коррекция ПФС невозможны без учета биоритмологической структуры человека.

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА

Принципиально новым также является подход к формированию и развитию у операторов навыков:

- интуитивно-целостного восприятия информации и окружающей среды;

- самоконтроля и повышения эффективности деятельности при интенсивных формах обучения;

- адекватного поведения и выживания в экстремальных условиях.

Предлагаемая методология предполагает решение следующих задач:

- решение проблемы «фона» в психофизиологических экспериментах и разработка новых методов и средств экспресс-диагностики и коррекции психофизиологического состояния операторов (учащихся) на основе оценок межполушарных отношений и учета индивидуальных биоритмологических характеристик человека;

- разработка новых методов и средств ускоренного обучения;

- формирование единообразного способа кодирования вербальной информации в малой группе на основе эмпатических взаимодействий. Формирование эмпатических каналов связи между членами группы и передача информации по эмпатическим каналам связи с опорой на кодированные сообщения;

- разработка принципов построения и формирования знаковых сред, адекватно отражающих подконтрольные психические среды и способных осуществить компактную "свертку" информации. Разработка механизмов разворачивания компактной свертки информации для реализации новых видов ускоренного обучения;

- разработка тренажерно-моделирующих комплексов для отработки адаптационных навыков, повышения резервных возможностей и умения выхода из нестандартных ситуаций (вариант структурной схемы автоматизированной системы групповой подготовки операторов приведен на рисунке).

Преимуществами предлагаемых систем и комплексов по сравнению с известными являются:

- применение новых способов выявления особенностей обработки человеком информации, позволяющих прогнозировать стратегию деятельности, характер межличностных отношений, а также адаптировать и оптимизировать способы предъявления информации и обучающие методики;

- единая концептуальная основа реализации методик диагностики и коррекции ПФС, обеспечивающая сопоставимость результатов на различных этапах сопровождения деятельности (до, во время и после деятельности);

- единая критериальная основа реализации корректирующих процедур, обеспечивающая относительную однозначность при выборе средств и методов;

- применение новых методов диагностики, основанных на выявлении функциональной асимметрии мозга, иерархии биоритмов организма человека и их взаимной сопряженности;

- возможность автоматизации ускоренных способов обучения и развития творческих способностей.

Развитие новых технологий групповых форм подготовки операторов (учащихся) позволит достичь высокой степени автоматизации обучающих процедур и создать:

- экспертные и обучающие самонастраиваемые системы с применением адаптивных способов предъявления информации и специальных алгоритмов обработки и принятия решений (на основе теории нечетких множеств, непараметрического обучения и классификации и др.);

- новые технологии дистанционного обучения;

- методики формирования сплоченных коллективов с высоким индексом совместимости для обучения решению специальных задач;

Известия ТРТУ

Тематический выпуск

- методики выработки навыков выявления и опознания подпороговых стимулов, влияющих на состояние окружающей среды и организм человека, для организации профилактической работы с населением;

- системы мониторинга окружающей среды на основе экспертных оценок специально подготовленной группы операторов-эниологов, как биологических индикаторов внешних воздействий.

УДК 681.3

ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛЕЙ РЕЧЕВЫХ СИГНАЛОВ И ИХ АНАЛИЗ С ТОЧКИ

ЗРЕНИЯ ЭМОЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА

И.Б. Старченко, В.И. Тимошенко, А.Ф. Хроматиди

Таганрогский государственный радиотехнический университет Россия, 347928, Таганрог, ГСП-17а, пер. Некрасовский, 44.

Тел.: (86344) 6-17-95; факс: (86344) 6-17-95; e-mail: [email protected]

Проблема компьютерной обработки речи приобретает всевозрастающее значение в связи с целым рядом практических вопросов. Обычно для оценки состояния человека используется комплексная оценка его физиологических параметров: пульс, артериальное давление, интенсивность работы потовых желёз и т.д.

Мы хотим предложить систему с новыми возможностями, которые позволят решать более широкий круг задач. Для оценки состояния используется речевой сигнал. Комплексное использование этой и ранее разработанных систем позволит с большей точностью оценивать психофизиологическое состояние человека.

Эмоциональные признаки в речевых сигналах указывают на психофизиологическое состояние исследуемого человека. Работы, которые отражают амплитуды, спектральные признаки и миограммы голосообразовательного аппарата человека, уже известны и они были использованы в этой работе.

Огромные достижения человека в различных областях его деятельности во многом зависят от его способности использовать речь как средство общения. Человеческая речь, по своей ёмкости, несёт избыточную информацию по сравнению с информацией, содержащейся в первоначальной мысли. Такая избыточная информация позволяет распознавать речь каждого отдельного человека.

Представление о звуковой картине речи можно получить с помощью трехмерной модели, так называемой спектрограммы. Она отражает как распределение энергии по частоте изменяется во времени. Но чтобы объяснить структуру спектрограмм, необходимо знать анатомию и физиологию голосового тракта человека.

Поэтому были разработаны акустическая и соответствующая ей электрическая модели речевого аппарата (РА) (рис. 1). Хотя конфигурация полостей РА отличается сложной формой, в РА можно выделить ротовую, глоточную и носовую полости. При образовании гласных проход из полости глотки в носовую полость закрыт нёбной занавеской. Полости рта и глотки разделены сужением, образуемым спинкой языка и нёбом. Второе сужение образуется с участием губ и двух рядов зубов.