Тема 3. Человек как звено в системе управления

Люди, действующие в однотипных системах управления, могут характеризоваться общностью признаков. Эти признаки, несмотря на индивидуальные различия людей, благодаря стати­стике поддаются формализации и математическому описанию. Многочисленные опыты, проведенные нами с летчиками, под­твердили правомочность такого заключения. Несмотря на неко­торые индивидуальные особенности, действия основной массы летчиков при решении отдельных задач можно было описать вполне определенными математическими зависимостями. Общ­ность методов обучения и тренировок, примерно одинаковые условия воспитания, работы, жизни не могли не отразиться на идентичности характеристик их деятельности. Такие осредненные характеристики работы операторов возможно познать и пред­ставить человека, управляющего системой, в виде звена, дейст­вия которого описываются алгоритмом. Однако при этом сле­дует учитывать, что для такого сложного и многогранного звена, каким является человек, подобное описание пока может быть весьма приближенным и расчитанным только на решение кон­кретного круга задач в определенных условиях работы. Описы­вая деятельность человека условной схемой, которая исполь­зуется для описания машин, мы не стираем их качественных различий. Действия человека по управлению системой, наряду с решаемой задачей, обусловлены многими психологическими факторами, в том числе и общественными отношениями, сущест­вующими за сферой данной системы.

Под термином «система» принято понимать любой комплекс динамически связанных звеньев, объединенных общей целью и общей сетью обмена информации. Если система включает в свою структуру одного или нескольких человек и они, рассматривае­мые как одно из ее звеньев, участвуют в переработке материи, энергии и информации, такой комплекс будем называть системой «человек-машина». Каждая система, независимо от степени сложности, может рассматриваться как подсистема в рамках некоторой большей системы.

Систему «человек-машина» можно грубо представить в виде двух звеньев: человека — субъекта труда и машины — средства его воздействия на объект труда. В системе «человек-машина» идет непрерывный информационный обмен: от машины к человеку идет осведомительная информация о режиме работы машины, от человека к машине — командная, выраженная в его управляющих воздействиях на машину. Подобная цир­куляция информации характерна для кибернетических систем, поэтому систему «человек-машина» можно рассматривать как одну из их разновидностей.

Однако между действиями звеньев человека и машины имеет­ся существенное различие. Действия человека отличаются нали­чием цели, которая предопределяет всю его психическую дея­тельность, а следовательно и механизм управляющих воздейст­вий. П.К. Анохин указывает, что «… наличие цели является центральным узлом всего поведения человека, и уже поэтому нельзя сравнивать машину с человеком». Исходя из этого, чело­век в системе управления рассматривается, как человек-опера­тор, перед которым поставлена конкретная цель по управлению системой и который располагает определенными методами для достижения указанной цели. Отметим и другое отличие между действием этих звеньев.

Машина обычно реагирует на данное командное воздействие оператора вполне определенным образом, настолько определен­ным, что ее действие может быть описано алгоритмом. Человек же, получив соответствующую осведомительную информацию, рас­полагает, как правило, целым рядом способов реагирования на нее, из которых он выбирает наиболее целесообразный для рас­сматриваемого состояния системы. Так, например, летчик на одну и ту же информацию о том, что скорость полета превышает заданную, может реагировать различными способами. Он может убрать рычаг управления двигателем и таким образом уменьшить тягу двигателя, может увеличить угол тангажа самолета и наби­ратьвысоту, может даже выпустить шасси. При любом из этих действий скорость полета снижается. Уже самим рациональным выбором способа действия человек снижает неопределенность существующей задачи и вносит в систему соответствующую информацию. Чем лучше подготовлен оператор, тем более он способен в самых разнообразных условиях работы системы на­ходить оптимальный способ действия и таким образом вносить большую информацию в систему. Поэтому с позиций киберне­тики, квалификацию оператора можно расценивать по ко­личеству информации, которое он способен вносить в систему в различных условиях ее функционирования.

Разновидностью систем «человек-машина» являются системы «человек-автомат», в которых человек управляет машиной по­средством автомата. В таких системах человек и автомат обычно изображают схематически в виде одного общего звена «человек-автомат», части которого взаимодействуют как между собой внутри звена, так и с соседним машинным звеном. Такое изображение указывает на то, что в системах «человек-автомат» функции человека и автомата максимально сближены и переплетены.

Рассмотрим другую, более развернутую схему деятельности оператора в замкнутой системе управления. Все изме­нения управляемого объекта фиксируют датчики, сигналы от которых подаются контрольным приборам — источникам инфор­мации.

Предположим, что оператор по одному из приборов обнару­жил отклонение от нормы регулируемого параметра. Существуют различные способы устранения этого отклонения. Для выбора всоздавшейся ситуации наиболее выгодного из них, оператор дол­жен по другим приборам оценить значения остальных контроли­руемых параметров системы. Из сопоставления величины и харак­тера возникшего отклонения с данными о других параметрах, а также с учетом сведений о их взаимосвязи, накопленных операто­ром в процессе обучения, у него складывается представление о существующем состоянии системы — возникшей ситуации. На основе этих данных и известных оператору способах разрешения подобных ситуаций, он принимает решение на соответствующее управляющее воздействие. Определенным перемещением органов управления оператор реализует это решение, стремясь достичь оптимальной динамики приведения управляемого объекта к за­данной программе. Контроль за результатами управляющего воздействия, благодаря цепи обратной связи, осуществляется по тем же контрольным приборам. Таким образом, в деятельности оператора по устранению от­клонения от нормы регулируемого параметра могут быть выде­лены следующие этапы:

а) восприятие информации об отклонении регулируемого па­раметра;

б) восприятие дополнительной информации, характеризую­щей состояние объекта управления;

в) оценка состояния системы на основе сопоставления полу­ченных данных с имеющимися знаниями и совместной перера­ботки всей этой информации;

г) принятие решения по выбору способа управляющих дей­ствий;

д) практическая реализация этого решения;

е) контроль за результатами управляющего воздействия с учетом состояния системы, характера введенного воздействия и ожидаемого эффекта.

В рассмотренной схеме между актами восприятия сигнала о нарушении работы системы и ответного действия оператора при­сутствовал процесс мышления, который обусловил некоторую задержку оператора с ответным сигналом. Его реакция на сигнал об отклонении от нормы регулируемого параметра оказалась отсроченной. С накоплением у оператора опыта по управле­нию подобными системами, время отсрочки ответной реакции постепенно сокращается. Указанные элементы деятельности опе­ратора свертываются во времени и сжимаются в едином управ­ляющем акте. В работе оператора создается автоматизм, кото­рый проявляется в немедленных реакциях на типичные отклоне­ния от нормы регулируемых параметров системы.

Контрольные вопросы

1.Дайте определение термину «система», использующемуся в инженерной психологии.

2. Каким образом идет обмен информацией в системе «человек-машина»?

3. Перечислите этапы деятельности оператора по устранению отклонения от нормы регулируемого параметра.