Алгоритм трудовой деятельности как метод оценки сложности труда

Алгоритмический подход к анализу и оценке трудовой деятельности управляющего типа был предложен А.А. Ляпуновым и Г.А. Шестопалом. Идею развил Г.А. Зараковский, разработавший конкретные приемы анализа некоторых рабочих процессов с введением их количественных характеристик, имеющих определенный психофизический смысл.

В этих работах подробно изложен метод алгоритмического описания в виде логических схем и проанализирована возможность его практического пользования.

Алгоритм деятельности человека можно определить как «логическую организацию деятельности человека-оператора из совокупности действий и оперативных единиц информации».

Таким образом, сущность алгоритмического анализа заключается в разложении трудовой деятельности на качественные различные элементарные составляющие. Такими элементарными составляющими являются оперативные единицы информации (ОЕИ) и элементарные действия (ЭД).

Оперативная единица информации определяется как сообщение (образ, команда и т.п.), которое протекает целостно и опознается оператором в процессе данной деятельности хотя бы по одному существенному для него признаку.

Под элементарным действием понимается преобразование энергии, информации (акт восприятия, мысленная операция, извлечение данных из памяти, моторные действия и т.д.), которая ведет к формированию некоторых ОЕИ.

Одним из наиболее сложных вопросов применения этого метода является установление меры дискретности, т.е. уровня детализации ОЕИ и ЭД, на котором следует осуществлять данный анализ. Алгоритмическое описание осуществляется на уровне единиц, которые можно непосредственно фиксировать в процессе работы например, переключение рычага передачи, включение тумблера сигнала поворота и т.п. или явно выраженных логических условий, присутствующих при выборе способа действия.

В таком случае алгоритмическое описание можно осуществлять на уровне типовых действий (ТД) и логических условий (ЛУ). Вместо ЭД можно использовать ТД, а вместо ОЕИ – ЛУ. При таком подходе под логическим условием понимается сигнал (воспринимаемый извне или актуализируемый в представлении), определяющий выбор того или иного способа действия.

Алгоритмический метод предполагает представление структуры операторской деятельности в символическом виде. Большими буквами (Р_уд, Т) обозначаются отдельные типовые действия, а малыми (υ, d) логические условия, определяющие выбор того или иного действия. После каждого логического условия стоит изначальная нумерованная стрелка конечная стрелка с таким же номером стоит перед каким-либо другим членом алгоритма.

Алгоритм представляет собой формализованную запись деятельности и может быть изображен в виде логической схемы.

Реализация алгоритма начинается с того, что «срабатывает» первый левый элемент схемы. Далее необходимо определить, какой элемент должен следовать за ним. Если первым или предыдущим элементом было типовое действие, то следующим должен «сработать» элемент схемы, стоящий за ним. Если же предыдущим элементом было логическое условие, то возможны два случая:

1. проверяемое логическое условие выполняется, тогда должен «работать» следующий за ним справа элемент алгоритма;

2. проверяемое логическое условие не выполняется, тогда должен «работать» тот элемент, к которому ведет стрелка с выходным номером, начинающаяся после данного логического условия ().

Часто в структурную схему алгоритма вводят «всегда ложное» логическое условие . При использовании во всех случаях «срабатывает тот элемент алгоритма, который указан стрелкой.

Пример полного алгоритма на поддержание прямолинейного движения в виде логической схемы:

Типовые действия:

Р_уд - удержание руля в нейтральном положении;

Р_л – поворот руля влево;

Р_п – поворот руля вправо.

Логические условия:

d – выдерживается ли направление прямолинейного движения;

d_п - появилось ли отклонение вправо;

– отсутствуют ли препятствия, позволяет ли видимость;

- ложное логическое условие, имеющее временное ограничение.

Алгоритм читается следующим образом: водитель принимает решение на поддержание прямолинейного движения W и проверяет возможность выполнения принятого решения . Условия движения позволяют выдерживать прямолинейное направление. Здесь возможны два варианта:

1. направление движения соответствует заданному (d=1), тогда через логическое условие по стрелке водитель продолжает удерживать руль в том же положении;

2. появилось отклонение от прямолинейного движения (d=0), в этом случае по стрелке d смотрим, в какую сторону появилось отклонение d_п (отклонение вправо) d=1. Тогда водитель поворачивает руль влево (Р_л) и через логическое условие по стрелке проверяет, восстановилось ли направление прямолинейного движения. Если d=1, то через ЛУ водитель удерживает руль в заданном положении.

При изучении полного максимального варианта алгоритма трудовой деятельности водителей могут быть получены несколько реализаций:

- минимальная реализация, содержащая наименьшее число членов алгоритма, обеспечивающая своевременное и точное выполнение задач управления автобусом с незначительной сложностью;

- типичная реализация – отражение реальной (или близкой к реальной) структуры операторской деятельности водителей в типичных производственных условиях при сформировавшихся трудовых навыках, для которой характерна значительная вероятность появления на практике. Типичная реализация выявляется экспериментальным путем длительных наблюдений;

- фактическая реализация – это реализации, имеющие различные вероятности появления и сложности выполнения.

Наибольший интерес в практике представляет типичная реализация полного алгоритма трудовой деятельности водителей.

Для приведенной выше полной реализации алгоритма выполнения операции по поддержанию прямолинейного движения минимальная и типичная реализации будут иметь вид:

минимальная реализация

типичная реализация

Число возможных реализаций алгоритма определяется , где N_L – число проверяемых логических условий.

Для учета психофизиологической специфики сложных алгоритмов, а также осуществления более строгого описания трудовой деятельности используется многострочная запись. Верхний уровень отражает работу рук, нижний уровень – работу ног водителя. Такая запись потребовала введения специального элемента алгоритма – «действие перехода на другой уровень», обозначаемого символом в виде двойной стрелки с номером (). Этот символ принимается за элемент алгоритма, но психофиологического содержания не имеет и действует только как стрелка.

В качестве примера двухстрочной записи рассмотрим алгоритм трогания с места автобуса с механической коробкой передач.

Типовые действия:

- нажатие на педаль сцепления;

- включение первой передачи;

- выключение сцепления;

- нажатие на педаль газа;

- удержание педали газа;

- отпускание педали газа;

- нажатие на педаль тормоза;

- включение нейтральной передачи;

- удержание педали тормоза.

Логические условия:

- скорость движения не требует изменения;

- нет препятствий на дороге;

- скорость меньше требуемой;

- ложное логическое условие.

Алгоритмический анализ позволяет количественно оценить деятельность водителя городских автобусов. Для этого используют следующие показатели:

1. Число членов алгоритма

где - число логических условий;

- число типовых действий.

2. Число возможных вариантов реализации полного алгоритма

3. Показатель логической сложности

где - число групп ЛУ, неразделенных ТД;

- число логических условий в каждой группе;

- частота появления групп ЛУ.

4. Показатель стереотипности

- число групп ТД, неразделенных ЛУ;

- число типовых действий в каждой группе;

- частота появления групп ТД.

5. Энтропия появления i-го ЛУ и j-го ТД

6. Суммарная энтропия

7. Общая сложность алгоритма

Чем выше показатель стереотипности и ниже показатель логической сложности, тем легче данная операция по выполнению в психофизиологическом отношении.

Таким образом, алгоритмический метод можно использовать для изучения трудовой деятельности специальностей, которые имеют фиксировано-алгоритмический характер. Поэтому можно сделать вывод о потенциальной применимости метода алгоритмического описания для анализа и оценки трудовой деятельности системы «водитель-автобус-среда».

Для того, чтобы осуществить формализованное описание трудовой деятельности водителей автобусов на основе логико-вероятностного моделирования, необходимо изучить факторы, определяющие сложность труда.

Для получения информации о сложности трудовой деятельности водителей автобусов можно использовать методы: экспертный опрос, сбор статистических данных о трассах автобусных маршрутов, наблюдение и обследование рабочего места и др.

К основным факторам, определяющим сложность труда водителей при работе на автобусах разных типоразмеров можно отнести конструктивные особенности автобусов, которые в значительной степени определяют условия и степень сложности труда водителей. На условия работы водителей оказывают влияние следующие особенности конструкции автобусов: расположение двигателя, тип двигателя, тип коробки передач, усилитель рулевого управления, комфортабельность и микроклимат кабины, планировка пассажирского салона.

Для современных автобусов характерен ряд основных закономерностей в развитии конструкции, облегчающих труд водителей автобусов:

- подпольное расположение двигателя, что снижает уровень шума и улучшает микроклимат в кабине;

- применение гидравлических коробок передач, усилителей рулевого управления и других устройств, снижающих величину физических усилий водителя при управлении автобусом;

- улучшение комфортабельности кабины за счет улучшения обзорности, вентиляции, обогрева, удобства сидения и других факторов.

Наметившаяся в последние годы тенденция по повышению надежности работы узлов и агрегатов оказывает влияние на сложность труда работы водителей, минимизирует различные неожиданные поломки и остановки, связанные с отказами систем.

Однако основным конструкторским отличием, влияющим на показатели сложности трудовой деятельности водителей автобусов, является тип коробки передач. Количество воздействий на рычаги и педали при механической коробке передач значительно превышает, при реализации определенной ситуации по управлению автобусом, аналогичного числа воздействий с автоматической коробкой передач. Кроме того, управление автобусом с гидромеханической трансмиссией и автоматической коробкой передач не предъявляет высоких требований к наличию операторских навыков.

Для выявления разницы в сложности управления различными автобусами начальным этапом проведения анализа является составление алгоритмов характерных операций по управлению автобусами с механической и автоматической коробкой передач. Эти алгоритмы учитывают всевозможные варианты реализаций и полностью определяют структуру трудовой деятельности водителя в процессе данного режима движения.

Для этого необходимо сформулировать исходные допущения и ввести условные обозначения элементов типовых действий и логических условий.

Исходные условия и принятые допущения должны быть сформулированы в связи с объективной невозможностью охватить все без исключения способы управления автобусом в реальных эксплуатационных условиях. Принятые условные допущения позволяют ограничиться наиболее важными и часто встречающимися вариантами.

Основными допущениями могут являться следующие:

- работа водителя протекает без экстремальных аварийных ситуаций;

- управление автобусами осуществляется профессионально подготовленными водителями;

- дорожные условия соответствуют нормальным (за нормальные условия движения принимаются: наличие твердого покрытия, минимальное количество рядов движения – двухрядное, наличие видимости, обеспечивающей безопасность движения).

Используя данные о содержании трудовой деятельности водителей городских автобусов и правил построения алгоритмов, сформулированных выше исходных допущений и принятых обозначений, были составлены полные и типичные алгоритмы деятельности водителей по характерным операциям управления автобусом. Алгоритмы составлены в виде логических схем с одно – и двухстрочной записью. (см. табл. 9, 10)

Специфической особенностью трудовой деятельности водителей городских автобусов является то, что их трудовая деятельность протекает на маршрутах с различными условиями движения. Изучение влияния условий движения является одной из задач анализа трудовой деятельности водителей городских автобусов.

Для проведения дальнейшего исследования по вопросу изучения трудовой деятельности водителей на городских автобусных маршрутах была проведена коллективная экспертная оценка по изучению факторов, определяющих сложность трудовой деятельности водителей.

В результате экспертной оценки были сформулированы факторы и определена группа, оказывающие наиболее сильное влияние на показатели сложности труда. Это и позволило в дальнейшем проводить исследование по выявлению влияния этих факторов.

Для полноты сбора данных об условиях движения на городских автобусных маршрутах были обследованы трассы маршрутов и составлены типовые транспортные ситуации, которые характеризуют сложность условий движения на маршрутах. Перечень типовых транспортных ситуаций городских маршрутов:

- остановочный пункт с карманом;

- остановочный пункт без кармана;

- перегон;

- светофор на прямой, зеленый свет;

- светофор на прямой, красный свет;

- светофор на повороте направо, зеленый свет;

- светофор на повороте направо, красный свет;

- светофор на повороте налево, зеленый свет, без остановки на перекрестке;

- светофор на повороте налево, зеленый свет, с остановкой на перекрестке;

- светофор на повороте налево, красный свет, без остановки на перекрестке;

- светофор на повороте налево, красный свет, с остановкой на перекрестке;

- поворот направо без светофора и остановки на повороте;

- поворот налево без светофора и остановки на повороте;

- поворот налево без светофора, с остановкой на повороте;

- перестроение;

- железнодорожные и трамвайные переезды, искусственные неровности;

- пересечение с главной дорогой без светофора и остановки перед перекрестком;

- пересечение с главной дорогой без светофора, с остановкой перед перекрестком;

- плавный поворот налево, направо;

- движение по кругу;

- движение на спуск, подъем.

Таким образом, изучение трудовой деятельности водителей городских автобусов с точки зрения анализа и оценки сложности труда при управлении автобусами различных типоразмеров и одновременно оценки сложности городских автобусных маршрутов носит комплексный характер, который заключается в учете, с одной стороны, конструктивных особенностей по управлению автобусами, а с другой стороны, количественных показателей, характеризующих сложность маршрута.

Раздел 2. Методические рекомендации по выполнению курсовых и аттестационно-выпускных работ (проектов)