Государственное образовательное учреждение высшего

                           профессионального образования

        
Кафедра: Общей психологии

и акмеологии.
                               КУРСОВАЯ РАБОТА
                                          По дисциплине:

                               « Инженерная психология »

             по теме: « Исследование мышления диспетчера ».
Руководитель:

Кандидат технических

                                                                                                             наук, доцент.

Полянин В. А.
Исполнители:

Студентки 3 курса

Группы
                                                   
                                            Содержание.
1. Введение………………………………………………………………………3

2. 1 Теоретическая часть.

      Характеристика анализаторов человека – оператора…………………….6

2. 2 Практическая часть.

      Исследование мышления диспетчера…………………………………….20

3. Заключение…………………………………………………………………..44

4. Литература…………………………………………………………………...45




                                                     Введение.

   Диспетчер – работник, координирующий из центрального пункта ход работы, производственный процесс, движение       транспорта.

   Центральное место в деятельности  диспетчера занимает решение тех или иных задач, возникающих в ходе процесса управления. Диспетчер, участвующий в сложных системах управления, имеет дело с проблемными ситуациями. Он должен осмыслить их, выявить задачу и найти пути ее решения.

   Наше исследование актуально, так как деятельность любого диспетчера не может протекать без процесса мышления.

   Проблема исследования: необходимо выяснить, какую роль играет мышление в трудовой деятельности диспетчера. Для решения этой проблемы необходимо выдвинуть следующую гипотезу.

   Гипотеза: мышление играет очень важную роль в профессиональной деятельности диспетчера.

   Цель: исследовать особенности мышления диспетчера. Из данной цели вытекают следующие задачи:

   1.Исследование теоретических источников по данной проблеме.

   2.Анализ проведенных исследований в рамках изучаемого вопроса.

   3.Формулировка выводов по данному исследованию.

   Предметом исследования является мышление диспетчера.

   Объект исследования – диспетчер.
    Мышление — активный процесс отражения объективного мира в форме суждений, понятий, умозаключений. Мышление как социально  обусловленный   психический  процесс неразрывно связано с речью (и языком). В отличие от ощущений, восприятия и представлений, мышление

есть процесс обобщенного и опосредованного отражения действительности.

 Различают наглядно-действенное, наглядно-образное, словесно-логическое, оперативное и теоретическое мышление.

Наглядно-действенное мышление — анализ и синтез познаваемых объектов в процессе практической деятельности с ними.

Наглядно-образное мышление — процесс трансформации перцептивных образов и представлений объектов (например, мысленное вращение объекта, его реконструкция и т. п.). Теоретическое мышление выступает в форме отвлеченных понятий и рассуждений.

Образное мышление — процесс отражения и соотношение теку­щей информации о состоянии объекта с ранее накопленной информацией. Понятийное и образное мышление в реальной трудовой деятельности выступают в тесном единстве, переходят одно в другое, что обеспечивает конкретное отражение проблемной ситуации.

Словесно-логическим или понятийным мышлением называется процесс отражения в создании человека существенных связей и отношений между предметами и явлениями материального мира.

   Для инженерной психологии особое значение имеет оперативное мышление. Под оперативным мышлением понимается такой процесс решения практических задач, в том числе и задач управления, в результате которого формируется субъективная модель предполагаемой совокупности действий (плана операций), обеспечивающей решение поставленной задачи. Оно включает выявление проблемной ситуации и систему ее мысленных и практических преобразований. Отражение общих свойств и существенных взаимосвязей между явлениями здесь сочетается с преобладанием наглядности. Наглядный образ ситуации как бы вбирает себя всю ту сумму знаний, которая получена путем дискурсивного мышления.

   Основными   компонентами   оперативного   мышления   являются

структурирование (которое проявляется в образовании более крупных

единиц на основе связывания элементов ситуации между собой),

динамическое узнавание (узнавание частей конечной ситуации в исходной проблемной ситуации) и формирование алгоритма решения (выработка принципов и правил решения задачи, а также определение последовательности   действий).

    В практике операторской деятельности встречаются следующие категории задач (по сложности):

   1. Простейшие – стереотипные (стандартные). Решаются по строго заданному алгоритму.

   2. Мыслительные задачи. Для их решения оператор должен располагать соответствующими способами и правилами действий. В их решении задействовано оперативное мышление.

   3. Проблемные задачи. Носят творческий характер. Для их решения нет стандартного алгоритма. Для их решения необходимо оперативное мышление.

   Выявлено три этапа процесса решения. На первом этапе наблюдается  стремление действовать только с одним элементом ситуации. На втором этапе имеет место группировка элементов определенным образом. Третий этап состоит в выработке общих принципов решения данной задачи. В деятельности оператора существенную роль играет образное или наглядное мышление, т. е. опериро­вание представлениями реальной ситуации, воссозданными на основе принятой и декодированной информации.

Мышление оператора не исчерпывается принятием дедуктивных решений, так как его деятельность обычно протекает в затрудненных условиях, а обслуживаемая, им техника чрезвычайно сложна. Поэтому оператор должен не только соотносить информацию с управ­ляемым объектом, но и реконструировать ее.

В большинстве случаев диспетчер обнаруживает сигнал на фоне шумов. И здесь информация преобразовывается таким образом, что по заданному следствию нужно найти вызвавшую его причину. Только в этом случае оператор сможет уверенно выделить сигнал на фоне шума, восстановить искаженный образ сигнала. В отличие от дедуктивных решений, где оператор переходит на основе знания инструкции от причины к следствию, от сигнала к действию, в данном случае его мышление развивается как бы в противоположном направлении от следствия к причине. Движение мысли от следствия к причине принято называть абдуктивными операциями, а находимые таким путем решения — абдуктивными. Абдуктивные реше­ния в отличие от дедуктивных характеризуются большей степенью неопределенности, так как одно и то же следствие (один и тот же сигнал) может вызываться (искажаться) разными причинами.


            Характеристика

анализаторов

человека
-
оператора
.                      В соответствии со спецификой инженерной психологии, исследующей и проектирующей процессы информационного взаимодействия человека с техническими звеньями системы «человек - машина», в качестве инженерно - психологических характеристик рассматриваются процессы приема, переработки и передачи информации человеком в процессе деятельности по управлению системой «человек — машина».

    Деятельность оператора по управлению начинается с приема осведомительной информации об объекте управления. Основными психическими процессами, являются ощущение, восприятие, представление и мышление. Анализ этих процессов, раскрытие их природы и закономерностей необходимы для решения задачи оптимального построения информационной модели реальной обстановки.

    Прием информации человеком - оператором необходимо рассматривать
как процесс формирования перцептивного (чувственного) образа. Под ним

понимается субъективное отражение в сознании человека свойств действующего на него объекта. Исследования, проведенные в психологии, показывают, что формирование перцептивного образа является фазным процессом. Оно включает несколько стадий: обнаружение, опознание и различение.

    Обнаружение - стадия восприятия, на которой наблюдатель выделяет объект из фона, но еще не может судить о его форме и признаках.

    Различение - стадия восприятия, на которой наблюдатель способен раздельно воспринимать два объекта, расположенных рядом (либо два состояния одного объекта), выделять детали объектов.

   Опознание - стадия восприятия, на которой наблюдатель выделяет существенные признаки объекта и относит его к определенному классу.

   Длительность этих стадий зависит от сложности воспринимаемого сигнала.
   Целесообразная деятельность человека основывается на постоянном

приеме и анализе информации о характеристиках внешней среды и внутренних систем организма. Этот процесс осуществляется с помощью анализаторов - подсистем центральной нервной системы, обеспечивающих прием и первичный анализ информационных сигналов. Информация, поступающая через анализаторы, называется сенсорной, а процесс ее приема и первичной обработки - сенсорным восприятием. Анализаторами называются нервные приборы, посредством которых человек осуществляет анализ раздражений.

   Любой анализатор состоит из трех основных частей: рецептора, проводящих нервных путей и центра в коре больших полушарий головного мозга. Периферическая часть - рецепторы вынесена на поверхность тела для приема внешней информации. Проводящие нервные пути соединяют рецепторы с соответствующими зонами мозга. Рецепторы воспринимают поступающие к ним сигналы из окружающей среды, осуществляют их частичную  переработку и преобразуют их в биоэлектрические сигналы, которые передаются в центральную нервную систему.

С помощью анализаторов человек может не только ощущать тот или иной сигнал, но и различать сигналы. Для характеристики различения вводится понятие дифференциального порога, под которым понимается минимальное различие между двумя раздражителями (сигналами), вызывающее едва заметное различие ощущений. Важнейшими свойствами анализаторов, имеющими большое значение для деятельности оператора, являются адаптивность и избирательность.

Анализатор является самонастраивающейся системой. Это его свойство проявляется в адаптации, т. е. в изменении диапазона чувствительности в соответствии с условиями работы анализатора. Адаптация характеризуется величиной изменения чувствительности и временем, в течение которого она осуществляется. Эти показатели различны для разных анализаторов.

Избирательность анализатора заключается в его способности из множества раздражителей, действующих на человека, в каждый момент времени в зависимости от условий выделять лишь определенные. Избирательность является условием формирования адекватных ощущений и обеспечивает высокую помехоустойчивость анализаторов.

Выделяют следующие параметры анализаторов:

1 .Абсолютная чувствительность к интенсивности сигнала характеризуется минимальным значением воздействующего раздражителя, при котором возникает ощущение.

2.Пространственные характеристики чувствительности специфичны для каждого анализатора.

3.Минимальная длительность сигнала необходима для возникновения ощущения.

Рассмотренные характеристики и устройство анализаторов позволяют сформулировать общие требования к сигналам - раздражителям, адресованным оператору:

- интенсивность сигналов должна соответствовать средним значениям
диапазона чувствительности анализаторов, которая обеспечивает наиболее
оптимальные условия для приема и переработки информации;

-для того чтобы оператор мог следить за изменением сигналов, сравнивать их между собой по интенсивности, длительности, пространственному положению, необходимо обеспечить различие между сигналами, превышающее оперативный порог различения;

- перепады между сигналами не должны значительно превышать
оперативный порог, так как при больших перепадах возникает утомление;
следовательно, существуют не только оптимальные пороги, но и
оптимальные зоны, в которых различение сигналов осуществляется с
наибольшей точностью и скоростью;

- наиболее важные и ответственные сигналы следует располагать в тех зонах сенсорного поля, которые соответствуют участкам рецепторной поверхности с наибольшей чувствительностью;

   - при конструировании индикаторных устройств необходимо правильно выбрать вид сигнала, а, следовательно, и модальность анализатора (зрительный, слуховой, тактильный и т. д.).                               В зависимости от специфики принимаемых сигналов различают 2 типа анализаторов — внешние и внутренние. К внешним относятся: зрительный, слуховой, тактильный, болевой, температурный, обонятельный и вкусовой анализаторы. К внутренним относятся: анализатор давления, кинестетический, вестибулярный, а также специальные анализаторы, расположенные во внутренних органах и полостях тела.

   Условия деятельности человека в системе «человек - машина» связаны с явным преобладанием зрительной информации (до 90 % общего объема), на втором месте стоит использование звуковых сигналов и речи, и очень незначительный объем приходится на долю всех остальных анализаторов.

                            1.3РИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР.

   Назначение зрительного анализатора - это прием и анализ информации в

световом диапазоне 400 - 700 нанометров. Раздражителем зрительного анализатора является световая энергия, а рецептором - глаз. Зрение позволяет воспринимать форму, цвет, яркость и движение предметов. Человек - оператор около 90% всей информации получает через зрительный анализатор.

   Глаз человека работает по принципу фотографической камеры, роль объектива в которой выполняет хрусталик. Световые лучи, проходя через хрусталик, преломляются и создают уменьшенное обратное изображение на внутренней стенке глазного яблока (сетчатке). На сетчатке находятся светочувствительные нервные окончания (рецепторы), которые носят название палочек и колбочек. Рецепторы поглощают падающий на них световой поток и преобразуют его в нервные импульсы, которые передаются по зрительному нерву в мозг. Величина этих импульсов зависит от освещенности сетчатки на том ее участке, на котором получается изображение рассматриваемого предмета.

   Возможность зрительного восприятия определяется энергетическими, пространственными, временными и информационными характеристиками сигналов, поступающих к оператору. Совокупность этих характеристик и их численные значения определяют видимость объекта (сигнала) для глаза. В соответствии с названными характеристиками сигналов целесообразно рассмотреть четыре группы характеристик зрительного анализатора.

   Энергетические характеристики зрительного анализатора определяются мощностью (интенсивностью) световых сигналов, воспринимаемых глазом. К ним относятся: диапазон яркостей, воспринимаемых глазом, контраст, цветоощущение. Световой поток, излучаемый источником или отражаемый светящейся поверхностью, попадая в глаз наблюдателя, вызывает зрительное ощущение. Оно будет тем сильнее, чем больше плотность светового потока.

   Яркость является основной характеристикой света. Величиной яркости определяется величина нервных импульсов, возникающих в сетчатке глаза. В  общем случае яркость предмета определяется двумя составляющими - яркостью излучения и яркостью отражения. Яркость излучения определяется мощностью источника света и его светоотдачей. Яркость отражения определяется уровнем освещенности данной поверхности и ее отражающими свойствами. Коэффициент отражения во многом определяется цветом поверхности.

Так как в поле зрения оператора могут попадать предметы с различной яркостью, в инженерной психологии вводится понятие адаптирующей яркости. Под ней понимают ту яркость, на которую адаптирован (настроен) в данный момент времени зрительный анализатор. Приближенно можно считать, что для изображения с прямым контрастом адаптирующая яркость равна яркости фона, а для изображений с обратным контрастом - яркости предмета.

Диапазон чувствительности зрительного анализатора весьма велик. Видимость предметов определяется их контрастом по отношению к фону. Различают два вида контраста: прямой (предмет темнее фона) и обратный (предмет ярче фона). Работа при прямом контрасте является более благоприятной, чем работа при обратном контрасте. Цветовой контраст характеризуется чувствительностью к изменению длины волны. Она максимальна в оранжево - красном и оранжево - желтом областях спектра.

Большое влияние на условия видимости предметов оказывает величина внешней освещенности. Однако это влияние будет различным при работе оператора с изображениями, имеющими прямой и обратный контраст.

В поле зрения оператора могут быть сигналы разной интенсивности. При этом сигналы с большей яркостью могут вызвать нежелательное состояние глаз - ослепленность. Слепящая яркость определяется размером светящейся поверхности и яркостью сигнала, а также уровнем адаптации глаза. Следовательно, для создания оптимальных условий зрительного восприятия необходимо не только обеспечить требуемую яркость и контраст сигналов, но также и равномерность распределения яркостей в поле зрения.

Глаз человека воспринимает электромагнитные волны в диапазоне 380 — 760 нм. Однако чувствительность глаза к волнам различной длины не одинакова. Наибольшую чувствительность глаз имеет по отношению к волнам в середине спектра видимого света (5500 - 600 нм). Этот диапазон соответствует излучению желто - зеленого цвета.

Влияние цвета в деятельности оператора очень велико. Во-первых, он может использоваться как один из способов кодирования информации, во -вторых, - для эстетического оформления помещений и пультов управления с точки зрения улучшения зрительного восприятия.

Пространственные характеристики зрительного анализатора определяются воспринимаемыми глазом размерами предметов и их месторасположением в пространстве. К ним относятся: острота зрения, поле зрения и объем зрительного восприятия.

Остротой зрения называется способность глаза различать мелкие детали предметов. Она определяется величиной, обратной тому минимальному

 размеру предмета, при котором он различим глазом. Угол зрения, равный 1 градусу, соответствует единице остроты зрения. Острота зрения зависит от уровня освещенности, расстояния до рассматриваемого предмета и его положения относительно наблюдателя, возраста.

    Важной характеристикой зрительного восприятия является его объем: число объектов, которые может охватить человек в течение одной зрительной фиксации. Объем зрительного восприятия ограничен, с одной стороны, объемом оперативной памяти (4-8 элементов), а с другой стороны,
пространственными характеристиками зрения (размерами зоны ясного
видения). Следует, однако, иметь в виду, что в процессе поиска размеры
зоны ясного видения составляют примерно 10 градусов. В итоге под объемом
восприятия в данном случае следует считать то количество предметов (но не
более 4 - 8), которое одновременно попадает в зону, ограниченную углом 10
градусов в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Однако объем
воспроизведенного материала определяется не столько объемом восприятия,
сколько объемом памяти.

   Условно все поле зрения можно разбить на три зоны: Центрального зрения (около 4 градусов), где возможно наиболее четкое различение деталей; ясного видения (30-35 градусов), где при неподвижном глазе можно опознать предмет без различных мелких деталей; периферического зрения (75 - 90 градусов), где предметы обнаруживаются но не опознаются. Зона периферического зрения играет большую роль при ориентации во внешней обстановке. Объекты, находящиеся в этой зоне, легко и быстро могут быть перемещены в зону ясного видения с помощью установочных движений (скачков) глаз.

Большую роль в процессе зрительного восприятия играют движения глаз.
Они делятся на два больших класса: поисковые (установочные) и
гностические (познавательные). С помощью поисковых движений
осуществляется поиск заданного объекта, установка глаза в исходную
позицию и корректировка этой позиции. Длительность поисковых движений

определяется углом, на который перемещается взор. К гностическим, относятся движения, участвующие в обследовании объекта, его опознании и различении его деталей. Основную информацию глаз получает во время фиксации, т. е. во время относительно неподвижного положения глаза, когда взор пристально устремлен на объект. Во время скачка глаз почти не получает никакой информации.

   Временные характеристики зрительного анализатора определяются временем, необходимым для возникновения зрительного ощущения при тех или иных условиях работы оператора. К ним относятся: латентный (скрытый) период зрительной реакции, длительность инерции ощущения, критическая частота мельканий, время адаптации, длительность информационного поиска.

   Латентным периодом называется промежуток времени от момента подачи сигнала до момента возникновения ощущения. Это время зависит от интенсивности сигнала (чем сильнее раздражитель, тем реакция на него

  короче), его значимости (реакция на значимый для оператора сигнал короче, чем на сигналы, не имеющие значения для оператора), сложности работы оператора (чем сложнее выбор нужного сигнала среди остальных, тем реакция на него будет больше), возраста и других индивидуальных особенностей человека. Эти особенности работы зрительного анализатора следует учитывать при организации деятельности оператора.

Восприятие мелькающего света имеет специфические особенности. Критической частотой мельканий называется та минимальная частота проблесков, при которой возникает их слитное восприятие. Эта частота зависит от яркости, размеров и конфигурации знаков. Она изменяется от 14 до 70 герц в зависимости от формы импульсов, их яркости, уровня адаптации и функционального состояния зрительного анализатора. Наименьшее зрительное утомление будет при частоте мельканий 3-8 герц.

К временным характеристикам зрительного анализатора относится и время адаптации. В процессе адаптации в значительной степени меняется чувствительность зрительного анализатора. Различают две формы адаптации: темновую (при переходе от света к темноте) и светловую (при обратном переходе). Время адаптации зависит от ее вида и составляет десятки минут при темновой адаптации и единицы, и даже доли минут при Светловой.

Весьма тесно связано с временными характеристиками зрительного анализатора и восприятие движущихся объектов. Минимальная скорость движения, которая может быть замечена глазом, зависит от наличия в поле зрения фиксированной точки отсчета.

Основные требования к организации информационного поля оператора с точки зрения минимизации времени поиска:

1.  Элементы поля следует располагать так, чтобы в объем фиксации,
ограниченный зоной 10 градусов, попадало не более чем 4-8 объектов.

2.              Следует по возможности уменьшать объем поля, не допуская
нахождения в нем ненужных элементов.

3.              Искомые элементы следует выделять таким образом, чтобы обеспечить
наименьшее время фиксации: наилучшим является выделение искомого
элемента другим цветом или с помощью светового маркера, более
плохие результаты получаются при его выделении проблесковым
свечением или изменением размера и яркости.

2. СЛУХОВОЙ АНАЛИЗАТОР.

Назначение слухового анализатора - прием и анализ сигналов, передаваемых колебаниями упругой среды в диапазоне 16-20 000 герц.

В системах управления значительная часть информации поступает к человеку в форме звуковых сигналов. Отражающие эти сигналы ощущения вызываются действием звуковой энергии на слуховой анализатор. Он состоит из уха, слухового нерва и сложной системы нервных связей и центров мозга. В аппарат, обозначаемый термином ухо, входят: наружное (звукоулавливающий аппарат), среднее (звукопередающий аппарат) и внутреннее (звукоснимающий аппарат) ухо. Ухо воспринимает

определенные частоты звуков благодаря функциональной способности
волокон его мембраны к резонансу. Физиологическое значение наружного и
среднего уха заключается в проведении и усилении звуков. Слуховой
анализатор человека улавливает форму волны, частотный спектр чистых
тонов и шумов, осуществляет анализ и синтез в определенных пределах
частотных компонент звуковых раздражений, обнаруживает и опознает звуки
в большом диапазоне интенсивностей и частот. Слуховой анализатор
позволяет дифференцировать звуковые раздражения и определять
направление звука, а также удаленность его источника. Источником
звуковых волн может быть любой процесс вызывающий местное изменение
давления или механические напряжения в среде. Слуховой аппарат человека
воспринимает как слышимый звук колебания с частотой 16 - 20000 Герц; ухо
наиболее чувствительно к колебаниям в области средних частот - от 1000 до
4000 Герц. Звуки частот ниже 16 Герц называются инфразвуками, а выше
20000 Герц - ультразвуками. Инфразвуки и ультразвуки также могут
оказывать влияние на организм, но оно не сопровождается слуховым ощущением.

   Физически звук характеризуется амплитудой (интенсивностью), частотой и формой звуковой волны. Интенсивностью звукового сигнала принято считать силу звука. Основными количественными характеристиками слухового анализатора являются абсолютный и дифференциальный пороги. Нижний абсолютный порог соответствует интенсивности звука в децибелах, верхний порог - интенсивность, при которой возникают различные болевые ощущения (щекотание, покалывание, головокружение и т. д.). Между ними расположена область восприятия речи. При уровне 120 децибел звук становится дискомфортным, при 130 децибелах вызывает неприятное ощущение. Верхней границей слухового поля является порог болевого ощущения, мало зависящий от частоты и близкий к 140 децибел.

   Человек оценивает звуки, различные по интенсивности, как равные по громкости, если частоты их также различны. Субъективное ощущение интенсивности звука называется громкостью и измеряется в фонах. Уровень громкости в фонах численно равен интенсивности звука в децибелах для чистого тона частотой 1000 Герц. Различие между уровнем громкости и уровнем интенсивности звука тем больше, чем ниже его частота и слабее звук. Субъективная оценка громкости зависит от времени действия звука на рецептор. С характеристикой громкости тесно связана характеристика раздражающего действия звуков. Ощущение неприятности звуков возрастает с увеличением их громкости и частоты.

   Длительность звукового раздражителя, необходимая для возникновения ощущения, так же не является постоянной величиной. При достаточно высокой интенсивности и частоте, слуховое ощущение возникает уже при длительности звукового раздражителя, равной всего 1 мсек.

Оценка громкости и высоты очень коротких звуков затруднена. Любой звук оценивается только как щелчок. С увеличением длительности звука слуховое ощущение постепенно проясняется: человек начинает различать высоту и громкость. Минимальное время, необходимое для отчетливого ощущения высоты тона, равно примерно 50 мсек.

Дифференцировка двух звуков по частоте и интенсивности также зависит от отношения их по длительности и от интервала между ними. Как правило, звуки, равные по длительности, различаются точнее, чем неравные.

Слуховой анализатор обеспечивает отражение и положения источника звука в пространстве: его расстояние и направление относительно субъекта. Короткие дистанции порядка 1-2 метров оцениваются довольно грубо, с точностью до десятков сантиметров. С увеличением дистанции до 3 метров точность оценки возрастает примерно вдвое, однако на дистанции 4 метра она вновь снижается. Расстояние до движущегося объекта определяется на слух точнее, чем до неподвижного. Звук, громкость которого увеличивается, воспринимается как приближающийся, и - наоборот. При приближении звучащего тела к слушателю частота звуковых колебаний увеличивается, а при его удалении уменьшается (эффект Доплера). Это отражается в слуховых ощущениях в форме изменения высоты звука. Значительное влияние на оценку расстояния оказывает тембр. Более тембрированный звук (более сложная форма звуковой волны) обычно оценивается как более удаленный, а менее тембрированный - как более близкий.

Точность определения направления зависит также от положения источника звука относительно координат человеческого тела. Наиболее точно дифференцируются направления в горизонтальной плоскости. При этом на первом месте по точности оказывается правое направление, затем левое и переднее направление.

Если источник звука находится прямо перед человеком, то звуковые волны достигают обоих ушей одновременно. Если же он отклоняется вправо или влево, то время прихода звука к одному уху будет короче, чем к другому. Этой разностью и определяется оценка направления источника звука.

Пространственная локализация источника звука возможна благодаря восприятию звуков одновременно двумя ушами (бинауральный слух). Бинауральный слух отличается от моноурального более высокой абсолютной чувствительностью, помехоустойчивостью, разрешающей способностью при различении изменений высоты и громкости сигналов и большей возможностью различения пространственного положения источника звука.

Пространственная локализация источников звука осуществляется за счет:

1)             разницы во времени прихода сигналов в правое и левое ухо.

2)             сдвига фазы сигналов, поступающих на разные уши.

3)             разницы интенсивности сигналов, приходящих к правому и левому уху
человека.

Одним из наиболее эффективных средств передачи информации человеку является речь. Вопрос о характеристиках речевых сигналов возникает при разработке аппаратуры, предназначенной для передачи информации от

человека к человеку. Однако этим его значение не ограничивается, так как открываются возможности использования речевых сигналов при обмене информацией между человеком и машиной.

Задачи техники связи потребовали изучения зависимости восприятия речевых сигналов от их акустических характеристик, определение разборчивости речи в условиях шума, поиска путей повышения разборчивости и тому подобное.

Чтобы речевые звуки были понятными, их интенсивность должна превышать интенсивность шумов примерно на 6 децибелов. Но обнаружить звуки можно даже и в том случае, если интенсивность речи меньше интенсивности шума (примерно также на 6 децибел).

В реальных условиях деятельности человеку приходится воспринимать звуковые сигналы на том или ином фоне. При этом фон может маскировать полезный сигнал, что, естественно, затрудняет его обнаружение. Разборчивость речи обусловлена рядом факторов. Ухо способно различать нужный голос среди 2 — 3 абонентов. Из двух одновременных сообщений точнее воспринимается поступившее на 0,2 - 0,4 секунды раньше.

Дифференцировка сообщений возможна разделением по смыслу, по индивидуальным голосовым характеристикам, по направлению звука, разделением на правое и левое ухо, с помощью дополнительных визуальных индикаторов. При разработке и конструировании акустических индикаторов задача борьбы с эффектом маскировки является одной из важнейших.

Существуют различные способы повышения разборчивости речи в условиях шума.

1 .Зрительный контроль.

2.Применение шумозаглушек при громкости речи выше 85 децибел. Однако при громкости выше 95 децибел те же заглушки снижают разборчивость речи.

3 .Оптимальный выбор словаря, который должен содержать меньше сплошных речевых стимулов, учитывать акустические критерии, отдавать предпочтение привычным для определенного контингента лиц словам, не допускать включения нестандартных терминов и команд.

Речь обладает не только акустическими, но и некоторыми другими специфическими характеристиками. Слово имеет определенный фонетический, фонематический, слоговой, морфологический состав, является определенной частью речи, несет смысловую нагрузку. Важным фактором, влияющим на опознание слов, является их частотная характеристика. Чем чаще встречается слово, тем при более низком отношении к шуму оно опознается.

При восприятии отдельных слов и слогов существенную роль играют фонетические характеристики. При восприятии словосочетаний в действие вступают синтаксические зависимости, а фонетические отступают на второй план.

4.Точность опознания. Длинные слова понимаются лучше, чем короткие. Так как более длинное слово обладает большим числом опознавательных

признаков. Наибольшей помехоустойчивостью к шуму обладают звуки Р, Л, М, Н, хуже Ш, Ч, П, наихудшей С, Ф, Ц, Т, Г. Слова с буквой И под ударением дают на 10 %лучшую разборчивость, чем с ударной буквой А. Точнее опознаются слова с ударением на последнем слоге. Распознаваемость слов повышается, если они начинаются с гласных.

5.Для оптимизации строения фраз их объем не должен превышать 7+ - 2 слов. Наиболее значащие слова следует располагать в первой трети фразы. В разрешающих фразах, командах разрешение следует в конце, после содержания действия, в запрещающих - наоборот.

6. Выполнение специальных требований к диктору:

-   большая интенсивность речи.

-   большая продолжительность слогов.

-   повышение вариативности звуковых высот.

-   большая часть времени должна быть занята речевыми звуками, а не
паузами.

Рекомендуются следующие динамические диапазоны систем связи: Высококачественная связь — 60 децибел. Коммерческое радиовещание - 40-45 децибел.

Тракты связи с автоматической регулировкой среднего уровня - 30 децибел. Практическая передача информации - 20 децибел.

Оптимальным считается темп речи 60 - 80 слов в 1 минуту с интервалом между словами 1 секунда, а допустимым - до 120 слов в 1 минуту.

З.ТАКТИЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР.

Тактильный анализатор обеспечивает восприятие прикосновения (слабого давления), боли, тепла, холода и вибрации. Для каждого из этих ощущений (кроме вибрации) в коже имеются специфические рецепторы, либо их роль выполняют свободные нервные окончания.

Каждый микроучасток кожи обладает наибольшей чувствительностью к тем раздражителям, для которых на этом участке имеется наибольшая концентрация соответствующих рецепторов. Поэтому можно выделить на коже точки и участки с избирательной чувствительностью к холоду, теплу, боли и прикосновениям. Воздействие в этих точках даже неспецифическим, но достаточно сильным раздражителем независимо от его характера вызывает специфическое ощущение, обусловленное типом рецептора. В то же время благодаря взаимосвязи между нервными окончаниями в коже, повышение интенсивности раздражителя в одном месте вызывает распространение раздражителя и может вызвать реакцию других, менее чувствительных мест. При этом наряду с первоначальным ощущением в данной точке возникают и другие ощущения.

Чувствительность к прикосновению (тактильная) проявляется при деформации кожи под давлением внешнего воздействия. Ощущение возникает только в момент деформации, т. е. при движении раздражителя, и исчезает, как только скорость движения падает до нуля. Абсолютный порог чувствительности к силе раздражителя зависит от места его приложения,

скорости движения, функционального состояния рецептора. Ощущение прикосновения возникает уже при деформации одного волоска. При непосредственном воздействии на кожу порог измеряется в единицах давления Паскалях. Чувствительность тактильных рецепторов непостоянна во времени, наблюдается мерцание, т. е. спонтанные изменения порога.

Абсолютный порог пространственной чувствительности (разрешающая способность) в основном определяется плотностью рецепторов на том или ином участке кожной поверхности. При последовательном воздействии одиночных раздражителей ошибка в локализации колеблется в пределах 2-8 мм. При одновременном воздействии в двух точках пороги зависят от места приложения раздражителя. При ритмичных последовательных прикосновениях к коже каждое из них воспринимается как раздельное, пока не будет достигнута критическая частота, при которой ощущение последовательных прикосновений переходит в специфическое ощущение вибрации.

Вибрационная чувствительность обусловлена теми же рецепторами, что и тактильная, поэтому топография распределения вибрационной чувствительности по поверхности тела аналогична тактильной. Частотный диапазон вибрационной чувствительности 5 — 12000 Герц. Максимальная чувствительность наблюдается при частоте 200 - 300 Герц. В этом случае пороговая амплитуда вибрации минимальна и равна 1 мкм. При больших и меньших частотах пороговая амплитуда увеличивается.

Кожная чувствительность к боли обусловлена воздействием на поверхность кожи механических, тепловых, химических, электрических и других раздражителей. Болевой порог при механическом давлении на кожу зависит от места измерений. Восприятие кожей температурных воздействий зависит от ее собственной температуры. Когда определенная область кожи адаптируется (становится нечувствительной) к внешней температуре, говорят, что температура среды находится на физиологическом нуле, который для различных областей кожи, может быть, достигнут при температурах среды между 12-18 градусов Цельсия и 41 - 42 градусов Цельсия. Нормальная температура кожи, соответствующая нейтральной зоне (при обычных условиях среды), составляет 32,5 - 33,5 градусов Цельсия. Порог чувствительности к повышению температуры несколько выше, чем к снижению. Соответственно время реакции на повышение температуры больше, чем на снижение (0, 18 и 0,15 секунды). После начального ощущения тепла или холода через некоторое время происходит адаптация к новой температуре и ощущение исчезает. Длительность адаптации зависит от температуры. Температуры кожи ниже 0 и выше 51 градуса Цельсия вызывают ощущения боли.

4. КИНЕСТЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР.

Кинестетический анализатор (проприоцепция) обеспечивает ощущение положения и движений тела и его частей. Имеется три вида рецепторов, воспринимающих:

.растяжение мышц при их расслаблении - мускульные веретена;

-   сокращение мышц - сухожильные органы Гольджи;

-   положение суставов (обусловливающие так называемое суставное
чувство). Последние пока неизвестны; предполагается, что их функции
выполняют глубинные рецепторы давления, обусловливающие подкожную
чувствительность и суставное чувство сводится к подкожным ощущениям
давления в определенных местах.

5.ОБОНЯТЕЛБНЫЙ АНАЛИЗАТОР.

Он предназначен - для восприятия человеком различных запахов (их диапазон охватывает 400 наименований). Рецепторы расположены на участке слизистой оболочке, покрывающей носовую раковину и носовую перегородку.

Условиями восприятия запахов являются летучесть пахучего вещества (выделение его молекул в свободном виде), растворимость вещества в воде и в жирах, движение воздуха, содержащего молекулы пахучего вещества в области обонятельного анализатора. Чувствительность обонятельного анализатора зависит от вида пахучего вещества, температуры, влажности, движения воздуха, длительности воздействия, концентрации вещества и других факторов. Пороги абсолютной чувствительности определяются концентрацией пахучего вещества во вдыхаемом воздухе.

Наименьшие пороги чувствительности наблюдаются при температуре 25 -30 градусов. Пороги испытывают циклические изменения в течение дня, повышаются после приема пищи, изменяются в зависимости от общего состояния человека, резко возрастают при заболеваниях носовой полости.

Адаптация обонятельного анализатора происходит быстро. В процессе адаптации некоторые запахи испытывают качественное изменение. В результате адаптации пороги ощущения запахов значительно повышаются. После прекращения воздействия пахучих веществ на анализатор наблюдается постепенное восстановление чувствительность. Скорость и результат этого процесса для разных веществ различны.

Способность различения качественных характеристик запаха зависит от степени сходства запахов и соотношения их интенсивности. Различительная чувствительность не может быть определена количественно и поддается только качественному описанию. При последовательном или одновременном предъявлении двух совершенно разных запахов узнаются оба компонента как не связанные один с другим. Чем больше компоненты смеси напоминают один другой, тем больше смешиваются их запахи, вплоть до полного неразличения. Еще больше затрудняется анализ при одновременном воздействии многих компонентов.

Маскировка одного запаха другим наблюдается постоянно, когда одна интенсивность превышает другую. Компенсация - это ослабление двух запахов при их одновременном воздействии на рецептор.

6. ВКУСОВОЙ АНАЛИЗАТОР.

Он обеспечивает различение вкуса веществ, попадающих в полость рта. Основные вкусовые ощущения: кислое, соленое, горькое и сладкое. Эти четыре ощущения считают первичными, все остальные обусловлены их сочетаниями.

Адаптация к вкусовому раздражителю пропорциональна концентрации его раствора. Кривые адаптации для различных веществ могут сильно отличаться. Восстановление вкусовой чувствительности после воздействия различных раздражителей идет примерно одинаково и заканчивается через 10-15 минут.

Анализаторы человека функционируют не изолированно друг от друга. Они представляют собой единую систему, все части которой теснейшим образом взаимосвязаны. Воздействие раздражителя, на какой — либо анализатор не только вызывает его прямую реакцию, но и приводит к определенным изменениям процессов функционирования всех других анализаторов. Вместе с тем прямая реакция любого анализатора зависит от состояния всех других.

Межанализаторные связи могут быть двух видов: активирующие и информирующие.

Активирующие связи приводят к изменению чувствительности анализатора под влиянием различных побочных раздражителей.

Информирующие же связи оказывают прямое влияние на содержание возникающих образов. К ним относятся разнообразные ассоциации ощущений, перевод ощущений одной модальности в другую и т. д. В процессе формирования информирующих связей и при их проявлении важную роль играет память.

Большое количество сенсорных входов человека позволяет передавать ему информацию различными способами. В принципе, одна и та же информация при соответствующем кодировании может быть передана через любой анализатор. При этом возможно модулирование не одного, а нескольких параметров физического процесса, несущего информацию.

Система анализаторов человека является многоканальной и обладает огромными возможностями по приему информации. Однако эти возможности используются далеко не полностью. В основном технические средства отображения рассчитываются на визуальный прием информации, и гораздо реже используется слуховой канал. Остальные анализаторы почти никогда не принимаются в расчет.

Известно, что каждый анализатор в отношении приема сигналов имеет свои преимущества и недостатки. Так, слух имеет некоторые преимущества в приеме непрерывных сигналов, а зрение в приеме дискретных. Время простой реакции на звук меньше чем на свет, но самая короткая реакция - на тактильный раздражитель. Слуховой и зрительный анализаторы принимают информацию, находясь на расстоянии от ее источника, а тактильный - при непосредственном воздействии (прикосновении).

Подробный анализ специальных условий труда оператора в системе управления позволяет решить вопрос о том, какая функциональная система анализаторов должна быть сформирована у оператора для приема сигналов. Изучение структуры и динамики функциональных систем (выявление относительной роли и последовательности включения анализаторов в деятельность по приему сигналов) является предпосылкой эффективной разработки технических устройств ввода и вывода информации. Одновременно с этим знание особенностей и путей формирования функциональных систем анализаторов необходимо для определения методов обучения операторов и конструирования учебной техники (тренажеров, стендов, макетов и т. д.)
                                          Литература.

1. Основы инженерной психологии. Учебное пособие / Под редакцией Б. Ф.  Ломова. – М.: «Высшая школа», 1977. – 335 с.
2. Психология и техника / Под редакцией Д. А. Ошанина. – М.: Издательство «Просвещение», 1965.
3. Справочник по инженерной психологии / Под редакцией Б. Ф. Ломова. – М.: Машиностроение, 1982. – 368 с.