Файл: Отчет по лабораторной работе 10 Эргономическое исследование восприятия человеком зрительной информации.doc
Добавлен: 06.12.2023
Просмотров: 41
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Слуховой канал при бинауральном восприятии информации о положении наблюдаемых объектов в пространстве обеспечивает высокую точность определения направления на источник звука. Когда же применяется искусственный код (обычное изменение частоты акустического сигнала, его тона), точность локализации оказывается ниже, чем при использовании зрительного и кожного анализаторов. В основном, в этом случае с помощью слухового анализатора можно определять изменение положения объекта в пространстве только по одной координате.
Слуховой канал обеспечивает наибольшую точность в оценке временных характеристик сигналов (их длительности, темпа, ритма и т. п.).
Кожный канал при передаче количественной информации значительно уступает зрительному и слуховому каналу. С его помощью можно передать более 10 градаций величины за счет использования частоты вибротактильных или электрокожных сигналов (после соответствующей тренировки). Кожный канал обладает меньшими возможностями для приема многомерных сигналов, чем два предыдущих. При передаче по нему многомерных сигналов практически могут быть использованы частота сигналов и их пространственная локализация. Кожный канал при передаче информации о положении наблюдаемых объектов в пространстве можно поставить на второе место. Он обеспечивает определение положения объекта в пространстве по двум координатам при непосредственном соприкосновении с объектом и при дистанционном определении положения его в пространстве за счет искусственных кодовых признаках. Такими кодовыми признаками могут быть частота вибротактильных или электрокожных сигналах и их локализация. Применения для этого изменение амплитуды, величины и площади давления тактильных сигналов ограничивается быстрым развитии адаптации в тактильном анализаторе.
Тактильный канал по точности оценки времени занимает третье место.
Органы чувств состоят из трёх основных частей: рецептора, проводящих нервных путей и центра в коре больших полушарий головного мозга. Каждый рецептор приспособлен к приёму сигналов определённой модальности (вида) – световых, звуковых и др. Однако его выходные сигналы едины для любого входа нервной системы. Таким образом,
рецепторы являются устройствами кодирования информации.
Любой анализатор характеризуется порогами (по отношению к интенсивности, размеру и продолжительности воздействия) – абсолютными (верхним и нижним) и относительными (дифференциальными). Минимальное раздражение, вызывающее заметное ощущение – нижний абсолютный порог чувствительности, максимально допустимая величина – верхний порог чувствительности. Интервал между нижним и верхним порогами – диапазон чувствительности анализатора. Дифференциальный порог – минимальное различие между двумя сигналами (или состояниями одного раздражителя), вызывающее заметное различие ощущений. В табл. 1 приведены некоторые характеристики анализаторов человека и степень их использования в технических системах.
Таблица 1
Сравнительная характеристика некоторых типов анализаторов
| Анализатор | Абсолютный порог | Дифференциальный порог | Степень ис-пользования в технических системах, % | ||
| Единицы измерения | Примерная величина | Единицы измерения | Примерная величина | ||
| Зрительный (постоянный точечный световой сигнал) | лк | 4 10-9…10-3 | лк угл. мин | 1% от исходной интенсивности 0.6…l.5 | 90 |
| Слуховой | длина/см2 | 0.0002 | дБ | 0.3…0.7 | 9 |
| Тактильный | мг/мм2 | 3…300 | мг/мм2 | 7 % от исходной интенсивности | 1 |
| Вкусовой | мг/л | 10…10000 | мг/л | 20 % от исходной концентрации | Крайне не-значительные |
| Обонятельный | мг/л | 0.001…1 | мг/л | 16…50 % от исходной концентрации | |
| Кинестетический | кг | - | кг | 2.5…9 % от исходной величины | |
| Температурный | °С | 0.2…0.4 | °С | ||
| Вестибулярный (ускорение при вращении и прямолинейном движении) | м/с2 | 0.1…0.12 | — | | |
Опасность несчастных случаев возрастает при воздействии следующих неблагоприятных факторов: информационные помехи и информационная перегрузка (человек не смог верно принять нужную информацию, и это привело к ошибке), либо информационная недогрузка (информация отсутствовала или была недостаточна для выбора правильного действия, либо человек потерял бдительность в монотонных условиях отсутствия значимой информации) выступают как факторы риска при приеме информации; факторы риска при обработке информации (неадекватность восприятия, отрицательные установки, предубеждения и пр.); факторы риска при принятии решений и реализации решении (недостаток информации, лимит времени на принятие решения, неадекватность сенсомоторных реакций, затрудненность действий вследствие неудобного оборудования, неудобного рабочего места и т. д.). Указанные факторы могут играть не только временную роль в повышении риска несчастных случаев, апорой и длительно усиливать риск вследствие эргономического несоответствия оборудования, техники, средств отображения информации, объема информационного потока и пр. психологическим возможностям и способностям человека по приему, переработке информации, реализации действий. В этом случае для повышения надежности работы человека и техники, для снижения несчастных случаев необходимо осуществить эргономическую оптимизацию оборудования, рабочего места, оптимизацию информационной нагрузки.
Конструктивно визуальные СОИ могут быть разных типов: стрелочные СОИ, СОИ на электронно-лучевых трубках, СОИ коллективного пользования, мнемосхемы. Для каждого из типов разработаны специфичные эргономические рекомендации. Например, скорость и точность считывания показаний на стрелочных приборах лучше на круглой шкале, чем на прямолинейных горизонтальных или вертикальных шкалах. Наилучшими являются шкалы с ценой деления 1, 5, 10 и соответствующей оцифровкой. Точность считывания цифр зависит от соотношения высоты, ширины и толщины обводки, от освещения и контрастности: оптимальное отношение толщины обводки к высоте цифр при прямом контрасте составляет 1:6, а при обратном контрасте – 1:10. Приборы, несущие наиболее важную информацию, должны иметь шкалы диаметром 120…130 мм, менее важную – 70…80 мм, а остальные – 40…60 мм. Использование приборов с различным числом делений на модель оцифровки на одной панели запрещается. Для отображения информации на дисплее следует учитывать следующие рекомендации: яркость и цвет свечения экрана дисплея, контраст, частота мелькания изображения, величина буквенно-цифровых знаков, скорость предъявления информации – все должно соответствовать психологическим характеристикам; оптимальнее использовать цвет свечения экрана, высвечивания знаков желто-зеленого спектра; эти цвета характеризуются максимальной видностью и не утомляют глаз.
Эргономические рекомендации таковы: яркость свечения не менее 35 нит., контраст экрана не менее 80…85 %, размер букв, цифр при оптимальных характеристиках яркости и контраста 20…40, ширина знаков 0.75 его высоты, расстояние между знаками 0.25…0.50 высоты знака, между словами – 0.75…1, между строками 0.5…1 высоты знака.
На скорость и точность восприятия информации влияет выбранный способ кодирования информации, т. е. способ представления информации с помощью условных символов: способ кодирования информации может быть цифрами, буквами, геометрическими формами, размерами, частотой мельканий, цветом и т. д. Выбор способа кодирования зависит от характера решаемой задачи; так, при задаче поиска информации эффективно кодирование цветом, а буквы лучше использовать для передачи информации о назначении объекта, цифры – для информации о его количественных характеристиках, геометрические фигуры (мнемознаки) – для кодирования информации в тех случаях, когда оператору необходима наглядная картина о технологическом процессе управляемого объекта. Для привлечения внимания человека используют кодирование частотой мелькания изображения 3…8 Гц.
Время выполнения оператором отдельных действий t складывается из времени приема информации, ее анализа и переработки, осуществления управляющих воздействий, а также времени срабатывания технических звеньев, например время считывания показания цифрового СОИ на базе газоразрядных ламп – 0.73 с, восприятие семизначного числа – 1.2 с, чтение слова из n букв t= 22 + 0.9n (мс), набор на клавиатуре дисплея одного знака t = 0.6 с, простейшее арифметическое вычисление – 1 с, решение комбинарной логической задачи при числе условий n = 2, t = 4 с, при n = 5, t= 20 с, при n = 8, t = 60 с, нажатие кнопки – 1.6 с, поворот переключателя – 0.7 с, вращение рукояток – 0.6 с, выдача команды голосом (5…6 слов) – З с.
Усредненные затраты времени приведены в табл. 2.
Таблица 2
-
Этапы работы оператора
Характеристика
Пульт
простой
средний
сложный
Восприятие и преобразование информации
общее число приборов
1…7 0.6…3.6 с
5-15 2.5…7.0 с
10…30 5…15 с
Принятие решения
общее число логических задач, вариантов
1…2 2.8…4 с
3…4 6…11 с
5 и более 20…35 с
Выполнение
управляющих воздействий
общее число органов управления
1…9 1.5…4 с
10…20 5.5…7 с
15…20 6…10 с
Латентный
период реакции
число
одновременных сигналов
2
0.15 с
3…5
0.2 с
6…10
0.3…0.42 с
Общее время
регулирования одного цикла управления
5…12 с
14…26 с
31…61 с
Наибольшее влияние на результаты деятельности оператора оказывает интенсивность поступающей к нему информации. Фактические характеристики деятельности оператора не должны превышать соответствующих предельно допустимых норм. Превышение их повлечет за собой напряженность в работе оператора, повышает вероятность ошибок и аварийных ситуаций, несчастных случаев и переутомления человека.
Скорость и точность приема и переработки информации зависит от следующих факторов:
1) яркости сигналов: от 16 до 180 нит;
2) контраста сигналов: прямой К = 0.6…0.9;
3) угловых размеров изображения, цифр индикаторов;
4) времени действия сигиалов 0.2 < t<0.6 с;
5) интервала между сигналами не менее 0.2…0.5 с;
6) времени информационного поиска t> 0.6N с, где N - количество сигналов;
7) пространственного положения прибора относительно наблюдателя: приборы, за которыми необходимо наблюдение, устанавливаются на панели не ниже 1 м от пола, не выше 1.8 м. Наиболее ответственные приборы в зоне эффективной видимости 30°;
8) одновременно не более 7 несвязанных сигналов;
9) способствуют пониманию смысла сигнала способ кодирования: цвет, размер, буквы, цифры, фигуры, мелькание; принцип акцента: наиболее важные элементы выделяются цветом, формой, размерами в центральной зоне видимости;
10) скорость передачи информации (пропускная способность) для сложных видов деятельности V = 1…5 бит/с, при чтении информации – 30 бит/с;
11) стереотипность обработки информации и действий;
12) логическая сложность алгоритма обработки информации и действий;
13) коэффициент загруженности;
14) время занятости непрерывной (без пауз) работы не более 15 мин;
15) средняя длина очереди сигналов в обработке информации;
16) частота очереди (коэффициент очереди) Р < 0.4;