Кодовых алфавитов

Проблема оптимального кодирования поступающей к человеку информации является одной из важнейших проблем согласования характеристик человека-оператора и сложной автоматизированной системы управления. Оптимальность кода предполагает, что он обеспечивает максимальную скорость и надежность приема и переработки информации человеком, т. е. максимальную эффективность выполнения операций зрительного поиска, обнаружения, различения, идентификации и опознания сигналов. Выбор модальности сигналов, вида алфавита, определение основания кода, выбор способа предъявления знаков и т. п. — все эти вопросы могут быть решены только при компромиссном соглашении, поскольку часто улучшение параметров кодов в одной задаче приводит к снижению эффективности работы человека в других условиях. Следует учитывать, что для человека имеются существенные и несущественные признаки, что прием и передача сообщений зависят от их значимости, от вероятности появления сигналов. Необходимо принимать во внимание тренировку человека, позволяющую наиболее экономно кодировать предъявляемую ему информацию.

Для приема и передачи информации человеком большое значение имеет объем постоянной и оперативной памяти. Наконец, при построении систем кодирования следует учитывать характер отображаемой информации и специфику задач, решаемых оператором. Все это затрудняет разработку рекомендаций и требований к кодированию информации. Тем не менее, обобщая результаты экспериментальных исследований, мы определили [186, 187] ряд относительно независимых параметров, по которым должны строиться и оцениваться алфавиты кодовых сигналов. К числу таких параметров могут быть отнесены следующие: модальность сигнала, вид алфавита (или категория кода), основание кода (или длина алфавита), мерность кода, мера абстрактности кода, компоновка кодового знака.

Выбор модальности сигналов

В реальных системах управления информация, передаваемая человеку-оператору, адресована преимущественно зрительному анализатору. Поэтому в настоящее время остро стоит вопрос о возможности перераспределения потоков информации, передаваемой человеку, между различными анализаторами с целью снять перегрузку со зрительного анализатора. В связи с этим возникает необходимость в изучении условий, обеспечивающих высокую эффективность приема и обработки информации, адресованной слуховому анализатору.

Слуховой анализатор является филогенетически одним из наиболее рано сформировавшихся, а потому и наиболее устойчивым к внешним воздействиям. Он адекватно отражает внешнюю среду в таких условиях, когда функционирование зрительного анализатора затруднено: например, в условиях кислородного голодания на больших высотах, при воздействии больших положительных ускорений и т. п. Такие преимущества слухового сигнала, как большой диапазон частот и интенсивностей, относительная независимость от пространственного положения, высокая помехоустойчивость обусловливают его предпочтительное использование в ряде ситуаций. Гибкость и чувствительность слуховой системы человека обеспечивают возможность выполнения следующих операций со звуковыми сигналами: обнаружение сигнала тревоги; обнаружение и опознание звуковых сигналов в большом диапазоне частот и интенсивностей; локализация источника звука; анализ компонентов звукового сигнала и выделение полезного сигнала из шума; слежение за звуком, исходящим из определенного источника [188]. В то же время существенный недостаток состоит в том, что слуховой анализатор, являясь «анализатором времени», принимает информацию не симультанно, как зрение, а сукцессивно и потому замедленно. В связи с этим оперативная память оператора

оказывается загруженной, раньше наступает утомление.

Слуховую форму предъявления информации рекомендуется использовать в следующих случаях [189]:

— для сигналов опасности, так как слух, в отличие от зрения, не способен к непроизвольному самовыключению;

— при перегрузке зрения;

— когда работа оператора требует его постоянного перемещения и информация должна приниматься независимо от ориентации головы оператора;

— при ограничении зрения внешними или внутренними условиями (например, когда пункт получения сообщения ярко освещен или, наоборот, в условиях ограниченной видимости);

— в специфических условиях (аноксия, состояние невесомости, воздействие больших положительных ускорений и т. п.);

— когда в сообщении идет речь о событиях, разворачивающихся во времени;

— при необходимости выделения сигнала из шума, так как слуховой анализатор — хороший детектор периодических сигналов на фоне шума.

Различают звуковые и шумовые сигналы, с одной стороны, и речевые — с другой. Использование звуковых и шумовых сигналов рекомендуется в следующих случаях:

— при приеме простого и короткого сообщения, не связанного с последующими сообщениями;

— когда сообщение требует немедленного действия;

— когда оператор специально обучен пониманию смысла закодированного сообщения;

— если оператор перегружен речевыми сигналами;

— если необходимо соблюдение тайны;

— когда оператор работает в группе;

— при сильных акустических помехах.

Звуковое предъявление информации используется во всех гидролокационных системах для обнаружения и определения контуров объектов по отраженному звуку. Предупредительные сигналы и сигналы тревоги во многих системах также являются звуковыми.

Выбор вида алфавита

Различные качественные и количественные характеристики управляемых объектов могут кодироваться различными способами: условными знаками, буквами, цифрами, цветом, яркостью и т. п. Каждый самостоятельный способ кодирования называется видом алфавита, или категорией кодирования. Установлено, что при решении оператором различных задач, таких, как опознание, декодирование, счет, поиск и т. п., проявляются преимущества тех или иных видов алфавитов, поскольку различные

признаки сигнала обеспечивают различную эффективность выполнения этих операций. Поэтому вопрос о выборе вида алфавита должен решаться с учетом задач, стоящих перед оператором, специфики его деятельности.

В ряде исследований определялась относительная эффективность различных категорий кодовых знаков в зависимости от задач, стоящих перед оператором. Так, У. Д. Хитт [190], сравнивая пять видов алфавитов: числа, буквы, геометрические фигуры, цвета и конфигурации, — приходит к выводу, что цветовое и числовое кодирование наиболее эффективны.

При сравнении скорости обнаружения на панели сигналов, отличающихся друг от друга одним из четырех признаков — формой, размером, яркостью и цветовым оттенком, — было установлено, что время поиска объектов по цвету — минимальное, а по яркости и размеру — максимальное [191]. Преимущества цвета в задачах зрительного поиска были обнаружены и при сравнении таких категорий кодовых знаков, как цвет, цифры и геометрические фигуры [192].

В ряде исследований [60, 79, 109, 193], в которых в качестве кодовых категорий использовались форма, размер, цвет и пространственная ориентация фигур и изучались операции идентификации, опознания и зрительного поиска, было установлено, что наибольшую эффективность выполнения всех перечисленных операций обеспечивают категории цвета и формы. Наименьшая точность и скорость работы отмечается для признака размера. При оценке эффективности различных алфавитов, в задачах информационного поиска в качестве одного из существенных параметров может использоваться средняя длительность зрительных фиксаций:

При использовании для кодирования информации сигналов слуховой модальности также возникает необходимость в сравнительной оценке эффективности приема и обработки информации для различных категорий слухового сигнала: частоты, интенсивности, длительности и т. п. Известно, что оценка интенсивности и частоты очень коротких звуков затруднена. При длительности тона в 2—3 мс человек отмечает лишь его наличие, но не может определить его качеств. Любой звук при

этом оценивается как щелчок. С увеличением длительности звука человек начинает различать его частоту и интенсивность. Дифференцировка двух тонов по частоте и интенсивности также зависит от их отношения по длительности и от интервала между ними. Как правило, звуки, равные по длительности, различаются точнее, чем неравные. Очевидно, что оценки характеристик частоты, интенсивности и длительности звукового сигнала тесно связаны между собой. Однако способность человека к распознаванию этих качеств различна: лучше всего распознается частота звукового сигнала, хуже всего — его длительность. В нашем исследовании идентификации по параметрам частоты, интенсивности и длительности пар звуковых сигналов, разделенных 5-секундным межстимульным интервалом, наибольшая точность идентификации также установлена для параметра частоты и наименьшая — для параметра длительности. Однако максимальные значения времени реакции отмечались для категории интенсивности звукового сигнала (табл. 26).

Таблица 26

Поиск по сайту: