Засоби відображення інформації та їх інженерно-психологічна оцінка



Сторінка2/2
Дата конвертації11.09.2017
Розмір0.54 Mb.
1   2

Для нормального режиму польоту стрілки на цифербла-тах комбінованих приладів виконують у вигляді, який легко запам'ятовується (хрест, літера Т, перевернута літера Т, гори-зонтальні й вертикальні лінії тощо). Відхилення параметра від норми порушує засвоєне пілотом уявлення про розміщен-ня стрілок і таким чином привертає його увагу. Поєднання здійснюється у вигляді дво-, три-, а інколи і чотиристрілоч-них приладів.


Найдоцільніше об'єднувати в одному корпусі прилади, призначені для контролю параметрів, які:

– належать до одного об’єкта, який контролюють (нап-риклад, до авіадвигуна);

– використовуються спільно під час польоту або під час деяких еволюцій літака;

– мають аналогічне або подібне призначення.

В деяких випадках розробляють комбіновані приладні системи. Сигнали датчиків надходять в обчислювальні прист-рої, де вони обробляються і порівнюються з заданими значен-нями параметрів. Вихідні сигнали обчислювача видаються показуючим приладам, за якими оператор зразу ж може бачи-ти, в якому стані перебуває система і як він повинен діяти для виконання заданого плану польоту.

Як приклад наведемо прилад для узагальненого конт-ролю режимів роботи авіадвигуна, який запропонував про-фесор В.А. Боднер.

Режим роботи авіадвигуна характеризується певною су-купністю параметрів: потужністю, тягою, термічною й меха-нічною напруженістю, економічністю, прийомистістю. Режим роботи двигуна можна оцінити за сукупністю окремих його параметрів. Такий спосіб забирає в екіпажа багато часу і створює пілоту зайве навантаження. Набагато простіше оці-нювати роботу двигуна за одним приладом за узагальненим параметром. Таким параметром може бути спеціальна функ-ція режиму, яка грунтується на взаємозв'язках деяких пара-метрів режиму роботи двигуна і відтворюється спеціальним обчислювачем приладу. Функція режиму фактично є сумар-ною функцією параметрів роботи авіаційного двигуна, яка од-нозначно визначає його режим, тому перевищення її допусти-мого значення свідчить про небезпечне порушення роботи двигуна.

В деяких випадках комбінований прилад контролю ро-боти авіадвигуна міг би бути градуйований в узагальнених одиницях, наприклад: холостий хід, крейсерський режим, но-мінальний режим, злітний режим, форсажний режим. Такий прилад міг би бути створений на основі спеціального обчис-лювача і датчиків швидкості обертання вала двигуна, темпе-ратури вихлопних газів, витрати палива, тяги двигуна або крутного моменту на валу.

Комбіновані прилади, які дають оператору інформацію в узагальненому вигляді, не тільки підвищують точність керу-вання, але й в багатьох випадках визначають можливість на-дійного керування оператором тією чи іншою системою.

За характером використання показань приладів ІМ поді-ляють на дві групи – керування й контролю. Проте в деяких моделях інформація від приладів може використовуватися як для контролю процесу, так і для керування ним. Наприклад, вимірювачі тиску й температури палива можуть бути відне-сені до контрольних приладів, а вимірювачі швидкості обер-тання вала турбокомпресора і вимірювачі тяги – до приладів керування і контролю.

За видом шкал приладів розрізняють ІМ, які мають при-лади з круглою, вертикальною, горизонтальною, цифровою, знаковою, графічною шкалами, а також з шкалою з нанесеною мнемосхемою.

Найчастіше застосовують прилади з круглою нерухо-мою шкалою і стрілкою, яка обертається так, щоб при збіль-шенні значення вимірюваного параметру стрілка приладу оберталася за годинниковою стрілкою. Іноді використовують прилади з нерухомою шкалою і рухомим індексом, але вони не отримали широкого застосування.

Останнім часом у зв'язку зі збільшенням кількості конт-рольних приладів і обмеженою площею приладної дошки по-чали використовувати прилади з вертикальними і горизон-тальними шкалами, які займають менше місця на приладній дошці. Крім того, такі шкали дуже зручні для відліку деяких параметрів. Наприклад, дуже легко відлічувати висоту польо-ту на приладах з вертикальною шкалою. Особливо чітко на таких приладах можна визначити тенденцію повітряного суд-на до збільшення або зменшення висоти. Прилади з горизон-тальною шкалою вельми зручні для індикації відстані, швид-кості польоту і т.п.

Прилади з вертикальною стрічковою шкалою показують поточні і командні значення параметрів режиму польоту. На приладній дошці їх розміщують так, щоб індекси поточних значень знаходилися на одній горизонтальній лінії з силуетом повітряного судна авіагоризонту. Такий лінійний принцип ін-дикації, в поєднанні з рухомими командними індексами, доз-воляє пілоту краще сприймати якісні й кількісні результати операцій керування, які потрібні для виконання поставленої задачі. Стрічкові прилади мають ще й ту перевагу, що їх діа-пазон вимірювань не фіксований і може розширюватися з розширенням вимірюваних параметрів.

У приладах з нерухомими круглими, горизонтальними та вертикальними шкалами довжина має обмежений розмір, який визначається конструктивними міркуваннями. При вимі-рюванні параметрів, діапазон зміни яких відносно великий (наприклад, висота польоту, швидкість польоту і т.п.), обме-жений розмір шкали призводить до того, що точність відліку вимірюваного параметру значно погіршується. Точність від-ліку можна збільшити зміною масштабу шкал або застосуван-ням багатострілочних приладів, приладів зі стрічковими ру-хомими шкалами або з барабанними лічильниками.

Стрілочні прилади зручні для спостереження перифе-рійним зором на відміну від приладів з лічильниками.

В приладах зі стрічковими шкалами використовується шкала у вигляді "нескінченної" рухомої стрічки, яку видно через прямокутне віконце лицьової частини приладу. Довжи-на приладу у цьому випадку значно збільшується.

Шкали вимірювальних приладів можуть мати як рівно-мірну оцифровку і ціну поділок, так і нерівномірну. Частіше застосовують рівномірні шкали, проте, в деяких випадках – і нерівномірні: затухаючі (логарифмічні), розширені шкали з придушеним нулем і т.п. Характер шкали залежить від діапа-зону параметра який вимірюють; робочого (основного) діапа-зону вимірювання; необхідної точності вимірювання парамет-ра в певній точці діапазону вимірювання. Наприклад, для ви-мірювача швидкості важливіше мати шкалу з меншою ціною поділки в діапазоні посадкових швидкостей і з більшою ціною поділок на іншій ділянці шкали. Те ж саме стосується і вимі-рювача висоти польоту – тут також бажана шкала з різною ці-ною поділок. Шкали градуюють в абсолютних одиницях або у відсотках від максимального значення вимірюваної величини. Прилади з відсотковим шкалами застосувують для вимірюван-ня швидкості обертання головного вала авіадвигуна, запасу па-лива, а також тиску і температури в системах авіадвигуна.

На повітряних суднах використовують також висото-міри і покажчики швидкості з двома або трьома стрілками, для кожної з яких ціна поділок однієї й тієї ж шкали є різною.

Як показує досвід, багатострілочні прилади мають сут-тєву негативну властивість: відсоток помилкових відліків значно зростає в порівнянні з однострілочними приладами. Особливо це помітно в тих випадках, коли вимірюваний бага-тострілочним приладом параметр різко змінюється.

Відсоток помилкових зчитувань з приладів, які мають різну конструкцію шкали, становить: для лічильника – 0,5%, для круглої шкали – 10,9%, для напівкруглої – 16,6%, для го-ризонтальної – 27,5%, для вертикальної ­– 35,5%.

Для статичних умов або для параметрів, які змінюються повільно, найчастіше застосовують прилади з барабанними лічильниками. У них точність відліку вища, ніж в однострі-лочних приладах. Проте при швидкій зміні вимірюваного па-раметра кількість помилкових відліків збільшується, крім то-го, вона більша, ніж при відліку за однострілочними при-ладами. Це пояснюється тим, що пілот, використовуючи стрі-лочний прилад, має можливість визначити не тільки величину вимірюваного параметра, але й тенденцію його зміни (першу похідну), і навіть другу похідну цього параметра. Звичайно, це дає додаткову інформацію про даний параметр, яку не можна отримати від барабанного лічильника, який видає фак-тично дискретну (переривчасту) інформацію тільки про вели-чину вимірюваного параметра.

В складних системах керування оператор може зверта-тися до приладів не постійно, а дискретно.

При використанні стрілочних приладів (або приладів з рухомими індексами) потрібний більший період дискретнос-ті, ніж у випадку використання індикаторів типу цифрових лі-чильників, і в цьому відношенні стрілочні прилади кращі, ніж лічильники. Згідно з теоремою В.А. Котельникова відомо, що, якщо функція з кінцевою тривалістю не містить частоти вище, ніж F, то вона може бути визначена величинами її ор-динати не у всіх, а лише в деяких точках, відстань між якими Т = 1/2 F і які є проміжками часу між її дискретними спос-тереженнями.

Таким чином, якщо оператор сприймає тільки миттєве значення функції, яку він спостерігає, то дискретність спосте-реження визначається однозначно, і час між черговими спостереженнями не повинен бути більшим або меншим за Т = 1/2 F. Менш часте спостереження за показаннями приладу звичайно супроводжується втратою інформації, а більш часте спостереження є для оператора зайвою втратою часу й зу-силь. Іншими словами, функція кінцевої тривалості t з обме-женим спектром F визначається m = 2 F t ординатами.

Оператор сприймає не тільки значення регульованого параметра. Він може визначати також положення (відповідно до ординати), швидкість (першу похідну за часом), і, в деяких випадках, – прискорення (другу похідну за часом, яка харак-теризує швидкість збільшення або зменшення параметра).

В таких випадках теорема В.А. Котельникова може бути розширена. Коли до дискретних значень вимірюваної функції додати тільки першу похідну, отримаємо для інтервалу Т дискретності спостереження досить простий вираз у вигляді Т = 1/F, тобто у цьому випадку інтервал дискретності спосте-реження вдвічі більший, ніж при спостереженні тільки самого значення функції.

Додавання кожної наступної похідної дозволяє збільши-ти часовий інтервал між дискретними значеннями до величи-ни Т = (k + 1)/2F, де k – порядок вищої похідної, коли для кожного дискретного значення спостерігаються всі похідні вищого порядку. Крім того, період Т є дискретно збільшу-ваною функцією кількості похідних. Таким чином, якщо опе-ратор визначає тільки амплітудне значення і другу похідну вимірюваного параметру, то період дискретності спостере-ження залишається таким, що дорівнює 1/F = Т.

Слід мати на увазі, що теорема В.А. Котельникова дає достатню, але не необхідну кількість відліків: наприклад, для періодичних функцій з періодом Тп і тривалістю t достатньо взяти лише (2Ft/Tп + 1) незалежних чисел.

Таким чином, дискретність звертання до приладів або періодичність контролю в процесі керування повинні бути уз-годжені з частотою зміни регульованого параметру, який ви-мірюється цим приладом. Це необхідно враховувати при роз-робці систем керування повітряних суден.

Якщо, наприклад, періодичність контролю параметрів поздовжнього руху повітряного судна є незмінною і більшою, ніж частота довгоперіодичних коливань, то при збільшенні швидкості польоту похибка в куті нахилу траєкторії збіль-шиться приблизно пропорційно швидкості; відхилення швид-кості польоту залишиться приблизно постійним і збільшиться лише при збільшенні тягоозброєності.

Якщо ж, як це відбувається на практиці, періодичність контролю зменшується обернено пропорційно швидкості по-льоту, залишаючись більшою частоти довгоперіодичних ко-ливань, то похибка в куті нахилу траєкторії зростає приблиз-но пропорційно квадрату швидкості, а по висоті – швидкості в четвертому степені. В таких системах керування слід вико-ристовувати прилади, які дозволяють збільшувати періодич-ність контролю зазначених параметрів польоту.

Дані експлуатації свідчать, що в реальному польоті спостерігається значна варіативність в періодичності спосте-реження пілотажно-навігаційних приладів при контролі режи-мів польоту (середній час):

авіагоризонт…………0,98 с; висотомір………….6,91 с;

варіометр…………….1,75 с; покажчик

компас………………. 6,23 с; швидкості…………...7,0 с.

Для оперативного відображення повітряної обстановки від однієї або декількох радіолокаційних станцій на команд-них і диспетчерських пунктах широке застосування отрима-ла знакова індикація – електронно-променева трубка (ЕПТ). На борту повітряного судна електронно-променеві трубки по-чали застосовувати, коли до складу бортового обладнання увійшли цифрові обчислювальні машини (ЦОМ). На трубці здійснюється радіолокаційна, а також цифрова індикація в наочній формі, відтворюються необхідні льотні дані, команди з землі та інші відомості. Швидкість і точність розпізнавання цифр і знаків залежать від їх форми, яскравості, а також освітленості.

На літаку Боїнг-777 перед кожним з пілотів встановлені два плоских дисплеї на рідких кристалах (РКД) розмірами 20х20 см: один – для основної пілотажної, другий – для на-вігаційної інформації. У центральній частині приладної дош-ки встановлений багатофункціональний дисплей (БФД). Без-посередньо перед ним – на центральній горизонтальній пане-лі перед РКДами – ще один. Три маленьких РКД встановлені на центральній вертикальній панелі і призначені для постій-ного відображення авіагоризонту, швидкості та висоти польо-ту.

Цей літак також оснащено системою передачі даних, яка дозволяє пілотам отримувати, відображати на БФД або дру-кувати на принтері, який встановлено у задній частині цент-ральної горизонтальної панелі, метеоінформацію та інші дані. Конструкція системи передачі даних дає можливість в по-дальшому враховувати вимоги перспективних систем керу-вання повітряним рухом по прийому директивних вказівок щодо швидкості, курсу та висоти польоту.

Сторінка органів системи керування польотом, яка уве-дена в формати дисплеїв, є нововведенням на літаках фірми "Боїнг". На ній відображається положення й рух поверхонь керування – елеронів, флаперонів, спойлерів та руля напряму. Коли втрачено керування якоюсь аеродинамічною поверхнею (наприклад, через відмову в гідросистемі), ця поверхня перекрес-люється на дисплеї, даючи пілоту наочне уявлення про ситуацію.

Дисплей – навігаційна карта – завжди показує ситуацію як за літаком, так і перед ним. Система планування польоту (FMS) фірми "Ханіуелл" відслідковує також місцезнаходжен-ня чотирьох найближчих запасних аеропортів, відомості про які зберігаються в навігаційній базі даних. Для виходу на один з цих запасних аеропортів пілоту навіть не треба вик-ликати сторінки навігаційних відстаней на дисплеї: він прос-то натискує кнопки "запасний", "напрямок" та "виконувати" на дисплеї керування, і літак починає виходити з маршруту. Система планування польоту забезпечує також реалізацію графіка зниження при відмові двигуна.

За характером кодування інформації ІМ поділяють на дві основні групи:

– з символічною (умовною) індикацією;

– з образною (картинною, наочною) індикацією, вклю-чаючи аналоги візуального польоту.

Прикладом вимірювального приладу з символічною ін-дикацією є всі стрілочні прилади, у яких стрілка рухається, ві-дображаючи зміни, що відбуваються з об'єктом або з вимірю-ваним цим приладом якимось параметром об'єкта. Ці прилади не є досконалими, оскільки вони потребують перебудови реф-лексів оператора. Для успішного використання таких прила-дів необхідне тривале навчання оператора, а для підтримки кваліфікації – повторні, систематичні тренування.

Прикладом з образною індикацією може бути прилад у вигляді моделі, що відтворює картину, яку видно з літака (рис. 4.3).



а б в
г д е


Рис. 4.3. Індикація положення літака на екрані електрон-но-променевої трубки: а – горизонтальний політ за зада-ним курсом; б – правий крен; в – горизонтальний політ під кутом до заданого курсу; г – вертикальне пікірування; д – політ на малій висоті; е – політ на великій висоті

Прикладами приладів з образною індикацією можуть бути авіагоризонти та вимірювачі курсу (планові прилади).

Значення висоти передається величиною діаметра світ-лової плями на екрані: чим вищий об'єкт спостереження, тим менший розмір плями; іноді з цією метою використовують радіальні лінії, довжина яких відповідає висоті об'єкта.

Одним із засобів підвищення якості контролю зовніш-ньої обстановки в польоті є використання систем з панорам-ною індикацією (телевізійні установки з ЕОМ). Такі системи дозволяють одержувати і накопичувати навігаційні дані та ін-шу інформацію про перебіг польоту, формувати необхідні сигнали керування для зміни курсу польоту, дані про вихід на певний орієнтир і т.п.

Збільшення швидкості польоту вимагає також істотного збільшення швидкості переробки інформації, яку сприймає пілот. Встановлено, що на кожну годину польоту з великою швидкістю припадає у 3…8 разів більше вимірювань, ніж при польоті з малою швидкістю. Виникає потреба у досконалішій індикації параметрів польоту в інформаційній моделі. Це обу-мовлено також необхідністю точного керування у складних умовах переходу від польоту за приладами до візуального по-льоту і навпаки, можливим відволіканням пілота на виконан-ня інших задач, тривалим контролем бортових систем тощо.

З метою поліпшення індикації параметрів польоту роз-роблена індикаційна система за принципом "head-up" ("ди-вись вперед"). В такій системі на переднє скло кабіни про-еціюються показання авіагоризонту, директорних покажчи-ків, дані про основні параметри польоту (висоту, місце зна-ходження повітряного судна, відхилення від глісади, швид-кість польоту тощо). Пілот бачить символічне зображення у вигляді паралельних ліній, кружка та точки (рис. 4.4 і 4.5).

Для полегшення роботи пілота потрібно автоматизувати процес надходження інформації, необхідної для керування повітряним судном в польоті. Для цього розробляють прис-трої, які дозволяють пілоту одночасно бачити загальну карти-ну польоту і сприймати основні дані про положення повітря-ного судна в повітрі та відхилення від курсу. Зупинимось на принципі дії таких пристроїв.

Первинні сигнали спочатку надходять до обчислюваль-них пристроїв, а потім на генератор, який перетворює їх у письмову форму для невеликого телеекрану. З екрану інфор-мація передається на переднє скло кабіни. Причому пілот од-наково виразно бачить і польотні дані, і місцевість, над якою він пролітає. Це так звана система з індикатором на лінії пог-ляду пілота. До її складу входить коліматорна головка (колі-матором називається оптичний пристрій для отримання пуч-ків паралельних променів, який складається з об'єктиву або дзеркала і розміщеного в його фронтальній площині освітле-ного предмета). Вона розміщена в кабіні над головою пілота або у верхній частині приладної дошки. За допомогою спеці-ального екрана вона дозволяє отримати спроеційовану оптич-ну панораму, яка складається з лінії штучного горизонту, сіт-ки тангажу, а також шкал та індексів відліку поточних зна-чень курсу, висоти та швидкості польоту. Спеціальні світлові індекси вказують положення курсо-глісадних зон, а команд-ний моноіндекс визначає характер директорного пілотування.


Рис. 4.4. Пристрій індикатора на лобовому склі: 1 – дзеркало; 2 – око пілота; 3 – частково посріблене переднє скло; 4 – лін-зи; 5 – електронно-променева трубка


1 2 2

8





1

5




3 4

0

9 6 7



Рис. 4.5. Конфігурація основних міток індикатора на лобо-вому склі: 1 – мітка горизонта; 2 – курсова мітка; 3 – мітка смуги; 4 – прицільна мітка; 5 – мітка відхилення; 6 – мітка траєкторії польоту; 7 – командна мітка; 8 – шкала висоти; 9 – покажчик повітряної швидкості

В полі зору пілота постійно знаходиться своєрідна світ-лова приладна дошка. За її допомогою він може вести і зви-чайне спостереження за позакабінним простором. Причому, робоча поза пілота (положення голови, напрям погляду і т.п.), властива посадці у візуальних умовах, зберігається при будь-яких метеорологічних умовах як удень, так і уночі.

Такий вигляд індикації дозволяє використовувати при посадці новий метод приладного пілотування, в якому інстру-ментальна інформація вдало поєднується з візуальною. Прос-тоту й надійність візуального польоту доповнює неперервний приладний контроль, який забезпечує точне керування повіт-ряним судном. Завдяки цьому політ у візуальних умовах на-буває чітко інструментального характеру. Збільшується точ-ність пілотування на передпосадковому зниженні завдяки більш високій чутливості і кращій читаємості пілотажних шкал коліматора у порівнянні з шкалами звичайних прила-дів, оскільки висока контрастність і чіткість зображення у та-кій конструкції не залежать від часу доби. Зображення може автоматично повертатися згідно з кутом зносу під час заходу на посадку так, що дивлячись через переднє скло крізь зобра-ження, пілот бачить злітно-посадочну смугу або посадочні вогні, якщо навіть вони зміщені відносно осі літака.

Слід зазначити, що хоча розглянута нами класифікація засобів відображення інформації як сенсорного поля ІМ, є до-сить повною, вона не може вважатися вичерпною, оскільки вони (разом з системами) постійно розвиваються й видозмі-нюються.

Розглянемо конкретну систему відображення пілотаж-ної інформації на прикладі літака Іл-62М.

До пілотажної інформації належать такі параметри: кути крену, тангажу, атаки, траєкторії, ковзання; відхилення від за-даного курсу й глісади; висота польоту; відхилення від зада-ної висоти польоту; вертикальна швидкість польоту; повітря-на швидкість польоту; число М; напрям вектора повітряної швидкості; різні команди (на напівавтоматичне керування, на набір висоти, заборона посадки і т.п.). Оскільки в процесі ке-рування літаком використовується не тільки пілотажна, але й навігаційна інформація, причому – одночасно з пілотажною інформацією, то поділ інформації на категорії за вирішувани-ми нею задачами є умовним. Враховуючи складність як роз-межування цих двох категорій інформації, так і поділу сучас-них комбінованих індикаторів на навігаційні й пілотажні, уве-ли терміни "пілотажно-навігаційна інформація" та "пілотаж-но-навігаційні індикатори".

До системи відображення інформації, насамперед, вхо-дять датчики. Для визначення кутів крену й тангажу призна-чена центральна гіровертикаль ЦГВ-10П. Кут атаки визначає-ться приладом АУАСП-7 кр (автомат кутів атаки й переванта-жень з сигналізацією), кут ковзання – доплерівським вимірю-вачем ДИСС-013-С1, висота польоту – радіовисотоміром РС-5 і системою повітряних сигналів СВС-ПН-15, яка визна-чає, крім того, число М, а також ряд інших важливих піло-тажно-навігаційних параметрів руху літака (приладну швид-кість, відхилення від висоти польоту, від приладної швид-кості, від числа М). Відхилення від заданого курсу і від глі-сади, команди напівавтоматичного керування вимірює й об-числює навігаційно-посадочна аппаратура "РСБН-7С". Визна-чення небезпечних для літаководіння зон грозоутворення й турбулентної хмарності забезпечує радіолокаційна станція "Гроза-62А". Команди з землі приймаються радіозв'язковим обладнанням.

Крім зазначеного обладнання, на літаку Іл-62М встанов-лені: точна курсова система ТКС-П, система автоматичного керування САУ-1Т-2, автоматичний радіокомпас АРК-15М, навігаційний обчислювач НВ-ПБ-1, навігаційно-посадочна апаратура "Курс-МП-2", літакові дальноміри СД-67 і СДК-67 та ін. Інформація від усіх названих систем і обладнання ста-новить групу пілотажно-навігаційної інформації, тобто вико-ристовується пілотом у процесі пілотування. Ця інформація, частина якої після прийому проходить первинну обробку в різних обчислювачах, надходить до пілота (в закодованому вигляді) за допомогою індикаторів і сигналізаторів, встанов-лених на робочих місцях членів екіпажу.

В цілому, система відображення інформації на борту су-часного повітряного судна має багато ланок з багатьма внутріш-німи взаємозв'язками. Ознайомившись з засобами отримання і первинної обробки пілотажної інформації, розглянемо ЗВІ, вста-новлені на робочому місці командира повітряного судна.

Порівняно недавно у питанні компоновки приладних дощок єдиної думки не існувало, – були традиції, які накопи-чувалися в кожному конструкторському бюро за час роботи над певним типом літака. Таке становище спричиняло значну різноманітність у розміщуванні приладів і створювало для пі-лотів значні труднощі при зміні типу літака. Після чисельних досліджень, майже одночасно у різних країнах дійшли вис-новку – доцільно уніфікувати розміщення тільки основних пі-лотажних приладів. Компоновку решти приладів було вирі-шено віддати творчій співдружності конструкторів і пілотів-випробувачів. Так виник стандарт у розміщенні пілотажних приладів у вигляді літери "Т", який був прийнятий в ІСАО як обов'язковий для пасажирських літаків.

Згідно з цим стандартом по вертикальній осі, яка збігає-ться з віссю колонки штурвалу, угорі розміщують командно-пілотажний прилад (КПП), під ним – навігаційно-плановий прилад (НПП), ліворуч від КПП в горизонтальному ряду – по-кажчик швидкості, праворуч – варіометр або висотомір. Ці при-лади містять той мінімум і, в той же час, оптимум інформації, яка потрібна пілоту для пілотування літака будь-якого типу.

На приладній дошці пілота усі прилади за значущістю інформації можна поділити на дві групи. До першої групи на-лежать прилади, інформацією яких пілот користується пос-тійно, протягом усього польоту, до другої – прилади, інфор-мація від яких потрібна пілоту епізодично. До першої групи входять такі пілотажні прилади: покажчик числа М, варіо-метр або висотомір, радіомагнітний індикатор АРК або мая-ків VOR, посадочний радіовисотомір та покажчик кута атаки й перевантажень. Їх розміщують по обидва боки біля НПП і як продовження горизонтального ряду "Т" праворуч і ліворуч від КПП. Решта приладів належить до другої групи, їх реко-мендується групувати таким чином, щоб споріднені прилади розміщувалися поряд, і пілот, глянувши на потрібний прилад, міг одночасно побачити інший – зі спорідненою інформацією. Прилади розміщують так, щоб їхні стрілки на крейсерському (найбільш тривалому) режимі польоту займали схоже поло-ження. Це полегшує пілоту помітити зміну умов і режиму по-льоту.

Компоновка засобів індикації на приладній дошці екіпа-жу – складний процес, що грунтується на порівняльній оцінці переваг і недоліків варіантів їх розміщення. Остаточну оцінку дає пілот-випробувач після випробувань на макеті літака при денному й нічному освітленні. Компоновка приладів і облад-нання кабіни повинні враховувати особливості усього ком-плексу обладнання в залежності від призначення літака і складу його екіпажу.

Недосконалість системи відображення інформації повіт-ряного судна спричинила значну кількість авіаційних пригод та інцидентів у багатьох країнах світу. Типовими причинами помилкових дій членів екіпажів в польоті є такі: дискретність сприйняття пілотом пілотажно-навігаційної інформації в слі-пому польоті (польоті за приладами); неповнота інформації при відмові приладу; недостатня наочність індикації про по-ложення й переміщення повітряного судна у просторі; не-достатня повнота інформації і несвоєчасність її надходження в особливих випадках польоту.

Таке небезпечне в сліпому польоті явище, як втрата про-сторового орієнтування, залежить від несприятливого збігу двох обставин: реакції пілота на незвичні фізичні подраз-ники, що виникають у польоті (лінійні й кутові прискорення, спотворення візуальних об'єктів зовнішнього середовища); невдалої організації робочого місця – неякісної інформацій-ної моделі. Якщо першу обставину кардинально змінити не-можливо, то другу можна поліпшити шляхом інженерно-пси-хологічного проектування ЗВІ. З 1000 опитаних пілотів у них спостерігалися протягом їх льотної діяльності ілюзії, а у 32 були випадки повної втрати просторового орієнтування. При-чинами цього явища більшість пілотів вважає: недостатню наочність приладного обладнання для швидкої орієнтації в просторі; нераціональне розміщення допоміжних приладів, що вимушує відволікатися від спостереження за основними пілотажними приладами; недостатня інформація, яка повинна забезпечувати при виникненні несподіваних обставин екстре-ний перехід від візуального польоту до приладного; політ з од-ночасним використанням двох видів орієнтування (біля землі).

До типових помилок пілотів внаслідок недоліків засобів відображення інформації належать: неправильний відлік по-казань індикаторів з двома і більше стрілками; неправильна інтерпретація напрямку руху покажчика внаслідок недостат-ньої наочності індикатора; помилки, викликані невдалим оформленням деталей, коли важко розрізнити цифри, поділки шкали або стрілки; використання несправного індикатора, показання якого сприймаються як правильні; неправильна ін-терпретація ціни поділки шкали при необхідності інтерполя-ції, а також помилки в оцінці значення числової позначки; незняття показання приладу, який розміщено у незручному місці. Перелічені помилки, головним чином, стосуються сприйняття інформації, тобто виявлення сигналу. Крім того, бувають помилки, яких припускаються на етапі переробки інформації. Це помилки розпізнавання й оцінки ситуації, неправильне прийняття рішення з визначення вибору спосо-бу виконання керуючих дій.

За даними зарубіжних спеціалістів, через інженерно-психологічну недосконалість ЗВІ 58% помилок членів екіпа-жів виникає через неправильне розпізнавання сигналу і не-правильну оцінку ситуації, яка склалася в польоті, і 26% по-милок – внаслідок невиявлення сигналу.

Запізнілий перехід до керування за дублюючим прила-дом при відмові основного звичайно буває наслідком недос-татньої підготовленості пілота й відсутності сигналізації від-мови основного приладу. Така сигналізація в умовах психоло-гічної установки на довіру до приладу дуже важлива, оскіль-ки необхідно щоб характер відмови був визначений за 5…10 с.

У стресовій ситуації, коли психофізіологічна напруже-ність пілота досягає найвищого ступеню, характер зчитуван-ня інформації змінюється – відбувається перехід від кількіс-ного зчитування до якісного. Це неодмінно слід враховувати при створенні засобів відображення інформації.

Результати вивчення труднощів і помилок, які виникаю-ть під час пілотування у процесі виконання складних, але ти-пових завдань, дозволили розробити загальні інженерно-пси-хологічні вимоги до пілотажної індикації. Це такі вимоги: по-ліпшення оформлення лицьової частини приладів і оптиміза-ція їх взаємного розміщення для полегшення зчитування по-казань; підвищення наочності індикації положення повітря-ного судна у просторі й відносно місцевості для полегшення переробки інформації у випадку дефіциту часу (слід пам'ята-ти, що дефіцит часу пов'язаний не зі збільшенням швидкості польоту, а визначається кількістю операцій рівноцінної складності за одиницю часу); забезпечення безперервного надходження приладної інформації в умовах переключення уваги з огляду приладної дошки на позакабінну обстановку; узагальнення пілотажної й навігаційної інформації. Ці загаль-ні інженерно-психологічні вимоги конкретизуються стосовно режимів польоту, а також повітряного судна.


4.2. Перспективи розвитку засобів

відображення інформації в авіації
Тенденції розвитку літакобудування диктують необхід-ність поступового переходу до загальних принципів побудови бортових і наземних інформаційних систем, від окремих бор-тових ЗВІ до загальної системи, якою була б обладнана кабіна екіпажу як єдиний пост керування. Це безумовно сприятиме не тільки більш ефективній роботі пілотів, але й підвищенню ефективності процесів експлуатації, обслуговування та ре-монту авіаційної техніки.

Створенню єдиної системи сприяє й та обставина, що обсяг збору й обробки даних значно виріс. Сучасні ЕОМ доз-воляють працювати з швидкодією, що значно перевищує швидкість, необхідну для ефективного використання даних. Значно поліпшилась якість записуючих (запам'ятовуючих) пристроїв, пристроїв передачі (ретрансляції), прийому (пере-кодування), програмних підказувачів, пристроїв запису прог-рами й відхилень від програми польоту. Підвищена якість системи "повітря-земля-повітря" для обміну інформацією.

Вже на цей час конче необхідною стає бортова інформа-ція, яку можна було б використовувати для вдосконалення методів і форм експлуатації, технічного обслуговування й ремонту складних авіаційних систем, оцінки експлуатаційних характеристик обладнання, а не лише для аналізу причин ава-рій, для прогнозування стану техніки. Зі створенням доскона-ліших наземних ЕОМ і пов'язаних з ними систем зв'язку з’я-виться можливість використовувати інформацію, яку видає бортова апаратура, для замкнення усього контура керування. Причому передача на землю бортової інформації для її оброб-ки і отримання з землі рішень (команд, порад) дозволить дещо розвантажити екіпаж від роботи з прийому й переробки інформації, що особливо важливо для нечисленних екіпажів.

Розглянемо основні інженерно-психологічні вимоги до системи відображення інформації, яким повинна відповідати перспективна інформаційна модель.

Насамперед, інформаційна модель повинна видавати оператору таку інформацію, використовуючи яку, він у будь-який момент часу зміг би безперервно, дискретно або за запитом визначати умови роботи повітряного судна, його бортових систем та їх елементів. При переході від одного етапу польоту до іншого оператор повинен отримувати підтвердження того, що все необхідне для виконання етапу польоту обладнання працює нормально. Інформаційна модель повинна сигналізувати про розвиток аварійної ситуації і допомагати членам екіпажу вибирати цілеспрямовані дії для усунення несправностей, що виникли в польоті, забез-печувати їх правильне розпізнавання, підвищувати ефек-тивність аналізу причин і наслідків авіаційних пригод та ін-цидентів.

Бортова інформація повинна бути достатньою для того, щоб перед прибуттям в аеропорт авіаційний персонал знав, які вжити заходи для усунення несправностей (при оператив-ному обслуговуванні або ремонті). На борту повітряного суд-на необхідно визначати, чи відхиляються умови польоту і па-раметри функціонування бортових систем від встановлених норм, реєструвати через встановлені інтервали часу дані, які визначають ці відхилення, з використанням логічних схем по-шуку несправностей. Система інформації повинна забезпечу-вати запис даних та їх аналіз для знаходження несправностей або перевірку системи за вимогою екіпажу. Необхідно запи-сувати робочий час і характеристики роботи систем для пла-нових профілактичних оглядів та ремонту агрегатів і повітря-ного судна в цілому. Система інформації повинна забезпечу-вати передачу на землю відомостей про наявність несправ-ностей і результатів аналізу з метою їх знаходження.

Однією з головних задач системи бортової інформації на повітряному судні є перевірка певних характеристик різ-них систем для прогнозування виникнення несправностей. Для цього необхідно визначати характеристики, які підляга-ють вимірюванню, значення цих характеристик для прогнозу несправностей, встановити частоту їх записів і обробки.

На підставі достовірної інформації про стан бортових систем приймається рішення про своєчасне (до відмови) знят-тя з повітряного судна несправних агрегатів. Це дозволить підвищити рівень безпеки польотів, знизити кількість затри-мок вильотів, зменшити вартість ремонтів, виключити випад-ки зняття з повітряного судна справних агрегатів під час по-шуку причин відмови системи (обслуговування за фактичним станом).

Інформація, накопичена на борту повітряного судна, по-винна містити відомості про умови роботи його й функціо-нальних систем. Це дозволить встановлювати реальні межі роботи агрегатів, раціональніше їх використовувати, а також буде сприяти зменшенню кількості відмов, вдосконаленню конструкції повітряного судна, його функціональних систем і агрегатів.

Під час регулярних рейсів необхідно фіксувати дані про роботу повітряного судна для перевірки рівня підготовки екі-пажу, якості пілотування, навігації і керування силовою уста-новкою, реєструвати маневри повітряного судна, які станов-лять труднощі для екіпажу, інформацію про інциденти й авіа-ційні пригоди з метою введення цих даних в програму підго-товки на наземних тренажерах. Крім того, інформація повин-на дозволяти оцінювати роботу повітряного судна і його сис-тем з метою виявлення відхилень від встановленої методики експлуатації.

Система інформації повинна забезпечувати запис про місцеперебування повітряного судна, дані розрахунку часу вильоту й прибуття, перебігу й виконання програми польоту, зв'язок з системою керування повітряним рухом і системами сигналізації про небезпечне зближення. Система бортової ін-формації повинна дозволяти здійснювати реєстрацію й пере-дачу відомостей про пасажирів, бронювання й оформлення квитків у польоті, а також забезпечувати обслуговування й ін-формування пасажирів про небезпечні ситуації.

Бортова система прийому, обробки, зберігання та пере-дачі інформації повинна забезпечувати оцінку якості роботи повітряного судна в реальному масштабі часу, що важливо не тільки для екіпажу, але й для наземного персоналу, який ке-рує польотом, експлуатує та обслуговує авіаційну техніку. Та-ка система повинна видавати інформацію, яка становить за-гальний інтерес і визначає дані польоту (час, поточні коорди-нати, кількість палива, яке витрачине чи залишилось, пункт призначення, відхилення від нормальних умов) і параметри повітряного судна.

Для успішного виконання функцій ергатичною систе-мою інформаційна модель повинна дозволяти оцінювати в кожний момент часу процес керування системою в цілому; з усіх даних вибирати інформацію про критичні ситуації; зав-часно прогнозувати особливу ситуацію, щоб заздалегідь спла-нувати можливі способи корекції. За критерій оцінки ІМ мож-на використовувати запас часу, який потрібний оператору для прогнозування розвитку аварійної ситуації і прийняття рі-шення.

Складність побудови ІМ визначається особливостями самих процесів керування в системі, їх швидкоплинністю, багатоканальністю та великою кількістю перероблюваної ін-формації.

Інформаційна модель повинна достатньо просто реалі-зовуватися, наочно відображати перебіг процесу керування, бути достатньо ефективною щодо попередження аварійної ситуації, не вимагати значних логічних побудов для своєї реалізації і не дуже залежати від конкретного виду об'єкта, мети та методів керування. Необхідно продовжити розробку цифрових керуючих пристроїв і обчислювальних машин для авіації, електронних індикаторних пристроїв, нових методів вимірювання запасу палива та індикації часу, який є у розпо-рядженні людини-оператора, визначити можливість викорис-тання принципу голографії для створення нових авіаційних систем відображення інформації, включаючи об'ємні індика-тори.

Впровадження метало-окисних кремнієвих схем і скло-волоконної оптики може кардинально змінити бортове при-ладне обладнання і значно підвищити його надійність. Проте, крім електронних індикаторів, будуть також і надалі викорис-товуватися звичайні стрілочні прилади, а також комбіновані стрілочно-цифрові індикатори.

Специфічні питання інженерної психології виникають при розробці бортового обладнання для перспективних повіт-ряних суден, у яких повинні бути об'єднані системи керуван-ня польотом, силовою установкою, вектором тяги та навіга-цією. Інтеграція передбачає використання резервних систем, побудованих на основі цифрових методів. Впровадженню цих методів сприяє створення комплексних інтегральних логіч-них схем, які забезпечують високу надійність при невисокій вартості.

Створення ЕПТ яскравого світіння і електролюмінес-центних екранів дозволило одночасно подавати на них інфор-мацію різного типу (літеро-цифрову, графічну, а також у виг-ляді умовних знаків), яка надходить від різних джерел. У перспективі передбачається замінити всю приладну дошку двома-чотирма екранами (дисплеями) та декількома переми-качами.

Сучасні радіоелектронні пристрої й різноманітні дис-кретні схеми, які застосовують в радіоелектроніці, обчислю-вальній техніці, телебаченні, дозволяють одержати величезну кількість поєднань пристроїв, що надають оператору ін-формацію [2]. Перспективні пристрої відображення інфор-мації являють собою як чорно-білі, так і кольорові ЕПТ (пе-реважно) з достатньо гнучкими й широкими функціо-нальними можливостями уведення та виведення інформації. Інтегральні схеми й мікропрограмна пам'ять дозволяють під-вищити якість символів ЕПТ.

Багато чого можна досягти, вдосконалюючи систему розгортки кадрів, а також застосовуючи накопичувальні ЕПТ для пристроїв відображення інформації. Цікавим пристроєм для здійснення діалога оператора з машиною є так зване світ-лове перо. Користуючись ним, оператор може позначати будь-які точки або їх поєднання на поверхні екрана ЕПТ і та-ким чином обмінюватися з керованим об'єктом будь-якою по-в'язаною з ним інформацією. Це особливо важливо для ін-формаційних моделей, з якими має зв’язок авіаційний дис-петчер.

Виведення інформації з ЕПТ може бути здійснено на різні носії й великі екрани для колективного користування (тут можуть бути застосовані як кінозйомка, так і термоелект-ричні, електропластичні та інші засоби).

Вельми важливим є питання про інформаційну суміс-ність оператора з ЕОМ.

Сучасні ЕОМ ще не повністю пристосовані для задо-вільної взаємодії з оператором. Для підвищення ефективності СОМС за швидкістю й потужністю (шляхом підвищення якості й швидкості обміну інформацією між людиною і елект-ронною технікою) потрібно вдосконалювати обчислювальну техніку: розробляти ЕОМ з режимом розділення часу, а та-кож великих і дешевих запам'ятовуючих пристроїв з малим часом звернення до пам'яті, на базі інтегральних схем, над-провідників і тонких плівок, швидкодіючих оптичних запа-м'ятовуючих пристроїв; створювати високопродуктивні ма-шинні мови; поліпшувати характеристики пристроїв уведення й виведення інформації і т.п.

Вдосконалення пристроїв уведення й виведення інфор-мації спрямовано на усунення непогодження за швидкістю і приведення вхідних і вихідних сигналів ЕОМ до вигляду, зручному для сприйняття людиною. Тут можливе викорис-тання фотографічних пристроїв уведення; приладів, створе-них на принципі голографії, використання графічних методів уведення інформації; перехід на взаємодію людини з маши-ною у формі розмови. Аналіз систем і концепцій, які стосу-ються вдосконалення СОМС, свідчить, що цілком реальним є, так би мовити, "олюднення" ЕОМ через наділення її здатніс-тю розпізнавати образи.

Все це дозволить створити багатоцільові системи люди-машини, що значно підвищать можливості СОМС. Такі сис-теми можна буде використовувати для запам'ятовування, організації, відображення великої кількості даних, які спри-ятимуть поліпшенню зв'язку між людьми, виконанню типо-вих функцій, контролю численних змінних (і в аварійних си-туаціях) та вирішенню інших складних завдань.
4.3. Інженерно-психологічна оцінка засобів

відображення інформації
Інженерно-психологічна оцінка (ІПО) засобів відобра-ження інформації полягає в перевірці їх на відповідність ін-женерно-психологічним вимогам.

ІВО може бути трьох видів: кількісна, якісна та комбі-нована [17].

При кількісній оцінці визначають числові значення параметрів, які отримують двома способами: за допомогою розрахунків і методами експертних оцінок. У першому ви-падку оцінка здійснюється шляхом розрахунків за формулами або методом статистичних випробувань; у другому-на підста-ві інтуїтивно-логічного аналізу проблеми з кількісною оцін-кою думок і формальною обробкою результатів. Якісна оцін-ка не дає числових значень параметрів, висновок про них зви-чайно роблять у такій формі: більше – менше, краще – гірше, задовольняє заданим вимогам – не задовольняє їм і т.п. Оцін-ка може носити комбінований характер, поєднуючи кількісну і якісну оцінки.

Інженерно-психологічну оцінку проводять на всіх ета-пах життєвого циклу ЗВІ: проектування, виготовлення, ви-пробування та експлуатації.

Перелік питань, які підлягають оцінці на різних етапах створення і експлуатації ЗВІ, включає до свого складу інже-нерно-психологічне обстеження, аналіз випробувань та атес-тацію (рис. 4.6).

В процесі обстеження виявляють відповідність частко-вих характеристик окремих елементів ЗВІ інженерно-психо-логічним вимогам. На етапах аналізу й випробувань оціню-ють умови праці операторів як з точки зору виконання загаль-них вимог, так і з точки зору динаміки їх зміни в процесі ро-боти. При необхідності, для отримання таких оцінок прово-дять спеціальні випробування. Атестація ЗВІ полягає у комп-лексному врахуванні часткових оцінок за окремими показни-ками, які отримують на попередніх етапах.



Обстеження






Аналіз





Випробування









Комплексна інженерно-психологічна оцінка засобів відображення інформації

Розробка інженерно-психологічного еталона








Інженерно-психологічний еталон засобів відображення інформації

Рекомендації для удосконалення засобів відображення інформації






Рис. 4.6. Структура інженерно-психологічної оцінки засобів відображення інформації

При проектуванні оцінку ЗВІ роблять з метою перевірки відповідності виконаного проекту інженерно-психологічним вимогам і вибору найбільш прийнятного з них; уточнення от-риманих на першому етапі проектування характеристик. При-чому, згідно з діючими нормативно-технічними документами, ІПО є обов'язковою складовою частиною технічної пропози-ції, ескізного й технічного проектів. Без такого оцінювання не може бути винесено остаточного висновку щодо якості вико-наного проекту.

На етапі виготовлення ЗВІ здійснюється ретельний контроль відповідності виробів і систем, які виготовляються, тим нормативним показникам, що були закладені при проек-туванні, і відповідності їх інженерно-психологічним вимогам.

Випробування авіаційної техніки проводять з метою визначення властивостей і показників (також і інженерно-психологічних) ЗВІ на натурному зразку або на пристроях ін-дикації. Розрізняють заводські, державні та експлуатаційні випробування. Заводські випробування дослідного зразка по-вітряного судна (разом з численними ЗВІ) проводить завод-виготовлювач для перевірки його якостей. Під час цих випро-бувань проводять доводку і вирішують питання про передачу повітряного судна з встановленою на ньому системою відоб-раження інформації на державні випробування. Ці випробу-вання здійснюються спеціальною державною комісією з ме-тою перевірки відповідності повітряного судна і його функці-ональних систем заданим тактико-технічним та інженерно-психологічним вимогам. Експлуатаційні (приймально-зда-вальні, приймальні) випробування проводяться представника-ми завода-виготовлювача (або ремонтної організації) і орга-нізації, яка приймає виріб, з метою перевірки відповідності його технічним умовам, які включають до свого складу й ін-женерно-психологічні вимоги.

Усі види випробувань виконують за затвердженими програмами й відповідними методиками.

Після випробувань авіаційна техніка приймається за-мовником і надходить на експлуатацію. Слід зазначити, що бортове авіаційне й радіоелектронне обладнання сучасного повітряного судна є досить складним і, крім того, складається з багатьох функціонально пов'язаних між собою елементів, вузлів, блоків та систем. Не дивлячись на те, що складові час-тини цього технічного комплексу уведені в експлуатацію од-ночасно, вони мають різний ресурс і відмовляють в різний час, причому, зазделегідь визначити момент відмови конкрет-ного виробу бортового обладнання в багатьох випадках не-можливо. Це пояснюється такими факторами [27, 31]:

– кожна складова частина бортового обладнання має цілком визначене призначення, яке забезпечується шляхом надання їй конкретних властивостей (наприклад, точності, погодження входів і виходів тощо);

– кожна властивість бортового обладнання виявляється лише при його взаємодії з зовнішнім середовищем, яке являє собою сукупність факторних навантажень, які сприймаються обладнанням завдяки наявності у нього певних властивостей.

ІПО засобів відображення інформації на етапі їх екс-плуатації проводиться з метою: отримання остаточних харак-теристик; вибору кращого із сукупності варіантів; отримання вихідних даних для проектування нових або модернізації іс-нуючих ЗВІ; перевірки додержання раціональних режимів експлуатації як окремих засобів індикації, так і всього сенсор-ного поля інформаційної моделі; перевірки діяльності обслу-говуючого персоналу. Інженерно-психологічна оцінка ЗВІ під час їх експлуатації здійснюється згідно зі схемою, що зобра-жена на рис. 4.7 [17,45], і проводиться за певним алгорит-мом. Коротко розглянемо його.

1. Ознайомлення з засобами відображення інформаціїї здійснюється за технічними описами та інструкціями з екс-плуатації систем, до складу яких вони входять. Передусім, слід ознайомитися з призначенням і ефективністю їх застосу-вання. Ефективність полягає у визначенні вимог точності, на-дійності, довговічності, вартості тощо.

2. Після загального ознайомлення розробляють струк-турну схему з відображенням інформаційних і керуючих зв'язків, потоків інформації та перебігу процесів керування, причому обов'язково позначають прямі й зворотні зв'язки між оператором і ЗВІ, а також між операторами. Слід зазначити інтенсивність зв'язків (їх кількість за одиницю часу і трива-лість), послідовність переключення уваги з одного приладу на інший, відносну важливість кожного з інформаційних зв'яз-ків тощо.

3. Оцінка середовища полягає у вивченні природних факторів, а також факторів, які є наслідком функціонування машини, складовою частиною якої є ЗВІ. Бажано описати можливі зміни зовнішньої обстановки, які можуть призвести до розвитку особливої ситуації.

4. Функції системи відображення інформації, її підсис-тем та окремих засобів індикації описують для всіх режимів роботи (включаючи й малоймовірні та аварійні ситуації). Для всіх режимів потрібно з'ясувати, в яких випадках і з яких при-чин найчастіше виникають відмови, помилки, які їх наслідки та частота появи. На цьому етапі ІПО засобів відображення інформації уточняють також, які операції важливіші, якою є динамічна структура системи, тобто які зрушення виникають в окремих підсистемах при керуванні, дії перешкод і т.п.

5. Інженерно-психологічна оцінка робочого місця опе-ратора полягає в оцінці конкретних ЗВІ, їх розміщення на приладних панелях пультів керування, сумісності індикаторів і органів керування, антропометричних і техніко-естетичних параметрів робочого місця тощо.

6. Функції оператора розглядають як для нормальних режимів роботи, так і для екстремальних ситуацій. Детально аналізують умови, які можуть призвести до виникнення ава-рійної обстановки. Дають оцінку суміщення функцій за ча-сом. Для цього будують професіограми діяльності оператора, виконують опис діяльності за допомогою логічних і блочних схем алгоритмів і сіткових моделей.

7. На підставі оцінки робочого місця оператора, його функцій та професіограми оцінюють систему відображення інформації й діяльність оператора, в результаті чого роблять висновок про ефективність, надійність, та пропускну здат-ність, а за необхідністю дають рекомендації з модернізації або вдосконалення підсистем і окремих засобів індикації.

ІПО для отримання достовірного висновку при оцінюва-ні ЗВІ повинна мати багаторівневий характер. На нижньому рівні проводиться статична оцінка, яка полягає у перевірці тих чи інших якостей і властивостей ЗВІ безвідносно до про-цесу їх функціонування; в цьому випадку оцінці підлягають лише структура, принцип побудови системи (підсистем, ла-нок, елементів), наприклад, оцінка на відповідність антропо-метричним характеристикам, оцінка світлотехнічних характе-ристик індикаторів і т.п. На підставі такої оцінки, яка здійс-нюється експертним методом, визначають показник якості ЗВІ. В деяких випадках (особливо на ранніх етапах проекту-вання, при відсутності необхідних вихідних даних) за допо-могою такої оцінки проводиться інженерно-психологічна екс-пертиза проекту.

Статична оцінка є вихідною і обов'язковою фазою при про-веденні ІПО. Часто її достатньо для оцінки порівняно простих систем (наприклад, окремих або невеликої групи індикаторів). Проте за результатами такої оцінки не можна отримати вичерп-ний висновок про складну систему або технічний комплекс.

Дуже важливим є також визначення можливості реаліза-ції оператором необхідних алгоритмів вирішення задач. Тому на другому рівні проводиться оцінка складності системи, яка здійснюється за допомогою алгоритмічного аналізу діяль-ності оператора, в результаті чого визначається логічна склад-ність і стереотипність трудового процесу.

Проте для систем, діяльність оператора в яких пов'язана з безперервною обробкою інформації, що надходить (наприк-лад, від АСУ), важливою є також оцінка інформаційного на-вантаження оператора, яка дозволяє враховувати вплив на йо-го діяльність потоку вирішуваних задач. Така оцінка є реалі-зацією динамічного підходу до інженерно-психологічного оці-нювання ЗВІ.

Крім того, ІПО обов'язково повинна містити визначення основних показників ергатичної системи оператор – ЗВІ і по-рівняння їх з заданими. Ця умова грунтується на виконанні однієї з основних інженерно-психологічних вимог, згідно з якою кінцевим об'єктом оптимізації при створенні й застосу-ванні СОМС є характеристики роботи не людини або машини окремо, а відповідні характеристики системи в цілому.


Ознайомлення з ЗВІ



Побудова, структурні схеми, інформаційні та керуючі зв'язки







Середовище, в якому функціонують засоби відображення інформації


Функції системи відображення інформації, її підсистем та окремих засобів індикації (функціональний аналіз)


Робоче місце оператора



Оцінка засобів відображення інформації

Функції оператора





Професіограма оператора


Оцінка діяль-ності оператора





Висновок (ефективність,

надійність і т.п.)


Рекомендації





Рис. 4.7. Послідовність проведення ІПО засобів відображення інформації

Важливою проблемою ІПО засобів відображення інфор-мації є визначення методу її проведення [17]. На етапі проек-тування (особливо на ранніх стадіях) основними є методи моделювання, які дозволяють, ще не маючи реальної системи, отримувати результати взаємодії оператора з ЗВІ і оцінити вплив цієї діяльності на вихідні характеристики системи.

На ранніх етапах проектування використовують пере-важно методи математичного й статистичного моделювання, на пізніших, коли з'являється можливість виготовлення маке-ту, імітатора або випробувального стенда, – методи фізичного моделювання. На етапі експлуатації оцінка проводиться з ви-користанням методів експерименту. На всіх стадіях проекту-вання, виготовлення, випробування та експлуатації велике значення має застосування якісних методів логічного аналізу.

При проведенні інженерно-психологічної оцінки ЗВІ слід враховувати особливості поведінки оператора, який взає-модіє з ними. До них насамперед належать такі особливості:

– в процесі роботи людина безперервно навчається, внаслідок чого поліпшуються характеристики її роботи. То-му, приступаючи до визначення характеристик ЗВІ, слід чіт-ко визначити, для якої стадії навчання оператора вони повин-ні бути отримані;

– зміна характеристик діяльності людини-оператора спостерігається і протягом робочого дня, що також необхідно враховувати;

– всі характеристики діяльності оператора внаслідок то-го, що на них впливає велика кількість факторів об'єктивного і суб'єктивного характеру, є випадковими величинами, тому їх визначення слід проводити статистичними методами.



Методичні вказівки

З призначення системи відображення інформації виті-кають дві найважливіші вимоги:

– вона повинна адекватно відображати стан і поведінку об'єкта керування, його функціональних систем та навко-лишніх умов;

– склад і кількість інформації, яка нею відображається, повинні бути достатніми для виконання польотного завдання і для пілотування в інструментальному польоті під час нор-мальної експлуатації і в аварійних ситуаціях.

Система відображення інформації повинна мати такі тактико-технічні характеристики, які дозволяли би їй створю-вати інформаційну модель необхідної якості. Крім двох наз-ваних вимог, які містять необхідні зміст і кількість інфор-мації, є ще одна вимога, обумовлена присутністю людини в системі. Ця вимога стосується форми й композиції представ-лення інформації. ЗВІ повинні створювати таку ІМ, яка б від-повідала задачам трудового процесу і можливостям операто-ра приймати й обробляти інформацію, а також здійснювати керуючі дії з необхідною точністю. Система відображення інформації повинна для цього мати такі технічні характерис-тики, які б дозволяли: відтворювати лише істотну для керу-вання інформацію; відображати як наочну, так і ненаочну ін-формацію (візуалізація понять); відображати інформацію в упорядкованих закономірностях, що сприяє цілісному сприй-няттю ІМ; полегшувати сприйняття інформації про проблемні ситуації, для чого відображати, поряд з загальною інформа-цією про елементи ситуації, динаміку процесу і конфліктні стосунки в СОМС; забезпечувати оптимальний спосіб коду-вання інформації, який би забезпечував максимальну швид-кість і надійність її прийому людиною-оператором в процесі діяльності; відтворювати інформацію у такому обсягу, який би відповідав умовам роботи системи і оператора; надавати оператору інформацію про можливі способи вирішення зав-дань, що стоять перед ним.

При вивчанні матеріалу глави слід ознайомитися з кла-сифікацією ЗВІ, їх характеристиками, компоновкою засобів індикації на приладних дошках екіпажу, причинами авіацій-них пригод та інцидентів внаслідок недоліків як окремих засобів індикації, так і в їх організації. Слід враховувати, що значна кількість аварійних ситуацій в цивільній авіації відбу-вається через недосконалість системи відображення інформа-ції на борту повітряного судна.

Важливо також знати перспективи розвитку ЗВІ в авіації, які стисло можна охарактеризувати таким чином: поступовий перехід від окремих бортових засобів індикації до загальних систем відображення інформації; застосування загальних прин-ципів побудови бортових і наземних інформаційних систем з метою досягнення найбільшої ефективності процесів експлуа-тації, технічного обслуговування та ремонту авіаційної техніки; розробка кабіни екіпажу як єдиного поста керування; розробка ЗВІ на основі новітніх технологій, перспективних схем та матеріалів з метою створення принципово нових, досконаліших авіаційних систем відображення інформації.

Важливу роль при створенні й експлуатації ЗВІ відіграє інженерно-психологічна оцінка, яка за своїми результатами може бути трьох видів: кількісна, якісна та комбінована.

За своїм характером ІПО може бути двох видів – статич-ною й динамічною. Статична оцінка визначає якості ЗВІ без врахування процесу їх функціонування. Прикладами статичної оцінки є оцінка розміщення індикаторів на приладних панелях і дошках, оцінка сенсорного поля інформаційної моделі з враху-ванням антропометричних та інших даних оператора і т.п.

Зміст динамічної оцінки полягає в оцінці ЗВІ за резуль-татами роботи оператора протягом певного часу. Якщо ста-тична оцінка є вихідною і обов'язковою фазою проведення ІПО, то динамічна – основною й завершальною стадією, за результатами якої приймають ті чи інші рішення щодо ЗВІ, які оцінюють.

На ранніх етапах розробки ЗВІ застосовують переважно методи математичного і статистичного моделювання; на піз-ніших етапах, коли виникає можливість виготовлення макета, імітатора, випробувального стенда, – методи фізичного моде-лювання. На етапі експлуатації ЗВІ оцінюють з використан-ням експериментальних методів.

В процесі проведення ІПО звичайно визначають відпо-відність ЗВІ інженерно-психологічним вимогам, які до них ставлять. У зв’язку з цим рекомендується повторити матеріал попередньої глави, у якій викладені інженерно-психологічні вимоги до засобів відображення інформації.



Запитання для самоперевірки

1. Викладіть класифікацію ЗВІ з врахуванням інженер-но-психологічних факторів.

2. Охарактеризуйте ЗВІ за цільовою функцією, ступенем узагальнення даних та часом, для якого видаються дані.

3. Розкажіть про ІМ з точки зору модальності їхніх сигналів.

4. Наведіть характеристику ЗВІ, які класифікуються за формою пред'явлення інформації, за функцією інформації, що видається, та за характером пред'явлення інформації з часом.

5. Яку інформацію і яким чином видають ЗВІ, які класи-фікуються за характером і типом інформації, що видається, і за структурою сигналів?

6. Що ви знаєте про ЗВІ, які класифікуються за харак-тером використання показань приладів, за виглядом шкали та за характером кодування інформації?

7. Розкажіть про систему відображення інформації на прикладі однієї з систем будь-якого повітряного судна.

8. В чому полягають перспективи розвитку ЗВІ в ци-вільній авіації?

9. З якою метою потрібно здійснювати ІПО ЗВІ?



10. Які ви знаєте види й методи ІПО ЗВІ?

1   2


База даних захищена авторським правом ©shag.com.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка