Актуальные проблемы психологии труда, инженерной психологии и эргономики. Выпуск 2

Обобщение и осмысление богатого экспериментального материала по изучению особенностей деятельности летчика в автоматизированных системах управления и закономерностей ее психической регуляции позволили обосновать принцип «активного оператора» в качестве основополагающего при решении задачи распределения функций между человеком и автоматическими устройствами (Завалова и др., 1973). Реализация этого принципа предполагает помощь человеку в проявлении его возможностей, сохранение уровня активности мыслительных процессов и готовности к экстренным двигательным действиям, актуализацию резервов психики с помощью средств автоматизации. На находящихся в эксплуатации самолетах внедрены системы автоматизированного управления, при создании которых конструкторы руководствовались принципом «активного оператора». Это системы, в которых летчику предоставляется возможность управлять самолетом совместно с автоматикой. Одной из них является система комбинированного управления полетом самолета на малой высоте, предусматривающая совместную работу полуавтоматического и автоматического контуров (последний включается в зоне малых отклонений сигналов управления). Преимущество данной системы по сравнению с системой автоматического управления проявилось в сопоставимой точности пилотирования при меньшем уровне нервно-эмоционального напряжения, более низкой вероятности (0,06 против 0,12) опасных ситуаций при отказах компонентов системы (Козиоров и др., 1983).

Концепция образной регуляции действий летчика послужила теоретическим основанием для разработки новой методологии летного обучения, предполагающей не только выработку у летчиков (курсантов) автоматизированных навыков, но и активное формирование у них механизмов психической регуляции действий (Ворона и др., 2003). Предложенный комплекс психолого-педагогических воздействий, включающий специальные дидактические приемы и наземные технические средства формирования профессионально важных качеств (ПВК) летчика, а также методику «опорных точек» как средство целенаправленного формирования образа полета, позволил повысить уровень ПВК на 15–40 %. Это способствовало снижению отчисления курсантов на 25 %, уменьшению (в 2 раза) количества ошибочных действий в ходе тренировочных полетов, сокращению (в среднем на 6 полетов) их количества.

На основе результатов изучения особенностей действий летчиков в аварийных ситуациях инженерные психологи разработали технологию проведения специальных тренировок, целью которых является обогащение содержания психического образа летчика в ходе преобразования неопределенных сигналов опасных ситуаций в субъективно определенные (Завалова и др., 1973; Пономаренко, 1995). После проведения таких тренировок время принятия решения в аварийных ситуациях полета сократилось в 3–5 раз, количество ошибочных решений уменьшилось на 80 %, вдвое снизилась эмоциональная напряженность.

На современном этапе своего развития отечественная авиационная инженерная психология является проектировочной дисциплиной, включенной непосредственно в процесс проектирования на ранних стадиях создания технических систем. Для обеспечения надежности человеческого фактора в авиационных эргатических системах требуется реализация усилий по двум направлениям: а) учет и минимизация ограниченных возможностей человека при создании авиационной техники, а также в процессе обучения и подготовки и б) создание условий для расширения возможностей экипажей использовать свои способности и знания в летной деятельности. Исходя из этого, основная задача авиационной инженерной психологии состоит в том, чтобы совместно с разработчиками увязать психофизиологические возможности летчика (другого члена экипажа ЛА) с техническими средствами, которые он использует, дать прогноз эффективности и надежности деятельности экипажа в соответствии с летно-техническими характеристиками ЛА и его систем. Принципиальная особенность инженерно-психологического проектирования состоит в том, что требования к техническим системам определяются на основе проекта деятельности летчика (экипажа) в авиационной системе. А цель одна – обеспечить системный учет физиологических, психологических и других характеристик человека при создании авиационной техники.

С начала 70-х годов ХХ в. разрабатывались методические основы инженерно-психологического обеспечения разработки авиационной техники (В. А. Бодров, Г. М. Зараковский, Ю. П. Доброленский, А. А. Польский, В. А. Пономаренко, В. А. Попов, О. Т. Балуев, Б. Л. Горелов, А. А. Меденков, М. В. Поляков, П. С. Турзин и др.). Была создана техническая база в виде полунатурных моделирующих стендов ЛА, лабораторных установок и бортовой аппаратуры для летных испытаний, определены процедура и подготовлены методики для проведения инженерно-психологической оценки на всех стадиях создания АТ (Пономаренко, 1995).

Первым авиационным комплексом, при создании которого с начального этапа – разработки тактико-технического задания – проводилось инженерно-психологическое обеспечение, стал истребитель четвертого поколения МиГ-29. На стадиях эскизного и технического проектирования были созданы два специализированных исследовательских комплекса. Исследования на динамическом моделирующем комплексе (на базе центрифуги) позволили не только определить переносимость летчиком больших, длительно действующих перегрузок в зависимости от используемых средств защиты, но и оценить возможности летчика по управлению самолетом и решению прицельных задач в высокоманевренном воздушном бою (В. А. Вартбаронов, В. М. Василец, Г. Д. Глод, А. П. Кузьминов, М. Н. Хоменко, В. Д. Чекмасов и др.). Полунатурный моделирующий комплекс на базе реальной кабины самолета обеспечил проведение инженерно-психологической оценки рабочего места, средств отображения информации, систем управления самолетом и его вооружением при выполнении летчиком типовых полетных задач. Ее результаты позволили оптимизировать компоновку кабины самолета, объем и виды представления полетной информации, характеристики средств аварийно-предупреждающей сигнализации, реализовать рациональные алгоритмы взаимодействия летчика с бортовыми комплексами (В. А. Пономаренко, С. А. Айвазян, В. В. Лапа, Н. А. Лемещенко, В. В. Поляков, М. М. Сильвестров, В. Г. Сморчков, Ю. П. Цигин, Т. Л. Шаклеин и др.).

Представляется, что упреждающая позиция по согласованию человеческих возможностей с новыми техническими системами соответствует назначению инженерной психологии как науки. В дальнейшем инженерно-психологическое обеспечение стало важнейшей составной частью единой системы эргономического сопровождения создания, испытаний и эксплуатации авиационной техники.

Научный прогноз, основанный на знании тактико-технических характеристик авиационной техники новых поколений, изменений в тактике, способах и приемах ее использования показывает, что количество проблемных вопросов, решаемых авиационной инженерной психологией, в дальнейшем не уменьшится, а будет закономерно расти. В числе первоочередных для инженерно-психологического решения можно выделить несколько проблем и, соответственно, направлений исследований.

Прежде всего, это исследования взаимодействия экипажа со средствами отображения информации (СОИ) на перспективной элементной базе, направленные на выявление закономерностей содержания, эффективности и надежности действий летчика при использовании новых способов ее кодирования. Уже сегодня успешно ведутся разработки способов и видов представления полетной информации на основе реализации принципов ее обобщения и интеграции, совмещения телевизионного, радиолокационного и символического кодов, использования объемных (трехмерных) изображений (Лапа, Лемещенко, 1995; Сильвестров и др., 2007). Комплекс специфических инженерно-психологических вопросов (выбор оптимальной схемы оптического устройства, определение рационального объема символической информации, разработка способов преодоления неблагоприятного влияния подвижности информационного кадра системы и др.) предстоит решить в связи с внедрением на боевых ЛА систем целеуказания, прицеливания и индикации, размещаемых на шлеме летчика (Иванов, Лапа, 2008).

Одна из актуальнейших проблем – разработка инженерно-психологических основ построения авиационно-технических комплексов с интеллектуализированными системами. К настоящему времени разработаны методологические принципы построения эргатических систем с элементами искусственного интеллекта, инженерно-психологически и психолингвистически адекватных языков диалога «экипаж – бортовой компьютер» (Пономаренко и др., 1993). Предстоит исследовать процессы принятия решений летчиком (другими членами экипажа) при использовании систем интеллектуальной поддержки, обосновать состав и содержание информационного диалога при использовании таких систем в типовых режимах пилотирования и боевого применения, а также в особых и аварийных ситуациях полета. Результаты этих исследований во многом определят успех создания активных систем обеспечения безопасности полета. Особый интерес представляет создание системы активного обеспечения безопасности при нарушениях (потере) работоспособности летчика. К настоящему времени успешно прошел испытания опытный образец устройства, в котором реализованы: непрерывный контроль за работой средств обеспечения жизнедеятельности и параметрами полета; бесконтактный съем информации о функциональном состоянии летчика; алгоритмы диагностики опасных ситуаций (с выдачей летчику предупреждающей информации) и принятия решения о его недееспособности (Дворников и др., 2000).

Предложена концепция создания бортовой интеллектуализированной системы, в базу знаний которой, помимо сведений о состоянии технических систем ЛА и параметрах полета, включены данные о психофизиологических возможностях летчика («электронный паспорт летчика»). Ведутся разработки алгоритмического и программного обеспечения функционирования такой системы (Базлев и др., 2007).

Специфической научной и практической проблемой авиационной инженерной психологии, которая, к сожалению, пока до конца не решена, является проблема надежности пространственной ориентировки летчика.

Нарушения пространственной ориентировки по-прежнему выступают как активный фактор угрозы безопасности полета, о чем свидетельствует их удельный вес среди других причин авиационных происшествий (5–12 %) (Коваленко и др., 2007). Развиваемый в отечественной авиационной инженерной психологии подход к пространственной ориентировке летчика как функции образа пространственного положения (Завалова и др., 1986; Коваленко и др., 2007) открывает новые возможности по разработке способов предупреждения ее нарушений. Без активного исследования интеллектуальных компонентов пространственной ориентировки в условиях поступления искаженной афферентации, т. е. противоречивых неинструментальных сигналов (от зрительного, вестибулярного и проприоцептивного анализаторов), эту задачу решить нельзя. К тому же новые аэродинамические свойства перспективных высокоманевренных самолетов и, в частности, управление боковой и продольной силами, приводят к сочетанному воздействию на летчика продольных и боковых перегрузок. Наиболее существенными из ожидаемых отрицательных эффектов этого воздействия являются значительные смещения головы и верхней половины туловища, нарушающие координацию движений, затрудняющие пространственную ориентировку летчика (вследствие возникновения иллюзорных ощущений зрительно-проприоцептивного генеза). Существенное влияние на надежность пространственной ориентировки летчика окажет и внедрение новых систем индикации, в частности нашлемных дисплеев. При поворотах головы нарушается жесткая связь между ориентацией информационного поля нашлемного дисплея и направлением траектории полета, а также имеет место непроизвольный, не осознаваемый летчиком ее наклон, который неизбежно приводит к наклону информационного поля – соответственно, и к вероятным затруднениям летчика при оценке пространственного положения ЛА. Отсюда следует настоятельная необходимость создания методик и технических средств наземной подготовки летчика по отработке навыков пилотирования и формированию пространственных представлений при эксплуатации ЛА с новыми аэродинамическими характеристиками и средствами отображения информации (нашлемные дисплеи, очки ночного видения, трехмерные изображения внекабинного пространства и др.).

Тактика опережающей активности инженерно-психологических исследований требует дальнейшей разработки методов, способов и технических средств формирования психологической готовности авиационных специалистов к освоению нового уровня профессиональной деятельности. В числе специальных технических средств: адаптивно-игровые обучающие системы, позволяющие формировать профессионально важные качества и умения; функциональные тренажные стенды, имитирующие воздействие физических и психологических помех, присущих летному труду; комплексные пилотажные тренажеры с моделированием типовых режимов полета, нештатных и аварийных ситуаций.

Предложен рациональный (с позиций обеспечения эффективности профессиональной подготовки и экономической целесообразности) комплекс наземных технических средств для подготовки летного и инженерно-технического состава, в основу построения которого положена концепция интерактивного автоматизированного обучения (Василец, Пономаренко, 2005). Данный комплекс обладает высокими дидактическими возможностями для группового и индивидуального обучения на современном техническом уровне: наглядностью, доступностью, объективизацией хода учебного процесса и контроля за эффективностью обучения. Комплекс содержит библиотеку обучающих программ с использованием видеосюжетов, звуковых и анимационных эффектов по летной, штурманской, тактической и инженерно-технической подготовке.

Одной из важнейших за дач, от решения которой зависит будущее авиационной инженерной психологии, является дальнейшее развитие ее экспериментальной базы. Эта база, обеспечивающая моделирование основных факторов риска, снижающих надежность экипажей при выполнении конкретных целевых задач на перспективных ЛА, одновременно выступает и средством их профессиональной и психофизиологической подготовки летного состава, а также инструментом для нормирования летной нагрузки, разработки и оценки новых способов сохранения и восстановления его психофизиологических резервов. Именно поэтому совершенствование экспериментально-стендовой базы инженерно-психологических работ в определенном смысле является и важной социальной задачей, поскольку результаты проводимых на ней исследований обеспечат создание действенных отечественных средств научного обеспечения эффективности и надежности человека, безопасности его труда на новой авиационной технике.

Путь, который прошла авиационная инженерная психология за относительно непродолжительный период своего развития, убедительно свидетельствует, что уровень решения проблем «человека в авиации» во многом определяет ее возможности, боевую эффективность и безопасность полетов. В этой связи стратегия проектирования, испытаний и эксплуатации ЛА новых поколений состоит в усилении внимания к человеческому фактору. Именно введение в систему проектирования авиационной техники человека-профессионала в неземной среде обитания, с учетом его иерархической ценностной структуры, возможностей и ограничений, является ключом к успешному решению задач, которые ставятся авиационной практикой перед инженерной психологией.

Литература

Береговой Г. Т., Завалова Н. Д., Ломов Б. Ф., Пономаренко В. А. Экспериментально-психологические исследования в авиации и космонавтике. М.: Наука, 1978.

Базлев А. Д., Евдокименко В. Н., Ким Н. В., Красильщиков М. Н. Концепция построения бортовой информационно-экспертной системы поддержки действий летчика в особых ситуациях полета // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2007. № 1. С. 10–25.

Бодров В. А., Орлов В. Я. Психология и надежность: человек в системе управления техникой. М.: Изд-во ИП РАН, 1988.

Боярский А. Н., Лапа В. В., Обознов А. А. Психологическое обоснование использования цветового кодирования на многофункциональных дисплеях // Психологический журнал. 1999. № 5. С. 75–80.

Василец В. М., Пономаренко А. В. Концепция интерактивного автоматизированного изучения авиационной техники летным и инженерно-техническим составом // Инженерная психология и эргономика в авиации: Материалы конференции. М.: Полет, 2005. С. 247–262.

Ворона А. А., Гандер Д. В., Пономаренко В. А. Теория и практика психологического обеспечения летного труда. М.: Воениздат, 2003.

Геллерштейн С. Г. Проблемы психотехники на пороге второй пятилетки // Советская психотехника. 1932. № 1/2. С. 7–36.

Геллерштейн С. Г. Значение «личного фактора» в летных происшествиях и методы его изучения // Тезисы докладов научной конференции Центрального института усовершенствования врачей. М., 1948. С. 15.

Дворников М. В., Черняков И. Н., Степанов В. К., Шишов А. А. Актуальные направления совершенствования медицинского обеспечения безопасности полетов // Военно-медицинский журнал. 2000. № 10. С. 52–56.

Доброленский Ю. П., Завалова Н. Д., Пономаренко В. А., Туваев В. А. Методы инженерно-психологических исследований в авиации / Под ред. проф. Ю. П. Доброленского. М.: Машиностроение, 1975.

Добротворский Н. М. Летный труд. М.: Изд-во Военно-возд. академии, 1930.

Завалова Н. Д., Ломов Б. Ф., Пономаренко В. А. Принцип активного оператора и распределение функций между человеком и автоматом // Вопросы психологии. 1971. № 3. С. 3–12.

Завалова Н. Д., Ломов Б. Ф., Пономаренко В. А. Образ в системе психической регуляции деятельности. М.: Наука, 1986.

Зимкин Н. В. Психофизиологическая оценка шкал на циферблатах авиаприборов // Психоневрология, психогигиена и психология в гражданском воздушном флоте. Труды Центральной лаборатории авиационной медицины ГВФ. М., 1937. Т. 2. С. 48–60.

Иванов А. И., Лапа В. В. Инженерно-психологические проблемы проектирования нашлемной системы индикации для летчика // Проблемы фундаментальной и прикладной психологии профессиональной деятельности / Под ред. В. А. Бодрова, А. Л. Журавлева. М.: Изд. ИП РАН, 2008.

Коваленко П. А., Пономаренко В. А., Чунтул А. В. Учение об иллюзиях полета. М.: Изд-во ИП РАН, 2007.

Козиоров Л. М., Колчин А. А., Пономаренко В. А., Сильвестров М. М. Автоматизация управления летательными аппаратами на различных этапах полета с учетом человеческого фактора. М.: Воениздат, 1983.

Конопкин О. А. Психологические механизмы регуляции деятельности. М.: Наука, 1980.

Лапа В. В. Эволюция методологии обеспечения взаимодействия человека с авиационной техникой. М.-Воронеж: Истоки, 2004.

Лапа В. В., Лемещенко Н. А. Психофизиологическая оптимизация информационного взаимодействия в системе «человек – летательный аппарат» // Авиационная и космическая медицина, психология и эргономика: Сборник трудов / Под ред. Г. П. Ступакова. М.: Полет, 1995. С. 186–193.

Леонтьев А. Н. Деятельность. Сознание. Личность. М.: Политиздат, 1975.

Ломов Б. Ф. Методологические и теоретические проблемы психологии. М.: Наука, 1984.

Менделеев Д. И. О сопротивлении жидкостей в воздухоплавании // Собр. соч. Л.-М., 1946. Т. 7. С. 293–295.

Обознов А. А. Психическая регуляция операторской деятельности. М.: Изд-во ИП РАН, 2003.

Ошанин Д. А. Концепция оперативности отражения в инженерной и общей психологии // Инженерная психология. Теория, методология, практическое применение. М.: Наука, 1977. С. 134–149.

Платонов К. К. Психология летного труда. М.: Воениздат, 1960.

Пономаренко В. А. Страна Авиация – черное и белое. М.: Наука, 1995.

Пономаренко В. А., Лапа В. В., Лемещенко Н. А. Психологическое обоснование проектирования индикации пространственного положения самолета // Психологический журнал. 1990. Т. 11. № 2. С. 37–46.

Пономаренко В. А., Лапа В. В. Проблема информационного управления надежностью летчика в особых условиях деятельности // Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1989. № 2. С. 16–21.

Пономаренко В. А., Турзин П. С., Рысакова С. Л. Проектирование диалога «оператор-ЭВМ» (психологические аспекты). М.: Машиностроение, 1993.

Сильвестров М. М., Бегичев Ю. И., Козиоров Л. М. и др. Эргатические интегрированные комплексы летательных аппаратов. М.: Филиал Воениздата, 2007.

Эппле Н. А. Опыт рационализации циферблатов аэронавигационных приборов (экспериментальное исследование) // Гражданская авиация. 1935. № 8 (60). С. 19–21.