Файл: Митькин А.А. Электроокулография в инженерно-психологических исследованиях.pdf

включающая элементы 073, 092, 039, 022, 17, 19, 960, 660,—

линия охлажденного («мятого») пара; контур, объединяю­ щий элементы 08, 07, 21, 28, 39,— линии холодной воды, с помощью которых в редукционно-охладительных установ­ ках (РОУ), которые на мнемосхеме представлены в виде клиньев, происходит охлаждение пара 2. Движение пара направлено слева направо.

Элементы, расположенные на мнемосхеме, имеют сле­ дующее функциональное значение:

073, 092— индикаторы давления; 039, 022— индикаторы температуры; 960, 660— индикаторы расхода;

17, 19— задвижки на линиях охлажденного пара; 13, 18 — задвижки на линиях острого пара; 08, 07, 21— задвижкп на линии охлаждающей воды;

06, 20— задвижки, с помощью которых осуществляется дренаж и сброс пара в атмосферу;

41, 43, 28, 39— регулирующие клапаны.

Каждая задвижка может быть в одном из двух край­ них положений — открытом или закрытом, о чем свиде­ тельствует дополнительная индикация (зеленая полоска вдоль линии или красная — поперек линии).

Сигнальные элементы (индикаторы давления, темпе­ ратуры и расхода) загораются в тех случаях, когда воз­ никает отклонение этих параметров от заданной величи­ ны. Задача оператора заключается в том, чтобы при по­ явлении такого сигнала быстро и точно оценить общую ситуацию и, оперируя соответствующими задвижками н клапанами, устранить возникшее отклонение.

Перед началом настоящего исследования уже имелись данные о сравнительной эффективности обоих вариантов компоновки мнемосхемы. Экспериментальное сравнение, проведенное с помощью «гибкой мнемосхемы», показало, что вариант Б имеет значительные преимущества перед вариантом А: количество ошибок, допущенных испытуе­ мыми при работе с вариантом Б, оказалось в четыре раза меньше по сравнению с вариантом А, а среднее время решения задач (на заключительной стадии эксперимен­ та) — в 2,5 раза меньше. Однако, ограничившись реги­ страцией времени решения задач и количества ошибок,

2 На мнемосхемах, использованных в эксперименте, каждая нз указанных линий была закодирована соответствующим цветом.

не представлялось возможным выявить те конкретные различия деятельности испытуемого-опсратора, которыми обусловлена разница в конечных результатах в одном и другом случаях. Мы полагали, что использование в на­ шем исследовании электроокулографпческой регистрации движении глаз пспытуемого-оиератора может уточнить закономерности работы оператора с мнемосхемой.

При выборе методического подхода мы опирались на уже полученные другими исследователями результаты (Гиппенрейтер, 1964; Пушкин, 1965), которые подтвер­ дили эффективность окулографической методики для случаев, когда требуется установить пространственновременную последовательность восприятия элементов объ­ екта и логику оперативного мышления оператора-иаблю- дателя. Предполагалось, что опыт окулографического анализа уже проверенных вариантов компоновки мнемо­ схемы поможет найти адекватный подход (основанный на той же методике) к дальнейшему сравнительному ана­ лизу различных композиционных решений мнемосхем. Здесь еще раз уместно напомнить, что электроокулография, более чем какая-либо иная методика регистрации движений глаз, дает возможность приблизить моделируе­ мую экспериментальную ситуацию к реальным условиям работы оператора с информационной моделью объекта.

Экспериментальные модели мнемосхем (соответствую­ щие компоновочным вариантам, представленным на рис. 22) были изготовлены на основе конструкции «гиб­ кой мнемосхемы». Основу «гибкой мнемосхемы» состав­ ляет металлическая (вертикально установленная) рама размером 150 X 150 см с набором горизонтальных реек, которые могут перемещаться в боковых пазах. Сигналь­ ные элементы мнемосхемы зажимаются между рейками; перемещая элементы вдоль реек и меняя высоту реек, можно установить каждый элемент в любой точке верти­ кальной плоскости. Линии мнемосхемы наносились на лист ватмана, который укреплялся на передней стороне рамы (обращенной к испытуемому); лицевые части сиг­ нальных элементов вставлялись в соответствующие про­ рези. Индикаторные лампочки сигнальных элементов включались помощником экспериментатора со специаль­ ного пульта в соответствии с программой эксперимента.

Мнемосхема размещалась на расстоянии одного метна от глаз испытуемого таким образом, чтобы ее центр со­

112

впадал с осью зрения. Угловые размеры мнемосхемы со­ ставляли по горизонтали 60° и по вертикали 34°. Мнемо­ схема равномерно освещалась направленным светом; вы­ бранный нами уровень освещенности в 40 л обеспечивал достаточно четкое восприятие как графических деталей, так и светящихся элементов.

Испытуемым предлагалось 8 задач: две группы раз­ личной сложности по четыре в каждой группе. В задачах первой группы (меньшей сложности) испытуемый должен был, имитируя восстановление нарушенного процесса,

были отказаться от ручного переключения тумблеров ис­ пытуемыми и перейти па словесные ответы испытуемых. В этой связи мы отказались от применения подбородника для фиксации головы, так как это затрудняло речевые ответы, а использовали специально сконструированное кресло.

В соответствии с инструкцией испытуемый должен был, восприняв сигнал отклонения одного пз параметров, оце­ нить ситуацию, быстро и точно найти способ устранения отклонения и сразу же сообщить вслух о принятом им решении (открыть или закрыть задвижки, обозначенные соответствующими номерамп).

В ходе эксперимента проводилась фоторегпстрация окулограмм с экрана ВЭКСа. Одновременно на основе ви­ зуального наблюдения за экраном велась подробная про­ токольная запись, которая в дальнейшем значительно облегчала расшифровку окулограмм (при визуальном на­ блюдении хорошо видна последовательность движений, которую не всегда легко точио установить по записи векторокулограмм). Для облегчения расшифровки фотозапи­ сей испытуемому перед каждым опытом предлагалось вы­ полнить две маркировочные обводки — по основным ли­ ниям и элементам мнемосхемы. Перед предъявлением сигнала испытуемый фиксировал взглядом фиксационную точку в центре мнемосхемы.

Существенная методическая трудность заключалась в том, что для получения читаемых фотозаписей мы вы­ нуждены ограничиться пятисекуидиой дозировкой каж­ дого фотокадра и соответственно пятисекуидиой дозиров­ кой времени решеиия задач.

5 А. А. Митьшш

нормальным зрением. Учитывая, что в конечном итоге мы должны были сравнить специфику работы пснытуе- мых-онерадоров с двумя вариантами мнемосхемы, испы­ туемые были разбиты на две группы по три человека: одни начинали работать с вариантом А, затем переходили к варианту Б; другие — наоборот. Этим устранялось вли­ яние тренировки на средний результат. Работа с первым вариантом мнемосхемы проводилась в один эксперимен­ тальный день, со вторым вариантом — в другой. Чтобы уменьшить влияние приобретенного опыта, порядок задач при работе со вторым вариантом изменялся в пределах каждой группы задач (задачи в первом и во втором случае оставались одни и те же).

Пробные опыты, проведенные на двух испытуемых, показали, что ири сравнительной несложности предъяв­ ляемых задач навыки, необходимые для их быстрого и успешного решения, вырабатываются очень быстро, п от внимания экспериментатора может ускользнуть началь­ ная стадия «понимания» мнемосхемы. Поэтому в наших основных опытах мы прибегали к регистрации движении глаз, начиная с этапа общего ознакомления с мнемо­ схемой.

Предварительно испытуемому сообщались основные сведения: принцип работы управляемого объекта, значе­ ние линий мнемосхемы и отдельных элементов. Затем испытуемому сообщалось, что он должен будет выступить в роли оператора, обязанного своевременно устранить возникающие в объекте отклонения, и предлагалось бы­ стро ознакомиться с особенностями мнемосхемы, разо­ браться во взаимосвязях между основными линиями и элементами, мысленно представив возможные отклонения и пути их устранения. Затем экспериментатор отвечал на вопросы испытуемого и предлагал ему решить несколько наиболее простых тренировочных задач такого типа: «Какую задвижку надо открыть (или закрыть) при откло­ нении такого-то параметра?»

Лишь после этого испытуемый переходил ко второму (основному) этапу эксперимента, на котором он должен был решать 8 основных задач (двух категорий сложно­ сти, по 4 задачи каждой категории).

По завершении второго этапа был использован допол-

114

иптельный методический прием: испытуемому предлага­ лось решить три задачи (из задач первой группы), не имея перед глазами мнемосхему, а опираясь лишь на ее представление. Для этого в одних случаях испытуемому предлагалось закрыть глаза, в других — задача решалась при открытых глазах, по в полной темноте.

При решении двух первых задач испытуемому разре­ шалось предварительно ознакомиться с ситуацией, на­

отклонении. При решении третьей задачи (эта задача бы­ ла решена ие всеми испытуемыми) испытуемый должен был представить мыслеипо (ие видя мнемосхему) ситуа­ цию, опираясь иа дважды продиктованные эксперимен­ татором данные о положении задвижек.

Этот дополнительный этап эксперимента был преду­ смотрен в следующих целях: а) попытаться определить основную специфику работы испытуемого-оператора с представляемой мнемосхемой (в отличие от работы с ре­ ально воспринимаемой мнемосхемой); б) сопоставляя по­ лученные иа этом этапе дапные по двум сравниваемым вариантам мнемосхемы, попытаться найти дополпптельпые методические пути объективной оценки различных компоновок мнемосхем. Мы исходили при этом также из предположения, что в услових практической работы с мне­ мосхемой возможны такие ситуации, когда квалифициро­ ванный (т. е. имеющий прочно закрепившиеся навыки ра­ боты) оператор частично заменяет работу с воспринимае­ мой мнемосхемой (или ее фрагментом) работой с пред­ ставляемой мнемосхемой.

Таким образом проведенный нами эксперимент под­ разделяется иа три этапа: 1) ознакомление с мнемосхе­ мой; 2) решение задач в условиях восприятия мнемосхе­ мы; 3) решение задач в условиях представления мнемо­ схемы. На каждом этапе движения глаз испытуемогооператора регистрировались начиная с момента подачи сигнала об отклонении (точнее — команды «внимание») и кончая словесным ответом испытуемого о необходимых действиях. Обработка полученных в виде кадров фото­ пленки векторэлектроокулографпческпх записей осущест­ влялась следующим образом: с помощью фотоувеличите­ ля маршруты обзора, зарегистрированные на каждом

5* 115

кадре, переносились (вычерчивались от руки) на листы бумаги. При таком же увеличении на листы кальки (со­ впадающие по формату с листами бумаги) переносились маркировочные обводки. Затем кальки с маркировочны­ ми обводками последовательно накладывались па каждую запись, что дало возможность увязать полученные векторограммы с определенными линиями и элементами мне­ мосхемы. В некоторых случаях для уточнения простран­ ственно-временной последовательности обзора приходи­ лось обращаться к протокольным записям.

Наряду с общим качественным анализом записей — рассмотрением специфики построения зрительных марш­ рутов в разных условиях (иа разных этапах работы, при различных вариантах мнемосхемы) — был проведен коли­ чественный анализ по двум параметрам: количеству точек фиксации (пли «шагов») иа каждом «анализируемом отрезке» эксперимента и соотношению воспринятой ис­ пытуемым релевантной и пррелеваптпой информации. Мо­ мент получения релевантной информации испытуемым определялся памп при фиксации взгляда иа элементах, логически включенных в процесс решения дайной задачи; момент получения нррелеваитиой информации — при фик­ сации элемептов, не участвующих в решении данной за­ дачи.

Анализируя результаты исследования, мы ставили пе­ ред собой следующие основные цели:

— выявить общую стратегию и тактику построения маршрутов обзора мнемосхемы в условиях решения пспы- туемым-оператором конкретных задач управления объ­ ектом;

—проследить динамику изменений в зрительной дея­ тельности пспытуемого-оператора (в ее моторной стороне) по мере усовершенствования навыков работы с мнемо­ схемой;

—попытаться установить корреляцию между методи­

кой глаз оператора и последовательностью выполняемых им логических операций (процессами оперативного мыш­ ления) ;

— выявить внутренние механизмы, которыми обуслов­ лены в одних случаях быстрые и точные действия опера­ тора, в других — замедленные и ошибочные; тем самым подойти к выделению «этиологии» ошибочных действий в условиях работы с мнемосхемой;

« 6

— провести сравнительный анализ двух сопоставляе­ мых вариантов мнемосхемы по всем перечисленным выше пунктам, выявив сравнительные достоинства этих вариан­ тов и их «слабые места»;

—сопоставить результаты окулографического анализа

срезультатами раиее проведенной экспериментальной проверки тех же вариантов мнемосхемы, уточнить воз­ можности окулографии в качестве адекватной методики

для объективной оценки достоинств и недостатков ком­ поновочных решений мнемосхем.

мого-оператора в условиях работы с мнемосхемой очень экономны3. Мы убедились, что испытуемый-оператор пос­ ле первого знакомства с мнемосхемой (или первого опыта решения задач) вырабатывает определенную логическую систему оценки ситуации и вытекающих из этой оценки действий. Движения глаз по мере работы с объектом очень быстро редуцируются: из всей ситуации выделяются опор­ ные точки, имеющие сигнальное значение.

Основное содержание деятельности оператора заклю­ чается, по-видимому, в цепи логических умозаключений, а не в беспорядочном зрительном поиске. Большая на­ грузка при этом ложится па оперативную память и опера­ тивное мышление.

В работе с мнемосхемой певозможпо провести тради­ ционное формальное деление функций оператора на по­ следовательные ступени: прием информации — ее перера­ ботка — принятие решения. В даииом случае все три ступени теснейшим образом переплетены на любом шаге решения конкретной задачи, а весь процесс решения задачи расчленен на последовательные звенья, каждое из которых содержит в себе все три указанных этапа. Ана­ лиз окулограмм показал, что первая точка фиксации бы­ вает, как правило, привязана к загорающемуся сигналь­ ному элементу (сигналу отклонения). Но этот глазной скачок является, видимо, первым и последнем «бездум­ ным шагом», выполняемым на уровне ориентировочного

3 К аналогичному выводу пришла Завалишина (1964), регистриро­ вавшая движения глаз испытуемого в ходе решения пространст­ венных задач типа игры в «пятнадцать».

117