Розподіл функцій між людиною і автоматикою: підсумки і тенденції

Проблема розподілу функцій між людиною і автоматикою є класичною для інженерної психології ергономіки. Її рішення за останні півстоліття зазнали значних змін. Початок був покладений в 1960-і роки принципами переважних можливостей П. Фіттса і взаємодоповнюваності людини і машини Н. Джордана. У 1971 р Н. Д. Заваловом, Б. Ф. Ломова і В. А. Пономаренко висунутий принцип активного оператора. Його основне наслідок, що полягає в принциповому перевагу напівавтоматичних режимів управління над автоматичними, дозволило істотно підвищити надійність управління авіаційною технікою. Ще один напрямок вирішення зазначеної проблеми - різні способи адаптивного або динамічного розподілу функцій, що реалізують гнучке зміна ступеня автоматизації (В. Ф. Венда, В. М. Ахутіна, В. Роуз, Б. Кантовіц, Р. Соркін і ін.). Проте, з огляду на бурхливого розвитку сучасних комп`ютерних засобів розглянута проблема вимагає певного переосмислення. Тенденції в області розробки стратегії автоматизації процесів управління сучасною технікою полягають в прагненні до максимального підвищення ступеня автоматизації. Різні варіанти автопілотів або автоматичних режимів вже давно існують в авіації і космонавтиці. Але зараз автоматизація проникає в технічні об`єкти, управління якими традиційно реалізовувалося людиною. До них можна віднести системи автоведения поїздів на залізниці, які навіть отримали назву "автомашиніст". Все більших масштабів набувають роботи по автоматизації управління легковими та вантажними автомобілями. Виникає питання: наскільки безпечні ці тенденції?

Так, вітчизняна пілотована космонавтика спочатку і до сих пір націлена на максимальну автоматизацію режимів управління. Це виражається в пріоритеті автоматичних режимів управління, які є основними, штатними, над напівавтоматичними і ручними режимами. Однак досвід 1970-1980-х років показав, що така стратегія автоматизації володіє серйозними недоліками. Це виражалося в тому, що екіпажі космічних кораблів "Союз" часто не могли перейти на резервний ручної або напівавтоматичний режим зближення при відмовах автоматики в штатному автоматичному режимі внаслідок психологічну неготовність до такого переходу після пасивного спостереження в автоматичному режимі. Автоматизація управління в авіації довгий час ставилася тільки до окремих систем або режимам польоту. Однак в останні десятиліття вона прийняла універсальний характер. Найголовніше, що відбувся перехід від безпосереднього управління системами літака з боку льотчика до опосередкованого, коли його дії контролюються і коректуються автоматикою. Порочність такого підходу все більше підтверджується досвідом катастроф останніх років, коли пілоти не змогли подолати протидію автоматики в непередбачених ситуаціях. Проте, тенденції, які існують при створенні літаків п`ятого покоління, свідчать про постійному збільшенні витіснення пілота з контуру управління. Більш того, популярності набуває позиція, що майбутнє належить вже не пілотованої, а безпілотної авіації. Вважають, що автоматика літака буде самостійно приймати всі рішення, в тому числі і про застосування зброї. Розробка систем автоведения поїздів націлена, з одного боку, на підвищення ефективності і безпеки перевезень при зростаючій складності залізничної техніки. З іншого боку, ці системи забезпечують скорочення чисельності локомотивних бригад з двох чоловік до одного машиніста (робота "в одну особу"). Тим самим було, що основні функції з управління рухом потягів перейдуть до автоматики, що дозволить в тому числі полегшити працю машиніста і запобігти його помилки. Однак розробка зазначених систем призводить до виникнення цілого ряду питань: якою буде роль машиніста в управлінні локомотивом, як необхідно вибирати оптимальний ступінь автоматизації, хто повинен нести відповідальність за забезпечення надійності управління в автоматичному режимі управління - машиніст або розробник автоматики? Багато в чому аналогічні питання виникають при розробці автомобілів без водіїв. Фактично вже зараз електронні системи втручаються в процес водіння. З одного боку, це повинно захищати від людських помилок, з іншого - позбавляє водія контролю над автомобілем. Парадокси, які при цьому виникнуть, можна проілюструвати досвідом використання автомобільних навігаційних систем на основі GPS. Сліпе слідування зазначенням навігаторів неодноразово призводило до безвихідним ситуацій, коли водії в незнайомій місцевості потрапляли в річку, застрявали на залізничних коліях і т. П., Що призводило до втрати автомобіля. Деякі водії, давно користуються навігаторами, втрачають здатність до орієнтації при їзді по місту, вироблену за десятиліття, і не можуть самостійно проїхати навіть по добре відомому маршруту. Таким чином, зростаюча складність створюваної техніки призводить до необхідності пошуку нових рішень.

До характеристик цієї складності, перш за все, слід віднести властивість потенційності складних великомасштабних технічних об`єктів. Виражається воно, зокрема, в можливості виникнення непередбачених ситуацій управління через різноманіття, непередбачуваності, нелінійності і опосредованности міжсистемних взаємодій, т. Е. Зв`язків між різними системами об`єкта. Але тоді неможливо створення повністю адекватних моделей управління та реалізація на їх основі автоматичних режимів. Існування таких ситуацій призводить до нового виду відмов, який пов`язаний не з реальними поломками техніки, а з неадекватною роботою автоматики при діагностиці бортових систем. Їх парадоксальність полягає в тому, що самі технічні системи функціонують нормально! Але тоді перестає діяти основний принцип забезпечення надійності, що полягає в резервуванні відмовили блоків систем, так як автоматика відключить будь-яку кількість справної резервної апаратури, скільки б комплектів її не було. Отже, в проблемі забезпечення надійності виникає принципово нове явище: потенційна неадекватність використовуваних розробниками техніки кількісних критеріїв у програмах автоматики і можливість діагностики ними неправдивих, неіснуючих відмов з подальшим відключенням справних блоків систем як основних, так і резервних. Реалізація управління в цьому випадку можлива тільки шляхом резервування автоматики оператором на основі використання ним критеріїв іншого роду - не кількісний, а якісних критеріїв оцінки надійності, що дозволяють проводити цілісний аналіз ситуацій, що виникають. Можливості проведення якісного, змістовного аналізу ситуацій оператором визначаються його професійним досвідом, знаннями і вміннями, здібностями до творчого мислення, психологічної готовністю прийняття відповідальних рішень в екстремальних умовах. Але навіть професіоналам високого класу це іноді не вдається. Тому людина не завжди здатна виконати функцію щодо резервування автоматики в спочатку невідомих і невизначених ситуаціях, нелінійних і нестійких процесах межсистемного взаємодії. У цих умовах можливі помилкові, несанкціоновані дії, недотримання професійних норм і навіть відмова від діяльності.

Виходом із ситуації може бути реалізація зворотного функції - резервування оператора автоматикою, яке може бути реалізовано за допомогою примусового підвищення ступеня автоматизації, метою якого має бути, перш за все, забезпечення безпеки техніки. Підвищення ступеня автоматизації, звільняє оператора від функцій з управління, тим самим надає йому можливість для більш повного і детального аналізу ситуації. І якщо ситуація пояснюється, то оператор здійснює перехід назад до напівавтоматичного режиму управління, якщо ж ні - контролює хід автоматичного режиму. Викладена стратегія гнучкого зміни ступеня автоматизації процесів управління, фактично, висловлює новий принцип вирішення проблеми розподілу функцій - принцип взаємного резервування оператора і автоматики. Суть принципу можна сформулювати наступним чином: оператор резервує автоматику (в разі виникнення відмов техніки або непередбачених ситуацій) за допомогою самостійного зниження ступеня автоматізаціі- автоматика резервує оператора (при виникненні в його діяльності високої суб`єктивної складності) шляхом примусового підвищення ступеня автоматизації процесів управління. При цьому напівавтоматичні режими управління повинні бути основними і вибиратися, виходячи з оцінки його використання кількісних критеріїв у програмах автоматики, а автоматичні і ручні - розглядатися як резервні для страховки оператора і автоматики, відповідно.

Костін А. Н.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!