Приводится состояние и перспективы разработки тренажных и обучающих комплексов для подготовки операторов транспортных систем. Указываются основные проблемы, пути решения и полученные результаты.
Ключевые слова:эргатические системы, подготовка операторов, тренажеры, имитационные характеристики, оценка.
Комплексные тренажеры многими рассматриваются как основное техническое средство профессионального обучения и подготовки операторов транспортных человеко-машинных (эргатических) систем. Но их все же нельзя считать универсальным тренировочным устройством; актуальны создание и внедрение в систему подготовки не только комплексных, но и специализированных тренажеров. Так, анализ специфических видов летной деятельности (пилотирование, навигация, эксплуатация функциональных систем, радиосвязь, безопасность пассажиров при аварийной посадке и т. д.) показывает необходимость использования в качестве тренажных и обучающих средств не только комплексных, но и различных специализированных тренажеров (пилотажный, навигационный, бортинженера, кабинных процедур, а также отдельных функциональных систем). Целесообразность их использования в каждом конкретном случае определяется экономическими соображениями; главными критериями являются объем тренировок (например, количество подготовленных в течение года экипажей) и стоимость подготовки одного экипажа. Так, применение специализированных тренажеров экономически целесообразней, когда количество подготовленных экипажей в год превышает сорока. Естественно, составы оптимизированных тренировочных комплексов для каждого вида транспортных средств могут существенно отличаться.
При создании концептуальной модели движения не исключается и независимая разработка отдельных систем, входящих в транспортные тренажеры; может осуществляться и без полного учета взаимных связей между транспортным средством, его реальными системами, объектами, внешней средой, а также особенностями восприятия анализаторами оператора. Тренажер рассматривается как психофизиологическая система обучения, в которой возбуждение психофизиологических и психофизических характеристик оператора происходит на основе создания обучающей среды применяемыми системами моделирования, восприятий и реакций обучающегося (в процессе нормального функционирования, исходя из метода прямой аналогии, должно обеспечиваться воспроизведение необходимых ощущений, а не характеристик движения транспортного средства).
Как видим, обеспечение эффективности и надежности эргатических систем непосредственно связано с изучением психики человека в самых различных условиях, в том числе и в предельных состояниях. Моделью предельного случая предусматривается психическая патология (возможен избыток побочных шумов, дефицит информации, артефакты (любой искусственно созданный объект, продукт человеческой деятельности) психического отражения ситуаций и неадекватного поведения). При феноменологическом описании деятельности человека в зависимости от состояния его психики и факторов, влияющих на ее надежность, в качестве входов системы можно рассматривать:
- психопатологическое отягощение (наличие психозов и пограничных форм);
- особенности личности с наиболее часто встречающимися вариантами нормы и аномалиями;
- вредные воздействия в течение жизни их последствий;
- отрицательные факторы в рассматриваемый момент.
На выходе системы:
- основные уровни психики (сон — бодрствование, интеллект, мышление, эмоциональная сфера, память);
- информационно-отражательные механизмы восприятия и узнавания, представления и воображения и др.;
- параметры целенаправленной деятельности;
- признаки для оценки действий, высказываний, решений и т. д.
Статистический анализ данных нормального функционирования подтвердил высокую зависимость между наследственным психопатологическим отягощением, аномальными признаками личности и остаточными явлениями перенесенных заболеваний с одной стороны и нарушениями психического отражения и организацией деятельности — с другой. Указанная зависимость является неспецифической; не связана с видом возникшей психической болезни, и имеет место во всех случаях предельных состояний. В качестве количественных характеристик зависимостей использовались:
- мера 
зависимости случайного события 
от случайного события 
, а именно условная вероятность 
;
- мера 
зависимости события от событий 
; 
— для независимых (можно говорить, что 
есть линейная комбинация событий , то есть 
(речь идет не о линейной функциональной зависимости от ; эта зависимость может быть гораздо более сложной и не линейной).
При использовании дискретных случайных величин в качестве меры зависимости использовалась 
; 
; 
- возможные значения и ; обычно вычисляется по выборке объекта 
(сначала по всей выборке, затем по репрезентативным частям с минимальным пересечением, а затем — среднее значение).
Оценка качества тренажера производилась по его имитационным характеристикам (в значительной степени определяются иерархической структурой объекта). Соответствие динамических характеристик реального объекта и используемой модели в тренажере часто определяется на основе экспертной оценки. Такая оценка позволяет подстройку параметров модели в процессе исследовательского проектирования. К сожалению, она трудоемка и в значительной степени субъективна. Поэтому актуальна объективизация оценки качества, как управления, так и тренажера в целом; результаты приводятся в [1…3]. Проводилась и оценка психофизиологической напряженности оператора по управлению реальным объектом и на тренажере (учитывались частота сердечных сокращений, частота дыханий, дисперсия кардиоцикла и т. д.). Оказалось, что напряженность в значительной степени определяется адаптацией оператора к собственной частоте колебаний объекта. По данным независимой экспертизы отмечались удовлетворительность результатов для большинства режимов и этапов эксплуатации транспортных средств [4…6].
Литература:
1. Гарькина И. А., Данилов А. М., Домке Э. Р. Математическое моделирование управляющих воздействий оператора в эргатической системе / Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). –2011. — № 2. — С. 18–23.
2. Гарькина И. А., Данилов А. М., Пылайкин С. А. Тренажеры и имитаторы транспортных систем: выбор параметров вычислений, оценка качества / Мир транспорта и технологических машин. –№ 3(42). –2013. –С.115–121.
3. Будылина Е. А., Гарькина И. А., Данилов А. М., Пылайкин С. А. Аналитическое определение имитационных характеристик тренажных и обучающих комплексов // Фундаментальные исследования. — 2014. — № 6 (часть 4). — С. 698–702.
4. Данилов А. М., Домке Э. Р., Гарькина И. А. Формализация оценки оператором характеристик объекта управления / Известия ОрелГТУ. Информационные системы и технологии, 2012. — № 2 (70). — С.5–11.
5. Будылина Е. А., Данилов А. М., Пылайкин С. А., Лапшин Э. В. Тренажеры по подготовке операторов эргатических систем: состояние и перспективы /
6. Современные проблемы науки и образования. –2014. — № 4. — С. 154.
7. Гарькина И. А., Данилов А. М., Пылайкин С. А. Транспортные эргатические системы: информационные модели и управление / Мир транспорта и технологических машин. — 2013. — № 1 (40). — С. 113–120.
