Признаки функциональных состояний оператора

Наиболее существенным из благоприятных состо­яний является в общем случае состояние оптимальной работоспособности. Наиболее характерными для дея­тельности оператора его частными случаями являются состояния внимания и готовности к экстренному дей­ствию.

Состояние готовности необходимо для операторов, работающих в режиме ожидания. Такой режим являет­ся наиболее важным для современного высокоавтоматизированного производства. При нормальном протека­нии производственного процесса оператор находится в состоянии оперативного покоя и лишь следит за работой автоматики. В то же время он постояннодол-жен быть готовым к активной работе по устранению отклонений производственного процесса от нормы. Состояние готовности является необходимым также для многих водительских профессий. В конечном ито­ге это состояние определяет поддержание на требуе­мом уровне способности реагирования на неожидан­ный сигнал.

Одним из показателей состояния готовности явля­ется коэффициент рабочей установки, определяемый по формуле

где — среднее значение времени реакции; — время реакции в данный момент работы (вычисляется по серии измерений).

Величина Кру, как правило, меньше единицы и изменяется на протяжении рабочего дня. При нормаль­ном состоянии его значения лежат обычно в пределах от 0,45 до 0,65 [150].

Для операторов-наблюдателей состояние опти­мальной работоспособности проявляется в степени внимания, с которым он следит за ходом производ­ственного процесса. Непрерывно наблюдая за пока­заниями многих приборов, оператор должен обнару­жить те или иные отклонения от нормы. Потеря внимания ведет к пропуску аварийного сигнала. Ана­логичная ситуация характерна также для деятельно­сти операторов ЭВМ, операторов РЛС, радистов-опе­раторов и др.

Состояние внимания можно определить как изби­рательную готовность мозга к определенным реакци­ям на строго определенные сигналы. Это состояние характеризуется:

• торможением (блокированием) каналов поступающей в мозг сигнализации, за исключением того канала, по которому ожидаются или поступают наиболее значимые в данный момент сигналы;

• повышением чувствительности анализатора значимых сигналов;

• повышением готовности исполнительного аппарата к реакциям на эти сигналы, что проявляется в укорочении времени реакции на них.

К числу неблагоприятных состояний операторов относятся утомление и эмоциональная напряженность. Контроль этих состояний может дать дополнительный материал для оценки деятельности оператора. Наличие этих состояний (несмотря на то, что оператор волевым усилием, мобилизацией резервных возможностей может поддерживать высокий уровень результативности) сви­детельствует либо о его недостаточной подготовленно­сти, либо о нарушениях режима труда и отдыха. Харак­теристика этих состояний будет дана ниже.

Помимо приведенной на рис. 15.1. классификации функциональные состояния различают также по таким основаниям: с точки зрения опасности для здоровья — опасные и безопасные; с точки зрения цены деятель­ности и вызываемой ею степени истощения организ­ма — нормальные, пограничные и патологические (пос­леднее является предметом изучения медицины); с точки зрения проявления работоспособности — устой­чивая работоспособность, неустойчивая работоспособ­ность; с точки зрения проявления напряженности — оперативная (операционная) или психическая напря­женность; с точки зрения напряженности (тяжести) труда — первой, второй, третьей, четвертой степени тяжести [173, 214].

Рис. 15.1. Классификация видов контроля состояния оператора.

Особо следует выделить экстремальные состояния, которые возникают под влиянием воздействия экстре­мальных условий обстановки. Здесь выделяют две ос­новных ситуации. Первая из них сводится к тому, что существует такая интенсивность внешних условий, которая при определенном времени воздействия вы­зывает обязательное ухудшение параметров, по кото­рым оценивается состояние человека. Вторая ситуация в отличие от первой состоит в том, что физическая характеристика условий не имеет ведущего значения, а главным становятся их информационно-семантичес­кие характеристики. Общим для этих ситуаций является то, что под их влияни­ем состояние человека пере­ходит в режим динамичес­кого рассогласования [215].

Реакции человека в экс­тремальных условиях могут иметь адекватную форму реакции, либо протекать в форме реакции тревоги. Ос­новным содержанием адек­ватности формы являют­ся специфические реакции организма, направленные на устранение или преодоле­ние влияния экстремальных факторов и на решение сто­ящих поведенческих задач. Реакция тревоги характери­зуется относительно малой связью со спецификой экст­ремального фактора. Она направлена прежде всего на сохранение функциониро­вания организма и в значи­тельно меньшей степени на сохранность структуры трудовой деятельности. Созна­тельный контроль за поведенческими реакциями ос­лаблен, в крайнем случае наблюдаются бессознатель­ные поведенческие акты типа паники [215].

Для оценки функциональных состояний использу­ются различные показатели: поведенческие (поза, ми­мика, характер общения с другими людьми), физиоло­гические (реакции сердечно-сосудистой, дыхательной, центральной нервной систем, изменения биопотенци­алов сердца, мозга, неработающих мышц, сопротивле­ния кожи и др.), психологические (показатели внима­ния, восприятия, памяти, мышления, психомоторики и т. д.), биохимические (обмен веществ, эндокринные и ферментные реакции), субъективные (самооценка со­стояния).

Даже перечисление разноуровневых показателей функционального состояния подчеркивает сложность интегральной оценки состояния человека-оператора в процессе деятельности. Функциональные состояния оператора формируются из его начального, «фоново­го» (до начала деятельности) состояния в процессе деятельности и являются одним из результатов деятель­ности. Системный характер сдвигов функциональных состояний, развивающихся у человека в процессе целе­сообразной деятельности, является следствием систем­ной организации различных функциональных систем, включенных в эту деятельность. Отдельные функцио­нальные системы организма (ЦНС, сердечно-сосудис­тая, дыхательная и др.) в процессе труда человека-оператора объединяются в единую функциональную систему психической деятельности, которая обеспечи­вает получение двух видов целей: биологической — выживание человека (эта цель обеспечивается иной функциональной системой вне операторской деятель­ности, соответствует «фоновому» состоянию) и со­циально-психологической — достижение результата операторской деятельности. С этой точки зрения фун­кциональные состояния человека следует рассматри­вать как координированный целью деятельности каче­ственно своеобразный ответ функциональных систем разных уровней на внешние и внутренние воздействия, возникающие в процессе деятельности. Характер свя­зей, организации этих отдельных систем зависят от вида и цели деятельности, от фонового состояния че­ловека-оператора.

Поэтому функциональные состояния оператора невозможно представить в виде простого изменения в функционировании той или иной системы организ­ма или даже их набором. Поскольку функциональное состояние человека-оператора формируется в процес­се регуляции деятельности и является результатом ко­ординированного указанными целями взаимодействия и взаимосодействия функциональных систем разных уровней, то каждое функциональное состояние харак­теризуется не константными показателями (постоян­ными по времени), а определенным типом их динами­ки в рамках оптимальной организации. Поэтому в диагностических целях главное значение имеет ин­формация об основных тенденциях в характере изме­нения регистрируемых показателей, а не их абсолют­ные значения.

Основная особенность изменения рассмотренных выше показателей — это их качественно неоднознач­ные в ряде случаев ответы на воздействие различных внешних стимулов. Поэтому, как уже подчеркивалось, уверенно определить функциональное состояние опе­ратора можно лишь по одновременным измерениям нескольких показателей. Они образуют симтомокомплекс показателей, а метод их анализа носит название полиэффекторного (см. главу VII). Выбор конкретных показателей, входящих в состав симптомокомплекса, определяется спецификой изучаемой деятельности. Общие рекомендации сводятся к тому, чтобы, в его состав входили показатели, характеризующие каждый из трех основных частных комплексов — психомотор­ный (двигательная активность человека), нейродинамический (динамика нервных процессов), вегетативный (протекание процессов обмена).

Для оценки функционального состояния по не­скольким параметрам (симптомокомплексу) следует использовать методы теории распознавания образов и ситуационного управления. Задача сводится к опреде­лению, к какому из двух классов (соответствующих или не соответствующих исследуемому состоянию) отно­сится распознаваемый объект (функциональное состо­яние оператора) на основании полученных показате­лей. При этом состояние оператора рассматривается как сложный многокомпонентный образ в некотором N-мерном пространстве.

15.2. Эмоциональные состояния оператора

Эмоциональными называются состояния, вызван­ные переживанием человека его отношения к внешнему миру и самому себе и характеризуемые изменениями количественных и качественных параметров ответов на сигналы внешней среды. Таким образом, эмоцио­нальные состояния тесно связаны с индивидуальной семантической значимостью поступающей к человеку информации и являются как бы коррекцией, вносимой человеком в ответ, определяемой информационной структурой раздражителя. Например, можно устано­вить закономерное усиление эмоциональных состояний по мере возрастания цены решения. Показано, что при фиксированной цене решения имеется связь сте­пени эмоции от величины энтропии, остающейся к моменту необходимой выдачи решения. В соответствии с информационной теорией эмоций в данной ситуации имеет место недостаточность информации как эмогенный фактор [165].

Основными видами эмоциональных состояний являются эмоциональное возбуждение, эмоциональное напряжение и эмоциональная напряженность, высшей формой которой является эмоциональный стресс. Эти три вида эмоциональных состояний характеризуют соответственно состояния оперативного покоя, адекват­ной мобилизации и динамического рассогласования.

Под эмоциональным возбуждением понимают со­стояние, характеризующееся активацией различных функций организма, повышением готовности к различ­ным неожиданным действиям в ответ на эмоциогенные факторы, но преимущественно вне связи с каки­ми-либо целенаправленными волевыми актами.

Под эмоциональным напряжением понимают со­стояние, характеризуемое активацией различных функций организма в связи с конкретными волевыми актами, с выполнением активной целенаправленной деятельности или подготовкой к ней, а также с ожи­данием какой-либо опасности.

Стресс (повышенная напряженность) — эмоцио­нальное состояние, характеризующееся временным понижением устойчивости различных психических функций (памяти, внимания и др.), координации дви­жений и работоспособности. Стресс является весьма неблагоприятным состоянием, особенно для оператора.

В эмоциональном напряжении исключительное значение принадлежит его психическим компонентам. Это, в частности, подтверждается тем обстоятельством, что напряжение возникает у человека при попадании в трудные, экстремальные условия, возникающие при умственной и эмоциональной перегрузке, при смене стереотипа действий, условий работы, среды обитания, в случае появления реальной или мнимой угрозы для здоровья или жизни и зависит от особенностей лично­сти человека, его моральных, интеллектуальных и ха­рактерологических качеств.

Эмоциональное напряжение как один из основных видов психических состояний, возникающих в процес­се труда, сопровождается мобилизацией нервно-пси­хической деятельности (прежде всего перестройка анализаторных систем человека), направленной на под­держание тонуса организма и обеспечение оператив­ной готовности, что необходимо для нормального про­текания трудового процесса в данных условиях.

Любая ответственная и опасная ситуация неиз­бежно вызывает эмоциональное напряжение. В пове­дении человека появляется общая собранность, повы­шается бдительность и осторожность, более четкими становятся действия, ускоряются процессы мышления, улучшается концентрация и переключение внимания, укорачивается период ответных реакций, усиливает­ся мышечный тонус, повышается физическая работос­пособность и т. д. Происходят сложные вегетативно-со­матические и биохимические изменения: увеличивается выделение гормонов, улучшаются показатели сердечно­сосудистой деятельности, внешнего дыхания и т. п.

Эмоциональное напряжение входит составной ча­стью в сложный комплекс адаптации как приспособительной реакции человека к внешней среде. Оно со­здает оптимальный уровень для психофизиологических процессов, что способствует наилучшему использова­нию ресурсов организма в соответствии с требовани­ями ситуации. Вместе с тем механизм эмоциональной стимуляции имеет предел, превышение которого сопро­вождается дезинтеграцией физиолого-биохимических процессов, нарушением психической деятельности и поведения человека. Именно превышение этого пре­дела и создает стресс.

Частые длительные отрицательные эмоции могут оказывать неблагоприятное влияние на общее функ­циональное состояние организма и отрицательно ска­зываться на состоянии здоровья человека, а также закрепляться в организме по принципу «застойного» состояния.

Состояние эмоционального напряжения операто­ров может протекать или с преобладанием процессов возбуждения, или с преобладанием тормозных реак­ций. В соответствии с этим выделяют две формы со­стояния эмоционального напряжения: возбудимый и тормозной типы. Тормозной тип эмоционального на­пряжения характеризуется скованностью, однообраз­ной позой, угловатостью и замедленностью движений, резким напряжением мимической мускулатуры, повы­шенной прикованностью внимания к основному доми­нирующему объекту с понижением порога восприятия других раздражителей. При этом обследованные опе­раторы не реагировали на слабые раздражители, не замечали действий окружающих.

Возбудимый тип эмоционального напряжения про­является в гиперреактивности, суетливости, многословности, легкой отвлекаемости внимания, ускоренном течении процессов мышления, быстрой смене реше­ний в сочетании с поверхностной оценкой ситуации. В обращении с окружающими обнаруживаются эле­менты раздражительности, резкости, обидчивости и на­стороженности. У некоторых расторможенность про­текает в сочетании с неестественной веселостью при отсутствии контакта с окружающими. При работе на пультах управления возбуждение и расторможенность обнаруживались в непредусмотренных по обстановке действиях: при переключении рычагов управления, включении и выключении контрольных приборов, в частой перепроверке своих действий и т. п. Иногда у некоторых операторов состояние возбуждения, отме­чавшееся ранее, сменялось заторможенностью, пас­сивностью и сноподобным состоянием.

Возбудимые и тормозные формы эмоционального напряжения, как правило, сочетаются с различными вегетативно-сосудистыми реакциями: учащаются сер­дечные сокращения и дыхание, повышается кровяное давление, изменяется окраска лица (гиперемия, блед­ность), иногда появляется обильный пот, «гусиная кожа», ощущение сухости слизистых оболочек, жажда, чувство тяжести в области сердца, общая слабость и частые позывы к мочеиспусканию. В необычных и сложных ситуациях эмоциональное напряжение даже у опытных высококвалифицированных операторов иногда может достигать запредельных форм. Запре­дельные формы эмоционального напряжения обнару­живаются не только в поведении и поступках, которые приобретают в этот момент автоматический характер и слабо корригируются внешними влияниями, но и в различных степенях изменения психической (интел­лектуальной) работоспособности.

Крайние степени запредельных форм эмоциональ­ного напряжения по своим проявлениям сходны с картиной нарушения психической деятельности. При этом часто ведущим расстройством является сужение объема внимания и диапазона движений вплоть до полного прекращения всякой деятельности.

К основным причинам, способствующим развитию запредельных форм эмоционального напряжения у операторов, относятся: психологическая неподготов­ленность к работе (отсутствие волевой установки, сла­бая тренированность, неуверенность в своих силах и в обслуживаемой технике и т. п.); физическое или пси­хическое утомление различного происхождения, пред­шествующее выполнению операторской деятельности; необычные условия обитания, отрицательно влияющие на трудовую активность оператора.

Эмоциональное напряжение оператора после вы­полнения высокоответственной работы, как правило, сопровождается психическим истощением (функцио­нальной астенией) различной выраженности. При этом отмечается слабость процессов возбуждения (однооб­разие позы, малая подвижность, безразличное отноше­ние к делу и товарищам, пассивность, замедленность мышления и т. п.) или торможения (умеренно выражен­ное двигательное беспокойство, многословность, отсут­ствие глубины анализа в оценке событий и т. д.). Этот симптомокомплекс обычно наблюдался в течение 1 — 3 ч (реже до суток), после чего появлялись жалобы на голов­ные боли, усталость, вялость, апатию, поверхностный сон, иногда с кошмарными сновидениями, нередко оператор­ской тематики. При обследовании отмечалось ухудше­ние памяти, затруднения в распределении и переклю­чении внимания, ошибки восприятия, эмоциональная неустойчивость. После сна часто имели место жалобы на тяжесть в голове, чувство разбитости, боли в мыш­цах конечностей. Однако по мере включения в работу ощущение недомогания у большей части операторов проходило, у меньшей отмечалось безразличное отно­шение к работе, снижение инициативы, медлитель­ность. Особенно резко явления психического истоще­ния обнаруживаются у операторов после запредельных форм эмоционального напряжения. Для ликвидации этого состояния необходим более длительный отдых, а иногда и лечебные процедуры. Причем для операто­ров с ярко выраженными- формами реакции утомле­ния необходимо проведение клинического и психофи­зиологического обследования.

Эмоциональное напряжение в нормальных формах помогает оператору в решении профессиональных задач, так как при этом происходит мобилизация ре­зервов организма. Длительные и сильные состояния эмоционального напряжения, наоборот, отрицательно сказываются на операторской деятельности (особенно при управлении системами, требующими высокого уровня умственной и двигательной активности), вплоть до появления нервно-эмоционального срыва. Такие резкие изменения состояния оператора в условиях напряженности представляют угрозу надежности си­стемы «человек—машина».

Состояние эмоционального напряжения в экстре­мальных условиях характеризуется изменением ряда объективных показателей (помимо психических, т. е. субъективных): вегетативных, мышечно-двигательных и биохимических.

При состоянии эмоционального напряжения про­исходят значительные изменения функций вегетатив­ной нервной системы, отражающиеся на сердечно­сосудистой системе, на показателях внешнего дыхания, на кожно-гальванической реакции, потоотделении и т. д. Для объективного изучения эмоционального напря­жения оператора в условиях реальной трудовой дея­тельности могут быть использованы биопотенциалы, генерируемые самыми различными тканями и орга­нами.

Измерение соответствующих биопотенциалов име­ет смысл только тогда, когда они хорошо изучены, а их отведение просто и доступно. Вследствие этого наибо­лее широко используются потенциалы сердца, мозга, скелетных мышц и кожи.

В настоящее время накоплен определенный опыт биологической телеметрии, которая, на наш взгляд, должна найти широкое применение при изучении эмоционального напряжения операторов. Биотелемет­рическая система, предназначенная для осуществле­ния надежного и всестороннего медицинского контро­ля за состоянием основных физиологических функций организма человека, включает в себя: электроды и датчики, необходимые для сбора информации; усили­тельно-измерительные устройства для преобразования медико-биологических данных в электрические сиг­налы, пригодные для передачи по радиоканалу; ра­диоканал, включающий в себя миниатюрный радио­передатчик оператора и приемно-регистрирующую аппаратуру. С помощью биотелеметрической системы можно регистрировать и последовательно передавать несколько медленно изменяющихся параметров по од­ному радиоканалу (с помощью коммутатора) или одно­временно передавать несколько параметров, различа­ющихся по частотному спектру. Подробнее эти вопросы рассматривались в главе VII.

Наиболее простым и надежным показателем пси­хической напряженности является повышение напря­жения сердечно-сосудистой системы. Частота сердеч­ных сокращений и артериальное давление хорошо отражают динамику напряженных состояний. Важную роль в учащении сердечных сокращений и повышении систолического давления играет эмоциональный фак­тор. Уже в период повышенного внимания, ожидания событий, чувства тревоги и т. п. происходит изменение этих показателей. В моменты выраженного эмоциональ­ного напряжения частота сердечных сокращений мо­жет достигать 170—180 ударов в минуту, а величина систолического давления -180—190 мм рт. ст. Особую роль играет увеличение вариативности ритма сердеч­ной деятельности. Этот показатель может служить хорошим, критерием эмоционального напряжения оператора [76].

Опыт радио электрокардиографии показывает, что у здоровых лиц даже при наивысшем эмоциональном напряжении биотоки сердца не обнаруживают сдви­гов, сходных с патологическими. Поэтому при клинико-физиологической трактовке радиоэлектрокардиог­рамм в процессе работы операторов сохраняются обычные критерии.

При эмоциональной напряженности, вызванной дефицитом времени, трудностью выполнения задания, помехами и т. д., частота дыхательных движений возрастает, доходя в отдельных случая до 40—60 движе­ний в минуту. Причем это учащение, как правило, со­провождается уменьшением глубины дыхания, а так­же укорочением фазы выдоха относительно фазы вдоха. Наиболее информативными являются следующие по­казатели: частота дыхательных движений, соотношение глубин вдоха и выдоха, амплитуда дыхательных волн, а также задержки (перебои) дыхания.

Чувствительным показателем вегетативных сдви­гов организма оператора, вызываемых эмоциональным напряжением, является кожно-гальваническая реакция (КГР). Процесс потоотделения посредством нервных и гуморальных путей тесным образом связан со многи­ми другими системами организма, и в разнообразных потоотделительных реакциях человека находят отраже­ние не только соотношение между уровнем теплопро­дукции и условиями охлаждения, но и состояние нерв­ной системы, акклиматизация к внешним условиям и т.д.

Среди других сдвигов вегетативного характера в состоянии эмоциональной напряженности операторов можно наблюдать изменение температуры разных участков кожи (увеличение или понижение в зависи­мости от характера раздражителя), увеличение коли­чества миганий глаз, измеряемых методом бесконтакт­ной регистрации.

Чувствительным показателем мышечного напря­жения является увеличение электрической активнос­ти неработающих мышц, выражающейся в амплитуд­ных и частотных изменениях потенциалов, отводимых от мышц шеи, мышц лба и предплечья.

Одной из типичных особенностей эмоционального напряжения является большой разброс данных, полу­чаемых при изучении моторных (и сенсорных) функ­ций. Этот факт позволяет в некоторых случаях отдифференцировать состояние утомления от состояния эмоционального напряжения. Например, стойкое уве­личение латентного периода двигательной реакции, возникающее при утомлении, является достаточно точ­ным критерием для разграничения этих состояний.

В состоянии эмоционального напряжения у опе­ратора наблюдается нарушение дозировки усилий. У некоторых это выражается в мышечном напряжении, а у других — в мышечной слабости. В условиях эмоци­онального возбуждения при дефиците времени проис­ходит изменение дозировки усилия в сторону увеличе­ния, а у эмоционально неустойчивых лиц, кроме того, плавные движения заменяются резкими. Непроизволь­ное напряжение мышц фиксируется с помощью меха­нических регистраторов и тензодатчиков, вмонтирован­ных в рычаги управления.

Применение спектрального анализа записей био­потенциалов мозга позволяет установить корреляцию между эмоциональным возбуждением и ритмами коры головного мозга. Запись электроэнцефалограмм при эмоциональном напряжении характеризуется увеличе­нием амплитуды тета-ритма («ритм напряжения») с частотой 4—6 Гц.

Показателями ЭЭГ в настоящее время можно поль­зоваться только при моделировании эмоций в лабора­торных условиях. Снятие биопотенциалов в реальных условиях трудовой деятельности операторов затрудня­ется из-за необходимости экранизации человека, диф­ференциации тета-ритма от помех, вызываемых мы­шечным напряжением в состоянии активности, и т. п.

15.3. Утомление оператора

Приспособление психофизиологических функций к рабочей деятельности обеспечивает высокий уровень работоспособности и соответствующее качество труда. Внешним выражением приспособления организма к работе является изменение физиологических показа­телей работоспособности, которые устанавливаются на определенный отрезок времени, соответствующий пе­риоду высокой работоспособности (в течение 2 — 3 ч на протяжении рабочей смены).

Параллельно с показателями работоспособности во многих случаях изменяются и показатели производи­тельности труда. На протяжении рабочей смены отме­чается период врабатывания или вхождения в работу (продолжительностью около 0,5 — 1,0 ч) и период высо­кой работоспособности (продолжительностью около 1 —2 ч). В конце рабочего дня, а также перед обеден­ным перерывом отмечается снижение работоспособности и производительности труда, которое объясня­ется развитием утомления. В целом на протяжении ра­бочей смены последовательно развиваются три харак­терных процесса:

• врабатывание, или вхождение в работу,

• поддержание высокого уровня работоспособности,

• утомление (см. рис. 4.9).

Нередко эта динамика работоспособности разви­вается дважды на протяжении рабочего дня: в первой (дообеденной) и во второй (послеобеденной) половине рабочего дня.

В психофизиологическом механизме врабатываемости и утомления выступают особенности противо­положного характера. Если во время врабатывания происходят формирование и уточнение рабочих дина­мических стереотипов и соответствующие изменения в протеканиях различных основных функций различ­ных систем, то в период утомления наблюдаются раз­рушение динамических стереотипов и изменение про­текания элементарных физиологических функций. Если во время врабатывания происходит повышение уровня производительности труда, то во время утомле­ния — ее уменьшение.

Тяжесть и утомительность различных видов труда определяются следующими факторами:

• затратой физических усилий,

• напряжением внимания,

• темпом работы,

• рабочим положением,

• монотонностью труда,

• температурой и влажностью внешней среды,

• запыленностью и загрязненностью воздуха,

• шумом,

• вибрацией, вращением и толчками,

• освещением.

Каждый фактор и его градации имеют условные измерители (баллы), которые могут быть выражены в процентах времени, необходимого для отдыха при ра­боте под действием данного фактора. При оценке сум­марного воздействия на организм нескольких факто­ров соответствующие им баллы и проценты могут складываться арифметически или геометрически (сло­жение квадратов и извлечение из суммы квадратного корня).

В основу классификации работ по степени тяжес­ти физического или по напряженности умственного труда в настоящее время принимают градацию степе­ни утомления по виду кривой работоспособности. По­скольку у здорового, опытного и тренированного опе­ратора кривая работоспособности в норме состоит из трех периодов — быстро протекающего врабатывания, продолжительной устойчивой работоспособности и короткого снижения работоспособности в последние час — полчаса работы, — виды труда, характеризую­щиеся такой конфигурацией кривой работоспособнос­ти, относятся к I степени утомления и к I категории тяжести и напряженности. Нарушения силовых отно­шений в нервной деятельности, утрата плавности динамики работоспособности в период врабатывания, раннее наступление утомления, уменьшение произво­дительности труда характеризуют II степень утомления и соответствуют II категории тяжести и напряженно­сти труда. К III степени утомления и соответственно к III категории тяжести и напряженности труда пред­лагается относить трудовые действия, характеризу­ющиеся значительным нарушением координацион­ной функции центральной нервной системы в связи с накоплением следов утомления. Это состояние мо­жет приобретать застойный характер и переходить в переутомление (IV степень тяжести и напряженности труда). Могут нарушиться привычные рабочие движе­ния (разрушается рабочий динамический стереотип). При этом резко нарушается кривая работоспособности, периодичность и соотношение ее отрезков утрачивают­ся, не наблюдается устойчивого состояния работоспо­собности, падает производительность труда, растет количество бракованных изделий.

Биологическим критерием тяжести и напряженно­сти труда и его условий, кроме утомления, является заболеваемость работающих.

Характер заболеваемости соответствует условиям труда: болезни органов дыхания (хронический бронхит, эмфизема легких, пневмосклероз и др.), легочно-сердечная недостаточность, заболевания нервно-мышеч­ного аппарата (радикулиты, нейромиозиты).

Причина утомления коренится в изменениях функ­ционального состояния нервных центров, в которых во время работы наряду с элементарными процессами, наблюдаемыми в клетках и тканях, проходят более сложные процессы, отражающие способность нервных клеток суммировать в себе следовые процессы, остаю­щиеся после каждой свойственной им реакции. В уче­нии Н.Е. Введенского о парабиозе и А.А. Ухтомского об усвоении ритма установлены определенные эффекты суммации последовательных следовых процессов. В первой фазе воздействия многократно повторяю­щихся раздражении происходит такое изменение функционального состояния нервных клеток, которое характеризуется повышением скоростей развития и за­вершения возбуждения, т. е. повышением функцио­нальной подвижности (лабильности) или усвоения ритма. Во второй фазе продолжающееся воздействие раздражителей и соответствующий процесс суммации возбуждения приводят к противоположному результа­ту — к уменьшению лабильности и к развитию состо­яния, приближающегося при дальнейших воздействи­ях к парабиозу.

Уменьшение скорости нервных процессов, прояв­ляющееся в увеличении скрытого времени зрительно-моторной реакции и в уменьшении критической час­тоты слияния мельканий, снижает точность рабочих действий и нарушает слаженный в период врабатыва-ния рабочий динамический стереотип. В конечном счете все описанные процессы приводят к уменьшению про­изводительности труда и снижению качества работы.

Было бы неправильно думать, что снижение фун­кциональной подвижности нервной системы немедлен­но приводит к уменьшению производительности тру­да. Между изменением функционального состояния нервной системы и уровнем производительности тру­да имеется расхождение в том смысле, что уменьше­ние производительности труда наступает несколько позже, в течение некоторого времени работа продол­жается с прежними производственными показателя­ми, несмотря на то что физиологические показатели уже начали ухудшаться.

В данном случае работа продолжается при требу­емых производством условиях за счет привлечения дополнительных факторов социально-психологическо­го порядка (сознание ответственности за порученную работу). Привлечение дополнительных раздражении, адресованных к второй сигнальной системе, способно в значительной мере повысить функциональную под­вижность нервной системы. Это видно из результатов опытов, в которых определялись показатели скрытого периода и критической частоты слияния мельканий у исследуемых, находящихся под воздействием раздра­жителей второй сигнальной системы. Если исследуе­мого просить одновременно с осуществлением ответ­ного движения нажатия на телеграфный ключ считать число оборотов стрелки, на движение которой он реа­гирует, то происходит заметное достоверное уменьше­ние продолжительности скрытого периода реакции.

С другой стороны, привлечение дополнительных раздражении ускоряет процесс развития парабиоти-ческого торможения и, следовательно, снижения ра­ботоспособности, характерного для утомления. Кроме того, дополнительные раздражения, действуя как чрез­вычайно сильные, вызывают быстрое развитие охра­нительного торможения и тем ускоряют и углубляют нарушение рабочего динамического стереотипа.

При работе, связанной с воздействием раздражи­телей эмоционального характера (работа на пультах управления сложной техникой), эти чрезвычайные раздражения вызывают резкие тревоги, проявляющи­еся в изменениях работы сердечно-сосудистой и эндо­кринной систем. Вслед за реакцией тревоги идет реак­ция защиты, связанная с выравниванием наступавших функциональных сдвигов. Все эти процессы еще боль­ше углубляются снижением работоспособности и про­изводительности труда.

Развитие охранительного торможения в процессе трудовой деятельности свидетельствует о том, что в производственных условиях снижение работоспособ­ности в связи с утомлением вызывается не непосред­ственно истощением запасов энергии в нервных клет­ках, не засорением их продуктами распада, а предшествующим этим процессам нарушением ритма деятельности и рабочего динамического стереотипа. В общем случае указанные обратимые функциональные нарушения вызываются суммированием следов возбуждения, остающихся после каждого рабочего действия. В каждом же частном случае конкретной производственной работы суммирование следов воз­буждения имеет свои особенности в зависимости от характера выполняемых рабочих действий и условий труда на конкретном участке производства. Конкрет­ные психофизиологические механизмы суммирования следовых процессов в нервной системе, приводящие к утомлению, различны и зависят от условий труда.

В каждом конкретном виде труда необходимо при­менять такие оздоровительные меры, которые могли бы в наибольшей степени соответствовать психофизиоло­гическим процессам, развивающимся во время данного вида трудовой деятельности, в частности свойственному этому виду-труда физиологическому механизму утом­ления. Установление у операторов тех или иных черт одного из психофизиологических механизмов произ­водственного утомления является важным условием для выбора системы оздоровительных мер и для уточ­нения контроля и оценки их эффективности. Эти воп­росы рассмотрены в главе XXVIII.

15.4. Контроль функционального состояния оператора

Приведенная выше характеристика основных функ­циональных состояний оператора позволяет наметить основные пути контроля этого состояния. Такой конт­роль позволяет определить ту психофизиологическую «цену», с помощью которой достигаются те или иные результаты деятельности оператора; определить каки­ми затратами внутренней энергии человек достигает этих результатов. Кроме того, в необходимых случаях контроль состояния оператора позволяет прогнозиро­вать наступление нежелательных состояний, вызываю­щих снижение эффективности деятельности операто­ра, и тем самым предпринимать необходимые меры по их предотвращению. Проведение контроля позволяет обеспечить наиболее благоприятные условия для работы различных функциональных систем организма.

Таким образом, контроль состояния оператора яв­ляется важным средством обеспечения высокой эф­фективности его деятельности. Одновременно он на­правлен на решение задачи сохранения и укрепления его здоровья. Возможные виды контроля состояния оператора весьма разнообразны, их классификация приведена на рис. 15.1.

В зависимости от поставленных целей контроль состояния оператора может быть исследовательским, констатирующим (допусковым) и прогнозирующим (профилактическим). Исследовательский контроль при­меняется для проверки адекватности выдвигаемых инженерно-психологических решений, выбора наилуч­шего из имеющихся вариантов. На основании резуль­татов такого контроля, проводимого в процессе инже­нерно-психологического эксперимента, делается вывод о целесообразности или нецелесообразности внедре­ния в практику данной инженерно-психологической разработки.

Констатирующий контроль применяется для про­верки готовности оператора к выполнению данной деятельности (заступлению на дежурство, вылету или выезду в рейс и т. п.).

Прогнозирующий контроль проводится с целью предсказания возникновения у оператора нежелатель­ных состояний, которые могут служить причиной сни­жения эффективности его деятельности. Такой конт­роль позволяет предвидеть эти состояния раньше, чем это скажется на результатах деятельности оператора, и принять меры для предотвращения этих состояний. Целесообразность прогнозирующего контроля осо­бенно важна при выполнении особо ответственных функций.

В зависимости от применяемых методов контроль состояния может вестись по изменению физиологичес­ких, психологических, биохимических показателей. Физиологические показатели характеризуют, как пра­вило, степень напряженности организма и не всегда позволяют определить работоспособность оператора, а тем более прогнозировать ее изменение. Кроме того, их использование требует применения сложной аппа­ратуры для регистрации и учета происходящих изме­нений в организме человека.

Психологические показатели (памяти, внимания, эмоционально-волевой сферы и т. д.) более тесно коррелируют с результатами деятельности, чем физиоло­гические показатели. Это связано с их регулирующей функцией в деятельности. Процесс переработки инфор­мации оператором может быть представлен в виде сложной иерархической структуры, каждому уровню которой соответствуют определенные психические процессы. Так, проведенный психологический анализ деятельности операторов в СЧМ позволяет утверждать, что в наиболее общем случае для оценки его состояния необходимо тестировать оперативную память (объем и длительность хранения информации), внимание (его переключение и распределение), скоростные качества оператора. Обладая сравнительно высокой прогностичностью, психологические показатели имеют и суще­ственный недостаток, связанный с тем, что для их из­мерения требуется тестовое воздействие на оператора, отвлечение его от выполнения основной деятельности.

Биохимические показатели (например, состав кро­ви) могут давать хорошую информацию о степени напряжения оператора, возникновения стрессовых состояний и т. д. Однако на практике они используются редко. Это связано с трудностями получения и регис­трации этих показателей непосредственно в процессе трудовой деятельности.

В зависимости от способа воздействия на операто­ра для получения сигналов о его состоянии методы контроля можно использовать как при естественных, так и при искусственных воздействиях среды. В пер­вом случае сигналы состояния оператора снимаются непосредственно в ходе выполнения им основной дея­тельности. Во втором случае для получения сигналов о состоянии оператора основная деятельность прекра­щается, и в это время ему дается специальное тесто­вое воздействие. В это же время и происходит съем сигналов состояния оператора. Примером методов с искусственным воздействием являются почти все психологические методы.

И наконец, в зависимости от способа получения сигналов методы контроля состояния оператора могут быть контактными и бесконтактными. При контактных методах для получения сигналов состояния оператора к тем или иным участкам его тела крепятся датчики или электроды. При бесконтактных методах сигналы состояния естественным образом образуются в ходе либо выполнения самой деятельности, либо отработки тестового задания.

К методам и системам предъявляется ряд требо­ваний:

• высокая информативность и достоверность, т. е. показа­тели контроля должны достаточно тесно коррелировать с показателями работоспособности человека;

• оперативность, возможность проведения экспресс-диаг­ностики, т. е. получение результатов контроля должно осуществляться достаточно быстро;

• высокая помехоустойчивость, т. е. на результаты контро­ля не должны влиять различные посторонние факторы;

• простота реализации, т. е. получение сигналов контроля не должно требовать применения сложной и громоздкой аппаратуры, создания для оператора специальных усло­вий работы (экранированных помещений, специального освещения, неподвижного положения тела и т. п.);

• непрерывность контроля в течение всего времени работы человека;

• отсутствие помех работе человека, т. е. получение сигна­лов контроля не должно мешать выполнению основной работы, не должно отвлекать человека от его деятельнос­ти; сигналы контроля должны естественным образом по­являться в процессе работы;

• исключение субъективизма, т. е. результаты контроля не должны зависеть от желания человека, они не должны им сознательно искажаться.

Рассмотрим теперь возможности описанных ранее методов перечисленных требований (табл. 15.2). Знаки « +, + » и « + » означают соответственно хорошую и среднюю возможности реализации требования, знак « — » — трудность его реализации.

Таблица 15.2