Математические методы в ИПиЭ
Сущность математических методов и причины их использования в ИПиЭ. Требования к математическим методам, используемым в ИПиЭ. Применение в инженерно-психологических исследованиях методов теории информации, теории массового обслуживания, теории автоматического управления. Задачи ИПиЭ, решаемые с помощью методов математической статистики.
Математические методы – один из видов методов для получения данных о деятельности оператора. Основной причиной их использования в ИПиЭ является то, что эти методы могут применяться тогда, когда будущая система существует лишь в чертежах. Математические методы в инженерной психологии используются при статистической обработке результатов наблюдений; при отыскании зависимостей, описывающих соотношения между изучаемыми переменными; при построении математических моделей деятельности оператора или функционирования СЧМ.
К математическим методам в инженерной психологии предъявляются следующие требования:
· размерность (описание процессов управления со многими взаимосвязанными переменными),
· динамичность (учет фактора времени),
· неопределенность (учет случайных, вероятностных составляющих в деятельности оператора),
· факторность (учет специфических особенностей поведения человека, например напряженности, эмоций и т.д.),
· описательность (возможность описания внутренних, психофизиологических механизмов деятельности человека).
Наиболее широкое использование для описания деятельности оператора нашли методы теории информации, теории массового обслуживания и теории автоматического управления.
Методы теории информации.
Применение теории информации в инженерной психологии основано на представлении человека-оператора в качестве канала связи, задачей которого является передача информации от средств отображения к органам управления.
При этом под информацией понимаются любые изменения в управляемом процессе или условиях внешней среды, поступающие к оператору от средств отображения информации или непосредственно воспринимаемые оператором, а также команды и указания о необходимости осуществления тех или иных воздействий на процесс управления.
Основным понятием теории информации является количество информации (энтропия), которое вычисляется по формуле:
где Pi– вероятность появления i-го сигнала; n – число различных сигналов;
k– коэффициент, учитывающий выбранное основание логарифма (k =1, если log2).
В случае, если все сигналы равновероятны (Рi=1/n), то количество информации достигает при данном nсвоего максимального значения:
Эти выражения представляют собой наиболее общие формулы для расчета количества информации.
Методы теории информации применяются в инженерной психологии при решении ряда задач:
· Во-первых, количество перерабатываемой информации может использоваться как мера сложности работы оператора, следовательно, такой способ позволяет сравнивать между собой различные виды операторской деятельности.
· Во-вторых, зная количество информации, можно оценить время, которое затрачивает оператор на переработку этой информации, поскольку между ними, как правило, существует линейная зависимость.
· В-третьих, знание количества информации позволяет согласовать скорость ее выдачи (производительность источника информации) с психофизиологическими возможностями человека по ее приему и обработке.
Условием неискаженной передачи информации является следующее: скорость поступления информации к оператору должна быть меньше пропускной способности оператора.