Психофизиологический способ оценки работоспособности оператора

Психофизиологический способ оценки работоспособности оператора

Реферат

Изобретение относится к психофизиологии и может быть использовано при психологическом обследовании операторов в различных областях трудовой деятельности для оценки состояния их работоспособности.

Известны методы исследования функционального состояния оператора и оценки его состояния работоспособности, например, с помощью физиологических методов объективной диагностики состояния. Прежде всего, оценке подлежат частота пульса, дыхания, кровяное давление, температура тела (Леонова А.Б. Психодиагностика функциональных состояний человека. - М.: Изд-во Моск. ун-та. 1984. - 200 с.). Полученные данные могут быть дополнены электрофизиологическими показателями: электроэнцефалограмма (ЭЭГ) - индикатор уровня активации головного мозга; электрокардиограмма (ЭКГ) - оценка возбудимости сердечной мышцы; электромиограмма (ЭМГ) - показатель мышечного тонуса и уровня возбудимости мышц; кожно-гальваническая реакция (КГР) - индикатор реакции вегетативной нервной системы, связанной с активностью ретикулярной формации мозга; реоплетизмограмма (РПГ) - показатель сосудистого тонуса и уровня кровоснабжения органа.

Психологические методы оценки состояния работоспособности субъекта включают субъективные опросники и шкалирование (Словарь-справочник по психодиагностике. Л.Ф. Бурлачук, С.М. Морозов. Питер, 2004 г.). Опросники обычно рассчитаны на диагностику строго определенного состояния (стресс, утомление, монотония). Применение шкал для изучения состояний основывается на оценке переживаний, возникающих в процессе того или иного состояния. Использование данного метода дает возможность получить количественную оценку изучаемого признака, однако возникает трудность с определением достоверности дифференцирования функционального состояния, что может быть связано с уровнем подготовки испытуемого (субъективность испытуемого при дифференцировании своего уровня готовности к деятельности).

Известны психофизиологические методы исследования функционального состояния оператора и оценки его готовности к деятельности, например, с помощью психофизиологических тестов «Чувство времени» и «Сложная зрительно-моторная реакция» (Ильин Е.П. Дифференциальная психология профессиональной деятельности. - М.: 2003. - 307 с.). Однако данные тесты предназначены для исследовательских целей и не предназначены для оперативного определения психофизиологической готовности оператора точно и своевременно действовать (воспринимать и реагировать на сигналы, принимать адекватные решения в условиях дефицита времени и т.п.).

Описан психофизиологический способ определения работоспособности человека-оператора (RU 2268650 C1, Медведев и др., 27.01.2006) по степени умственного утомления. Определение умственного утомления заключается в предъявлении испытуемому сигналов переменной частоты в отдохнувшем и утомленном состояниях, измерении показателей реакции испытуемого на предъявленные сигналы и оценке степени утомления по относительному отклонению значений измеренных показателей. Предъявляемые сигналы формируют в виде требующих решения заданий теста. Частота предъявления заданий изменяется пропорционально частоте их решения. Оценку работоспособности производят по относительному изменению среднего времени правильного решения теста.

Этот способ ориентирован на оценку умственной работоспособности операторов, преимущественно управляющих сложными техническими системами дистанционно, однако требует значительных затрат времени на проведение тестовой процедуры, что не позволяет использовать данный способ для проведения оперативной оценки состояния работоспособности, например операторов водительского профиля в ходе предрейсового контроля.

Описан психофизиологический способ оценки уровня внимания оператора (RU 2441585C1, Айдаркин Е.К. и др., 10.02.2012). Предъявляют тестовые задания на выполнение простой сенсомоторной реакции, отличающиеся между собой типом стимула и величиной межстимульного интервала. Вычисляют коэффициенты зависимости среднего времени реакции от межстимульного интервала между сигналами. Оценку характеристик внимания делают по попаданию значений полученных коэффициентов в заданные интервалы.

К недостаткам этого способа оценки уровня внимания, как важной составляющей состояния работоспособности оператора, следует отнести значительную длительность, а кроме того, вычисляемые коэффициенты являются неустойчивыми параметрами для объективного выявления отрицательной динамики уровня внимания оператора.

Наиболее близким по технической сущности является способ определения профессиональной подготовленности оператора (SU 1706571 А1, Волков В.Г. и Ларин И.В. 23.01.1992 - прототип). Предъявляют серии из одиночных раздражителей с межстимульным интервалом 2-10 с, четыре из которых заменяют на сдвоенные сигналы с межстимульным интервалом 0,3-0,8 с. Затем усредняют время реакции на вторые и первые сигналы сдвоенного стимула и при их отношении, не превышающем 1,74, определяют профессиональную готовность оператора.

Однако данный способ оценки состояния работоспособности оператора основывается на использовании в тесте в качестве диагностических сдвоенных по длительности сигналов на фоне последовательности однократных сигналов. Более того, сдваивание опорных сигналов осуществляется через межстимульный интервал, при этом осознание и выделение таких опорных сигналов для оператора не представляет труда, что снижает достоверность диагностики состояний утомления и эмоциональной неуравновешенности. Другим недостатком данного способа является то, что вычисляемые коэффициенты являются неустойчивыми параметрами для объективного выявления отрицательной динамики состояния работоспособности внимания оператора.

Патентуемый психофизиологический способ оценки работоспособности оператора включает предъявление оператору в случайном порядке различающихся по характеристикам стимулов и регистрацию времени сенсомоторной реакции нажатием на кнопку.

Отличие способа состоит в том, что предъявляют различающиеся по цвету и длительности свечения зрительные стимулы в виде цветовых пятен, перемещаемых по дискретным позициям на экране нейтрального фона с остановками, причем единовременно на текущей дискретной позиции предъявляют только одно пятно, цвет которого отличен от цвета пятна на предыдущей и последующей позициях, а длительность свечения пятен характеризуется первой и второй, увеличенной относительно первой, длительностью. При этом регистрируют время реагирования только на предъявление пятна с увеличенной длительностью посредством нажатия на кнопку, соответствующую цвету текущего пятна, определяют число ошибок, среднеарифметическое время реагирования на сигналы за весь тест, по которым оценивают состояния работоспособности оператора.

Способ может характеризоваться тем, что число цветов окраски пятна не менее двух, а число дискретных позиций не менее трех, а также тем, что экран нейтрального фона, преимущественно серого цвета, представляет собой экран монитора компьютера или мобильного устройства.

Способ может характеризоваться и тем, что при числе цветов окраски три, их изменяют в последовательности: красный, желтый, зеленый, красный, желтый, зеленый и т.д., и, кроме того, тем, что при числе дискретных позиций двенадцать цветовые пятна перемещают по кольцевому контуру по часовой стрелке, при этом дискретные позиции на экране соответствуют полному часу стрелок циферблата часов.

Способ может характеризоваться и тем, что цвета пятна изменяют в последовательности: красный, желтый, зеленый, красный, желтый, зеленый и т.д., а также и тем, что длительность свечения пятна составляет от 0,6 до 1,0 с.

Способ может характеризоваться и тем, что продолжительность теста составляет не более 1 минуты при 10 полных оборотах перемещения цветовых пятен по дискретным позициям.

Технический результат - повышение достоверности определения отклонений в состоянии работоспособности оператора по снижению уровня показателей внимания.

В патентуемом психофизиологическом способе оценки состояния работоспособности оператора нами впервые использовано явление повышения порога различения длительности отдельных световых сигналов в предъявляемой последовательности однородных (по длительности) световых сигналов. Соотношение длительностей опорных и удлиненных световых сигналов подобрано таким образом, что осознание и выделение таких сигналов для оператора представляет значительную трудность, если он находится в состоянии утомления и эмоционально неуравновешен. Дополнительным обстоятельством, осложняющим точное и своевременное реагирование оператора на сигналы повышенной длительности, является использование нескольких кнопок реагирования в соответствии с цветом удлиненного сигнала. Патентуемый способ позволяет выявлять недопустимое отклонение в состоянии работоспособности оператора по снижению уровня показателей внимания.

Оценка состояния работоспособности операторов включает предъявление на экране с нейтральным фоном (на мониторе компьютера, мобильного устройства и т.д.) перемещающегося по дискретным позициям светового стимула в виде цветового пятна. Единовременно на экране имеется только одно цветовое пятно. Цвет пятна меняется при его переходе на очередную позицию. Количество цветов окраски пятна не менее двух цветов. Количество дискретных позиций цветового пятна не менее трех.

Случайным образом во время перемещения светового пятна по позициям стимульного поля длительность его свечения на одной из позиций увеличивается. Такое увеличение длительности свечения является сигналом к реагированию. Испытуемому требуется распознавать сигналы в течение всего теста.

При этом в качестве параметров сенсомоторной реакции регистрируют число ошибок, время реагирования на каждый сигнал, среднеарифметическое время реагирования на сигналы за весь тест, по которым оценивают готовность операторов к деятельности.

К преимуществам способа относится возможность проведения массовых обследований операторов в различных областях трудовой деятельности; возможность индивидуального использования оператором данного способа оценки с помощью мобильного устройства, оснащенного соответствующим программным обеспечением.

Патентуемый психофизиологический способ оценки готовности оператора к деятельности может быть реализован следующим образом (см. чертеж).

Зрительные стимулы формируются на экране 1 с нейтральным фоном на круговом контуре 2 в виде маленьких окружностей 3 (всего 12 позиций, как на часовом циферблате), по которым перемещается цветовое пятно 4. Пятно 4 может иметь три цвета: красный, желтый или зеленый. Смена цвета пятна 4 происходит при его переходе по часовой стрелке (направление показано стрелкой 5) на очередную позицию в строгой последовательности: например, красный (на 12 часов), желтый (на 1 час), зеленый (на 2 часа) и т.д.

В одном цикле (перемещение светового пятна по всем двенадцати позициям стимульного поля) длительность свечения цветового пятна на одной из позиций увеличивается. Такое увеличение длительности свечения является сигналом к реагированию. На каждом круге сигнал может появиться на любой из 12-ти позиций.

Испытуемый наблюдает экран (фон серый), на котором цветовое пятно последовательно переходит с одной позиции на другую. Длительность свечения цветового пятна на одной позиции - 600 мс. Увеличение длительности свечения цветового пятна на одной из позиций круга может составлять до 350 мс. Испытуемый должен заметить сигнал и как можно быстрее отреагировать нажатием на кнопку того же цвета, что и цвет замеченного сигнала.

Регистрируются следующие данные:

- количество ошибок реагирования при отсутствии сигнала (реакция на свечение цветового пятна фоновой длительности);

- количество ошибок реагирования на сигнал (нажатие не на ту кнопку);

- количество пропусков сигнала;

- время реагирования на сигналы.

Вычисляются общее количество ошибок реагирования на сигналы и среднеарифметическое время реагирования на сигналы.

Тест считается успешно пройденным, если общее количество ошибок реагирования на сигналы не превышает критериально допустимого уровня.

Для тонкой диагностики динамики функционального состояния испытуемого (например, при оценке динамики спортивной формы спортсменов) целесообразно использование показателя среднеарифметического времени реагирования (увеличение типичного значения времени реакции более чем на 20% свидетельствует о формировании состояния утомления и недовосстановлении физиологических ресурсов организма).

Патентуемый способ может быть реализован посредством устройства для оценки операторской деятельности (RU 2127547 C1, Бонч-Бруевич В.В. и др., 20.03.1999) с дополнением соответствующего программного обеспечения. Это устройство позволяет провести оценку динамики состояния готовности оператора к деятельности в персонализированных условиях при длительных наблюдениях. Патентуемый способ может быть реализован также с помощью мобильного устройства, оснащенного адаптированным к нему программным обеспечением.

Поскольку состояние работоспособности оператора определяется прежде всего его способностью точно и своевременно реагировать на значимые сигналы, то для проверки патентуемой методики на валидность были использованы классические психофизиологические тесты: «Чувство времени», «Сложная зрительно-моторная реакция», «Скорость переключения внимания» (Ильин Е.П. Дифференциальная психология профессиональной деятельности. - М.: 2003, Словарь-справочник по психодиагностике. Л.Ф. Бурлачук, С.М. Морозов, Питер, 2004 г.).

Исследования показали, что корреляция результатов по тестам на разных выборках операторов (работники локомотивных бригад, водители автобусов) составляла от 0,68 до 0,85, что свидетельствует о перспективности использования патентуемого психофизиологического способа.

1. Психофизиологический способ оценки работоспособности оператора, включающий предъявление оператору в случайном порядке различающихся по характеристикам стимулов и регистрацию времени сенсомоторной реакции нажатием на кнопку,отличающийся тем, чтопредъявляют различающиеся по цвету и длительности свечения зрительные стимулы в виде цветовых пятен, перемещаемых по дискретным позициям на экране нейтрального фона с остановками, причем единовременно на текущей дискретной позиции предъявляют только одно пятно, цвет которого отличен от цвета пятна на предыдущей и последующей позициях, а длительность свечения пятен характеризуется первой и, увеличенной относительно первой, второй длительностью, при этомрегистрируют время реагирования только на предъявление пятна с увеличенной длительностью посредством нажатия на кнопку, соответствующую цвету текущего пятна, определяют число ошибок, среднеарифметическое время реагирования на сигналы за весь тест, по которым оценивают состояния работоспособности оператора.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что число цветов окраски пятна не менее двух, а число дискретных позиций не менее трех.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что экран нейтрального фона, преимущественно серого цвета, представляет собой экран монитора компьютера или мобильного устройства.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при числе цветов окраски три, их изменяют в последовательности: красный, желтый, зеленый, красный, желтый, зеленый и т.д.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при числе дискретных позиций двенадцать цветовые пятна перемещают по кольцевому контуру по часовой стрелке, при этом дискретные позиции на экране соответствуют полному часу стрелок циферблата часов.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что цвета пятна изменяют в последовательности: красный, желтый, зеленый, красный, желтый, зеленый и т.д.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что длительность свечения пятна составляет от 0,6 до 1,0 с.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что продолжительность теста составляет не более 1 минуты при 10 полных оборотах перемещения цветовых пятен по дискретным позициям.