СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИИ
АД - артериальное давление; АДД - диастолическое артериальное давление; АДС - систолическое артериальное давление; АКТГ - адренокортикотропный гормон; БАТ - биологически активные точки; ВВК - военно-врачебная комиссия; ВД - вегетативные диссоциации; ВКС - Военно-космические силы; ВНД - высшая нервная деятельность; ГАМК - гамма-аминомасляная кислота; ГБГ - гипобарическая гипоксия; ГТ - гипоксическая тренировка;
ГИЦИУ КА- Главный исследовательский центр испытания и управления космическими аппаратами;
ЖЕЛ - жизненная емкость легких;
КА - космические аппараты;
КГР - кожно-гальваническая реакция;
КИК - командно-измерительный комплекс;
КЧСМ - критическая частота слияния мельканий;
ЛТ - личностная тревожность;
ММУ - максимальное мышечное усилие;
МОД - минутный объем дыхания;
МОК - минутный объем кровообращения;
МПК - максимальное потребление кислорода;
НАКУ - наземный автоматизированный комплекс управления;
НС - невротические состояния;
НСУ - невыполненный сеанс управления;
НЦД - нейро-циркуляторная дистония;
ПВК - профессионально важные качества;
ПМК - портативный модульный комплекс;
ППО - профессиональный психологический отбор;
ПСД - показатель сердечной деятельности;
ПСМР - простая сенсомоторная реакция;
ПСР - психосоматические расстройства;
ПФС - пограничное функциональное состояние;
РНК - рибонуклеиновая кислота;
САН - самочувствие, активность, настроение;
СМИЛ - стандартизированный метод исследования личности;
ССС - системный структурный след;
СТ - ситуационная тревожность;
СУЗ - сеанс управления с замечаниями;
ЧД - частота дыхания;
ЦНС -центральная нервная система;
ЧКТ - черно-красная таблица;
ЧСС - частота сердечных сокращений;
ЭКГ - электрокардиография;
ЭЭГ - электроэнцефалография;
11-ОКС - 11- оксикортикостероиды;
16-ФЛО - 16-факторный личностный опросник;
PWCiyo - показатель физической работоспособности;
S - скорость переработки зрительной информации.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. Успешность функционирования любых человеко-машинных систем зависит от надежности и эффективности деятельности операторов (Никифоров Г.С., 1996). К наиболее сложным видам операторской деятельности относится управление динамическими объектами, в частности, пилотирование самолетами и управление космическими аппаратами (Бодров В.А., Орлов В.Я., 1998).
Успешное решение ряда технических задач вывело на первое место проблему психофизиологического обеспечения труда операторов сложных эргатических систем. Проблема психологического обеспечения надежности деятельности операторов имеет достаточно проработанные теоретические основы и практические результаты, благодаря исследованиям В.А.Бодрова, Е.П.Ильина, Б.Ф.Ломова, В.Л.Марищука, В.Н.Машкова, Г.С.Никифорова, В.А.Пономаренко, В.П.Третьякова, Н.И.Фролова, В.Ю. Щебланова, и многих других авторов. Вместе с тем, проблему нельзя считать решенной. Увеличение количества искусственных спутников Земли, усложнение комплексов управления обусловило рост интенсивности труда операторов по управлению космическими аппаратами. Анализ деятельности операторов показывает, что от 60 до 90% случаев отказов, аварий, срывов выполнения задач обусловлены ошибками операторов (Маслов А.Я. с соавт., 1995).
В настоящее время необходимость создания системы коррекции измененного функционального состояния операторов, обеспечивающей поддержание работоспособности на высоком уровне, обусловлена усложнением характера и условий деятельности, повышенными требованиями к надежности деятельности операторов. Использование методов психофизиологической коррекции позволяет нормализовать функциональное состояние организма и восстанавливает уровень профессиональной работоспособности операторов сложных динамических объектов - летчиков, корабельных специалистов и др. (Решетников М.М., 1981, 1988; Бодров В.А., 1999; Ушаков И.Б., 2005 и др.). Однако отсутствие систематизированных данных о психофизиологиче-
9
ских особенностях профессиональной деятельности, динамике функционального состояния организма операторов авиакосмического профиля оставляют проблему сохранения надежности деятельности операторов неразработанной.
Высокая цена ошибочных действий, специфические условия обитания, особенности структуры деятельности операторов, обеспечивающих проведение сеансов управления космическими аппаратами, обусловливают необходимость разработки профессиограммы; оценки влияния факторов профессиональной деятельности на работоспособность операторов; исследование закономерностей изменения функционального состояния организма в процессе деятельности; разработку психофизиологических методов сохранения и восстановления профессиональной работоспособности; оптимизацию режимов труда, отдыха и условий деятельности. Актуальным направлением исследований является выявление личностных и психофизиологических особенностей операторов с пограничными функциональными состояниями и парциальной недостаточностью когнитивных процессов.
Исследование выполнялось в соответствии с проблемным планом научных работ Ленинградского государственного университета им. А.С.Пушкина и Военно-медицинской академии в рамках комплексной программы научно-исследовательских работ в области космической биологии и медицины и связано с темами «Космос», «Космос-2», «Апогей».
Цель исследования:
На основе профессиографического анализа деятельности и изучения закономерностей изменения функционального состояния и работоспособности специалистов управления космическими аппаратами обосновать направления и методы сохранения надежности профессиональной деятельности операторов сложных эргатических систем.
Задачи исследования:
1. Исследовать психофизиологические особенности деятельности и выявить профессионально важные качества специалистов управления космическими аппаратами.
10
2. Провести анализ причин ошибочных действий операторов при проведении сеансов управления космическими аппаратами.
3. Выявить закономерности изменений функционального состояния и работоспособности операторов при различных уровнях нервно-эмоционального напряжения, в процессе суточной и двухсуточной деятельности.
4. Определить структуру пограничных функциональных состояний летчиков и специалистов управления космическими аппаратами.
5. Исследовать психофизиологические и личностные особенности операторов с пограничными функциональными состояниями.
6. Выявить психофизиологические особенности операторов с парциальной недостаточностью когнитивных процессов.
7. Исследовать эффективность применения методов психорегуляции для сохранения и восстановления профессиональной работоспособности операторов.
8. Обосновать основные направления сохранения профессиональной надежности операторов сложных эргатических систем.
Объект исследования — операторы сложных эргатических систем в процессе деятельности.
Предмет исследования - надежность профессиональной деятельности операторов сложных эргатических систем и ее психофизиологическое обеспечение.
Научная новизна. Разработана концепция психофизиологического обеспечения надежности деятельности операторов сложных эргатических систем.
Впервые выявлены психофизиологические особенности деятельности специалистов управления космическими аппаратами.
На основании профессиографической характеристики деятельности выявлены профессионально важные качества операторов командно-измерительных комплексов и центра управления космическими аппаратами.
11
Вскрыты закономерности изменения функционального состояния операторов в процессе профессиональной деятельности.
При моделировании операторской деятельности с разным уровнем нервно-эмоционального напряжения установлены периоды устойчивой работоспособности.
Выявлены психофизиологические корреляты уровня профессиональной работоспособности операторов при различном нервно-эмоциональном напряжении.
Впервые установлены наиболее распространенные формы пограничных функциональных состояний у операторов.
Выявлены личностные и психофизиологические особенности операторов с парциальной недостаточностью когнитивных процессов и пограничными функциональными состояниями.
Обоснована эффективность методов психорегуляции для коррекции функционального состояния операторов в процессе профессиональной деятельности.
Практическая значимость. Определены профессионально важные качества специалистов управления КА и их зависимость от уровневой характеристики комплексов управления. Установлено, что к основным профессионально важным качествам операторов командно-измерительных комплексов относятся скорость мыслительных процессов, объем, переключение и распределение внимания, развитие сенсомоторных навыков, умение работать в условиях дефицита времени и циклического характера деятельности. К профессионально важным качествам операторов Главного центра управления КА относятся: способность к длительному сохранению интенсивного внимания, совмещенной деятельности; умение создавать правильное представление о реальных процессах на основе закодированной информации; эмоциональная устойчивость; умение сохранять работоспособность в условиях нештатных ситуаций, недостатка времени.
12
Конкретизирована зависимость надежности деятельности операторов от их профессиональной подготовленности. Установлен наиболее критический период суточного дежурства - от 18.00 до 23.00 ч, в течение которого наиболее вероятны ошибочные действия специалистов.
Выявлена связь успешности выполнения операторами своих профессиональных задач с особенностями изменения их эмоционального и психофизиологического состояния. Определены психофизиологические и личностные особенности операторов, имеющих пограничные функциональные состояния, а также критерии их диагностики. Выявлена взаимосвязь некоторых психофизиологических показателей с успешностью деятельности операторов, которая сохранялась при работе с разным уровнем нервно-эмоционального напряжения. Обоснованы методы и критерии прогнозирования операторской работоспособности на основе психофизиологических показателей.
Разработаны практические рекомендации по использованию методов электроимпульсной нейрорегуляции и музыкального кондиционирования для сохранения профессиональной работоспособности операторов в процессе деятельности, применению гипоксической тренировки для восстановления работоспособности операторов.
Определены пути сохранения надежности профессиональной деятельности операторов сложных эргатических систем. К ним относятся выявление и развитие профессионально важных качеств операторов, соблюдение санитарно-гигиенических условий деятельности, нормирование труда, выявление специалистов с пограничными функциональными состояниями, мониторинг функционального состояния операторов, своевременное выявление и коррекция парциальной недостаточности когнитивных процессов, использование психофизиологических методов коррекции функционального состояния.
Реализация результатов исследования.
Основные результаты работы реализованы в:
13
- учебниках «Физиология летного труда» (1997); «Военная психология» (2004); «Патофизиология» (2005).
- руководствах по физиологии летного труда (1996) и по физиологии военного труда (2002);
- учебно-методических пособиях "Средства и методы восстановления функционального состояния специалистов Военно-Космических Сил" (1997); «Психофизиологические аспекты военно-профессиональной адаптации летчиков» (2001); «Способы оптимизации функционального состояния и работоспособности человека в экстремальных и субэкстремальных условиях» (2001); «Использование электроимпульсной нейрорегуляции и музыкального кондиционирования для оптимизации профессиональной работоспособности операторов» (2001).
Результаты исследования использованы в лекционных курсах и на практических занятиях на кафедре общей и прикладной психологии Ленинградского государственного университета им. А.С.Пушкина, на кафедре авиационной и космической медицины Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова.
Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на 3 международных, 5 всероссийских, 22 региональных и вузовских конференциях и конгрессах.
Публикации. Материалы исследования опубликованы в 50 печатных работах.
Положения, выносимые на защиту:
1. Психофизиологические особенности деятельности специалистов управления космическими аппаратами характеризуются цикличностью, дефицитом времени, большим объемом и высокой динамичностью поступающей информации, насыщенностью нештатными ситуациями. К профессионально важным качествам операторов относятся: высокая скорость мыслительных процессов, объем, переключение и распределение внимания, развитие сенсомоторных навыков, умение работать в условиях дефицита времени,
14
высокого нервно-эмоционального напряжения, циклического характера деятельности, способность к длительному сохранению интенсивного внимания, совмещенной деятельности, выносливость к напряженной и длительной умственной работе.
2. Динамика функционального состояния операторов в процессе суточного дежурства носит фазный характер. В первый период (8-12 ч) сохраняется нормальное функциональное состояние и высокий уровень работоспособности. Во втором периоде (через 12-16 ч) развивается утомление, при котором сохранение профессиональной работоспособности достигается за счет напряжения функциональных резервов организма. Третий период (через 16-24 ч) характеризуется снижением работоспособности и сопровождается чрезмерным напряжением регуляторных механизмов и возрастанием количества ошибочных действий.
3. Наиболее распространенными формами пограничных функциональных состояний операторов сложных эргатических систем являются начальные признаки нейросенсорной тугоухости, нарушения функций органа зрения, функциональные расстройства вегетативной нервной системы, высокий уровень невротизации.
4. Парциальная недостаточность когнитивных процессов, развивающаяся в процессе деятельности и проявляющаяся ухудшением показателей внимания, оперативной памяти и мышления, предопределяет снижение надежности деятельности операторов.
5. Применение методов психорегуляции позволяет поддерживать на более высоком уровне профессиональную работоспособность операторов за счет купирования невротических и вегетативных расстройств, восстановления функций регуляторных систем, коррекции когнитивных процессов, повышения толерантности к нагрузкам.
15
ГЛАВА 1. Надежность профессиональной деятельности операторов и методы ее сохранения (Обзор литературы)
1.1 Психофизиологические аспекты профессиональной надежности операторов
В настоящее время во многих приоритетных областях человеческой деятельности основным модулем является система "человек-машина". Определяющим звеном этой системы выступает человек-оператор, от своевременности, точности и надежности деятельности которого зависит безопасность или даже сам смысл работы всей системы. Оптимальный уровень своевременности и точности деятельности оператора слагаются в надежность его работы, которая зависит от социальных, психологических, психофизиологических и профессиональных качеств человека.
Определяющим понятием деятельности человека в эргатической системе является операторский труд. Сущность его заключается в приеме, переработке информации, поступающей от технических средств, принятии необходимых решений и выполнении необходимых управляющих действий (Пухов В.А., 1992). Таким образом, оператор - это человек, управляющий по заданной программе сложной технической системой, в которой управление осуществляется дистанционно, то есть отсутствует жесткая связь между входящей и выходящей информацией (Котик М.А., Емельянов A.M., 1993). Это важно отметить, поскольку кажущаяся на первый взгляд широкая автоматизация процессов обработки информации и управления касается на самом деле только детерминированных компонентов. Но недетерминированный характер технической системы в целом определяет необходимость присутствия человека-оператора. При этом он выступает в качестве основного звена эргатической системы. Продолжающееся усложнение техники только усиливает значимость человека-оператора и, вместе с тем, предъявляет повышенные требования к уровню его интеллектуальной, эмоциональной и психофизиологической подготовленности.
16
Анализ деятельности операторов, содержащийся в работах ряда исследователей (Сапов И.А., Солодков А.С., 1980; Ломов Б.Ф., 1985), позволяет констатировать, что отличие труда операторов от других профессий заключается в предельном снижении нагрузки моторной части трудовых действий и в значительно возросшей роли функций интеллектуальных и эмоционально-волевых компонентов. При этом труд оператора можно представить в виде 4-х взаимосвязанных компонентов (Дьяченко М.И., 1971):
- сентенциональный - характеризует определенные потребности, мотивы деятельности и обеспечивает формирование целей работы;
- операциональный - представляет процесс преобразования информации и энергии через орудия деятельности на предмет деятельности;
- активационно-регуляторный - обеспечивает специфическую и неспецифическую активацию первых двух компонентов;
- базовый - включает в себя физиологические процессы, обеспечивающие жизнедеятельность организма, регуляцию характера деятельности.
Все технические средства работают в режиме преобразования и ретрансляции полученной информации, человек же выступает как звено, способное, кроме того, еще вносить и свою дополнительную информацию в работу системы. Сам акт принятия решения, который он выполняет в процессе управления, заключается в выборе из различных альтернативных вариантов такого, который наиболее подходит для успешного решения данной задачи. И чем сложнее будет эта задача, тем большая неопределенность будет сниматься при ее разрешении и, следовательно, тем большая дополнительная информация будет при этом вносится в систему. Эта дополнительная информация, в свою очередь, является в соответствии с теорией функциональных систем П.К.Анохина следствием восприятия и переработки человеком различных стимулов. Таким образом, поведенческая активность человека, обусловленная восприятием обстановочной афферентации и пускового стимула, осуществляет изменение внутренней структуры эргатической системы, что
17
ведет к достижению цели при изменении внешних условий (Анохин П.К., 1975).
Широкий спектр изменений в нервно-психических процессах при формировании системной реакции человека-оператора включает в себя все основные компоненты реализуемой деятельности: энергетические, сенсорные, информационные, эффекторные и активационные (Медведев В.И., Леонова А.Б., 1993). Выявление изменений в организме человека-оператора в процессе профессиональной деятельности с учетом перечисленных компонентов позволяет получить более адекватную картину его психофизиологического статуса и вплотную подводит к диагностике функционального состояния. Определение функционального состояния является одним из главных направлений психофизиологии. Психофизиологический анализ приводит к рассмотрению систем, элементами которых являются не только нейрофизиологические процессы. В качестве элементов состояния рассматривается взаимодействие общих категорий - психического, поведенческого, физиологического и факторов - социальных, средовых, факторов профессиональной деятельности (Ломов Б.Ф., 1966; Генкин А.А., Медведев В.И., 1973; Зинченко В.П., Мунипов В.М., 1979; Леонова А.Б., Медведев В.И., 1982).
Безотказность функционирования эргатической системы зависит от многих компонентов. Каждый из них обладает своей, весьма сложной структурой, взаимосвязан с другими компонентами. В системе обеспечения надежности деятельности можно выделить несколько составляющих. Во-первых, соблюдение общих организационно-методологических правил и принципов работы операторов, исключающих нарушения в организации работы. Во-вторых, деятельность по предотвращению невыполнения и срывов сеансов управления объектами, выявление и устранение неблагоприятных факторов операторской деятельности. В-третьих, надежность системы "человек - машина - внешняя среда". Она включает безотказную работу технических средств и их соответствие эргономическим возможностям оператора, надежность управления и обеспечения (в том числе психологического и ме- |
