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