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 P_i – 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 (Р _i=1/ n), то количество информации достигает при данном n своего 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.