Человеческий фактор. Том 5 - Крёмер К.
ISBN 5-03-001817-4
Скачать (прямая ссылка):
Порог маскировки определяется как уровень, необходимый для 75% правильных обнаружений сигнала, предъявляемого наблюдателю в двухинтервальной задаче. В такой задаче наблюдатель должен сообщить, какой из двух интервалов наблюдения содержит сигнал; оба интервала содержат шум, а сигнал случайным образом предъявляется то в одном, то в другом интервале. В лабораторных условиях почти безошибочно обнаруживаются сигналы, уровень которых на 6 дБ выше порога маскировки
Фиделл [Н] исследовал эффективность слуховых сигналов предупреждения для вызова точных и быстрых реакций в задаче, которая моделировала вождение автомобиля. Он показал, что эффективность сигналов является функцией их обнаружи-мости и не связана непосредственно с их спектральными и временными характеристиками. Деятельность испытуемых была устойчивой и эффективной при довольно высоких уровнях сигнала, составляющих 15... 16 дБ выше порога маскировки.
Фиделл и Теффетеллер [15] изучали зависимость между обнаружимостью и заметностью звуков. В своем исследовании они подошли к проблеме уровня сигнала как бы с противоположной стороны: каким должен быть уровень сигнала, чтобы он обязательно был замечен людьми, занятыми решением задачи,
Представление слуховой и тактильной информации
183
не связанной с обнаружением сигнала? Они нашли, что заметность звуков зависит от степени когнитивного вовлечения в решение задачи. Эффективность и назойливость звука объективно связаны с его обнаружимостью; практически любой человек заметит неожиданное появление звука, уровень которого на 22 дБ превышает порог маскировки.
Заметность звукового сигнала существенно улучшается вплоть до уровня, превышающего порог маскировки на 15 дБ; дальнейшее возрастание уровня звука оказывает незначительное влияние. Более того, слишком высоких уровней сигнала следует избегать, поскольку они могут привести к целому ряду отрицательных эффектов, ранжируемых по степени серьезности от раздражения и создания помех выполнению других задач до длительности снижения слуха. В частности, проблема чрезмерно громких предупреждающих сигналов в кабине самолета обсуждалась Паттерсоном и Милроем [33] и Паттерсоном [31]. Они отметили, что в современных самолетах некоторые слуховые предупреждающие сигналы при имеющемся уровне фонового шума являются слишком громкими. Эти сигналы могут мешать речевому общению, вызывать раздражение у экипажа и отвлекать его внимание от реально возникающих проблем. Паттерсон [31] рекомендовал считать уровень 30 дБ выше порога маскировки в качестве верхнего предела для звуковых сигналов предупреждения, используемых в кабинах самолетов. Если для обеспечения заметности звукового сигнала его абсолютный уровень превышает 115 дБ, то следует отказаться от слухового предъявления и использовать другие каналы.
В табл. 6.3 суммированы рекомендации в отношении уровня сигналов слуховых дисплеев. Методики расчета порогового уровня маскировки в конкретных условиях шумового фона обсуждаются в следующем разделе.
6.2.4. Вычисление порога в условиях маскировки
При определении порогового уровня маскировки следует ответить на два важных вопроса: 1) сосредоточена ли энергия звуковых помех на нескольких отдельных частотах; 2) является ли продолжительность сигнала, который должен быть обнаружен, меньше чем примерно 100 мс. В общем посторонние звуки мешают обнаружению сигнала только в тех случаях, если компоненты их частотных характеристик достаточно близки. Однако очень интенсивные посторонние тоны порождают в слуховой системе гармоники, и эти продукты искажения могут мешать обнаружению сигнала, имеющего частотные компоненты, которые удалены от таковых исходного шума. В табл. 6.4 приводятся выводы о некоторых эффектах влияния интерферирующих
184 Глава 6
Таблица 6.3. Рекомендации для выбора уровня звуковых
сигналов
1. Уровни сигналов от 6 до 10 дБ выше порога маскировки достаточны для Ш0%-ного обнаружения в контролируемых лабораторных ситуациях
2 Уровни сигналов от 15 до /16 дБ выше порога маскировки достаточны в ситуациях, требующих быстрого реагирования на сигнал (типа сигнала предупреждения)
3. Уровень звукового сигнала предупреждения не должен превышать порог маскировки более чем на 30 дБ, чтобы не мешать речевому общению и не вызывать раздражение у оператора
4. В условиях, требующих очень высокие абсолютные уровни звука (^115 дБ), целесообразно использовать неслуховые каналы
Т аблица 6 4. Эффекты влияния интерферирующих тонов иа обнаружение сигналов (25]
1. Наиболее сильная интерференция имеет место, когда частоты сигнального н интерферирующего тонов достаточно близки
2. По мере увеличения иитенсивиости интерферирующего тоиа интерференция охватывает все более далекие частоты сигнала
3. Влияние интерферирующего тона сильнее тогда, когда его частота ниже частоты сигнала, а не наоборот
4. Взаимодействие интенсивных тонов порождает дополнительные тоны, в том числе гармоники исходных тонов и тоны с частотами, равными сумме и разности исходных частот
тонов на обнаружение сигналов. Под интенсивными тонами подразумеваются тоны, уровни которых превышают 80... 90 дБ Наиболее сильно нам мешают звуки, состоящие не из одной или двух очень интенсивных частот, а являющиеся сложной смесью множества частот. Для кратковременных сигналов учитывается весь спектр шума, тогда как для продолжительных сигналов следует рассматривать только узкую полосу частот вокруг частоты сигнала. Например, большинство производственных и транспортных шумов имеют практически непрерывные спектры. Важным параметром шумов такого происхождения является спектральный уровень шума Ьсп, т. е. уровень шума на единицу ширины полосы частот. Полезность этого показателя связана с тем, что слуховая система относительно нечувствительна к фазам отдельных компонентов шума и к компонентам шума, далеким по частоте от детектируемого сигнала. Величина Lcn определяется на основе плотности мощности шума N0 (мощности шума на цикл):
