Человеческий фактор. Том 3. Часть 1 - Сальвенди Г.
ISBN 5-03-001815-8
Скачать (прямая ссылка):
а
Дисп/ Ш Конт1 ооплер
1 < |
Дат1 шк Ит/ меха тт. HU3M
Дасп. чей* Конт 1
. 1 > ?
ЭВМ
Датч гик Испс мехе лнит, шит
--Ч ' '
Дисп/ т Коня роллер
< \ '
ЭВМ
' ?
Датчик
механизм
ЭВМ !
1
Датч ик Исполнит. механизм
ЭВМ г—>i
Датч ик Исполнит. механизм
Ручное управление Диспетчерское управление
Рис. 6.1. Диспетчерское управление в сравнении с прямым ручным и автоматическим управлением,
Автомата кеское
управленце
Диспетчерское управление
325
диспетчеру относительно того, что делать дальше, т. е. выступать в роли экспертной системы). В некоторых системах компьютер выполняет и то и другое.
6.2. Появление диспетчерского управления в технических системах
Диспетчерское управление находит все более широкое применение в промышленности, военной технике, медицине и других областях, хотя эта форма взаимодействия человека с техническими системами сравнительно мало изучена и формализована.
Со времен строительства пирамид в Египте и на протяжении всей истории развития техники одной из главных проблем, конечно, было то, как наилучшим образом расширить возможности человека-рабочего. В начале нашего столетия, когда началось внедрение механизированных (производственных линий, Тейлором [58] были сфомулированы принципы «научного управления», которые дали толчок к изучению роли человеческого фактора в процессе производства и формализации этих знаний. Тейлор хотел пробудить интерес к сенсорно-моторным аспектам обеспечения эффективности труда человека. Однако он отнюдь не жаждал последующей критики предложенного им механистического в своей основе подхода, который расценили как попытку сделать из человека неодушевленное орудие производства.
В 1940—1950-е гг. появилась наука о субъективных факторах (в Европе она получила название «эргономика»), непосредственно изучающая интерфейсы в системе человек — машина. Вначале исследования носили чисто эмпирический характер и заключались в выборе «наиболее оптимального расположения ручек и шкал». В течение следующего десятилетия была создана теория систем человек — машина [53]. Эта теория основывалась на методах теории управления, теории информации, теории обнаружения сигналов и теории принятия решений, которые первоначально были разработаны для применения в физических системах, а теперь стали использоваться для изучения человека-оператора. В противоположность исследованию интерфейсов, анализ систем человек — машина рассматривает характеристики всей каузальной «цепи» решений, связи, управления и обратной связи через физическое окружение оператора и обратно к человеку.
С конца 1950-х гг. в этой причинно-следственной цепи стали использовать компьютеры, например, для электронной компенсации и повышения устойчивости при управлении самолетом и аналогичными системами, электронной фильтрации сигналов в присутствии шума и электронной генерации простых изобра-
326 Глава 6
жений. Было очевидно, что если транспортная или промышленная система оснащена датчиками, информация с которых может считываться компьютерами, и двигателями, которые могут запускаться компьютерами, то — даже если в системе в целом продолжает доминировать ручное управление — цепи управления между этими датчиками и двигателями могут замыкаться автоматически. Таким образом, оператор химического завода был освобожден от необходимости следить за тем, чтобы уровень жидкости в баке находился на заданном уровне или чтобы поддерживалась определенная температура; ему достаточно лишь установить требуемый уровень или значение температуры путем подачи соответствующего сигнала. Аналогично, после изобретения автопилота от человека-пилота требуется только вводить требуемое значение высоты или направления; автоматическая система затем будет обеспечивать достижение и поддержание этого значения, а пилоту достаточно лишь время от времени проверять, летит ли действительно самолет в заданном направлении. Автоматические строительные подъемники уже используются многие годы и, несомненно, являются одними из первых реализаций концепции диспетчерского управления. В последнее время интерес к этой концепции стали проявлять и разработчики новых систем обработки текстов и деловой информации (т. е. систем, не имеющих ничего общего с управлением механическими процессами) [7].
В самом общем виде идея диспетчерского управления пришла в голову автору и его коллегам [17, 45], когда они изучали проблему управления с Земли транспортными средствами, находящимися на Луне, в условиях задержки распространения сигналов в прямом и обратном направлениях, равной 3 с (обусловленной конечностью скорости света). В таких условиях дистанционное управление луноходами или манипуляторами, как было показано, возможно только в режиме перемещение — ожидание. Это означает, что оператор инициирует с Земли небольшое перемещение в режиме с разомкнутой цепью обратной связи (величина перемещения выбирается такой, чтобы риск столкновения или другой ошибки был минимален), затем останавливается и ждет в течение одного периода задержки сигнала обратной связи: чтобы «оценить ситуацию», затем повторяет процесс и так далее, пока задача не будет выполнена1'.
