Українська інженерно-педагогічна академія філенко Ігор Олександрович

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність дослідження. Проблема функціональних станів (ФС) людини у процесі діяльності є одним із пріоритетних напрямків інженерної психології, психології праці, ергономіки (Б.Ф. Ломов, В.Л. Маріщук, Є.О. Мілерян, А.Б. Леонова, О.О. Навакатікян, Г.М. Зараковський, Н.М. Данілова, М.В. Макаренко, Ю.П. Горго, В.О. Бодров, Ю.Л. Трофімов, А.М. Карпухіна, М.-Л. А. Чепа, М.С. Корольчук, О.В. Тімченко, Ю.Є. Лях, В.І. Осьодло, О.М. Кокун та ін.). Невідповідність ФС людини складності виконуваної діяльності веде до помилкових і несвоєчасних дій, у результаті чого знижується надійність і безпека комплексних технічних систем. Аналіз взаємодії людини і техніки показує, що підвищення надійності й ефективності функціонування ергатичних систем можливе при адекватному визначенні психофізіологічних і психологічних характеристик людини, а також особливостей динаміки ФС, що формуються у процесі діяльності (А.І. Губинський, Б.Ф. Ломов, В.Л. Маріщук, А.Б. Леонова, О.О. Навакатікян, Г.М. Зараковський, В.В. Кальніш, А.М. Карпухіна, М.В. Макаренко, В.О. Бодров, Ю.Є. Лях, М.С. Корольчук, В.А. Друзь, О.В. Тімченко, В. М. Самсонкін та ін.).

Оскільки функціональний стан розглядається як особливе психічне явище зі своїми закономірностями, які виявляються на психофізіологічному, психологічному і соціально-психологічному рівнях, його вивчення потребує застосування системного підходу (П.К. Анохін, Б.Ф. Ломов, С.П. Бочарова, Є.П. Ільїн, В.Д. Шадріков, А.М. Карпухіна, Ю.І. Александров, В.В. Рибалка, М.С. Корольчук, С.Г. Кисіль, В.В. Плохіх та ін.), що дозволяє підійти комплексно і найбільш об'єктивно до розгляду взаємодії всіх зазначених рівнів. Однак незважаючи на розроблений понятійний апарат, що класифікує ФС людини у процесі діяльності, і наявність численних експериментальних досліджень у цій галузі, багато питань, які стосуються вивчення проблем формування і розвитку ФС, залишаються невирішеними. У першу чергу, це стосується діагностики, аналізу і прогнозу ФС, що розвиваються в реальній операторській діяльності, яка супроводжується впливом на працівника складного комплексу факторів, зумовлених особливостями праці й робітничого середовища. У цих умовах багато лабораторних методик виявляються мало інформативними і не мають високої прогностичності або досить складні та громіздкі для практичної реалізації.

У зв'язку з цим актуальним завданням є розробка інформативних методик діагностики ФС операторів у процесі трудової діяльності, що й зумовило відповідний вибір напрямку дисертаційної роботи. Дослідження ФС у процесі трудової діяльності проводилися для двох соціально затребуваних груп операторів - динамічних систем (машиністів метрополітену) та енергетичних автоматизованих систем (операторів блокових щитів ТЕС), що визначалося такими обставинами:

• 
  необхідністю дослідження інформативності розробленого комплексу методик для діагностики ФС операторів різних професійних груп;
  
• 
  необхідністю виявлення специфічних і загальних закономірностей прояву ФС для цих груп операторів;
  
• 
  виявленням специфічних показників, що визначають надійність, успішність і “ціну діяльності” для конкретних видів операторської діяльності.
  

Вибір даних професійних груп обгрунтовувався і тим, що зі зростанням ролі енергетичного сектора, а також транспорту в інфраструктурі економіки нашої країни значно зростає соціальна значимість і масовість даних професій. Крім цього зазначені професії характеризуються і високою відповідальністю, пов'язаною з необхідністю підтримки належних показників надійності й успішності діяльності, зниження яких може вести до помилок, що супроводжуються великими матеріальними збитками та загибеллю людей.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Проведені в дисертаційній роботі дослідження виконані в рамках наукового напрямку, що входить у перелік пріоритетних державних і науково-технічних програм розвитку науки й техніки на 2002-2006 роки, затверджених постановою Кабінету Міністрів України від 24 грудня 2001 р. № 1716 – “Системний аналіз, методи і способи керування процесами різної природи; методи оптимізації, програмне забезпечення і інформаційні технології у складних системах”. Ряд результатів дисертаційної роботи отримано у рамках держбюджетної науково-дослідної теми № 2-3 “Дослідження функціонального стану студентів денної форми навчання інженерних та інженерно-педагогічних спеціальностей у процесі навчання у вузі”, що виконується згідно з планом науково-дослідних робіт в Українській інженерно-педагогічній академії (протокол №1 механіко-технологічного факультету від 19.09.2001). Тема дисертаційного дослідження затверджена вченою радою УІПА та узгоджена в Раді по координації наукових досліджень у галузі педагогіки і психології АПН України (протокол № 10 від 23.12.2003).

Об'єктом дослідження є діяльність операторів динамічних та енергетичних автоматизованих систем.

Предмет дослідження - функціональні стани операторів динамічних та енергетичних автоматизованих систем, що виникають у процесі трудової діяльності.

Мета дослідження полягає у визначенні специфічних особливостей розвитку функціональних станів операторів за результатами виміру їх психологічних і фізіологічних показників, що дозволяє оцінити рівні ефективності та надійності професійної діяльності.

Задачі дослідження:

1. 
   Здійснити теоретичний аналіз підходів до оцінки ФС операторів динамічних та енергетичних автоматизованих систем у процесі конкретних видів діяльності.
   
2. 
   Провести порівняльний аналіз існуючих методик діагностики і прогнозування ФС оператора.
   
3. 
   Розробити комплекс діагностичних методик та обґрунтувати його можливості для системної оцінки ФС операторів з точки зору підвищення надійності операторської діяльності.
   
4. 
   Виявити специфічні та загальні особливості формування ФС операторів різних професійних груп (машиністів метрополітену та операторів блочних щитів ТЕС).
   
5. 
   Визначити на підставі отриманих в експерименті даних критерії якісного й кількісного визначення ФС у конкретних умовах професійної діяльності.
   
6. 
   Розробити практичні рекомендації по використанню комплексу діагностичних методик для оцінки ФС операторів у процесі вирішення професійних завдань.
   

Теоретико-методологічну основу роботи складають положення про системний характер формування ФС у процесі діяльності (П.К. Анохін, Б.Ф. Ломов, С.П. Бочарова, Є.П. Ільїн, В.Д. Шадріков, А.М. Карпухіна, Ю.І. Александров, М.С. Корольчук та ін.), положення про інформаційно-енергетичну регуляцію діяльності людини (Б.Г. Ананьєв, В.М. Бондаровська, В.Н. Пушкін, Г.М. Зараковський, А.М.Карпухіна, Ю.П. Горго, О.Г. Чачко, М.-Л. А. Чепа та ін.), принципи оцінки стану людини за даними вимірів показників біологічно активних точок шкіри (БАТШ) (Y. Nakatani, R.Voll, C. Ionescu-Tirgoviste, O. Bajenaru, Х.Г. Портнов, А.Т. Неборський, В.Г. Іванов, М.-Л. А. Чепа, І.В. Бойцов та ін.), а також принципи аналізу результатів психологічних досліджень за допомогою статистичних методів (Д.М. Ганенко, В.А. Дюк, Г.В. Суходольский, А.Д. Наслєдов, С.М. Тарасов, Б.А. Смирнов, О.В. Сидоренко, О.О. Навакатікян, А.М. Карпухіна, М.В. Макаренко й ін.).

Методи дослідження: теоретико-методологічний аналіз проблеми, лабораторний експеримент, спостереження, тестування, бесіда, апаратурні методики, комп'ютерне моделювання. Обробка експериментальних даних здійснювалася з використанням статистичних методів порівняння вибірок із застосуванням критеріїв відмінності, а також за допомогою кореляційного, регресійного і покрокового дискримінантного аналізу.

Дослідження проводилися у період 2001-2003 р. на Харківському метрополітені, ТЕЦ-3 (м. Харків) і в Українській інженерно-педагогічній академії.

Наукова новизна отриманих результатів. Уперше в операторів динамічних та енергетичних автоматизованих систем визначено наявність зв'язку між професійно важливими психологічними якостями (ПВПЯ) та показниками функціонального стану підсистем організму за даними виміру електропровідності (ЕП) БАТШ.

Набуло подальшого розвитку визначення специфіки зміни ФС машиністів метрополітену й операторів блокових щитів ТЕС у процесі професійної діяльності.

Розвинено застосування математичних моделей, що дозволяють прогнозувати успішність, надійність і “ціну” діяльності операторів на підставі реєстрації їхніх психологічних і психофізіологічних показників.

Розширено уявлення про кількісні та якісні критерії, що характеризують різні ФС (втому, нервово-емоційну напруженість, стрес), які виникають у випробуваних у процесі діяльності, на основі оцінки сукупності їх психологічних і фізіологічних показників.

Теоретичне значення роботи. Реалізовано системний підхід до дослідження ФС операторів автоматизованих систем, що включає аналіз психологічних і фізіологічних показників випробуваних у процесі діяльності, на підставі чого виявляється специфіка формування ФС.

Показано залежність ефективності й надійності діяльності операторів від рівня розвитку ПВПЯ і функціонального стану фізіологічних підсистем їхнього організму.

Розкрито особливості функціональних психосоматичних взаємозв'язків між ПВПЯ і функціональними підсистемами організму оператора, структура і сила яких динамічно змінюються у процесі трудової діяльності й визначаються вихідним функціональним станом, а також ефективністю виконуваної діяльності.

Установлено вплив цільових, інформаційно-когнітивних та операційно-дійових компонентів професійної діяльності на специфіку формування ФС операторів різних професійних груп.

Практичне значення отриманих результатів. Здійснено класифікацію і доповнення об'єктивних (що визначаються специфікою цільових, інформаційно-когнітивних, операційно-дійових компонентів конкретної професійної діяльності, ступенем складності виробничих завдань, вірогідністю стресових ситуацій, особливостями несприятливих факторів виробничого середовища) і суб'єктивних факторів (до переліку яких включені: емоційна стійкість, рівні адаптованості фізіологічних підсистем організму та рівні сформованості психологічних професійно-важливих якостей операторів, насамперед точності відтворення в пам’яті інтервалів часу, інтенсивності уваги – для машиністів метрополітену та обсягу короткочасної пам’яті, інтенсивності уваги, швидкості сприйняття інформації - для операторів блокових щитів ТЕС), що визначають ефективність, надійність і “ціну” діяльності операторів автоматизованих систем.

Розроблено комплекс комп'ютерних програм для аналізу ФС операторів на підставі вимірів їх психологічних і психофізіологічних показників, які, на відміну від існуючих, дозволяють: отримувати діагностичні портрети ФС випробуваних операторів за даними виміру ЕП і температури в БАТШ; розраховувати кореляційні показники досліджуваних параметрів; здійснювати оцінку рівня успішності професійної діяльності машиністів метрополітену та операторів блокових щитів ТЕС.

Розроблено практичні рекомендації для здійснення професійного добору машиністів метрополітену та операторів блокових щитів ТЕС на основі виміру комплексу психологічних та психофізіологічних показників, до якого було включено параметри: швидкості сприйняття інформації, тривалості й точності відтворення хвилинного інтервалу часу, обсягу короткочасної пам'яті, показників функціонального стану легень, серцевого м'яза, коронарних судин, гіпофізу та щитовидної залози за даними вимірів ЕП БАТК.

Запропоновано практичні рекомендації щодо використання комплексу діагностичних методик контролю поточного ФС операторів динамічних та енергетичних автоматизованих систем із метою підвищення надійності та ефективності їхньої діяльності.

Результати роботи були впроваджені на Харківському метрополітені (“Акт про результати впровадження методики оцінки функціонального стану людини-оператора” у державному підприємстві Харківський метрополітен від 08.10.2002), а також використані при створенні блоку термодіагностики програмно-апаратного рефлексодіагностичного комплексу “Еледія”, розробленого НТНЦ “Монада” (“Акт упровадження результатів досліджень здобувача Філенко І.О. по розробці блоку термодіагностики для знімання інформації з людини-оператора” у НТНЦ “Монада” від 20.06.2004).

Особистий внесок здобувача. Розроблено пристрій для оцінки ФС операторів за температурними показниками БАТШ, а також методику оцінювання ФС з його застосуванням; діагностичний комплекс методик оцінки ФС операторів за комплексом психофізіологічних показників; комп'ютерні програми для аналізу ФС і прогнозування успішності діяльності операторів; критерії оцінки ФС за сукупністю психофізіологічних показників; математичні моделі, що дозволяють прогнозувати успішність і надійність діяльності на підставі реєстрації психофізіологічних показників оператора. Проведено великий обсяг досліджень для з’ясування структурних особливостей ФС, що формуються у процесі діяльності людини.

Дисертант організував і безпосередньо провів психологічні та психофізіологічні дослідження, здійснив постановку лабораторних експериментів, сформував комп'ютерну базу даних, провів статистичну обробку отриманих матеріалів, їх аналіз та узагальнення, сформулював висновки й рекомендації.

У публікаціях, що написані у співавторстві, дисертантові належать результати експериментальних досліджень ФС операторів, математична обробка цих результатів та якісна інтерпретація.

Надійність і вірогідність результатів дослідження забезпечені методологічним обґрунтуванням вихідних положень, системним аналізом професійної діяльності машиністів метрополітену та операторів енергосистем, відповідністю методів дослідження його предметові, цілям і завданням; репрезентативністю вибірки випробуваних, необхідної для якісної й кількісної характеристики результатів дослідницької та експериментальної роботи; стабільністю отриманих у ході дослідження результатів, застосуванням різних видів статистичного аналізу та спільним якісним і кількісним аналізом отриманих даних.

Апробація роботи. Матеріали дисертації доповідалися й обговорювалися на таких конференціях: Міжнародній конференції “Радіоелектроніка в медичній діагностиці (оцінка функцій і стану організму)”, Москва, 17-19 жовтня 1995 р.; IX Міжнародній науково-практичної конференції “Застосування лазерів у медицині і біології”, Ялта-Харків, 20-24 жовтня 1997 р.; IV Міжнародній конференції “Вплив людського фактора на безпеку руху на залізничному транспорті”, Львів, 2001; науково-практичній конференції “Безпека життя і діяльності та здоров'я учнівської молоді”, Бердянськ, 2002; 2-ій і 3- ій Міжнародних міждисциплінарних науково-практичних конференціях “Сучасні проблеми гуманізації і гармонізації керування”, Харків, 2001, 2002; науково-методичній конференції “Безпека життєдіяльності”, Харків, 2002; XI Міжнародній науково-практичній конференції “Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров'я”, Харків, 2003; науково-методичній конференції “Техносфера і її безпека”, Харків, 2003; міській науково-методичній конференції “Безпека життєдіяльності”, Харків, 2003; І Міжвузівській науково-практичній конференції “Формування і розвиток особистості в умовах вищих навчальних закладів МНС України”, Харків, 2003.

Публікації. Основні результати дисертації опубліковані в 13 наукових працях, із них 11 - самостійно, 7 статей надруковано у спеціалізованих наукових збірниках, рекомендованих ВАК України для публікації результатів дисертаційних досліджень.

Структура дисертації. Дисертація складається зі вступу, трьох розділів, рекомендацій, висновків, списку використаних джерел, що містить 275 позицій (із них 5 іноземними мовами), 2 додатків. Робота включає 28 таблиць на 27 сторінках, 29 рисунків на 26 сторінках, додатки на 3 сторінках. Повний обсяг дисертації становить 211 сторінок.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, визначено мету роботи, виділено напрямки і сформульовано завдання дослідження, наведено основні наукові результати, що виносяться на захист, подається стисла характеристика їхньої наукової новизни, теоретичного і практичного значення.

У першому розділі “Аналіз підходів до дослідження ФС людини-оператора” розглядається проблема діагностики ФС у зв'язку з надійністю та ефективністю операторської діяльності.

Проаналізовано функціональні стани, що виникають у процесі трудової діяльності людини (В.Л. Маріщук, А.Б. Леонова, Є.О. Мілерян, Є.П. Ільїн, Г.М. Зараковський, Л.Г. Дикая, Ю.П. Горго, В.О. Бодров, М.С. Корольчук, О. М. Кокун та ін.). Як показано в дослідженнях Б.Ф. Ломова, В.Ю. Щебланова, М.А. Котика, А.М. Ємельянова, О.О. Навакатікяна, А.М. Карпухіної, В.О. Бодрова, існує взаємозв'язок між ефективністю і надійністю операторської діяльності та ФС, що формуються у процесі роботи. Тому, аналізуючи особливості розвитку ФС, можна визначати особистісні рівні надійності та ефективності професійної діяльності у операторів, а також досліджувати суб’єктивні та об’єктивні фактори, які на них впливають. Важливим є також поняття “ціни” діяльності стосовно діяльності оператора (В.Ю. Щебланов, А.Ф. Бобров, М.С. Корольчук, Т.В. Завадська), яке дозволяє визначити ступінь мобілізації функцій організму людини у процесі праці. Відзначено, що кількісний опис ФС можна здійснити на підставі визначення психологічних і психофізіологічних показників операторів у процесі діяльності.

Розглянуто сучасні методи діагностики ФС людини (В.Л. Маріщук, Б.А. Душков, Б.А. Смірнов, Н.М. Данілова, Ю.П. Горго, Т.Д. Лоскутова, Г.С. Никіфоров, Ю.К. Стрєлков, А.Б. Леонова, В.О. Бодров, Л.Г. Дикая, В.М. Самсонкін та ін.). Проведено докладний аналіз методів визначення психофізіологічних станів людини, заснованих на реєстрації параметрів БАТШ (А.М. Карпухіна, В.Г. Іванов, М.-Л. А. Чепа, В.Н. Пушкін, Ю.П. Горго, Ю.Т. Рождественський та ін.), на підставі якого зроблено висновок про можливість використання цих методів для дослідження ФС операторів.

У сучасних дослідженнях, присвячених аналізу ФС, використовуються різні методи математичного аналізу даних, зокрема, кореляційний (О.О. Навакатікян, А.М. Карпухіна, В.П. Дядичкін, М.В. Макаренко, Н.І. Ситник, В.О. Бодров та ін.), регресійний (В.Н. Бугайов, О.О. Навакатікян, Ю.Є. Лях, М.В. Макаренко, М.П. Мороз та ін.), кластерний (О.О. Навакатікян), факторний (О.О. Навакатікян, В.І. Медведєв) і нейросітьові методи (В.Г. Гур'янов, Ю.Г. Вихованець та ін.). У результаті цих досліджень вдається визначити показники ефективності, надійності, “ціни” операторської діяльності шляхом встановлення їхнього взаємозв'язку з вихідними психологічними та фізіологічними показниками, а також створити достовірні математичні моделі для прогнозування ФС. определить

Оскільки ФС стосуються всіх рівнів організації діяльності людини – психофізіологічного, психологічного, поведінкового, то для їх дослідження та аналізу необхідно використовувати принципи системного підходу (Б.Ф. Ломов, С.П. Бочарова, В.Д. Шадриков, В.І. Медведєв, М.С. Корольчук, Г.А. Суворова та ін.), які містять такі положення:

• 
  розгляд сукупності психічних явищ, що реалізують діяльність, в їхньому взаємозв'язку – як цілісної, складної системи;
  
• 
  дослідження реальних психічних процесів, що реалізують конкретну діяльність: програмують і регулюють її;
  
• 
  виявлення загальних компонентів зв'язку в окремих різноманітних формах діяльності;
  
• 
  визначення цілісних структур явищ, що підлягають кількісному описові;
  
• 
  побудова кількісного опису системного цілого за допомогою інформативних ознак;
  
• 
  проведення об'єктивного процесу класифікації на основі статистичних алгоритмів розпізнавання образів.
  

Відзначено, що застосування принципів системного підходу дозволяє зробити найбільш ретельні дослідження ФС і побудувати об’єктивні моделі їх розвитку.

Аналітичний огляд літератури показав, що:

• 
  діагностика ФС операторів дає можливість істотно підвищити ефективність і надійність виконуваної ними діяльності, уникнути помилкових дій, зменшити аварійність технічних систем і зберегти психологічне і фізичне здоров'я оперативного персоналу;
  
• 
  для реалізації системного підходу у вивченні ФС операторів на різних етапах діяльності необхідно використовувати комплекс психологічних і фізіологічних показників, що дозволяє виявити міжсистемні зв'язки у структурі функціональної системи забезпечення діяльності;
  
• 
  для системного, об'єктивного і комплексного дослідження ФС операторів необхідно, крім тестування психологічних показників, застосування методик діагностики психофізіологічних показників, що відповідали б критеріям оперативності, комплексності, інформативності. Такими методиками можуть бути методики визначення ФС людини за показниками БАТШ.
  

Разом з тим огляд літератури дозволив визначити, що загальні та специфічні закономірності розвитку ФС багато в чому ще не розкриті. Недостатньо досліджувалися системні механізми виникнення ФС операторів у реальних умовах напруженої праці, аналіз яких дозволяє прогнозувати ефективність та надійність операторської діяльності. Лишається відкритою проблема розробки адекватних комплексних методик для кількісного дослідження ФС.

На підставі аналізу літературних джерел були визначені наступні завдання дослідження:

• 
  розробити комплекс діагностичних методик та обґрунтувати його можливості для системної оцінки ФС операторів з точки зору підвищення надійності операторської діяльності;
  
• 
  виявити специфічні та загальні особливості формування ФС операторів різних професійних груп (машиністів метрополітену та операторів блочних щитів ТЕС);
  
• 
  визначити на підставі отриманих в експерименті даних критерії якісного й кількісного визначення ФС у конкретних умовах професійної діяльності.
  

У другому розділі – “Розробка методу комплексної оцінки ФС людини-оператора” наведено результати досліджень, спрямовані на створення комплексу діагностичних методик для оцінки ФС людини-оператора, а також основні принципи побудови цього діагностичного комплексу.

Проаналізовано методики оцінки ФС людини, що базуються на дослідженні фізичних характеристик БАТШ (Y. Nakatani, C. Ionescu-Tirgoviste, O. Bajenaru, R. Voll, І. Брату, В.Г. Іванов, М.-Л. А. Чепа, А.Т. Неборський, В.Н. Сарчук та ін.), відзначено, що для об'єктивного контролю ФС операторів у процесі діяльності ці методики повинні відповідати таким умовам: неінвазивності; оперативності обстеження; високої інформативності – можливості отримання інформації про стан різних підсистем організму; можливості проведення кількаразових вимірів у ході діяльності; можливості одержання діагностичних портретів, зручних для подальшої обробки та аналізу.

Результати дослідження дозволили розробити неінвазивну методику діагностики ФС оператора за температурними характеристиками БАТШ, а також виявити ступінь інвазивності різних методик діагностики ФС людини, заснованих на вимірі ЕП БАТШ.

Оскільки принцип диференціального прогнозування професійної придатності (В.О. Бодров), а також проведені в останні роки дослідження Н.В. Макаренко, В.В. Кальніша, А.І.Єни показують необхідність вивчення загальних психологічних і психофізіологічних факторів, що забезпечують успішність виконання діяльності для різних груп професій, об'єднаних принципами спільності основних характеристик діяльності, нами на основі аналізу професіограм досліджуваних груп операторів були виділені загальні професійно важливі якості, для подальшого вивчення яких у процесі професійної діяльності і був розроблений комплекс діагностичних методик.

У результаті пошукових досліджень розроблено інформативний комплекс діагностичних методик, що дозволяє оперативно оцінювати ФС людини–оператора у процесі діяльності на підставі вивчення психологічних і фізіологічних показників випробуваних. Досліджуваними психологічними показниками є: швидкість сприйняття інформації (ШСІ) і показник інтенсивності уваги (ІУ) (за результатами коректурної проби), обсяг короткочасної пам'яті (ОКП), тривалість і точність відтворення інтервалів часу (ТрВЧ і ТоВЧ), визначення лабільності (ЛА) нервової системи (за даними “Теппінг-теста”). Фізіологічними показниками були обрані показники активності функціональних підсистем організму, що визначалися по ЕП БАТШ за методикою Р.Фолля. У результаті проведених попередніх досліджень запропоновані найбільш інформативні БАТШ для визначення ФС операторів.

Проведені дослідження показали можливість диференційної діагностики функціональних станів (втоми, нервово-емоційної напруженості, стресу) за допомогою даного комплексу діагностичних методик.

Для забезпечення автоматизації обробки первинних даних досліджень було розроблено дві комп'ютерні програми. Перша програма – “Rioda”, виконана мовою Visual Basic for Applicftions (VBA), працює в середовищі Microsoft Excel 2000 і дозволяє оперативно одержувати діагностичні портрети ФС випробуваних за даними виміру ЕП і температури в БАТШ. Діагностичний портрет включає різні графічні зображення розподілу досліджуваних показників за функціональними підсистемами організму людини. Крім цього, дана програма розраховує середні значення, коридори норми та кореляційні характеристики досліджуваних показників.

Друга програма – “Експертиза” - дозволяє оперативно одержати прогностичні значення успішності професійної діяльності для машиністів метрополітену та операторів блокових щитів ТЕС. Як вхідні параметри ця програма використовує показники, отримані в результаті тестування випробуваних, зокрема, психологічні показники (ШСІ, ТрВЧ, ТоВЧ, ОКП) та показники функціонального стану дихальної та серцево-судинної та ендокринної систем за даними виміру ЕП БАТШ. Ця програма, що виконана мовою Visual Basic 6, може працювати в середовищі Windows 98, Windows XP. Програма має базу даних, в якій зберігаються вихідні психофізіологічні показники випробуваних та експертні оцінки успішності їхньої діяльності.

Результатом досліджень, наведених у другому розділі, виявилася розробка інформативного та оперативного комплексу діагностичних методик, що дозволяє оцінювати ФС людини–оператора у процесі діяльності і включає комплексне вивчення психологічних і психофізіологічних показників випробуваних.

У третьому розділі – “Експериментальні дослідження ФС людини у процесі операторської діяльності” - наведено експериментальні результати застосування комплексу діагностичних методик оцінки ФС людини-оператора.

Основні дослідження ФС у процесі трудової діяльності проводилися для двох груп операторів (загальна кількість 40 чоловік) - динамічних систем (машиністів метрополітену) та енергетичних автоматизованих систем (операторів блокових щитів ТЕС). Крім психологічних та психофізіологічних показників, які визначалися на початку та наприкінці діяльності, у кожного випробуваного оператора визначався рівень успішності професійної діяльності на підставі експертних оцінок, які виставлялися його керівниками.

Статистична обробка експериментальних даних (дискримінантний, кореляційний, регресійний аналізи) проводилася за допомогою комп'ютерного пакета програм статистичної обробки – STATISTICA.

У ході проведених досліджень ФС машиністів метрополітену виявлено, що до кінця зміни в них відбувається збільшення напруженості функціональних фізіологічних підсистем, що виявляється в зростанні щодо вихідних величин середньогрупових показників ЕП БАТШ: коронарних судин - на 6,9 % (р< 0,01); серцевого м'яза - на 6,7 % (р< 0,01); клапанів серця - на 4,0 % (р< 0,05).

За даними, представленими для всієї групи машиністів, виявлено значущі кореляції показників до роботи: ОКП із показником функціонального стану серцевого м'яза за даними виміру електропровідності БАТШ (r=-0,65, р<0,01), показника ІУ з функціональним станом клапанів серця (r=-0,50, р<0,05) і гіпофіза (r=- 0,47, р<0,05); а також після роботи показників ТрВЧ і ТоВЧ з показником функціонального стану клапанів серця (r=0,59, р<0,01 і r=- 0,62, р<0,01, відповідно).

На підставі дослідження функціональних підсистем організму випробуваних групу машиністів за рівнем фізичного благополуччя було поділено на три підгрупи: благополучну, “підгрупу ризику” і проміжну. Виявлено зниження психологічних показників (рис.1) за період трудової діяльності у випробуваних з “підгрупи ризику” (обсягу короткочасної пам'яті – на 4%, точності відтворення в пам’яті інтервалів часу – на 21%, швидкості сприйняття інформації – на 8%, показника уваги – на 48%), що викликає загальне зниження надійності їхньої діяльності.

Рис.1. Характеристика психологічних показників для машиністів із “підгрупи ризику” на початку і наприкінці зміни. Примітка: по осі абсцис – наведено час вимірів показників ( – на початку, – наприкінці зміни).

Наприкінці зміни психологічні показники в цій підгрупі виявляються істотно нижчими, ніж в успішній підгрупі (короткочасної пам'яті – на 17%, точності відтворення часу – на 31%, швидкості сприйняття інформації – на 23%, показника інтенсивності уваги – на 45%).

Виявлено, що для випробуваних машиністів з низьким рівнем функціональної активності підсистем організму (за вимірами ЕП БАТШ) характерна переоцінка інтервалів часу і зниження точності виміру часових інтервалів, а для машиністів із високим рівнем функціональної активності підсистем організму характерна недооцінка інтервалів часу і підвищення точності виміру часових інтервалів. Виявлено значущий (р<0,01) взаємозв'язок показників визначення часових інтервалів (ТрВЧ і ТоВЧ) із параметрами функціонального стану щитовидної залози і гіпофіза. За допомогою статистичного аналізу психологічних і психофізіологічних показників машиністів метрополітену була розроблена математична модель, що дозволяє прогнозувати успішність професійної діяльності.

Дослідження операторів блокових щитів ТЕС показало, що наприкінці зміни в них спостерігається статистично достовірне підвищення (порівнянно з вихідними величинами) средньогрупових показників серцевого м'яза (на 6,6 %) (p<0,05) і щитовидної залози (на 9,3 %) (p<0,05), а також зниження показника обсягу короткочасної пам'яті на 23,5 % (p<0,01), що свідчить про формування стану втоми. Встановлено, що підгрупи операторів, які характеризуються різною успішністю діяльності, суттєво відрізняються показниками, вимірюваними перед початком роботи: обсягу короткочасної пам'яті (на 26,6 %) (p<0,01), інтенсивності уваги (у 4,6 рази), швидкості сприйняття інформації ( на 30,5%) (p<0,05), функціонального стану серцевого м'яза (на 14,9%) (p<0,05).

Результати дослідження вказують на те, що у випробуваних з успішної підгрупи у процесі роботи формується функціональна система забезпечення діяльності, яка характеризується: посиленням і ускладненням структури кореляційних зв'язків між досліджуваними показниками (рис.2, 3); зростанням середнього коефіцієнта кореляції за всією сукупністю досліджуваних показників з 0,026 до 0,465 при незначному (на 29%) збільшенні середнього коефіцієнта кореляції за фізіологічними показниками.

Для випробуваних неуспішної підгрупи кореляційний граф на початку роботи характеризується лише одним зв'язком (див. рис.2), а наприкінці роботи в них не спостерігалося значущих коефіцієнтів кореляції між досліджуваними показниками. Середній коефіцієнт кореляції за всіма досліджуваними психофізіологічними показниками у цій підгрупі не перевищує рівень 0,010 (як на початку роботи, так і наприкінці) при значному збільшенні за період роботи середнього коефіцієнта кореляції за фізіологічними показниками (з r=0,201 до r=0,518), що свідчить про слабкі можливості формування у випробуваних функціональної системи, яка забезпечує діяльність по керуванню блоковим щитом ТЕС, а також про значну психофізіологічну “ціну” їхньої діяльності.

а б

Рис.2. Кореляційний граф досліджуваних показників в операторів на початку роботи.

Примітка: 1) а - успішна група; б - неуспішна група;

2) - високо значущі позитивні кореляційні зв'язки;

- значущі позитивні кореляційні зв'язки;

- значущий негативний кореляційний зв'язок;

3) - психологічні показники;

- показники функціонального стану підсистем організму, які позначені наступними індексами: ГІ – гіпофіз, ДС – система судинної дегенерації.

Рис.3. Кореляційний граф досліджуваних показників в операторів з успішної підгрупи наприкінці роботи.

Примітка: Наведені психологічні показники, показник ефективності діяльності, позначений індексом - ЕД, а також показники функціональної активності підсистем організму, які позначені наступними індексами: КЛ - клапани серця; НА - надниркові залози; ЩИ - щитовидна залоза; КО - коронарні судини; ЛЕ - легені; СГ - судини головного мозку. Інші позначення ті ж, що на рис.2.

До кінця роботи оператори з успішної і неуспішної підгруп істотно відрізняються показниками активності функціональних підсистем організму (за даними вимірів ЕП БАТШ). Виявлено, що для успішної підгрупи діяльність супроводжується переважним збільшенням показників функціонального стану ендокринної системи (на 5,9%) і незначним збільшенням показників серцево-судинної системи (1,9%), тоді, як у неуспішній підгрупі спостерігається збільшення і показників серцево-судинної системи (на 4,0 %), і показників функціонального стану ендокринної системи (на 5,7 %), що може бути пов’язано з різною активацією структур головного мозку у випробуваних з різних підгруп. При цьому середнє значення ЕП за всіма контрольними БАТШ наприкінці роботи для випробуваних із неуспішної підгрупи становило 80,0 одиниць, а з успішної – 78,6 одиниць, що говорить про більшу напруженість функціональних підсистем організму випробуваних із неуспішної підгрупи, тобто про більш високу “ціну” їхньої діяльності.

О
тримано функції дискримінації для успішної і неуспішної підгруп операторів, що залежать від набору психофізіологічних показників і дозволяють прогнозувати успішність виконання операторської діяльності. Функції дискримінації для успішної і неуспішної підгруп випробуваних мають такий вигляд:

,

де ШСІ - показник швидкості сприйняття інформації, ТрВЧ – тривалість відтворення хвилинного інтервалу часу, ОКП – обсяг короткочасної пам'яті, ЛЕ, СМ, KO – показники функціонального стану легень, серцевого м'яза, коронарних судин, відповідно, за даними вимірів ЕП БАТК.

Встановлено, що облік фізіологічних показників (напруженості функціонального стану серцевого м'яза, легень, коронарних судин і судин головного мозку) дозволяє підвищити точність класифікації випробуваних операторів за показником успішності виконуваної діяльності, що підвищує вірогідність процедури професійного добору.

Отримано рівняння, що характеризує показник надійності діяльності операторів (НД), зумовлений поточними показниками: швидкості сприйняття інформації, тривалості відмірювання хвилинного інтервалу часу, інтенсивності уваги, функціонального стану легень (ЛЕ), коронарних судин (KO), серцевого м'яза (СМ) за даними вимірів ЕП БАТШ:

Розраховано індивідуальні показники надійності та “ціни” діяльності випробуваних операторів наприкінці зміни, що дозволило виявити “підгрупи ризику” за цими показниками.

Встановлено наявність взаємозв'язку структури психологічних і психофізіологічних показників випробуваних операторів із характером виконуваної ними професійної діяльності (Рис.4, 5). На основі вивчення взаємозв'язків психологічних показників визначено психологічні якості, що є провідними ПВПЯ для виконання діяльності операторів блокових щитів ТЕС (ІУ і ШСІ) і машиністів метрополітену (ТоВЧ і ШСІ).


а б

Рис.4. Кореляційні графи досліджуваних показників машиністів метрополітену: а – на початку роботи, б – наприкінці роботи.

Примітка: 1) - високо значущі негативні кореляційні зв'язки;

2) інші позначення ті ж, що на рис.2.

а б

Рис.5. Кореляційні графи досліджуваних показників операторів блокових щитів ТЕС: а - на початку роботи, б – наприкінці роботи. Примітка: позначення ті ж, що на рис.4.

Таким чином, виявлено особливості динаміки фізіологічних і психологічних показників випробуваних операторів різних професійних груп у залежності від характеру виконуваної ними професійної діяльності. З’ясовано розходження у структурі активації фізіологічних підсистем організму і “ціни” діяльності машиністів метрополітену та операторів блокових щитів ТЕС, що дозволяє зробити висновок про наявність більш вираженого стану втоми наприкінці роботи у випробуваних другої групи.
ВИСНОВКИ

1. 
   На основі аналізу літератури встановлено, що вирішення проблеми діагностики та аналізу ФС операторів з позицій системного підходу підвищує можливість прогнозування ефективності й надійності діяльності операторів. Для одержання досить ефективного контролю ФС оператора необхідно використовувати комплексні методики, які дозволяють оцінювати психологічні й психофізіологічні показники випробуваних у процесі професійної діяльності.
   
2. 
   Установлено шляхи реалізації системного підходу до дослідження функціональних станів людини-оператора через застосування комплексу діагностичних методик (що включає методики оцінки психологічних і психофізіологічних показників випробуваних: обсягу короткочасної пам'яті, швидкості сприйняття інформації, інтенсивності уваги, точності й тривалості відтворення інтервалів часу, лабільності нервової системи) та за допомогою спеціальної апаратури, яка дозволяє вимірювати активність підсистем організму людини. Здійснюється також застосування комп’ютерних програм для аналізу ФС операторів на підставі вимірів їх психологічних і психофізіологічних показників, які дозволяють відтворювати діагностичні портрети ФС випробуваних за даними виміру ЕП і температури в БАТШ та оперативно одержувати прогностичні значення успішності професійної діяльності для машиністів метрополітену та операторів блокових щитів ТЕС.
   
3. 
   До загальних закономірностей динаміки ФС успішних і неуспішних операторів за період діяльності належать: зниження обсягу короткочасної пам’яті, підвищення напруженості серцево-судинної та ендокринної систем (за даними вимірів ЕП БАТШ), а специфічні закономірності виявляються в можливості формування в успішних операторів функціональної системи забезпечення діяльності. Крім цього, між підгрупами успішних і неуспішних операторів є відмінності у “ціні” діяльності. Особливості функціональних станів зазначених підгруп операторів можуть визначатися різним рівнем сформованості професійно важливих психологічних якостей, ступенем мотивації діяльності, а також відмінностями в емоційній стійкості та в рівнях адаптації фізіологічних підсистем організму випробуваних до факторів трудового процесу.
   
4. 
   У процесі діяльності формуються певні зв’язки між значущими ПВПЯ та станом фізіологічних підсистем організму у випробуваних операторів різних професійних груп. При цьому розходження у структурі цих зв'язків, у рівнях показників ПВПЯ, а також у структурі активації та “ціні” діяльності випробуваних операторів різних професійних груп визначаються специфікою цільових, інформаційно-когнітивних та операційно-дійових компонентів конкретної професійної діяльності, а також несприятливими факторами виробничого середовища.
   
5. 
   Основними психологічними та психофізіологічними якостями операторів досліджуваних професійних груп, від яких залежить успішність, надійність і “ціна” їхньої діяльності, є: швидкість сприйняття інформації, обсяг короткочасної пам’яті, інтенсивність уваги, тривалість та точність відтворення часу, ступінь напруженості серцево-судинної, дихальної та ендокринної систем. Це дозволяє математично визначити прогностичні функції, які описують успішність, надійність і “ціну” діяльності операторів блокових щитів ТЕС та машиністів метрополітену. Облік сукупності психологічних та психофізіологічних показників дозволяє підвищити точність класифікації випробуваних операторів за показниками успішності діяльності, а це підвищує продуктивність процедури професійного добору.
   
6. 
   Об’єднана сукупність психологічних і психофізіологічних показників дозволяє ефективно визначати різні ФС (втоми, нервово-емоційного напруження, стресу), які формуються у випробуваних під час виконання діяльності.
   
7. 
   Сучасні вимоги професійного моніторингу і професійного добору можуть бути реалізовані через застосування розглянутого комплексу діагностичних методик для оцінки ФС, що дозволить підвищити точність прогнозування ефективності й надійності діяльності операторів автоматизованих систем.
   

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. 
   Філенко І.О. Дослідження динаміки функціональних станів операторів у процесі діяльності // Наукові записки Харківського військового університету. Соціальна філософія, педагогіка, психологія. – Харків: ХВУ, 2002.- Вип. XV. - С.217 - 224.
   
2. 
   Филенко И.А. Особенности связи точности отмеривания временных интервалов и функционального состояния машинистов в процессе профессиональной деятельности // Вісник Харківського національного університету. Серія: Психологія. – Харків: ХНУ, 2002. –№ 576. - С. 208-211.
   
3. 
   Філенко І.О. Психосоматичні аспекти операторської діяльності // Вісник Харківського державного педагогічного університету ім. Г.С. Сковороди. Серія: Психологія. – Харків: ХДПУ, 2003. - Вип. 10. - С. 196 – 202.
   
4. 
   Філенко І.О. Значення психофізіологічних критеріїв у професійному доборі операторів теплових електростанцій // Наукові записки Харківського військового університету. Соціальна філософія, психологія. – Харків: ХВУ, 2003. - Вип. 2(17). - С.205 - 211.
   
5. 
   Філенко І.О. Дослідження психофізіологічних показників ефективності діяльності операторів енергопідприємств // Вісник Харківського державного педагогічного університету ім. Г.С. Сковороди. Серія: Психологія. – Харків: ХДПУ, 2003. - Вип. 11. - С. 244 – 250.
   
6. 
   Кисіль С.Г., Філенко І.О. Взаємозв’язок фізіологічного і психологічного в системному формуванні функціональних станів операторів // Вісник Харківського національного університету ім. В.Н. Каразіна. Серія: Психологія. – Харків: ХНУ, 2003. – № 599. - С. 145- 151.
   
7. 
   Філенко І.О. Особливості формування психічних станів студентів вищого навчального закладу // Проблеми загальної та педагогічної психології. Зб. наук. праць Інституту психології ім. Г.С. Костюка АПН України. / За ред. С.Д. Максименка – К., 2004. – Т. VI. -Випуск 3. – С.339-345.
   
8. 
   Филенко И.А. Аппаратурная реализация и диагностические возможности измерений температурных характеристик биологически активных точек кожи // Вестник проблем современной медицины. - Харьков:ХГМУ,1994. - № 8. - С.129-132.
   
9. 
   Иванов В.Г., Филенко И.А. Диагностика состояния операторов компьютеров по температурным характеристикам БАТК // Науковi записки Української академiї наук нацiонального прогресу. - Киiв: Тернопіль, 1997. - Вип.1. - Ч.1. - С.221.
   
10. 
    Филенко И.А. Интегральные критерии оценки функциональных состояний оператора // Матеріали 3-ої Міжнарод. міждисциплінарної науково-практичної конф. “Сучасні проблеми гуманізації та гармонізації управління”.- Харків: ХНУ 2002. - С.109-110.
    
11. 
    Філенко І.О. Застосування інформаційних технологій для рішення задач професійного добору // Анот. доповідей XI міжнарод. науково-практична конф. “Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров’я”. – Харків: НТУ “ХПІ”, 2003. - С.56.
    
12. 
    Філенко І.О. Психофізіологічні фактори підвищення рівня техногенної безпеки: діагностика, прогнозування, керування // Тези доповідей науково-методичної конф. “Техносфера та її безпека”. – Харків: НТУ ХПІ,2003. -С.28-29.
    
13. 
    Філенко І.О. Психологічне забезпечення формування професійно важливих якостей студентів енергетичних спеціальностей // Тези доповідей І міжвузівської науково-практичної конф. “Формування та розвиток особистості в умовах вищих навчальних закладів МНС України” – Харків: АПБ України. –2003. – С. 103-106.
    

АНОТАЦІЯ
Філенко І.О. Психодіагностика функціональних станів операторів динамічних і енергетичних автоматизованих систем. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата психологічних наук зі спеціальності 19.00.03 - психологія праці, інженерна психологія. - Українська інженерно-педагогічна академія, Харків, 2005.

Дисертація присвячена теоретичному та експериментальному дослідженню проблеми психодіагностики функціональних станів операторів автоматизованих систем. Розроблено комплекс методик, що дозволяє проводити оцінку функціональних станів операторів. Виявлено закономірності розвитку стану втоми в операторів. Показано, що в межах досліджуваних професійних груп комплекс психологічних і психофізіологічних показників дозволяє виділити підгрупи випробуваних, що відрізняються успішністю, надійністю і “ціною” діяльності. З’ясовано відмінності у структурі функціональних станів та “ціні” діяльності досліджуваних операторів різних професійних груп, що визначаються специфікою цільових, інформаційно-когнітивних та операційно-дійових компонентів діяльності. Отримано прогностичні функції для показників успішності, надійності та “ціни” діяльності для машиністів метрополітену та операторів блокових щитів теплоелектростанції.

Ключові слова: функціональні стани, оператор, втома, надійність діяльності, успішність діяльності, психофізіологічна “ціна” діяльності.
АННОТАЦИЯ
Филенко И.А. Психодиагностика функциональных состояний операторов динамических и энергетических автоматизированных систем. – Рукопись.

Диссертации на соискание ученой степени кандидата психологических наук по специальности 19.00.03 - психология труда, инженерная психология. - Украинская инженерно-педагогическая академия, Харьков, 2005.

Диссертация посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию проблемы психодиагностики функциональных состояний операторов автоматизированных систем.

Показано, что проблема диагностики, анализа и прогнозирования функциональных состояний оператора может быть решена на основе системного подхода с привлечением комплексных методик, оценивающих психологические и психофизиологические показатели оператора в процессе деятельности. Разработан комплекс диагностических методик, позволяющий проводить оценку функциональных состояний операторов и включающий определение психологических показателей испытуемых (объема кратковременной памяти, скорости восприятия информации, интенсивности внимания, точности и длительности воспроизведения интервалов времени, лабильности нервной системы), а также показателей активности подсистем организма человека по данным измерения температуры и электропроводности БАТК. Обоснованы возможности применения данного комплекса диагностических методик для системной оценки функциональных состояний операторов. Разработано аппаратурное и программное обеспечение для проведения исследований.

Выявлены закономерности развития состояния утомления для испытуемых операторов в процессе деятельности на основе оценки их психологических и психофизиологических показателей. Показано, что в пределах исследуемых профессиональных групп комплекс показателей позволяет выделить подгруппы испытуемых, различающихся функциональным состоянием, что связано с различными уровнями сформированности профессионально важных психологических качеств, эмоциональной устойчивости и адаптации физиологических подсистем организма испытуемых к факторам трудового процесса. Выявлены испытуемые, попадающие в “подгруппы риска”, для которых характерно снижение психологических показателей в процессе деятельности, а также возрастание “цены” деятельности. Определены взаимосвязи комплекса показателей, характеризующие особенности формирования функциональных состояний оператора и позволяющие получить картину системной организации функциональной системы обеспечения деятельности у подгрупп операторов, различающихся успешностью деятельности. Исследование динамики этой системной организации за период деятельности позволяет выявить усложнение межсистемных и внутрисистемных связей в успешной подгруппе испытуемых и распад соответствующих связей в неуспешной подгруппе. Обнаружены различия в структуре функциональных состояний и “цене” деятельности испытуемых операторов различных профессиональных групп, которые определяются спецификой целевых, информационно-когнитивных и операционно-действенных компонентов конкретной профессиональной деятельности. Выявлены критерии качественного и количественного определения различных функциональных состояний у испытуемых на основе оценки совокупности исследуемых показателей.

Определены основные психологические качества операторов, от которых зависит успешность и надежность их деятельности. Получены прогностические функции, описывающие успешность, надежность и “цену” деятельности машинистов метрополитена и операторов теплоэлектростанции. Обнаружено, что учет показателей напряженности функционального состояния сердечно-сосудистой, эндокринной и дыхательной систем позволяет повысить точность классификации испытуемых операторов по показателю успешности выполняемой деятельности, что повышает достоверность процедуры профессионального отбора. Разработаны практические рекомендации по использованию комплекса диагностических методик оценки функциональных состояний операторов на основании измерения психологических и психофизиологических показателей.

Ключевые слова: функциональные состояния, оператор, утомление, надежность деятельности, успешность деятельности, психофизиологическая “цена” деятельности.
ANNOTATION
Filenko I.O. Psychodiagnostics of functional state of the operators of the dynamic and power automated systems. - Manuscript.

The dissertations on competition of a scientific degree of the candidate of psychological sciences on a speciality 19.00.03 - рsychology of work, engineering psychology. - The Ukrainian engineering-pedagogical academy, Kharkov, 2005.

The dissertation is devoted theoretical and experimental research of a problem psychodiagnostics of functional state of the operators of the automated systems. The complex of techniques allowing to carry out an estimation of functional state of the operators is developed. The laws of development of a state of exhaustion at the operators are revealed. Is shown, that within of researched professional groups the complex of psychology and psychophysiology parameters allows to allocate subgroups of the examinees which differing by a successfulness, reliability and “price” of activity. The distinctions in structure of the functional states and “price” of activity of the operators of various professional groups are found. Are received the functions of forecast, which describing the successfulness, reliability and "price" of activity of the operators of thermal power station and enginedrivers.

Key words: functional condition, the operator, exhaustion, reliability of activity, successfulness of activity, psychophysiological "price" of activity.