Свойства сигналов.

Каждый из органов чувств воспринимает информацию о собы­тиях, протекающих в окружающей среде, и о свойствах внешних предметов. Особенно чувствительным органом человека является орган зрения. Поступающие к человеку сигналы могут быть и разнородными. Наиболее важными свойствами сигналов которыми человек руководствуется при работе, являются: качество, сила, ве­личина, форма, положение, перемещение, время возникновения и длительность.

Качественные показатели сигналов. Важным свойством воспринимаемых нами сигналов является их цвет. Количество цветовых оттенков, которые человек способен различать, превышает несколько тысяч и возрастает по мере накопления опыта. Так, например, опытный авто-слесарь способен отличить незначительную разницу в цвете металла любой детали, работающей в условиях трения или перегретой в этих условиях, которая неуловима для не­специалиста.

Наиболее сильны различия между так называемыми основными цветами. Таких цветов четыре: красный, зеленый, си­ний и желтый. Эти цвета легче всего различимы, и поэтому они чаще всего используются для сигнализации. Легко также разли­чить черный и белый цвета. Выразительность цветов весьма сильно зависит от условий освещения. В полутьме или при слабом освещении зрительная разница между отдельными оттенками цветов стирается.

Сила сигнала. Все раздражители, действующие на органы чувств человека, должны достигнуть некоторой величины, чтобы быть воспринятыми. Минимальная величина раздражителя, при которой возможно его восприятие, называется порогом чувствительности. Разница между отдельными оттенками также должна достигнуть определенной величины, чтобы человек мог ее вос­принять. Наименьшее различие, которое человек способен воспринять, называется дифференциальным порогом (или порогом различения). Чувствительность органов чувств весьма велика и, как правило, даже превышает чувствительность приборов. Дифференциальные пороги органов чувств подчиняются закону Вебера-Фехнера, согласно которому, чем сильнее раздражители, тем больше должно быть различие между этим и другими раздражителями для того, чтобы человек смог воспринять разницу между ними; чтобы различать слабые раздражители, достаточна уже небольшая разница между ними; при сильных же раздражителях эта разница должна быть достаточно большой. Однако в системах сигнализации не следует пользоваться слабыми раздражителями, поскольку уже само их обнаружение является довольно трудным и приводит к повышенному утомлению органов зрения, а длительная работа при наличии слабых сигналов в условиях низкого уровня освещения может даже привести к необратимому нарушению функций органов зрения. Чрезвычайно большая сила сигналов также является нежелательной. Очень сильные раздражители могут вызвать такие нежелательные последствия, как ослепление, оглушение и т. п. Для каждого вида работы существует определен­ный оптимум силы соответствующих сигналов.

Размеры сигналов. Обнаружение и различение оптических сигналов зависят от размеров сигналов. При этом имеются в виду так называемые угловые размеры сигналов, поскольку один и тот же предмет на малом расстоянии кажется большим, чем с большого расстояния. Наименьший угол, при котором человек еще может обнаружить наблюдаемый предмет, составляет около 10". Практически это соответствует темной линии толщиной 0,5 мм, находящейся на белом фоне на расстоянии 10 м от наблюдателя, С меньшего расстояния, естественно, человек способен различать линии меньшей толщины. Способность различать малые предметы называется остротой зрения. Острота зрения особенно важна при считывании показаний со шкал приборов, на которых деления и расстояние между ними зачастую достаточно малы по величине, а расстояние от глаз наблюдателя не всегда может быть сделано достаточно малым. При некоторых профессиональных операциях, (например, монтаж мелких деталей) человек имеет дело с мелкими предметами, малыми отверстиями и т. п. При выполнении таких работ особенно важное значение имеет острота зрения.

Форма сигналов. Особенно важным свойством сигналов является их форма независимо от того, воспринимается ли она с помощью зрения или осязания. С помощью зрения лучше всего различаются предметы правильных форм: точки, черточки, круги, треугольники, квадраты; гораздо труднее опознаются предметы и изображения неправильной формы. Опознание предмета неправильной формы значительно облегчается, если его контуры напоминают какой-либо реальный предмет (например, упрощенный контур че­ловеческого тела, лошадь с телегой и т. п., - так, например, как это изображается на дорожных знаках). Особенно важным является различение форм букв и цифр. Форма букв уже давно стала предметом специальных исследований. Обычно в результате тре­нировок достигается значительное упрощение процесса опознавания формы. Так, человеку, умеющему бегло читать, не надо распознавать форму отдельных букв текста при чтении; ему достаточно распознать общую форму целой фразы, причем весьма важную роль при этом играют некоторые наиболее выразительные по форме буквы, например буквы, выступающие за линию строки, такие, как «i», «j» и другие. Формы предметов опознаются не только с помощью зрения, но и осязанием. Это обстоятельство становится особенно важным в условиях плохой видимости. При выполнении автоматизированных операций доля участия зрения в рабочем процессе уменьшается, и рабочий в этом случае часто ориентируется только путем прикосновения к органам управления.

Положение сигнала. Еще одним фактором восприятия является положение предметов. После того как достигнут автоматизм в работе при выполнении отдельных операций, человек опознает предметы по положению, в котором они находятся. Именно поэтому такое большое значение придается постоянному месту расположения используемых рабочим инструментов. Если определенный сигнал появляется всегда в одном и том же месте, его положение становится основным признаком для опознания сигнала; человек в этом случае реагирует на сигнал, не обращая внимания на другие его характеристики (цвет, размеры, форму и т. д.). Если на том же самом месте находится другой предмет, при восприятии легко может быть допущена ошибка. Такого рода ошибки появляются, например, у водителей автомашин, привыкших к управлению определенным типом машины, в тех случаях, когда им приходится садиться за руль другой машины, где приборы размещены иначе. Расположение сигналов — понятие относительное, зависящее от особенностей наблюдателя. Если человек в период работы изменяет свое положение, то при этом одновременно изменяется и положение окружающих его предметов: то, что перед этим было с левой стороны, теперь оказывается справа, и т. п. Определение местоположения предмета осуществляется с помощью различных органов чувств, однако главную роль при этом играют зрение, слух и кинестетические ощущения.

Движение сигнала. Для обнаружения и опознания сигнала весьма важное значение имеет способ его предъявления. Следует различать статические сигналы (неподвижные предметы, постоянно находящиеся в одном и том же месте) и подвижные сигналы. Подвижные сигналы подразделяются на дискретные (появляющиеся и исчезающие в определенное время, например загорающиеся сигнальные лампы) и непрерывные (изменяющие свои характеристики во времени, например меняющаяся по форме кривая на ленте самопишущего прибора, меняющийся по высоте уровень жидкости в стеклянной трубке прибора, увеличивающаяся громкость звукового сигнала и т. п.). Среди непрерывных сигналов наибольшее значение имеют подвижные сигналы, непрерывно изменяющие свое положение.

Подвижные сигналы легче обнаруживаются, чем статические. Перемещающийся предмет скорее «бросается в глаза», обращая на себя внимание наблюдателя. В общем случае реакция на подвижный сигнал оказывается более быстрой, чем на статический сигнал. Кроме того, на движение предмета реагирует главным образом периферическая область сетчатки глаза (боковое зрение). Подвижные сигналы легко поддаются обнаружению, однако они труднее поддаются расшифровке. Определение смысла подвижного сигнала тем более трудно, чем с большей скоростью он перемещается.

Длительность сигнала. Наконец, восприятие сигнала зависит от длительности его подачи. Для того чтобы какой-нибудь раздражитель был обнаружен, он должен длиться некоторое минимальное время, называемое «пороговым». Кратковременные раздражители (например, короткая вспышка света) могут остаться незамеченными, даже если они обладают достаточной силой. Кроме того, необходим минимальный интервал времени между отдельными сигналами, чтобы их можно было различить и они не слились в один общий сигнал. Это время в условиях оптимальной видимости составляет менее 0,1 сек, а в условиях плохой видимости несколько увеличивается.

На скорость обнаружения сигналов весьма существенное влияние оказывает адаптация зрения к свету или темноте. Явление адаптации проявляется при изменении условий освещения, при переходе из светлого помещения в темное или из темноты на свет. Это явление связано с тем, что глаз имеет два различных воспринимающих механизма: один из них (в центральной области сетчатки глаза) приспособлен к высокой освещенности, другой (на периферии сетчатки)—к низкой освещенности. Если условия освещения меняются, например если человек переходит со света в темноту или наоборот, чувствительность зрения ослабляется и лишь через некоторое время возвращается к норме. При этом время адаптации к темноте значительно больше, чем время адаптации к свету (процесс адаптации может длиться до получаса и более в зависимости от изменения уровня освещенности). По этой причине чрезвычайно важно постоянство освещенности на рабочем месте, а также равномерность освещения, поскольку явление адаптации может возникать даже в том случае, если человек переводит взгляд с более освещенного на менее освещенное место или наоборот (например, когда водитель автомашины должен во время ночной езды переносить взгляд с дороги в помещение кабины и наоборот).