Снопков В.И. Управление судном

Подождите немного. Документ загружается.

Управление судном

626

ность здоровьем и даже жизнью, — известна печальная статистика ранней

смертности судоводителей. Молодые люди, поступающие учиться в мор-

ские учебные заведения, выбирая профессию судоводителя, очень редко

представляют себе, чем им придется «расплачиваться» в будущем за всю

сложность и трудность профессиональной деятельности, скрытую за орео-

лом романтичности и престижности этой профессии. В связи с тем, что

надежность судоводителя в первую очередь выражается в его способности

к управлению судном — сложным объектом, зачастую в сложных услови-

ях деятельности, необходимо рассмотреть более подробно основные эле-

менты процесса управления.

15.3. Информационное взаимодействие

Поскольку человек в эргатической системе исполняет роль главного

управляющего звена, от работы которого во многом зависит успешность

функционирования всей системы, очень важно правильно представлять

содержание и обусловленность процесса управления. Эти вопросы явля-

ются предметом рассмотрения кибернетики. Небезынтересно заметить,

что слово кибернетика в переводе с древнегреческого означает «искусст-

во кораблевождения».

С позиций

кибернетики управление — это воздействие на систему,

имеющее целью приведение системы в заданное состояние или под-

держание ее в заданном состоянии. При этом чем больше степеней сво-

боды имеет система, тем сложнее ею управлять.

Управление — процесс информационный. Это означает, что в функ-

ционирующей управляемой системе происходят межэлементные и межу-

ровневые информационные

взаимодействия. Управляющее воздействие

(команда) является реакцией на поступившую в управляющее звено ин-

формацию об изменении взаимодействий между элементами системы

либо между системой и средой. Таким образом, в условиях отсутствия

информации управляющие воздействия вырабатываться не будут, т. е.,

другими словами, нет информации — нет и управления.

Управление, как процесс, состоит из отдельных

этапов, совокупность

которых представляет собой алгоритм этого процесса: постановка задачи

→ сбор информации → обработка информации → выработка альтернатив →

→ оценка альтернатив → выбор альтернативы (решение) → команда →

→ контроль исполнения → сравнение результатов.

Что же такое информация, каковы ее свойства, происхождение, роль?

Универсального определения информации, раскрывающего ее суть

, не

Глава 15. Человеческий фактор

627

существует, В теории информации принято считать, что информация —

это некоторая поддающаяся измерению сущность, позволяющая оцени-

вать сообщения независимо от их формы. В инженерной психологии счи-

тают, что информация — это сведения, оцениваемые не по содержанию,

а по уровню организации и по объему. Расплывчатость формулировок

порождает дискуссионность относительно материальности информации.

Однако кибернетики, умея определять количество информации, обходят

эти острые углы довольно просто: они отождествляют понятия «инфор-

мация» и «количество информации», употребляя их в одном и том же

смысле.

В общем случае количество информации (I) равно log

отношения

апостериорной вероятности какого-либо события Р

′ его априорной веро-

ятности Р:

log log

′

=− = (при Р

′ = 1). (15.1)

В сообщении о том, что произошло одно из двух равновероятных собы-

тий, содержится одна единица информации — 1 бит (binary digit), так как

22 2

log log log 2 1

0,5

===. (15.2)

Из формулы (15.1) видно, что сообщение, в котором говорится о том,

что уже известно достоверно, информации не несет (если Р = 1, то I = 0).

Вот почему не интересны банальности и не смешны старые анекдоты.

Для передачи информации от источника к потребителю необходимо

иметь канал передачи информации и несущий сигнал. Информационный

канал характеризуется

параметрами, определяющими условия прохожде-

ния по нему информации: пропускной способностью, наличием и уров-

нем шума. Пропускная способность канала определяет скорость прохож-

дения информации, а наличие и уровень шумов определяются помехоза-

щищенностью канала и зависят от принципов действия преобразователей

информации на входе и выходе канала.

От наличия и уровня шума зависит потеря

информации в канале. Су-

ществует несколько способов предотвращения потери информации в

процессе передачи при наличии шума.

В зависимости оттого, что важнее в данном конкретном случае: ско-

рость передачи или полное сохранение информации, выбирают тот или

иной способ информационного взаимодействия — код. Для передачи

информация должна быть приведена к виду, соответствующему физиче-

Управление судном

628

ской природе сигнала и особенностям канала. Этот процесс называется

кодированием. Код, усложненный структурными закономерностями

(грамматика, фонетика, синтаксис), превращается в язык.

Информация, необходимая для принятия решений при управлении

системой, поступает из следующих источников:

долговременная память — мощный источник информации, на-

копленной человеком в течение жизни. Информация, полученная из лю-

бого другого источника

, может быть использована для принятия решений

только при условии ее соотнесения с информацией из долговременной

памяти — кладовой всех знаний человека;

внешняя среда — информация о состоянии дел в данный момент вре-

мени, т. е. информация из настоящего времени, определяющая решение,

принимаемое в данный момент, передача информации из настоящего в

настоящее;

информация

обратной связи — это информация о результатах пре-

дыдущего решения, т. е. информация из прошлого, определяющая насто-

ящее решение. Передача информации из прошлого в настоящее — основ-

ной путь приобретения опыта. Чем выше уровень управления, тем боль-

шую роль играет этот источник информации;

информация предвидения — это информация об отдаленных пос-

ледствиях решения, принимаемого

в настоящий момент, т. е. информация

из будущего в настоящее. Использовать этот источник информации мо-

жет только тот, кто умеет пользоваться информацией обратной связи.

Информация предвидения — это умение прогнозировать развитие ситуа-

ции. Но без анализа прошлого никакой прогноз не возможен.

15.4. Виды и качества решений

Решения по способу их принятия можно разделить на альтер-

нативные, стереотипные, эвристические и случайные. В этом же порядке

они располагаются по качеству.

Альтернативные решения — самые качественные, взвешенные реше-

ния, имеющие в своей основе логико-математическое обоснование и тре-

бующие значительных интеллектуальных усилий, специальных знаний,

времени для реализации. В динамичной ситуации принятие

альтернатив-

ных решений затруднено. Они применяются при решении сложных (мно-

гокомпонентных) задач в условиях неопределенности и при невысоком

уровне динамизма среды — это относится к экономическим, военным,

политическим и социальным задачам, а также при анализе прошлых ре-

Глава 15. Человеческий фактор

629

шений (например, расследование аварий). В оперативной обстановке аль-

тернативные решения используются человеком неохотно ввиду их трудо-

емкости. Техника принятия альтернативных решений получила название

«исследование операций».

Стереотипные решения. Стереотип поведения — это навык, привыч-

ка, условный рефлекс, образующиеся путем многократного повторения

какого-либо действия в процессе тренировок, обучения, деятельности.

Это зафиксированная реакция

организма на определенную ситуацию,

раздражитель, комплекс раздражителей. Динамический стереотип пове-

дения играет огромную по важности роль в жизни человека. Никакая

практическая деятельность была бы невозможна без обучения — способ-

ности приобретения навыков практической деятельности. Динамический

стереотип является весьма эффективным средством противостояния ди-

намизму среды, так как срабатывает практически мгновенно. Стереотип-

ное

решение принимается без участия сознания, и оперативная память в

этот момент свободна. Установившийся стереотип бывает трудно изме-

нить и привести в соответствие с новой обстановкой, новыми требова-

ниями жизни. Выработка динамического стереотипа является большой

нагрузкой на нервную систему, но замещение его может стать задачей

неразрешимой. Если динамический стереотип хорошо зафиксирован, он

представляет собой весьма консервативную систему, и его отмена и вы-

работка нового — трудная для нервной системы задача, которая может

привести к временному нарушению высшей нервной деятельности. Пе-

реучиваться всегда труднее, чем учиться впервые. Избавляться от заста-

релых привычек очень трудно, а подчас и невозможно. Трудовые и про-

фессиональные навыки, манера

речи, стиль поведения, способы приме-

нения знаний — все это динамические стереотипы. Однако стереотипные

решения имеют весьма существенные ограничения — они срабатывают

только в случае типичности и очевидности ситуации. В ситуациях нетри-

виальных стереотипы не только не срабатывают, но и могут привести к

весьма нежелательным результатам. Так, например, когда параметры си-

туации неожиданно

резко меняются, стереотип часто срабатывает быст-

рее, чем включается механизм корректировки поведения (диагностика

воздействия новых факторов, выбор решения). Ослабить неблагоприят-

ное действие стереотипных решений в нетривиальных ситуациях можно

путем увеличения наборов стереотипов, однако снять полностью это ог-

раничение все-таки не удается.

Все нормативные документы, инструкции, программы являются сте-

реотипами.

От того, насколько они совершенны, зависит эффективность

Управление судном

630

их использования. Смысл существования нормативных документов за-

ключается в том, чтобы экономились время и интеллектуальные усилия

при решении типовых задач. Нормативный документ — это алгоритм

действия. Поскольку никакой набор стереотипных решений не может

предусмотреть всех возможных обстоятельств реальной ситуации, при

расследовании аварий необходимо учитывать нестандартность возник-

ших обстоятельств.

Эвристические решения. Эвристики —

это правила, инструкции или

интуитивные соображения, менее определенные, чем алгоритмы. В про-

тивоположность алгоритмам они ненадежны, так как не дают никаких

гарантий на решение. Однако они имеют то достоинство, что радикально

уменьшают трудность задачи и необходимые для ее решения интеллекту-

альные усилия.

Эвристики незаменимы при решении проблемных, необычных, твор-

ческих задач

, поскольку алгоритмы для таких задач неизвестны. Эври-

стическая стратегия — это любимый способ принятия решений челове-

ком, так как является результатом его опыта, а опыт всегда господствует

над идеями.

Случайные решения — принимаются в состоянии полной неопре-

деленности, когда действовать нужно, а информация о состоянии дел

полностью отсутствует. Вероятность того, что случайное

решение будет

оптимальным, невысока и никогда не превышает 0,5. Она равна:

0,5P

=≤

, (15.3)

где n — количество альтернатив.

Следовательно, по определению, случайные решения — плохие ре-

шения.

Качество решения определяется частотой достижения цели при мно-

гократном повторении данной стратегии. Решения, позволяющие реали-

зовать целевую функцию в более чем половине случаев при многократ-

ном повторении, являются хорошими решениями. Так, если альтернатива

даст 90 случаев успеха, А

— 60 случаев, А

— 30 случаев из 100, то А

и А

— хорошие решения (причем А

лучше А

) , а А

— плохое решение.

Отсюда видно, что и хорошее решение может привести к плохому ре-

зультату, так же как и плохое решение может дать хороший результат

при единичной реализации. Поэтому поговорки: «Неважно действие, ва-

жен результат»; «Победителей не судят» — с позиций теории решений

неверны, так как имеет значение и то обстоятельство, какой ценой

Глава 15. Человеческий фактор

631

достигнут этот результат или одержана победа. Польский психолог Ю.

Козелецкий пишет: «Оценку качества прошлых решений не следует де-

лать в свете информации о результате, так как в противном случае это

приводит к тому, что правильные решения оцениваются апостериорно

как ошибочные, а рационально мыслящие лица, принимающие решения,

делаются «козлами отпущения».

Оценку прошлого решения нужно производить в свете информации,

которой располагал принимающий решение на тот момент времени, а

также учитывать, сколько времени ему было отпущено на принятие ре-

шения. Понятие правильности или ошибочности должно опираться на

эти два положения. К сожалению, на практике мы далеко не всегда руко-

водствуемся этими правилами. Находясь в

плену иллюзии, мы завышаем

вероятность апостериорных оценок. Явление, состоящее в том, что люди

считают, будто в прошлом им наиболее правдоподобным казалось то, что

позднее в действительности произошло, называется эффектом обратного

мышления.

Наиболее типичными проявлениями эффекта обратного мышления

являются два вида реакции на состоявшееся событие:

1) человек изменяет собственную прежнюю оценку вероятности

со-

бытия — это реакция: «Я знал, что это произойдет»;

2) человек приписывает другим людям способность к прогнозу ве-

роятности события в соответствии с его собственным знанием о резуль-

тате — это реакция: «Он знал (или должен был предвидеть), что это про-

изойдет».

Так, например, при проведении экспертизы аварии экспертам в свете

всей

имеющейся информации об уже случившемся событии может

представляться, что в прошлом для принимающего решение человека

было несомненным то, что позднее произошло. Следовательно, приня-

тое решение было плохим, ошибочным, более того, поскольку отрица-

тельный исход такого решения был заранее ясен, судоводитель виновен

в совершении аварии. Такой вывод, если он сделан без

достаточно пол-

ного учета всех обстоятельств принятия решения судоводителем, может

оказаться неверным. Таким образом, явление обратного мышления мо-

жет привести к искажению экспертами реалистической оценки качества

принятого решения. Влияние, которое оказывает знание об уже слу-

чившемся событии на оценку прошлых прогнозов и, следовательно, на

оценку качества решения, важно учитывать при анализе

аварий.

Управление судном

632

15.5. Информационные характеристики человека

Человек как система, решающая профессиональные задачи, обладает

многими психологическими характеристиками. Наиболее важными в

процессе принятия решения являются те из них, которые имеют отноше-

ние к информационным процессам. Информационные свойства можно

разделить на два класса: постоянные (инвариантные) — присущие всем

лицам, принимающим решение; и индивидуальные (личностные), опре-

деляющие различия между людьми.

К инвариантным

информационным характеристикам человека отно-

сятся прежде всего целенаправленность действий, наличие и структура

памяти, последовательность мышления.

Цель — это субъективное представление о положении вещей, ко-

торого намерен добиться человек, осуществляющий управление систе-

мой или процессом. Отсутствие цели или недостаточно ясное ее осозна-

ние приводит к случайным исходам при управлении, которые по этой

причине в ряде случаев могут быть непредсказуемыми. Разумные дейст-

вия не могут быть бесцельными, но целенаправленные действия могут

быть и неразумными. Цель субъекта может отличаться от объективной

цели деятельности как в силу неполного или искаженного отражения ис-

тинной цели, т. е. недостаточного ее осознания, так и в силу сознательной

замены одной

цели другой.

Память — свойство живого запечатлевать, хранить и воспроизводить

ранее запечатленную информацию. Генетическая память — это память

биологического вида, она является доминантой в определении видовых

признаков. Индивидуальная память — необходимое условие существова-

ния интеллекта. Никакая умственная деятельность невозможна без нали-

чия памяти. Память структурно делится на несколько видов.

Долговременная память — основное хранилище

информации, полу-

чаемой человеком на протяжении всей его жизни и хранимой неопреде-

ленно долгое время. Информация, которая содержится в долговременной

памяти, определяет опыт, профессиональную ориентированность и нрав-

ственные установки личности. Емкость долговременной памяти столь

огромна, что наука пока не может понять, для чего это нужно. Потенциал

долговременной памяти на сегодняшний день

не определен. К информа-

ции, хранящейся в долговременной памяти, нет непосредственного дос-

тупа. Это означает, что мы не знаем, сколько мы помним. Извлечение

информации из долговременной памяти происходит через систему крат-

ковременной памяти.

Глава 15. Человеческий фактор

633

Кратковременная память — вид памяти, обусловливающий любую

деятельность, поэтому эта память называется еще оперативной. Она яв-

ляется главной системой, где происходят процессы переработки инфор-

мации, а следовательно, и процессы принятия решений. Информация из

окружающей среды или из долговременной памяти поступает в опера-

тивную память, где обрабатывается и либо используется для выработки

решения, либо переходит в долговременную память для хранения, осво-

бождая ячейки кратковременной памяти для вновь поступающей инфор-

мации. Емкость оперативной памяти очень невелика, и принято считать,

что она равна так называемому «магическому» числу Миллера: 7±2. Ре-

зультаты экспериментальных исследований показывают, что люди могут

удерживать в памяти одновременно в среднем около семи

однородных

объектов с разбросом среднего показателя от пяти до девяти. Американ-

ский психолог Дж. Миллер назвал это число магическим, обратив внима-

ние на частоту появления числа семь в самых разных сферах жизни и

деятельности человека. Действительно, семерками полны наши послови-

цы и поговорки: «Семь раз отмерь, один отрежь», «Семь бед —

один от-

вет», «Семеро одного не ждут». «Семь пятниц на неделе», «Семь пядей

во лбу» к многие другие. Напутствие морякам: «Семь футов под ки-

лем» — с давних пор означает пожелание успешного, безопасного плава-

ния. В Библии говорится о семи днях творения. Эллинский мир знал семь

чудес света. Семерку почитали все племена

, и чем дальше в глубь веков,

тем больше. И до настоящего времени в разных странах семерку считают

волшебным и счастливым числом.

Выдающийся ученый современности, психолог Б. Ф. Ломов объясняет

это так: «Психологи и историки культуры думают, что в процессе эволю-

ции, наряду со многими психофизиологическими константами, вроде

скорости распространения нервного

импульса, у человека выработалась и

такая постоянная величина, как объем кратковременной памяти. Тысяче-

летие за тысячелетием эта константа оказывала свое влияние на выработ-

ку житейского уклада, культурных традиций, эстетических воззрений.

Человеку было удобнее всего думать об однородных вещах, если число

их не превышало семи».

Таким образом, человек способен оперировать лишь несколькими

объектами одновременно. С увеличением сложности объектов их коли-

чество уменьшается. Этим объясняется тот факт, что в разных источни-

ках указывается различная емкость оперативной памяти. Принято счи-

тать, что более трех сложных гипотез одновременно человек удержать в

памяти не в состоянии. Гипотеза — это суждение о предвидимых собы-

Управление судном

634

тиях, представление человека, решающего задачу, о последствиях вы-

бора альтернатив. В реальных задачах альтернативы имеют, как прави-

ло, сложную структуру, поскольку состоят из множества составляю-

щих. Гипотезы о последствиях выбора сложных альтернатив будут еще

более сложными по своей структуре. Однако во многих реальных зада-

чах число гипотез очень велико и превышает возможности оперативной

памяти по обработке информации. Для решения таких задач нужно оп-

ределенное время, поскольку скорость мыслительных процессов огра-

ничивается малой емкостью оперативной памяти. Дефицит времени,

отпущенного на решение задачи, может в таком случае не позволить

человеку принять правильное решение.

Во время швартовки, например, необходимо в каждый данный момент

удерживать

в памяти значительное число данных: режим работы маши-

ны, положение пера руля, положение и действия буксиров, динамику

сближения с причалом, с впереди стоящим судном, процесс прохождения

кормой стоящего сзади судна, положение швартовных концов (набиты,

травятся, имеют слабину, закреплены и т. д.). Естественно, что человек

не только перерабатывать информацию такого объема,

но и просто удер-

жать все эти данные в памяти одновременно не в состоянии, что может

привести к весьма неблагоприятным последствиям. В этом основная про-

блема швартовки и в этом суть ее динамизма. Оперативная память оказы-

вается перегруженной, и какая-то часть информации вытесняется из нее,

следовательно, решение может оказаться запоздалым

либо вообще не

принятым.

Примеры из другой области показывают конкретные формы реализа-

ции информационного взаимодействия с учетом малой емкости опера-

тивной памяти: ГИБДД никогда не вывешивает на дорогах больше трех

знаков в одном месте, так как в противном случае информация просто не

будет восприниматься полностью, а только выборочно и случайным

об-

разом.

Емкость оперативной памяти определяет информационную пропу-

скную способность человека, максимальное значение которой равно

30 бит/с, а реальное — 1–3 бит/с.

Информация в оперативной памяти может храниться очень малое

время — несколько секунд (эффект гаснущей лампочки). Это свойство

позволяет оперативно использовать все новую и новую информацию,

которая в противном случае оказалась

бы просто не принятой из-за заня-

тости всего объема оперативной памяти. Наука еще не может понять

смысла диспропорции емкости долговременной и кратковременной па-

Глава 15. Человеческий фактор

635

мяти. Очевидно, что если бы у человека емкость оперативной памяти бы-

ла больше, мыслительные процессы могли бы протекать с большей скоро-

стью, что является решающим условием управления динамичными объек-

тами или процессами. На сегодняшний день уровень динамизма среды

уже превышает природные возможности человека по обработке инфор-

мации.

Последовательность мышления — последовательная (в отличие от

параллельной) организация процессов обработки информации, что озна-

чает способность человека в каждый данный момент времени обрабаты-

вать информацию только по одной гипотезе или по одному информаци-

онному каналу. Способность быстро переключаться с одного канала ин-

формации на другой или с одной гипотезы на другую порождает иллю-

зию одновременности

Справедливости ради надо сказать, что современная наука располага-

ет данными о возможности параллельной, одновременной обработки ин-

формации человеческим мозгом. Исследования в области функциональ-

ной асимметрии мозга показывают, что для правого полушария мозга

характерным является параллельный способ обработки информации, ко-

торый отличается от левополушарного (последовательного) способа

большей скоростью, но меньшей точностью.

Мышление оперирует при

этом крупными блоками информации и нечеткими множествами типа

«далеко — близко», «много — мало». Однако в связи с неосознанностью

процессов, протекающих в правом полушарии, описать их достаточно

трудно, поэтому теоретические представления о работе правого полуша-

рия остаются пока в рамках научных гипотез.

Особенности протекания мыслительных процессов (малая скорость,

последовательность)

объясняются малым объемом оперативной памяти.

С этим же связана и большая роль эмоциональной устойчивости в про-

цессе управления, так как переживаемые эмоции представляют собой

информацию, которая, поступая в оперативную память, занимает ее если

не полностью (при очень сильных эмоциях), то частично, что может при-

вести к значительному ухудшению способности человека по

обработке

информации, необходимой для управления. В целях повышения надеж-

ности оператора при решении им профессиональных задач нельзя ухуд-

шать его информационные характеристики, для чего:

– следует контролировать физическое состояние подчиненного, за-

ступающего на вахту, так как плохое самочувствие, болевые ощу-

щения — информация из внутренней среды, свидетельствующая о

неблагополучии отдельных органов, при

сильных ощущениях мо-