Operator Control driver, pilot, production line operator, control room operator Jakub Jura Engineering Psychology

Outline of this lesson Human-machine system operation Model of the operator Information theory Types of operator control task Demand-Resource Theory Flow phenomena Reacting time measuring

Fukushima

Model of the Automatic Control Control system SensorsActors Controled System output action

Model of Operator Control Human Decision SSMS Controled System output action

Operator Model of operator control Sensoric processes Motoric processes Internal proceses Sensation Perception Behaviour, Motoric func. Thinking, decision making, problem solving. Controled system A c torsSensors Function and principles of controled sys. Pilot lamps Handlers

Cognitive model of the operator

EMĚ – power station control room

Fukushima Nuclear power station

Stokehold

Highway Dispatching

Information Theory in Operator Control A mathematical tool for quantification of the information’s flow. What is information? – Reduction of uncertainty IsIs IRIR ITIT I S = Sended information I R = Received information I T = Transmited information Information channel Sender Receiver Sender Receiver

Information Theory in Operator Control – real model –I S = Sended information –I R = Received information –I T = Transmited information –I L = Lost information –I No = Nois information IsIs ILIL I No IRIR I T < I s Sender Receiver

Quantification of information I = - log 2 ( p i ), p i is the probability of occurrence of event i

Simonovov’s theory of emotions –E … Strenght of the emotion –M … Strenght of the motivation – I n … Information necessary – I a … Information accessible E = M(I n -I a ) –I n < I a = -E … negative ( unhedoné emotion) –I n > I a = +E … positive ( hedone emotion)

Demand-Resource Theory Overload –reduce demand –increase resources Underload –increase demand –reduce resources Resources Axy Ayy Axx Flow zone anxiety fear distress boredom Y y X x Demands

Example of over and under-load of Operator

Observability of over and under-load Stress or boredom behaviour. Uneven rhytm of work. Analysis of the pushing of the vigilance button.

Reacting time 1.Basic reaction to basic stimulus. Types of stimulus: –Auditive … mean value μ(RT-aud) = 150 ms –Visual … mean value μ(RT-vis) = 200 ms 2.Target and nonTarget stimulus 3.More reactiones to more stimuluses. Reacting with choice Plus cca 50 ms to a one choice.

Operator Basic task of operator control Sensoric proceses Motorické procesy Internal proceses Perception of a signal Push the button Decision push the button Controled system AktorsSensors Functional principles of controled sys. Lamp Button

Reacting time measuring schema Simple signal  simple reaction Signal Reaction time Button

Reacting time measuring schema Target end nonTarget signal  simple reaction Target Signal Reaction time Button Non Target Signal Non Target Signal

Reacting time measuring schema Target end non Target signal  simple reaction Signal B Reaction time Signal A Signal C Button B Button A Button C

reactiontime/index.phphttp:// reactiontime/index.php

Cognitive disonance (Leon Festinger ) Holding conflicting ideas simultaneously. People have a motivational drive to reduce dissonance. Dissonance is reduced by: –changing attitudes, beliefs … –justifying, blaming, denying – The Fox and the Grapes … fox sees some high-hanging grapes and wishes to eat them. When the fox is unable to think of a way to reach them, he surmises that the grapes are probably not worth eating, as they must not be ripe or that they are sour. A B Inconsistent contentents Incline to A Incline to B C Add the integrate concept

Decision Making typy řešení problému (problem solving) Kostr vědomí proces, při kterém redukujeme rozdíl mezi existující a požadovanou situací. programové neprogramové Modes of inquiry: (kognitivní aktivity) silný analytický experiment (fyzika) – zjišťování neznámých okolností středně silný analytický experiment (biologie, psychologie, sociologie, zemědělství) – používá logiku a statistickou inferenci slabý analytický experiment – kavaziexperimenty, přehledová šetření silné kvaziracionální usuzování – stat. analýza, MSM, analýza usuzování středně slabé kvaziracionální usuzování – intuitivní užívání poznatků slabé kvaziracionální usuzování – laické řešení – nakonec vůbec nevíme jakými postupy jsme došli k řešení, implicitní logika, nemanipulujeme s proměnnými, nejasná datová základna. 1,2,3 – aktivní přistup k manipulaci s proměnnými Postup: –identifikace problému –generování alternativních řešení –výběr řešení –aplikace řešení a jeho hodnocení

Confusion Percept and concept … stroop efect Say the word loudly. Say the word whisper loudly.

Stroop efect Blue

Green

white

Yellow

mangeta

Blue

Green

Industrial acident Chemical –Bhopal –Minamata –Seveso Nuclear –Fukushima –Chernobyl –Three Mile Island –Windscale Explosive D

Stroopův efekt Pokud čtu název barvy, bez ohledu na barvu textu je reakční čas kratší, než když „říkám název barvy“, v které je text napsán bez ohledu na obsah textu. Determinace zkušenosti a učení. Stroopův pokus-interference čtení s barvou Stroopův efekt-Roberta Klatzky 1935-analýza procesů obs.automatizované složky, automatizace-vůlí neovlivnitelná-při dešifrování předmětů a slov-barva slova- tento jev při souběhu pomal a rychlého procesu; Badatelka americka se zabyva procesy vnimani, ktere jsou nepristupne nasi vedome zkusenosti. Analyza procesu obsahujicich automatizovane slozky (dovednosti).Takove automatizaci nelze volni regulaci zamezit, muzeme sledovat pri desifravanipredmetu a slov-Stroopuv efekt.

osobní časová rovnice časové diskrepance při Wundtových (Lipsko) komplikačních pokusech.. ZO má při zazvonění zvonku udat polohu ručičky na ciferníku. ZO obvykle udávají dřívější polohu ručičky, než jaká byla při úderu zvonku, to znamená že dochází k časovému posunutí Rozdíly mezi polohou ručičky a údajem ZO vykazují značnou individuální variabilitu. Zachycuje změny v časovém průběhu činnosti Dále se na pozornosti zkoumá 1. intenzita, 2. kolísání, 3. odklonitelnost. Stern : vliv minulých zkušeností na současné prožívání času.

závislost x nezávislost na poli Witkun 1948, 1962 Jedná se o kognitivní styl: field independece / dependece Účinnost nápovědí z vnitřního a vnějšího prostředí. RFT (Rod-and-Frame-Test): je svítící pruh ve vertikální poloze v rámu. Rám i ZO mění plánovitě svou polohu. Prokázalo se, že lépe se při pilotáži v mlze osvědčují „nezávislí na poli“. Ženy a děti bývají více závislé na poli. Lidé závislí na poli mají větší tendenci orientovat se na společenské prostředí.

podprahové vnímání Podnět nevede ke zjistitelné (uvědomitelné) reakci. Vernon – vědomí je jen okrajové Miller – pokus se Zennerovými kartami (kolečko, křížek, vlnovka,..Vůbec jsi to nezaregistroval, ale byl jsi schopen odpovědět co na kartičce bylo. Například na tachistoskopu (nestihne zaregistrovat), nebo při nutnosti rozdělit pozornost