Развитие компьютерных технологий профессиональной аттестации операторов технических систем

Автоматизированные системы управленияэто сложные человекомашинные комплексы, качество функционирования и эффективность которых во многом зависят от квалификации и степени готовности операторов к решению своих профессиональных задач.

Подготовка оператора представляет собой сложный организационный учебнометодический процесс, неотъемлемой частью которого является аттестация операторов на различных стадиях обучения. Основная форма аттестации — это проведение контролей знаний, умений и навыков операторов и принятие объективных решений по результатам этих контролей.

Система аттестации операторов должна быть органично связана с системой их непрерывной подготовки и использовать современные технологии аттестации операторов, к которым, в первую очередь, относятся компьютерные технологии. В настоящее время в области создания и использования компьютерных технологий аттестации операторов достигнут значительный прогресс, однако, имеется ряд нерешенных задач. К ним относятся:

1. Контроли знаний, умений и навыков операторов проводятся для оценки профессионально важных качеств (ПВК) на основе их тестирования. Поскольку каждый оператор технической системы должен обладать набором ПВК, то объем его тестирования не поддается измерению. Поэтому имеет важное значение задача рационального выбора набора тестовых проверок операторов и средств их реализации для оценки каждого ПВК;

2. Подготовка и повышение квалификации операторов технических систем и, особенно систем управления, связана со значительными материальными и временными затратами. Эти затраты можно существенно сократить путем разработки моделей оценки эффективности процесса подготовки операторов с учетом априорных сведений об уровне подготовки операторов, а также с учетом текущих результатов аттестации. С помощью этих моделей создается возможность выбора и динамичного уточнения рациональной стратегии подготовки или переподготовки операторов;

3. Известные компьютерные технологии аттестации обучаемых не адаптированы к ним, — не учитывают априорную информацию об уровне подготовленности каждого обучаемого, о составе и возможностях группы обучаемых, апостериорные результаты тестирований, не осуществляют адаптивную регулировку количества и сложность тестов. Все это снижает объективность аттестации и не способствует снижению ее трудоемкости.

Поэтому, для совершенствования системы аттестации операторов и повышения эффективности их непрерывной подготовки, назрела необходимость разработки методов и моделей, позволяющих повысить оперативность и объективность аттестации операторов при обеспечении требуемых уровней достоверности принятия решений по результатам аттестации.

Целью работы является повышение эффективности непрерывной подготовки операторов человекомашинных комплексов на основе совершенствования системы их текущей аттестации путем разработки методов и алгоритмов рационального тестирования профессиональной подготовки операторов и оценки эффективности обучения.

Данная цель предполагает решение следующих основных задач: •анализ существующих методов и способов подготовки и аттестации операторов систем управления;

•разработка метода выбора рационального состава тестов и порядка их применения для аттестации операторов в условиях их непрерывной подготовки;

•разработка метода адаптивного принятия решения по результатам аттестации операторов;

•разработка моделей оценки эффективности процесса подготовки операторов с учетом результатов их аттестации;

•апробация разработанной компьютерной технологии аттестации операторов.

Методы исследования базируются на: использовании теории вероятностей и математической статистики, теории случайных процессов, теории принятия решения, теории графов, элементов теории нечетких множеств.

Научная новизна полученных результатов состоит в следующем:

1. Разработан метод рационального выбора тестов для аттестации готовности операторов к функциональной деятельности, отличающийся от известных возможностью синтезировать рациональную с точки зрения материальных и временных затрат программу тестовой проверки профессионального и психофизиологического состояния оператора, которая может корректироваться в ходе исследования при получении новых исходных данных.

2. Разработаны модифицированный метод и алгоритмы адаптивного принятия решения по результатам тестирования операторов, отличающиеся от известных возможностями настройки алгоритма на группу аттестуемых операторов и адаптацией алгоритма к результатам тестирования каждого обучаемого оператора, а также возможностью самообучения алгоритма последовательного анализа Вальда.

3. Предложена методика оценки эффективности процесса подготовки операторов, позволяющая выбирать наиболее рациональную стратегию подготовки по критериям максимальной вероятности достижения цели и минимальных временных затрат на подготовку.

4. Выполнено экспериментальное исследование системы аттестации операторов двух типов — опытных и начинающих, на базе традиционных средств аттестации и новой компьютерной технологии, что позволило реально оценить показатели эффективности предложенной компьютерной технологии и традиционных средств аттестации.

На защиту выносятся:

1.Метод выбора состава тестов и порядка их применения, позволяющий формировать рациональную программу тестовой проверки профессионального и психофизиологического состояния оператора.

2.Модели оценки эффективности системы подготовки операторов по критериям вероятности достижения цели и временных затрат, учитывающие результаты текущих аттестаций операторов.

3.Модифицированный метод и алгоритмы последовательного принятия решения по результатам аттестации операторов, обладающие свойствами самообучения и адаптации к изменяющимся требованиям к подготовке операторов.

Практическая значимость диссертационной работы состоит в следующем:

• Разработана компьютерная технология аттестации готовности операторов к функциональной деятельности, включающая алгоритмы рационального отбора тестов и адаптивного принятия решения по результатам тестирования с учетом особенностей аттестуемых операторов и априорной информации об их общем уровне подготовки.

• Разработанные методы агрегирования результатов тестирования операторов и оценки эффективности процесса подготовки могут быть использованы для интегральных оценок качества функционирования человекомашинных систем.

• Разработанные методы доведены до программной реализации и содержат необходимые практические рекомендации для практического использования.

• Полученные результаты позволяют повысить оперативность и объективность системы аттестации. Апробация работы:

Основные положения диссертационной работы представлялись и обсуждались на межвузовских научнотехнических конференциях в Пушкинском военном училище радиоэлектроники ПВО (1994,1996,1997г), ВИКА им. А. Ф. Можайского (1997гг), в Смоленской BKA ПВО (1996г), в СанктПетербургской академии МВД (1996,1997гг), в ВМУ им. В. М. Фрунзе (1997г) Публикация результатов работы.

По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 5 статей.

I. Анализ состояния методов оценки качества эффективности подготовки операторов для технических систем.

Современные АСУ — это сложные человекомашинные комплексы, качество функционирования и эффективность которых определяется подготовкой операторов. Известно, что значительное количество ошибок функционирования этих систем обусловлено ошибками операторов. Поэтому задача подготовки специалистов, управляющих техникой, является одной из главных при создании и эксплуатации систем управления.

Подготовка оператораэто сложный организационный учебнометодический процесс, неотъемлемой частью которого является контроль за уровнем подготовки оператора на различных стадиях обучения. Основная форма контроля знаний, умений и навыков операторов в ходе их обучения — это аттестация.

Аттестация операторов должна быть органично связана с системой их непрерывной подготовки, что реализуется с помощью системы аттестации операторов, которая включает в себя методы и средства тестирования и контроля знаний и умений, учета психологофизиологических особенностей состояний готовности выполнять поставленную задачу в стрессовых условиях в реальном масштабе времени. Современные методы и средства аттестации профессиональной деятельности операторов базируются на компьютерных технологиях, однако, они недостаточно эффективны по ряду причин, к числу которых относятся:

1. Эти методы не адаптированы к аттестуемым, — известные технологии тестирования, контроля знаний и умений, принятия решений ориентированы на абстрактного оператора (конечно, в пределах рассматриваемой профессиональной области). Эти методы не учитывают априорную информацию о составе и возможностях группы операторов, разную степень подготовилости данного оператора по различным темам и вопросам профессиональной деятельности, которая проявляется уже в процессе его текущей аттестации и др.

2. Поскольку системы подготовки и аттестации базируются на комплексе дорогостоящих технических средств и требуют значительных затрат времени и материальных ресурсов на их разработку, рациональнее использовать априорную оценку эффективности подготовки операторов.

3. В существующих методиках тесты и технические средства аттестации задаются, как правило, в соответствии с определенным набором выявленных в ходе профессиографического анализа деятельности профессионально важных качеств (ПВК). При этом не учитывается определенная избыточность тестов. Такой подход может привести к грубым ошибкам в определении профессиональной пригодности обследуемых операторов и не отвечает требованиям рациональности по временным и стоимостным показателям.

Результаты работы направлены на развитие новых компьютерных технологий профессиональной аттестации операторов технических систем. Основные результаты исследования состоят в следующем: •разработан метод выбора рационального состава и порядка применения средств аттестации оператора, который обеспечивает достоверное определение уровня подготовки при минимальных затратах;

•разработаны модели оценки эффективности процесса подготовки операторов по критериям вероятности достижения цели и временных затрат, позволяющие найти компромиссное решение в организации процесса подготовки для удовлетворения требований по указанным критериям;

•разработан модифицированный метод последовательного принятия решения по результатам аттестации операторов, обладающий свойствами адаптации к аттестуемому и оперативности принятия решения;

•разработан алгоритм последовательного принятия решений с самообучением, позволяющий более чем на 20% сократить временные затраты на тестирование операторов по сравнению с разработанным базовым алгоритмом последовательного анализа;

•осуществлена оценка адекватности предложенных методов, алгоритмов и моделей.

Заключение

.