Operator Control

1. Engineering Psychology Operator Control driver, pilot, production line operator, control room operator Jakub Jura Jakub.jura@fs.cvut.cz http://users.fs.cvut.cz/~jurajaku/ing-psych/

2. 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

3. Fukushima

4. Model of the Automatic Control Control system action Sensors Actors Controled System output

5. Model of Operator Control Human Decision action SS MS Controled System output

6. Model of operator control Operator Sensoric processes Internal proceses Motoric processes Sensation Perception Thinking, decision making, problem solving. Behaviour, Motoric func. Handlers Pilot lamps Controled system Actors Functionand principles of controled sys. Sensors

7. Cognitive model of the operator

8. EMĚ – power station control room

9. FukushimaNuclear power station

10. Stokehold

11. Highway Dispatching

13. Is IR IT Information Theory in Operator Control • A mathematical tool for quantification of the information’s flow. • What is information? • Reduction of uncertainty Information channel Receiver Receiver Sender Sender IS= Sended information IR= Received information IT= Transmited information

14. INo Is IR IT <Is IL Information Theory in Operator Control – real model • IS= Sended information • IR= Received information • IT= Transmited information • IL= Lost information • INo= Nois information Receiver Sender

15. Quantification of information I = -log2 (pi), pi is the probability of occurrence of event i

16. Simonovov’s theory of emotions • E … Strenght of the emotion • M … Strenght of the motivation • In… Information necessary • Ia … Information accessible • E = M(In-Ia) • In < Ia = -E … negative (unhedoné emotion) • In > Ia = +E … positive (hedone emotion)

17. Demand-Resource Theory • Overload • reduce demand • increase resources • Underload • increase demand • reduce resources Flowzone anxiety fear distress Demands Axy Y Ayy Axx X boredom Resources x y

18. Example of over and under-load of Operator

19. Observability of over and under-load • Stress or boredom behaviour. • Uneven rhytm of work. • Analysis of the pushing of the vigilance button. http://www.prototypy.cz/sergeje/techpop.php

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

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

23. Reacting time measuring schemaSimple signal simple reaction Reaction time Signal Button

24. Reacting time measuring schemaTarget end nonTarget signal simple reaction Reaction time Non Target Signal Target Signal Button Non Target Signal

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

26. http://www.humanbenchmark.com/tests/reactiontime/index.php

27. B Incline to B Inconsistent contentents Cognitive disonance (Leon Festinger ) Incline to A A C Add the integrate concept • 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.

28. 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

29. Confusion • Percept and concept … stroop efect • Say the word loudly. • Say the word whisperloudly.

30. Stroop efect Blue

31. Green

32. white

33. Yellow

34. mangeta

35. Blue

36. Green

37. Green

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

39. 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.

40. 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.

41. 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.

42. 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