Psychophysiological correlates of operators’ predisposition to the development of critical fatigue level

Full Text

Несмотря на широкое распространение автоматизации и роботизации производственных процессов, утомление работающего, развивающееся в процессе операторской деятельности, продолжает оставаться основным фактором снижения ее эффективности, представляя угрозу безопасному и безаварийному ее выполнению [1, 2]. В настоящее время деятельность в системе «человек – машина» рассматривается в ГОСТ Р 43.4.18-2020 с новых позиций, расширенно, как взаимодействие в системе «человек – информация», то есть как психофизиологическая информационная деятельность [3]. В связи с этим поиск информативных психофизиологических критериев для установления критического уровня утомления (КУУ) у операторов является актуальным и представляет большой теоретический и практический интерес.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Установить индивидуальные аттенционно-мнестические психофизиологические составляющие деятельности и работоспособности у лиц операторского профиля, позволяющие дифференцировать группу с отсутствием и группу с высокой вероятностью развития критического уровня утомления.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Было обследовано 90 здоровых мужчин в возрасте 18–23 лет, у которых был предварительно выработан устойчивый навык сенсомоторной операторской деятельности. Исследование операций сенсомоторного слежения предварительно проводилось с помощью компьютерной программы Smile [4]. Для оценки уровней работоспособности исследовались аттенционно-мнестические компоненты деятельности с использованием тестов оригинальной лицензированной компьютерной программы Effecton Studio, пакет «Ягуар» с определением: 1) времени простой зрительно-моторной реак- ции (ПЗМР); 2) времени сложной зрительно-моторной реакции (СЗМР); 3) стабильности умственной деятельности; 4) работоспособности при дефиците времени; 5) помехоустойчивости умственной деятельности. При статистическом анализе полученных результатов использовался U-критерий Манна – Уитни.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Первый этап исследований был посвящен созданию банка утверждений, отражающих основные причины ошибочных действий операторского состава МЧС. Затем была проведена экспертная оценка с участием 14 независимых экспертов руководителей служб. Расчет степени согласованности экспертов по коэффициенту конкордации (W) позволил выделить наиболее информационно значимые причины ошибочных действий (табл. 1).

Используя выделенные категории ошибочных действий, рассчитали индивидуальный показатель профессиональной надежности, который продемонстрировал высокую корреляцию с уровнем утомления, оцененным по методике «Степень хронического утомления» (r = - 0,62; p < 0,05). Ранее нами уже использовалась модель сенсомоторного слежения (программа Smile) для оценки эффективности операторской деятельности в выделенных группах операторов. Результативность выполнения теста определялась средней величиной рассогласования для каждого режима сенсомоторного слежения, которая сравнивалась со средним значением ошибки, допустимым при эффективной деятельности, составляющим в среднем (4,2 ± 0,15) мм для 1-го режима, (5,9 ± 0,24) мм для 2-го режима и (9,1 ± 0,29) мм для 3-го режима соответственно.

Результаты оценки успешности моделируемой операторской деятельности обследуемых представлены в табл. 2.

 

Таблица 1. Методика субъективной оценки уровня риска ошибочных действий операторского состава

Информационно значимые причины ошибочных действий	Степень риска
	низкая	средняя	высокая
- отказ от продолжения выполнения управляющих действий при развитии критического уровня утомления (W = 0,85)	0	1	2
- критическое снижение эффективности управляющих действий или прекращение деятельности вследствие эмоционального стресса и паники (W = 0,78)	0	1	2
- нарушение алгоритма управляющих действий на фоне утомления со снижением аттенционно-мнестических и сенсомоторных характеристик (W = 0,75)	0	1	2
- несоблюдение алгоритма управляющих действий, нарушение их последовательности (W = 0,67)	0	1	2
- снижение эффективности управляющих действий в условиях дефицита или избытка информации, воздействия информационных помех (W = 0,67)	0	1	2

 

Таблица 2. Показатели успешности операторской деятельности у операторов с наличием и отсутствием утомления: оценка качества слежения (M ± m)

Группа обследуемых	Кол-во наблюдений	1-й режим слежения	2-й режим слежения	3-й режим слежения
Отсутствие утомления	50	3,00 ± 0,08	4,35 ± 0,11	6,90 ± 0,21
Наличие утомления	50	3,20 ± 0,09	4,50 ± 0,19	7,80 ± 0,26*

*Различия между группами в пределах одного режима слежения статистически достоверны (p < 0,05).

 

Таким образом, операторы с наличием утомления демонстрировали более низкую статистически значимую эффективность деятельности при выполнении более сложного задания, соответствующего третьему режиму сенсомоторного слежения. При этом ошибка-рассогласование увеличивалась по мере повышения сложности теста, но не превышала допустимую величину во всех предъявляемых режимах у операторов обеих групп. По результатам объективной оценки операторской работоспособности и степени ее снижения были сформированы 2 группы по 45 человек: 1-я группа – лица с отсутствием КУУ, 2-я группа – лица с наличием КУУ. Сравнительный статистический анализ психофизиологических параметров представлен в табл. 3.

 

Таблица 3. Показатели аттенционно-мнестических психофизиологических составляющих деятельности и работоспособности у лиц операторского профиля с наличием и отсутствием утомления (M ± m)

Показатели		Отсутствие критического уровня утомления, N = 50	Наличие критического уровня утомления, N = 50
Время простой зрительно-моторной реакции (тир)	Среднее время ПЗМР, мс	251,0 ± 12,4	310,0 ± 8,9
Время сложной зрительно-моторной реакции	Среднее время СЗМР, мс	323 ± 10	379,0 ± 10,2
	Доля ошибочных ответов, %	9,45 ± 2,25	37,00 ± 5,33
Стабильность умственной деятельности	Время ответа на 1 страницу, с	70,30 ± 2,37	77,00 ± 3,21
	Дисперсия времени ответа на 1 страницу, с	9,80 ± 4,48	15,60 ± 5,09
	Ошибки на 1 страницу	0,40 ±0,68	1,30 ± 0,43
	Дисперсия количества ошибок на 1 страницу	0,3 ± 0,1	1,1 ± 0,2
Работоспособность при дефиците времени	Среднее время экспозиции, мс	816,0 ± 178,4	1114,0 ± 206,1
	Доля правильных ответов, %	81,4 ± 2,4	46,3 ± 4,3
Помехоусточивость умственной деятельности	Среднее время ответов без помех, мс	1965,0 ± 190,9	2804,0 ± 212,1
	Среднее время ответов с помехами,мс	1804,0 ± 176,1	2976,0 ± 234,4
	Коэффициент помехо- устойчивости, %	94,4 ± 6,2	86,3 ± 7,3
	Общее количество ошибок, %	3,5 ± 0,9	4,6 ± 0,7

 

При сравнении показателей ПЗМР и СЗМР в двух группах было установлено достоверное увеличение среднего времени ПЗМР с (251 ± 12,4) миллисекунд (мс) в 1-й группе до (310 ± 8,9) мс во 2-й (p ˂ 0,05), среднего времени CЗМР с (323 ± 10) мс в 1-й группе до (379 ± 10,2) мс во 2-й (p ˂ 0,05), а также доли ошибочных ответов с (9,45 ± 2,25) % в 1-й группе до (37 ± 5,33) % во 2-й (p ˂ 0,05). Анализ стабильности умственной деятельности обнаружил достоверное увеличение среднего времени ответа на один тестовый блок с (70,3 ± 2,37) с в 1-й группе до (77 ± 3,21) с во 2-й (p ˂ 0,05), увеличение дисперсии времени ответа на один тестовый блок с (9,8 ± 4,48) с в 1-й группе до (15,6 ± 5,09) с во 2-й (p ˂ 0,05), увеличение количества ошибок на один тестовый блок с (0,4 ± 0,68) в 1-й группе до (1,3 ± 0,43) во 2-й (p ˂ 0,05) и увеличение дисперсии количества ошибок на один тестовый блок с (0,3 ± 0,1) в 1-й группе до (1,1 ± 0,2) во 2-й (p ˂ 0,05). Оценка работоспособности при дефиците времени выявила тенденцию к увеличению среднего времени экспозиции с (816 ± 178,4) мс в 1-й группе до (1114 ± 206,1) мс во 2-й (p ˂ 0,05) и одновременное уменьшение доли правильных ответов с (81,4 ± 2,4) % в 1-й группе до (46,3 ± 4,3) % во 2-й (p ˂ 0,05). Тест на помехоустойчивость умственной работоспособности показал увеличение среднего времени ответов без помех с (1965 ± 190,9) мс в 1-й группе до (2804 ± 212,1) мс во 2-й (p ˂ 0,05), среднего времени ответов с помехами с (1804 ± 176,1) мс в 1-й группе до (2976 ± 234,4) мс во 2-й (p ˂ 0,05), уменьшение коэффициента помехоустойчивости с (94,4 ± 6,2) % в 1-й группе до (86,3 ± 7,3) % во 2-й (p ˂ 0,05) и увеличение общего количества ошибок с (3,5 ± 0,9) в 1-й группе до (4,6 ± 0,7) во 2-й (p ˂ 0,05).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Выявлены статистически достоверные различия аттенционно-мнестических показателей работоспособности у групп операторов с отсутствием или наличием критического уровня утомления.
2. Использование комплекса психофизиологических тестов «Ягуар» параллельно с исследованием операций сенсомоторного слежения программой Smile является информативным для дифференцировки групп операторов с отсутствием или наличием критического уровня утомления.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

About the authors

Anton E. Naumenko

Volgograd State Medical University

Author for correspondence.
Email: new-hayman@yandex.ru

Senior Lecturer of the Department of Normal Physiology

Russian Federation, Volgograd

Anzhelika E. Kluchek

Volgograd State Medical University

Email: bubnovaae@yandex.ru

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor of the Department of Neurology, Psychiatry, Manual Medicine and Medical Rehabilitation, Institute of Continuing Medical and Pharmaceutical Education

Russian Federation, Volgograd

Maria S. Kostyuchenko

Volgograd State Medical University

Email: kostyuchenkomariya@yandex.ru

6th year student, 10th group of the Faculty of Medicine

Russian Federation, Volgograd

References

Supplementary files