Психофизиологические особенности восприятия информации при формировании образа полета летчика

Методология, использованная в исследовании, основывается на теоретических и практических принципах отечественной и зарубежной авиационной и космической медицины. Для решения поставленных задач проведено комплексное экспериментальное исследование, включающее изучение особенностей восприятия информации с учетом индивидуальных психологических характеристик, в том числе при формировании образа полета на авиационном тренажере ПСМ-34 на базе условной кабины Су-34. Для оценки функционального состояния испытуемых использовался полипараметрический подход, в основе которого лежит анализ уровня функциональной активности отдельных функциональных систем (ФС). В исследовании использовались физиологические, психологические и психофизиологические методы, регламентированные руководящими документами Министерства обороны РФ.
Исследование выполнено в три серии. Психологические и психофизиологические особенности испытуемых исследовались в 1-й серии с помощью бланковых методик и аппаратно-программного комплекса «НС- Психотест» компании ООО «Нейрософт». Изучение особенностей распределения внимания проводилось с помощью системы стационарного окулографа «RED250mobile Eye Tracking Device» во 2-й серии исследования и мобильного окулографа «SMI ETG 2 WirelessAnalysPro» в 3-й серии исследования. Для исследования распределения внимания испытуемые во 2-й серии выполняли таблицы Шульте и Шульте-Горбова. Различия между таблицами Шульте и Шульте-Горбова состояли в цветовом фоне цифр и их хаотичном расположении в таблице. В 3-й серии зарегистрировано общее количество фиксаций взора при выполнении 2-го и 3-го этапов полета на авиационном тренажере, а также число фиксаций в каждой из обозначенных нами зон: зона 1 – дисплей с пилотажными приборами (Ag – авиагоризонт, V – указатель скорости, H – указатель высоты, C – навигационно-пилотажный прибор), зона 2 – сигнальное табло «Психофизиолог-ВМ», зона 3 – внекабинная обстановка. Параметры фиксации взора обработаны при помощи программного обеспечения SMI BeGaze версии 3.0.
Полеты на авиационном тренажере осуществлялись в простых метеоусловиях со стартовыми параметрами: скорость приборная – 750 км/ч, высота барометрическая – 1100 м, курс – 10o. Каждый полет состоял из 3-х
последовательных этапов: 1 – единовременное приведение значений пилотажных приборов к обозначенным параметрам (скорость приборная – 700 км/ч, высота барометрическая – 1000 м, курс – 360o(0o), 2 – горизонтальный полет с сохранением достигнутых значений в течение 60 с, 3 – горизонтальный полет с теми же целевыми значениями пилотажных приборов, в сочетании с выполнением методики сложной сенсомоторной реакции (ССМР) в течение 60 с на приборе «Психофизиолог-ВМ». Фиксировалось время, затраченное на 1-й этап. При выполнении 2-го и 3-го этапов использовался способ расчета показателя обобщенной ошибки пилотирования (ООП), разработанный на кафедре авиационной и космической медицины Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова (Войтенко А.М. с соавт., 1990) и адаптированный для
медицинского процедурного стенда ПСМ-34.
В ходе выполнения полетов автоматической функцией авиационного
тренажера каждую десятую долю секунды регистрировалось смещение верхней точки РУС в мм по двум осям (продольной оси крена и поперечной оси тангажа). Полученные данные обработаны с помощью пакета программ MicrosoftExcel-2016 в показатели управляющих воздействий (ПУВ), а именно количество и максимальная амплитуда управляющих воздействий (КУВ и МАУВ) на РУС.
Испытуемые проходили медицинский осмотр до и после каждого полета в объеме предполетного с дополнительным выполнением методик реакции выбора, простой сенсомоторной реакции, реакции на движущийся объект и фиксацией критической частоты слияния световых мельканий. В полете оценивались частота сердечных сокращений (ЧСС), частота дыхания (ЧД), минутный объем дыхания, кожно-гальваническая реакция.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Восприятие зрительной информации зависит от цвета стимульного материала и разрядности поискового объекта. Для его оценки при осуществлении поисковой функции зрительного анализатора целесообразно учитывать количество и скорость смены саккадических движений глаз, время латентного периода саккад.
2. Для оценки восприятия информации при подготовке на авиационном тренажере целесообразно использовать показатели количества зрительных фиксаций и их продолжительность, при этом зона прибора авиагоризонта является приоритетной.
3. Для оценки сформированности образа полета целесообразно использовать показатели количества и максимальной амплитуды управляющих воздействий.
4. Распределение внимания и формирование образа полета зависит от индивидуальных психологических характеристик, таких как степень экстраверсии и уровень личностной тревожности.
Степень достоверности и апробация результатов.
Достоверность полученных данных построена на известных проверяемых данных и определяется достаточным объемом выборки, использованием современных методов исследований по стандартным методикам, применением
адекватных методов статистической обработки полученных данных. Полученные результаты используются в научно-педагогической работе кафедры авиационной и космической медицины Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова по дисциплине «авиационная и космическая медицина». Основные материалы диссертационного исследования доложены на XI Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные аспекты современной психофизиологии – 2019» (Санкт- Петербург, 2019), VII Международной научно-практической конференции «Академические Жуковские чтения» (Воронеж, 2019), Всеармейской научно- практической конференции кафедры организации и тактики медицинской службы «Актуальные проблемы медицинского обеспечения войск (сил)» (Санкт-Петербург, 2019), VII Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы исследований в авионике: теория, обслуживание, разработки» – «АВИАТОР» (Воронеж, 2020), Всеармейской научно-практической конференции кафедры организации и тактики медицинской службы «Концептуальные вопросы строительства медицинской службы вооруженных сил Российской Федерации» (Санкт-Петербург, 2020), на Межвузовской научно-практической конференции «Актуальные вопросы авиационной и космической медицины», посвященной Дню космонавтики
(Санкт-Петербург, 2020).
По теме диссертационного исследования опубликовано 11 печатных
работ, из них 3 статьи в журналах, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией Министерства науки и высшего образования Российской Федерации. Личное участие автора в исследовании.
Автор диссертационной работы совместно с научным руководителем поставил цели и задачи научного труда. Самостоятельно провел обзор отечественной и зарубежной научной литературы и спланировал программу исследования. Принимал непосредственное участие в организации и проведении всех серий исследований, лично обработал результаты и провел анализ полученных данных. Совместно с научным руководителем сделал выводы и подготовил практические рекомендации.
Диссертация изложена на 141 странице текста и состоит из введения, трех глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Текст включает 42 таблицы, 10 рисунков. Список литературы содержит 169 литературных источников, из которых 117 отечественных и 52 иностранных.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования
В первой главе рассмотрены психофизиологические основы формирования образа полета. Исследован вопрос места образа полета в общей ФС профессиональной деятельности. Рассмотрены механизмы внимания и восприятия зрительной и кинестетической информации. Проведен анализ литературы по теме влияния индивидуальных психологических характеристик на операторскую деятельность. Выполненный анализ литературы определил основные направления и методики в постановке порядка формирования образа
полета испытуемыми и способах оценки его корректности. Наибольшие различия в формировании образа полета возможно определить на начальных этапах его становления. В качестве средств оценки свойств внимания при его формировании выбраны методики мобильной окулографии и штатные средства оценки изменения положения органов управления авиационного тренажера Су-
34, для получения представления о формировании чувства самолета.
Во второй главе представлены методики, организация и объем
проведенных исследований.
Работа выполнена на базе кафедры авиационной и космической медицины
Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова.
Для решения поставленных задач проведено комплексное
экспериментальное исследование, включающее изучение особенностей восприятия информации с учетом индивидуальных психологических особенностей, в том числе при формировании образа полета на авиационном тренажере Су-34. Основной материал для диссертационного исследования получен в результате обследования 52 испытуемых (Таблица 1).
No п/п
1. 2.
3.
4.
Примечание: * – обследовались лица, перед проведением 2-й и 3-й серий, что соответствует общему количеству людей, участвующих в исследовании.
В работе использовался аппарат математико-статистического системного анализа, включающий применение непараметрических Т-критерия Вилкоксона и U-критерия Манна-Уитни. Для оценки наличия устойчивых связей проведен корреляционный анализ значений ООП с ПУВ по критерию Пирсона.
В третьей главе приведены результаты собственных исследований и их обсуждение.
В первой серии исследования проводилось изучение индивидуальных психофизиологических особенностей испытуемых. В исследовании участвовало 52 практически здоровых мужчины в возрасте от 19 до 30 лет (средний возраст 21,7±2,7 года).
По результатам проведения обследования, полученным при использовании личностного опросника Айзенка, и подтвержденным дополнительной шкалой F2 16-ти факторного личностного опросника Кеттелла, испытуемые были разделены во второй серии исследования на две группы по
Таблица 1 – Структура и объем исследования
Название серии исследования
Количество испытуемых, чел.
Исследование индивидуальных психофизиологических особенностей
52*
Количество обследований, ед.
Исследование особенностей распределения внимания у операторов при решении таблиц Шульте и Шульте-Горбова
720
Исследование особенностей восприятия информации испытуемых при формировании образа полета на тренажере Су-34
6160
Всего
7140

степени экстраверсии: первая (n=15) со значениями по шкале экстраверсии больше 14 (экстраверты), и вторая (n=15) – менее 8 (интроверты). В третьей серии исследования также на две группы: первая (n=12) – экстраверты, и вторая (n=10) – интроверты. Так как в обследовании принимали участие лица после профессионального-психологического отбора, уровень нейротизма оказался низким, что не позволило получить две полноценные группы для
осуществления сравнения других результатов по этому признаку.
По результатам проведения обследования, полученным при использовании шкалы самооценки Спилбергера-Ханина, и подтвержденным дополнительной шкалой F1 16-ти факторного личностного опросника Кеттелла, в третьей серии исследования испытуемые были разделены на две группы: с низким уровнем (n=14) личностной тревожности (ЛТ) (до 30 баллов) и с средним уровнем (n=8) ЛТ (более 30 баллов). Уровень ситуационной тревожности не использовался для деления на группы, так как имеет
непостоянный ситуационно-обусловленный характер.
Во второй серии исследования проводилось изучение особенностей
распределения внимания испытуемыми при выполнении поисковой функции с помощью стандартного стимульного материала в виде таблиц Шульте и Шульте-Горбова. В исследовании участвовало 30 человек, в возрасте 20-30 лет.
При исследовании особенностей восприятия цифровой информации испытуемыми при различии цветовых схем стимульного материала выявлено, что при решении таблиц Шульте испытуемые выполняли на 21,7% (p<0,01) меньше саккад, чем при решении таблиц Шульте-Горбова (Таблица 2). Среднее время, затраченное на выполнение таблиц, также имеет статистически значимые различия. На решение таблиц Шульте уходило в среднем на 20,3% меньше времени. Таблица 2 – Медианные значения показателей при решении таблиц Шульте и Шульте-Горбова (Me [xmin; xmax], n=30) Стимульный материал Таблицы Шульте Таблицы Шульте-Горбова Примечание: ** – р<0,01. Количество саккад 133 [87; 175] 148 [117; 293] ** Время, с 35,9 [19,3;47,9] 42,2 [27,8;80,8] ** Установлено, что интроверты при реализации поисковой функции глаз для решения одной таблицы выполняют в среднем на 19 саккад (13%) меньше и затрачивают на 4,1 с (11%) меньше времени, чем экстраверты. Вместе с тем высокая скорость саккадических движений у последних не дает положительных результатов для решения поисковой задачи (Таблица 3). Таблица 3 – Показатели, характеризующие распределение внимания в группах при выполнении задания одной таблицы Шульте (Me [xmin; xmax]) Группа Экстраверты (n=15) Интроверты (n=15) Количество саккад 144 [87; 215] 116 [81; 230] ** Время, с 38 [22,6; 51] 33,7 [18,1; 60] ** Примечание: ** – p<0,01. Среднее количество саккадических движений глаз до заданной цифры у экстравертов было наименьшим при поиске цифр «7», «25» и «6», а у интровертов – «6», «7» и «25». Для обеих групп наиболее сложными для поиска оказались цифры «12», «14» и «19». Выявлено, что при поиске однозначных цифр экстраверты совершали на 24% меньше саккадических движений глаз от общего числа саккад, а интроверты – на 36%. Результаты анализа полученных данных не подтвердили гипотезу о значимости локализации объектов в цифровом поле используемого стимульного материала. Исходя из свойств саккадических движений глаз, таких как амплитуда и время фиксации взгляда, возникла потребность оценить среднюю скорость смены саккад в секунду. Установлено, что, несмотря на низкую скорость смены саккадических движений глаз при поиске цифрового значения «25», отмечается высокая продуктивность его поиска как у экстравертов, так и у интровертов за счет увеличения времени латентного периода саккад, что также подтверждает значимость памяти в процессе распределения внимания. В свою очередь увеличение скорости свидетельствует в пользу низкой продуктивности результатов выполнения поисковой задачи. Так как средняя скорость поиска каждого цифрового значения из всего массива данных у экстравертов, показавших низкие итоговые результаты, несколько выше и составляет 3,77±0,25 с, в то время как у группы интровертов она составляет 3,65±0,21 с. Таким образом, наиболее информативными показателями при осуществлении поисковой функции зрительного анализатора являются количество и скорость смены саккадических движений глаз, время латентного периода саккад. Восприятие цифровой информации зависит от степени экстраверсии испытуемого. Испытуемые с низкой степенью экстраверсии для решения одной таблицы выполняют в среднем на 13% (p<0,01) меньше саккад и затрачивают на 11%(p<0,01) меньше времени, чем испытуемые с высокой степенью экстраверсии. В третьей серии исследования моделировалось первичное формирование образа полета испытуемых. Изменение функционального состояния организма испытуемых оценивалось в результате комплексного обследования до, после и в процессе каждого полета с помощью физиологических и психофизиологических методик. В качестве моделей летчиков выступили 22 человека, мужчины в возрасте 20-24 лет. Испытуемые провели 10 полетов за 10 дней на авиационном тренажере по описанной ранее методике. Полученные результаты свидетельствуют о первичном формировании образа полета у испытуемых с признаками адаптации к полетной нагрузке сердечно-сосудистой, респираторной, центральной и вегетативной нервных систем. Пред- и послеполетная оценки указывают на появление умеренного утомления после 10-и полетов. Рост точных реакций на движущийся объект свидетельствует о формировании образа полета с развитием одного из важнейших навыков летчика – антиципации. Уменьшение временных показателей приведения ЛА к заданным параметрам полета на 1-м этапе и снижение уровня ООП на 2-м и 3-м этапах, говорит о качественном улучшении навыка пилотирования. После успешно смоделированной картины формирования первичного образа полета возможно переходить к последующей оценке результатов с учетом индивидуальных психологических особенностей. При рассмотрении влияния индивидуальных психологических характеристик на динамику показателей систем организма испытуемых выявлены различия у групп с средним и низким уровнем ЛТ. Выявлена направленность адаптации вегетативной нервной системы у лиц с низким уровнем ЛТ в сторону симпатикотонии, а у лиц со средним уровнем ЛТ в сторону ваготонии. Полученные данные могут свидетельствовать в пользу большей выраженности адаптационных реакций вегетативной нервной системы лиц с низкой ЛТ, что соответствует данным других исследователей вопросов реакции организма на обучающую нагрузку (Боравова А.И., 2019; Маслов Н.Б., 2003). Вследствие различия в адаптации вегетативной нервной системы закономерны различия в динамике показателей сердечно-сосудистой системы (ССС) у лиц с различным уровнем ЛТ. Так обнаружены статистически значимые различия в показателе ЧСС при выполнении 2-го этапа 4-го полета. У группы испытуемых со средним уровнем ЛТ значения ЧСС в обозначенный период на 8% (р=0,0402) выше. А при выполнении 2-го и 3-го этапов 9-го полета выше на 23% (р=0,03400) и 26% (р=0,0059) соответственно. Полученная тенденция сохраняется и в других полетах без статистически значимых различий, что свидетельствует о лучшей адаптивной способности ССС к летной нагрузке у лиц с низким уровнем ЛТ. При этом динамика показателя ЧД показывает его большие значения у лиц с низкой ЛТ. Так обнаружены статистически значимые различия в показателе ЧД при выполнении 2-го этапа 4-го полета. У группы испытуемых со средним уровнем ЛТ значения ЧД в обозначенный период на 21% (р=0,0402) ниже. А при выполнении 2-го и 3-го этапов 7-го полета ниже на 34% (р=0,0473) и 37% (р=0,0159) соответственно. Полученная тенденция также сохраняется и в других полетах без статистически значимых различий. В то же время показатель минутного объема дыхания не имеет значимых отличий между группами. Полученные данные говорят о лучшей адаптационной способности организма к летной нагрузке у испытуемых с низким уровнем ЛТ, что, в перспективе, может определять индивидуальный подход к обучению курсантов летных училищ данных категорий. Изучались особенности восприятия испытуемыми пилотажной информации в процессе формирования образа полета летчика по описанной ранее методике с применением мобильной окулографии. Количество зрительных фиксаций при выполнении 2-го этапа полетов обнаруживает тенденцию к их увеличению преимущественно за счет повышения контроля пилотажных приборов, что, при равной продолжительности выполнения заданий, говорит о большей скорости смены саккадических движений глаз и сокращению длительности самих фиксаций (Таблица 4). Высвобождающиеся временные резервы позволяют выполнить больше саккадических циклов восприятия информации и увеличить ситуационную осведомленность. К 10-му полету значимо изменяется контроль внекабинной обстановки. Испытуемые при улучшении навыков пилотирования начинают сопоставлять инструментальную информацию с положением ЛА по внекабинным ориентирам, что насыщает образ деятельности новыми предметными и чувственными связями. Относительно большее количество фиксаций взора на сигнальном табло прибора «Психофизиолог-ВМ» в 1-м полете связано с ранним контролем начала 3-го этапа, но к 6-му и 10-му полетам их количество статистически значимо снижается. Таблица 4 – Количество зрительных фиксаций при выполнении 2-го этапа полета (Me [xmin; xmax], n=22) Итого 119 [54; 208] 131 [72; 154] 131 [81; 155] Номер Пилотажные Внекабинная Табло Другие полета приборы обстановка «Психофизиолог- области ВМ» 1 104[44;194] 0[0;85] 2[0;43] 2[0;19] 6 125[72;152]* 0[0;29] 0[0;21]** 1[0;17] 10 124 [32; 155] 2 [0; 62] * 0 [0; 33] * 0 [0; 29] * Примечание: * – p<0,05 при сравнении 1-го и 6-го, 1-го и 10-го полетов; ** – p<0,01 при сравнении 1-го и 6-го полетов. Оценка распределения внимания по пилотажным приборам показывает высокую значимость авиагоризонта в успешности выполнения задачи горизонтального полета (Таблица 5), что также подтверждает данные И.Б.Кузнецова, который предложил отнести показания авиагоризонта к базовым пилотажным параметрам в распределении внимания и рекомендовал каждый саккадический цикл начинать и заканчивать считыванием информации о значениях крена и тангажа (Кузнецов И.Б., 2020). Указатели высоты, курса, приборной и вертикальной скорости отнесены к опорным пилотажным приборам, а все остальные средства индикации – к информационным. Таблица 5 – Количество зрительных фиксаций на пилотажных приборах при выполнении 2-го этапа полета (Me [xmin; xmax], n=22) Номер Пилотажные приборы полета Ag H V С 15 [0; 72] 19,5 [0; 72] 21 [3; 52] 1 6 10 18 [3; 72] 30 [1; 91] * 33 [0; 74] 24 [0; 89] 22 [2; 40] 30 [1; 52] 15 [0; 40] 20 [1; 31] 16 [3; 70] Примечание: * – p<0,05 при сравнении 1-го и 6-го полета. Результаты глазодвигательной активности при выполнении 3-го этапа полетов также показывают рост количества фиксаций в зоне пилотажных приборов (Таблица 6). Достоверно снижаются фиксации взора на табло прибора «Психофизиолог-ВМ», за счет использования периферического зрения. Большинство испытуемых перестают фокусировать внимание в зоне психофизиолога в пользу зоны пилотажных приборов. При этом скорость обработки информации (СОИ) при выполнении ССМР увеличивается на 10% с 1,9±0,5 до 2,1±0,4 бит/с к 10-му полету, а количество времени, затраченного на правильный ответ, снижается на 25% с 848,9±157,7 до 681,4±87,9 мс. Другие области кабины реже становятся предметом фиксации взора, так как к 10-му полету устанавливаются определенные циклические маршруты движения глаз, расстояние до необходимых объектов распределения внимания закрепляются в памяти испытуемых, в результате промежуточные точки фиксации используются достоверно в меньшем количестве. Таблица 6 – Количество зрительных фиксаций при выполнении 3-го этапа полета (Me [xmin; xmax], n=22) Номер полета Пилотажные приборы Внекабинная обстановка Табло «Психофизиолог- ВМ» Другие области Итого 6 10 82 [29; 184] 112,5 [38; 153] 118 [52; 156] * 0 [0; 47] 0 [0; 28] 3 [0; 70] 17 [0; 156] 4 [0; 58] ** 2 [0; 35] ** 2 [0; 15] 0 [0; 3] ** 0 [0; 9] ** 134 [59; 348] 123,5 [40; 175] 126 [68; 164] Примечание: * – p<0,05 при сравнении 1-го и 10-го полетов; ** – p<0,01 при сравнении 1-го и 10-го полетов. При выполнении 3-го этапа полетов сохраняется приоритет показаний авиагоризонта в структуре распределения внимания, но в то же время можно отметить значимые изменения в росте количества зрительных фиксаций на приборах скорости и курса (Таблица 7), так как для дальнейшего повышения качества деятельности необходима корректировка управляющих воздействий на основе дополнительной информации с опорных пилотажных приборов, что происходит за счет высвобождения резервов внимания. Таблица 7 – Таблица 19 – Количество зрительных фиксаций на пилотажных приборах при выполнении 3-го этапа полета (Me [xmin; xmax], n=22) Номер Пилотажные приборы полета Ag H V С 1 21 [0; 98] 6 28 [1; 90] 10 44 [0; 92] 22 [0; 54] 15,5 [1; 47] 21 [8; 51] 13 [0; 38] 14,5 [1; 34] 19 [1; 56] * 11 [0; 65] 21,5 [2; 72] ** 24 [0; 56] ** Примечание: * – p<0,05 при сравнении 1-го и 10-го полетов; ** – p<0,01 при сравнении 1-го и 6-го, 1-го и 10-го полетов. У испытуемых с высокими значениями экстраверсии в среднем за исключением 1-го полета количество зрительных фиксаций в пилотажной зоне выше на 7% и 9% соответственно на 2-м и 3-м этапах полета, что подтверждается статистически значимым различием на 2-м этапе 4-го полета между группами (p=0,0183). При этом у экстравертов наблюдается выраженная тенденция к росту количества зрительных фиксаций с увеличением налета. Так количество фиксаций увеличивается при сравнении результатов 1-го и 10-го полета на 19% (p=0,1166) и 25% (p=0,0132) на 2-м и 3-м этапах соответственно. Испытуемые с низкой степенью экстраверсии не показывают тенденции к росту зрительных фиксаций в зоне пилотажных приборов. Высокие значения зрительных фиксаций по результатам 1-го полета объясняются отсутствием понимания значимости показаний приборов в полете. Полученные данные согласуются с результатами второй серии исследования и подтверждают большее количество зрительных фиксаций у группы экстравертов при распределении внимания, что тождественно количеству саккадических движений глаз. При рассмотрении количества зрительных фиксаций на конкретных пилотажных приборах в зависимости от степени экстраверсии, видно что испытуемые с высокой степенью экстраверсии уделяют больше внимания показаниям авиагоризонта, что подтверждается статистически значимым различием на 67%(p=0,0268), и меньше внимания указателю скорости на 33% (p=0,0419) при выполнении 2-го этапа 6-го полета (Таблица 8). Это говорит лучшей ориентированности испытуемых с высокой степенью экстраверсии в значимости показаний приборов. Таблица 8 – Количество зрительных фиксаций в зоне пилотажных приборов у испытуемых с различной степенью экстраверсии на 2-м этапе полетов (Me [xmin; xmax]) Ag H V С Ag H V С 1 32[3;72] 20[0;89] 21[0;40] 17[0;56] 15[5;60] 37[6;58] 10[0;40] 5[0;72] 6 40[5;91] 20[2;35] 17[1;27] 17[0;59] 11[1;34]*27[16;40]26[13;31]*32[7;72] 10 35[2;74] 31[1;52] 15[9;70] 21[6;52] 30[9;58] 27[7;37] 28[3;34] 21[3;49] Примечание: * – р<0,05. Оценка количества зрительных фиксаций в зоне сигнального табло «Психофизиолог-ВМ» показывает их большее количество у испытуемых с низкой степенью экстраверсии, что подтверждается значимым различием на 2-м этапе 2-го полета на 89% (p=0,0319). При этом в среднем интроверты смотрели на табло «Психофизиолог-ВМ» чаще на 84% и 30% на 2-м и 3-м этапах полетов соответственно. На 2-м этапе полета табло прибора «Психофизиолог-ВМ» не функционировало, поэтому повышенное внимание интровертов к нему объясняется выполнением ими проверочных саккад в ожидании начала 3-го этапа с выполнением ССМР. В то же время экстраверты выполняли ССМР с меньшим количеством зрительных фиксаций в зоне табло «Психофизиолог- ВМ», используя периферическое зрение, что может свидетельствовать о лучшей адаптации экстравертов к деятельности с большим количеством входящей информации. При этом СОИ при выполнении ССМР на 3-м этапе полетов у группы экстравертов в среднем на 18% больше. Таким образом, на распределение внимания испытуемыми в полете влияет степень экстраверсии. Экстраверты быстрее формируют эффективные механизмы распределения внимания с опорой на базовый пилотажный прибор – авиагоризонт. А также эффективно используют периферическое зрение для выполнения методики ССМР на 3-м этапе полета с высокими показателями СОИ. При исследовании кинестетического компонента образа полета обнаружено развитие ПУВ. Так при формировании образа в течении 10-и полетов, показатели КУВ, МАУВ и ООП статистически значимо уменьшаются, Пилотажные приборы Экстраверты (n=12) Интроверты (n=10) Номер полета что свидетельствует о становлении мануального навыка и организации ФС восприятия пилотажной информации разных модальностей и подтверждает гипотезу связи становления навыков пилотирования и формирования образа полета. В сравнительном анализе ПУВ и ООП после 1-го и 6-го полетов выявлено уменьшение КУВ и МАУВ по тангажу и крену в среднем на 56% при выполнении первого этапа (приведения к заданным пилотажным параметрам). Сравнение этих же показателей при выполнении 2-го и 3-го этапов с удержанием заданных параметров без усложнения ССМР и с усложнением, показало их уменьшение в среднем на 29% и 27%, а снижение значения ООП в полетах составило на 73% и 79% соответственно (Таблица 9). Таблица 9 – Сравнительный анализ показателей управляющих воздействий и обобщенной ошибки пилотирования на 1-м и 6-м полетах (Me [xmin; xmax], n=22) Этап полета 2 Показатель КУВ по тангажу КУВ по крену МАУВ по тангажу МАУВ по крену КУВ по тангажу КУВ по крену МАУВ по тангажу МАУВ по крену ООП 1 КУВ по тангажу КУВ по крену МАУВ по тангажу МАУВ по крену ООП 2 1 полет 748 [136; 1181] 440 [166; 784] 55 [14; 128] 29 [12; 110] 153 [62; 256] 130 [51; 226] 19 [5; 36] 11 [5; 36] 0,66 [0,15; 3,12] 148 [48; 265] 107 [49; 239] 16 [3; 59] 10 [4; 34] 13,35 [3,11; 143] 6 полет 254 [95; 677] ** 245 [101; 583] ** 25 [6; 62] ** 24 [6; 60] * 123 [62; 206] ** 92 [38; 155] ** 11 [2; 22] ** 7 [3; 18] ** 0,27 [0,02; 1,38] ** 113 [47; 188] * 87 [28; 176] 12 [3; 27] 7 [2; 23] 5,54 [0,76; 46,2] ** Примечание: * – p<0,05; ** – p<0,01. В сравнительном анализе ПУВ после 1-го и 10-го полетов выявлено уменьшение КУВ и МАУВ по тангажу и крену в среднем на 55% при выполнении первого этапа. Сравнение ПУВ при выполнении 2-го и 3-го этапа показало тенденцию к их уменьшению в среднем на 30% и 29% при снижении значения ООП в полете на 73% и 84% (Таблица 10). Таблица 10 – Сравнительный анализ показателей управляющих воздействий и обобщенной ошибки пилотирования на 1-м и 10-м полетах (Me [xmin; xmax], n=22) Этап полета Показатель КУВ по тангажу 1 КУВ по крену МАУВ по тангажу 1 полет 748 [136; 1181] 440 [166; 784] 55 [14; 128] 10 полет 218 [61; 349] ** 192 [127; 403] ** 24 [4; 59] ** МАУВ по крену КУВ по тангажу КУВ по крену 2 МАУВ по тангажу МАУВ по крену ООП 1 КУВ по тангажу КУВ по крену 3 МАУВ по тангажу МАУВ по крену ООП 2 Примечание: * – p<0,05; ** – p<0,01 29 [12; 110] 153 [62; 256] 130 [51; 226] 19 [5; 36] 11 [5; 36] 0,66 [0,15; 3,12] 148 [48; 265] 107 [49; 239] 16 [3; 59] 10 [4; 34] 13,35 [3,11; 143] 20 [8; 64] * 141 [68; 208] 100 [38; 207] * 13 [3; 27] * 7 [2; 27] 0,25 [0,05; 1,56] ** 113 [51; 216] ** 105 [16; 222] 12 [3; 24] * 8 [1; 26] 3,97 [0,37; 15,94] ** Корреляционный анализ связи ООП с ПУВ показал, что КУВ и МАУВ по оси крена и тангажа влияют на значения ООП (Таблица 11). Установлены положительные значимые корреляционные связи, которые говорят о вероятном повышении ООП при увеличении КУВ и МАУВ в условиях выполнения задачи горизонтального полета при первичном формировании образа профессиональной деятельности летчика. Таблица 11 – Результаты корреляционного анализа обобщенной ошибки пилотирования и показателей управляющих воздействий на 2-м и 3-м этапах 1- го, 6-го и 10-го полетов (n=22). Этап 3 Показатель КУВпотангажу КУВ по крену МАУВ по тангажу МАУВпокрену КУВ по тангажу КУВпокрену МАУВ по тангажу МАУВ по крену 1 полет 6 полет ООП1 ООП2 ООП1 ООП2 - - - - 10 полет ООП1 ООП2 - - - - - - - - - - - - - - - 0,53* - 0,49* - - - - - - - - - - - 0,52* - - - 0,44* - - 0,44* - - - 0,55** - - - Примечание: * – значимая корреляционная связь р<0,05, ** – р<0,01. Таким образом, можно утверждать, что КУВ и МАУВ являются количественными критериями сформированности образа полета наряду с ООП в отсутствии возможностей ее расчета на начальных этапах становления авиационного специалиста при выполнении однотипных задач полета. При рассмотрении влияния психологических характеристик на ПУВ установлен ряд значимых отличий у групп с различной степенью экстраверсии и уровнем ЛТ. Так влияние степени экстраверсии на КУВ и МАУВ при выполнении 2-го и 3-го этапов 1-го полета у испытуемых показало значимые отличия. При рассмотрении результатов сравнения показателей после 1-го полета выявлено, что испытуемые с высокой степенью экстраверсии выполнили каждый из этапов с меньшими значениями КУВ и МАУВ в среднем на 21% и 29%. В то время как показатель ООП по выполнению 2-го этапа выше на 3%, но по выполнению 3-го этапа ниже на 39% в отсутствии значимых различий. К 6-му полету разница в особенностях восприятия проприоцептивной информации по кинестетическому каналу и в формировании динамического компонента навыка испытуемых из групп экстравертов и интровертов несколько снижется (Таблица 12). Выявлено, что испытуемые с высокой степенью экстраверсии выполнили каждый из этапов с меньшими значениями КУВ и МАУВ в среднем на 12% и 30%. В то время как показатель ООП по выполнению второго этапа выше на 6%, но по выполнению третьего этапа ниже на 59% в отсутствии значимых различий. Таблица 12 – Показатели управляющих воздействий у испытуемых с различной степенью экстраверсии после 6-го полета (Me [xmin; xmax]) Этап полета 2 Показатель КУВ по тангажу КУВ по крену МАУВ по тангажу МАУВ по крену КУВ по тангажу КУВ по крену МАУВ по тангажу МАУВ по крену ООП КУВ по тангажу КУВ по крену МАУВ по тангажу МАУВ по крену Экстраверты (n=12) 246,5 [114; 572] 245 [132; 345] 20 [8,2; 61,7] 20,1 [11,2; 41,9] 97 [62; 178] 79 [53; 114] 7,2 [4,8; 21,5] 4,8 [2,6; 17,3] 0,3 [0,02; 1,4] 102 [47; 188] 75,5 [28; 153] 7,2 [3,1; 19,2] 5,8 [1,6; 17,2] 5,5 [1,3; 12,5] Интроверты (n=10) 262 [95; 677] 235 [101; 583] 26,3 [6; 60,9] 38,1 [5,9; 60,3] 126,5 [77; 206] 117,5 [38; 155] ** 12,7 [5,2; 22,3] 11,4 [2,6; 17,5] * 0,3 [0,02; 0,8] 136 [62; 185] 108 [36; 176] 17,7 [3,1; 19,2] * 9,6 [2,6; 23] * 10,4 [0,8; 46,2] ООП Примечание: * – р<0,05; ** – р<0,01. Рассматривая различия между экстравертами и интровертами по КУВ и МАУВ, можно сделать вывод о лучшем формирования кинестетического компонента образа полета у первых, что подтверждается значимыми различиями в 1-м полете: при выполнении 2-го этапа значения КУВ по тангажу у интровертов выше на 29% (p<0,05), МАУВ по тангажу выше на 39% (p<0,05); при выполнении 3-го этапа МАУВ по крену выше на 54% (p<0,01). В 6-м полете: при выполнении 2-го этапа значения КУВ по тангажу интровертов выше на 29% (p<0,01), МАУВ по тангажу выше на 40% (p<0,05); при выполнении 3-го этапа МАУВ по тангажу выше на 41% (p<0,05), МАУВ по крену выше на 38% (p<0,05). При рассмотрении результатов сравнения показателей после 1-го полета выявлено, что испытуемые с низкой ЛТ выполнили каждый из этапов с меньшими значениями КУВ и МАУВ в среднем на 18% и 22%. В то время как показатель ООП по выполнению 2-го этапа ниже на 30%, но по выполнению 3- го этапа выше на 14%. Из этого следует, что испытуемые с низкой ЛТ с начальных стадий формирования образа полета выполняют меньше по количеству, но более точные управляющие воздействия. Однако, 3-й этап полета выполнен испытуемыми с средней ЛТ с лучшей оценкой, что можно связать с преимуществом большего количества корректирующих воздействий при отвлечении внимания испытуемых от управления тренажером на табло «Психофизиолог-ВМ». К 6-му полету устанавливается заметная разница в особенностях восприятия проприоцептивной информации по кинестетическому каналу и в формировании динамического компонента навыка испытуемых с низкой и средней ЛТ. Испытуемые с низкой ЛТ выполнили каждую из задач с меньшими значениями КУВ и МАУВ в среднем на 30% и 48% при показателе ООП по выполнению 2-го и 3-го этапов полета ниже на 44% и 82% (Таблица 13). Таблица 13 – Показатели управляющих воздействий у испытуемых с низкой и средней личностной тревожностью после 6-го полета (Me [xmin; xmax]) Этап полета 2 Показатель КУВ по тангажу КУВ по крену МАУВ по тангажу МАУВ по крену КУВ по тангажу КУВ по крену МАУВ по тангажу МАУВ по крену ООП КУВ по тангажу КУВ по крену МАУВ по тангажу МАУВ по крену ООП Низкая ЛТ (n=14) 201 [95; 456] 193 [101; 293] 16,2 [6; 49,1] 18,4 [5,9; 25,5] 86,5 [62; 136] 64,5 [38; 117] 5,8 [4,8; 21,5] 3,8 [2,6; 17,3] 0,3 [0,02; 0,6] 91,5 [51; 149] 65,5 [28; 109] 6,4 [4; 17] 4,3 [1,6; 7,8] 3,7 [0,8; 12,5] Средняя ЛТ (n=8) 281 [154; 572] 345 [209; 461] * 27,2 [19; 61,7] * 35,2 [21,9; 60,3] ** 119 [66; 125] 113 [70; 128] * 9,5 [5,3; 20,5] 7,5 [5,3; 16,4] * 0,5 [0,1; 1,4] 126 [47; 181] 144 [39; 176] * 16,3 [3,1; 22,2] 17,2 [1,6; 23] * 24,1 [5,3; 46,2] ** Примечание: * – р<0,05; ** – р<0,01. Проведенный сравнительный анализ свидетельствует о наличии статистически значимой разницы между качеством сформированного образа полета, показателями кинестетического компонента образа и индивидуальными психологическими характеристиками, а именно степенью экстраверсии и уровнем ЛТ. Испытуемые с высокими значениями по шкале экстраверсии и с низкой ЛТ достигают лучших результатов и в более короткий срок по итогам формирования образа полета, в сравнении с испытуемыми-интровертами и со средним уровнем ЛТ. Заключение Формирование образа полета – многокомпонентный процесс непрерывного познания летчиком законов и механизмов безопасного осуществления летной деятельности. При становлении в профессии летчик сталкивается с огромным количеством поступающей информации, учится воспринимать сигналы различной модальности от сенсорных систем, своевременно анализировать поступающее данные, формировать на их основе корректное представление о пространственном положении ЛА и, наконец, принимать быстрые и правильные решения на управляющие воздействия исходя из сложившейся обстановки. Время для принятия решения летчиком на управляющие воздействия складывается из анализа целого комплекса цифровых показателей. Многофункциональные средства индикации отображают параметры полета цифровыми значениями, комбинации которых и являются субстратом для представления летчиком пространственного положения ЛА. В такой сложной структуре деятельности присутствует множество изменчивых переменных, что определяет высокий уровень эмоциональной напряженности, который обратно пропорционален уровню подготовки летчика, его способностям к синтезу разрозненных данных и предвосхищению динамики полета. В настоящей работе использовалась концептуальная модель образа полета, разработанная Н.Д.Заваловой, Б.Ф. Ломовым и В.А. Пономаренко (1986). Исследование особенностей восприятия информации при осуществлении поисковой функции глаз являлось одной из задач изучения механизмов насыщения приборного образа, на основе которого формируется информационная модель полета. Так, проведенное исследование показало, что наиболее информативными показателями распределения внимания являются количество и скорость смены саккадических движений глаз, время латентного периода программирования саккад. С помощью вышеназванных показателей окулографии доказано, что локализация цифр в используемом стимульном материале таблиц Шульте не оказывает значимого влияния на сложность её поиска, при этом значение имеет разрядность поискового цифрового объекта. Современные приборные панели ЛА, представленные многофункциональными дисплеями, по размеру соответствуют использованным в исследовании таблицам Шульте, что позволяет экстраполировать полученные данные на деятельность летчика по поиску цифровых значений на средствах индикации. Исходя из того, что среднее время и количество саккадических движений глаз, затраченные на поиск однозначных цифровых значений меньше, чем при поиске двухзначных, можно предложить условно уменьшать разрядность показателей параметров полета, например, изменением размера тысячных цифр при отображении барометрической высоты (9,197) в соответствующем режиме высотных полетов. Оценка времени латентного периода программирования саккад позволила выявить, что при решении таблиц непроизвольное распределение внимания подменяется произвольным, что определяет изменение соотношения количества саккад ко времени их выполнения при формировании циклических маршрутов считывания приборной информации. Совершенствование эргономических решений является одной из актуальных задач инженерной психологии. В настоящей работе выявлено, что количество саккадических движений при восприятии зависит от цвета стимульного материала. Так, решение черно-белых таблиц Шульте испытуемые выполняли на 20% (p<0,01) быстрее и делали на 22% (p<0,01) меньше саккад, чем при решении таблиц красно-черных Шульте-Горбова. Преимущество красного фона над черным может быть использовано в режиме ночных полетов, при вероятном отказе от белого фона, который может приводить к нарушению темновой адаптации (Земляной А.Ф., 2017). Уровень современных дисплеев, позволяет задать цветовые схемы приборных панелей для любого из типов полетов, с возможностью их быстрой смены при необходимости. Тем самым, результаты проделанной работы могут найти применение в разработке дизайна многофункциональных индикаторных приборных панелей современных авиационных комплексов. В соответствие со второй задачей исследования был выявлен ряд особенностей восприятия информации при формировании образа полета летчика. Так, увеличение налета характеризуется увеличением количества зрительных фиксаций, снижением их продолжительности и хаотичности в результате более эффективной оценки показаний приборов и формирования цикличных маршрутов распределения внимания. Использование методики ССМР способствует генерализации навыка пилотирования и формированию первоначального образа полета, что подтверждается снижением количества зрительных фиксаций в зоне сигнального табло прибора «Психофизиолог-ВМ» на 75% (p<0,01) при выполнении 3-го этапа полетов. Одной из задач исследования являлось определение критериев сформированности образа полета. В работе выявлены положительные значимые корреляционные связи, которые говорят о вероятном повышении ООП при увеличении КУВ и МАУВ в условиях выполнения горизонтального полета. В результате КУВ и МАУВ определены как критерии сформированности образа полета наряду с ООП. Информативность, значимость и частота использования пилотажных приборов различна. В настоящем исследовании выявлено, что показания авиагоризонта являются приоритетными в структуре распределения внимания испытуемыми при выполнении задачи горизонтального полета. Отраженные образы процессов и явлений в их свойствах и отношениях имеют субъективный характер и зависят от индивидуально-психологических характеристик летчика. В связи с этим была поставлена задача исследовать зависимость эффективности формирования образа полета от индивидуальных психологических особенностей испытуемых. Проанализированные результаты показали необходимость персонализированного подхода к тренажерной подготовке летчиков с учетом таких психологических характеристик, как степень экстраверсии, уровень ЛТ и распределение внимания. Выявлена разница в реализации поисковой функции между группами экстравертов и интровертов. Экстраверты быстрее формируют эффективные механизмы распределения внимания с опорой на базовый пилотажный прибор – авиагоризонт, также эффективно используя периферическое зрение. Чувство самолета, как кинестетический компонент образа полета эффективнее формируется у испытуемых с низкими значениями ЛТ и высокой степенью экстраверсии, что подтверждается низкими показателями КУВ и МАУВ. Выводы 1. Наиболее информативными показателями при осуществлении поисковой функции зрительного анализатора являются количество и скорость смены саккадических движений глаз, время латентного периода саккад. 2. Локализация объектов в используемом стимульном материале не оказывает значимого влияния на эффективность поисковой функции зрительного анализатора. Значение имеет разрядность поискового объекта и цвет стимульного материала, что подтверждается меньшим временем и количеством саккадических движений глаз, затраченными на поиск однозначных цифровых значений, на 31% (p<0,01) и 36% (p<0,01), чем при поиске двухзначных, а также меньшим временем и количеством саккадических движений глаз, затраченными на решение черно-белых таблиц, на 20% (p<0,01) и 22% (p<0,01), чем при решении красно-черных таблиц. 3. Восприятие информации по мере формирования образа полета, характеризуется увеличением количества зрительных фиксаций в зоне пилотажных приборов до 24%(p<0,05), с соответствующим снижением их продолжительности и хаотичности в результате более эффективной оценки показаний приборов за счет формирования цикличных маршрутов распределения внимания, при этом наиболее приоритетной является зона прибора авиагоризонт, что подтверждается ростом количества зрительных фиксаций в его области на 34% (p<0,01). 4. Снижение количества зрительных фиксаций на 75%(p<0,01) в зрительной зоне выполнения задачи ССМР свидетельствует о завершении стадии генерализации первоначального навыка пилотирования и сформированности образа полета. 5. Сокращение количества и максимальной амплитуды управляющих воздействий свыше 50% являются критериями сформированности образа полета. 6. Восприятие цифровой информации зависит от степени экстраверсии испытуемого. Операторы с низкой степенью экстраверсии для решения одной таблицы выполняют в среднем на 13% (p<0,01) меньше саккад и затрачивают на 11%(p<0,01) меньше времени, чем операторы с высокой степенью экстраверсии. 7. У испытуемых с низкой степенью экстраверсии образ полета формируется дольше в сравнении с испытуемыми с высокой степенью, что подтверждается различиями показателей количества и максимальной амплитуды управляющих воздействий. Так, количество управляющих воздействий по тангажу у лиц с низкой степенью экстраверсии выше на 29% (p<0,01), максимальная амплитуда управляющих воздействий по тангажу и крену выше на 38–54% (p<0,05; p<0,01) соответственно. 8. У испытуемых со средним уровнем личностной тревожности образ полета формируется дольше в сравнении с испытуемыми с низкой личностной тревожностью, что подтверждается различиями показателей количества и максимальной амплитуды управляющих воздействий и обобщенной ошибки пилотирования. Так, количество управляющих воздействий по крену у лиц со средним уровнем личностной тревожности выше на 25–47% (p<0,05; p<0,01), максимальная амплитуда управляющих воздействий по тангажу и крену выше 47–69%(p<0,05; p<0,01), обобщенная ошибка пилотирования выше на 82% (p<0,01). Практические рекомендации Подготовку на авиационных тренажерах эффективно проводить в сочетании с окулографией, позволяющей оценивать наиболее информативные показатели количества и продолжительности зрительных фиксаций при восприятии информации с пилотажных приборов. Количество и максимальную амплитуду управляющих воздействий целесообразно использовать в качестве критерия сформированности первичного образа полета на начальных этапах становления авиационного специалиста при выполнении задачи горизонтального полета в процессе подготовки на авиационном тренажере. Использование результатов психологического тестирования уместно для прогнозирования успешности пилотирования авиационных тренажеров, что определяет необходимость строить индивидуальную траекторию летного обучения в зависимости от степени экстраверсии и уровня личностной тревожности летчиков. Результаты исследования рекомендуется использовать при проведении занятий по авиационной медицине по вопросам восприятия информации летчиком в полете у слушателей центров подготовки авиационных специалистов и при подготовке медицинского персонала обеспечения полетов. Перспективы дальнейшей разработки темы исследования Перспективой развития данного направления является персонализированный подход к подготовке летного состава с построением индивидуальной траектории летного обучения. Изучение влияния индивидуальных психофизиологических особенностей на формирование образа полета летчика может обеспечить повышение безопасности полетов на этапе профессионального становления авиационных специалистов.