Владимир Живетин - Человеческий риск (системные основы управления)

Каждой системе ставится в соответствие модель (в лучшем случае – математическая), наличие которой позволяет проводить анализ системы, влияния ее свойств, качества на достижение поставленных целей, на эффективность функционирования. Как правило, разработка математической модели связана с чрезвычайно большими трудностями теоретического и прикладного плана. В простейшем виде процесс функционирования человека в среде жизнедеятельности может быть представлен в виде системы, результаты структурно-функционального синтеза которой приведены на рис. 2.14.

На рис. 2.14 внешние возмущения W 3, W 4носят, как правило, случайный характер. Возмущения W 4могут включать информацию, создающую возбуждение «по поводу». С такой системой легко работать в среде, в которой не требуются аналитические решения, формируемые мозгом. Более детальное описание человека как динамической системы представлено на блок-схеме (рис. 2.15).

Рис. 2.14

Рис. 2.15

На рис. 2.15 введены обозначения: АЦ – аналитический центр; ИЭПЧ – информационно-энергетическое поле человека; ЭПЧ – энергетическое поле человека; u i – информационно-энергетические потоки, в том числе контроля и управления; J x , J z , J ч – информационные потоки.

Как и ранее (рис. 2.14), мы ограничиваемся блочной структурой более детального содержания отдельных подсистем человека, а также среды жизнедеятельности, которая включает физическую среду: биосферу, геосферу.

Физическая среда создает дискомфортное или комфортное состояние и соответственно либо стимулирует, либо не стимулирует умственную деятельность, обусловливая стимуляцию всякой деятельности. В комфортных условиях стимулируется биологическое развитие. В дискомфортных же условиях, что характерно для средних и северных широт, стимулируется умственная деятельность для технического обустройства среды жизнедеятельности.

Аналитический центр человека представляет собой систему обработки информации, образно говоря, биоэнергетический компьютер, осуществляющий решение задач для достижения поставленных человеком целей. Параметры и свойства существенно зависят от начальных условий, полученных при рождении. Цели могут формулироваться либо самим человеком, либо средой жизнедеятельности.

Информационно-энергетическое поле человека, в том числе электромагнитное, тепловое, оказывает влияние на работу аналитического центра как в информационном, так и в энергетическом планах.

Источником жизнедеятельности человека является энергетическое поле человека, потоки энергии u 6, u 13, u 15от которого поступают через информационно-энергетическое поле человека в аналитический центр, а также в центральную нервную систему. Информация J z , сформированная человеком в виде энергетических потоков, преобразуется в выходную информацию J ч , записанную на жестких или мягких носителях (книги, дискеты и т. д.). Последняя передается в среду жизнедеятельности для практического использования и (или) передается в банк памяти ноосферы.

Рецепторы представляют собой информационно-измерительную систему ( u 5). Последняя служит для получения информации J х о состоянии среды жизнедеятельности, преобразования ее в информационно-энергетический поток u 5для аналитического центра. Часть информации человек использует из системы знаний человечества u 14, включающей в себя знания, накопленные человечеством или данным человеком.

Кроме информации J ч часто формируется Y – координата (вектор) положения человека в пространстве. В общем случае человек может находиться внутри некоторого динамического объекта, и тогда Y = ( x , y , z , , , , , , ), где x, y, z – положение объекта с человеком в прямоугольной системе координат; , , , , , – линейные и угловые скорости перемещения системы «человек – машина» соответственно по осям OX, OY, OZ и относительно OX, OY, OZ.

Учитывая все сказанное о человеке как о динамической системе, можно сделать несколько предварительных замечаний относительно математических моделей, описывающих процесс жизнедеятельности человека. Такие модели включают:

– модель перемещения в пространстве для выполнения целей;

– модели принятия решения по направлениям деятельности;

– модель обработки информации на уровне памяти;

– модель хранения, вызова, передачи в среду информации на уровне памяти;

– модель нейронных сетей головного мозга, включающую модели на молекулярном уровне.

В силу того что человек представляет собой динамическую систему, нелинейную относительно входных сигналов, которые ограничиваются сверху и снизу, следует ожидать, что математическая модель представляет собой систему нелинейных уравнений вида:

где u = ( u 1, u 2, … , u 16) – информационно-энергетические потоки u i = u i ( J i , Е i , δ J i, t ), где J i , Е i , δ J i – количество информации, энергии, ошибки информации, содержащиеся в i- м потоке, которые циркулируют между подсистемами биосистемы соответственно; J ( t 0) – начальные условия, включая параметры подсознания u 2( t 0) и состояние внешнего мира u 5( t 0) ; J k ( t 0) – начальные условия отдельного k -го этапа жизнедеятельности отдельного индивидуума; – количество этапов; ψ k – оператор преобразования, в частности, дифференцирования по каждому из k этапов.

При этих условиях система (2.1) относится к классу систем с переменной структурой, которая меняется при смене этапа ее функционирования и соответствующих ему начальных условий J k ( t 0), . Аналогом такой системы в технике выступает, например, самолет, когда рассматривается уравнение его движения на всем протяжении полета, включая такие этапы, как разбег, набор высоты, полет по эшелону, полет по глиссаде, выравнивание, посадку.