Силаенков А.Н. Практикум по СППР

Подождите немного. Документ загружается.

Активным элементом взаимодействия назовем такой элемент

взаимодействия, через который пользователь имеет прямой доступ к

системным ресурсам с возможностью непосредственного управления ими

и изменения. К активным элементам взаимодействия относятся, например,

команды управления системными настройками, средства конфигурации

системы, команды работы с файловыми системами.

Необходимо предоставить проектировщикам пользовательского

интерфейса и информационного обеспечения возможность управлять

изображения, варьировать его размерами, цветовой гаммой, положением

точки зрения наблюдателя, количеством и положением источников

освещения, степенью контрастности изображаемых величин и т.п. Все эти

возможности графического интерфейса не только позволяют

проектировщикам выбирать подходящие формы графических

изображений, но и вносят игровые и исследовательские компоненты в

исследовательскую работу, естественным образом побуждают

специалистов по управлению к глубокому и всестороннему анализу

свойств изучаемых объектов и процессов.

Бурное развитие средств вычислительной техники и огромное

разнообразие программных продуктов открыли новые возможности для

создания современного пользовательского интерфейса. Новые средства

ввода, вывода, передачи, хранения и преобразования информации

позволяют использовать речевой ввод и вывод, виртуальную реальность,

мультипликационные и видеообразы, чертежи, карты, сложные

трехмерные динамические графические образы и т.п., что существенно

расширяет "полосу пропускания" информации при общении человека с

компьютером.

Операторский интерфейс экспертных систем реального времени с

учетом имеющихся традиций и ограничений тоже развивается в сторону

интеллектуализации форм представления информации с использованием

разнообразных информационных моделей.

В современных АСУ ТП человек-оператор осуществляет свои

функции «дистанционно», в связи с чем возникает необходимость

создания некоторого промежуточного звена − средств отображения

информации, обеспечивающих представление информации человеку.

Отображение параметров внешней среды и данных о системе

управления, организованное с помощью специальных средств и по

определенной системе правил, называют информационной моделью (ИМ).

Наглядные ИМ или изображения позволяют оператору сформировать

образ, близкий к реальной обстановке. Этот класс ИМ позволяет

передавать информацию с большой надежностью благодаря избыточности

изображений. Но, точность оценки при восприятии изображения

ограничена возможностями зрительного анализатора. Необходимо

отметить также принципиальное отличие в способах получения указанных

изображений.

В абстрактных ИМ основным элементом построения является знак.

Эти модели дают возможность получить высокую точность передачи

информации оператору. Существенным недостатком ИМ этого типа

является трудность перевода системы знаков в наглядный образ.

Абстрактно-наглядные ИМ имеют двойственную сущность: по

отношению к объекту управления эти модели абстрактны, но по способу

построения являются наглядными. Они позволяют судить практически о

любых параметрах объектов в форме, сходной с изображением. Однако

точность оценки величин ограничена возможностями зрительной системы.

В настоящее время получили большое применение смешанные ИМ

благодаря соединению достоинств описанных выше моделей.

Одним из характерных видов таких ИМ являются мнемосхемы.

Мнемосхемы используется для отображения событий, имеющих сложную

структуру с большим количеством связей. Анализ ситуации по ним

требует некоторого времени и зависит от опыта оператора. Дополнительно

вызываемая информация в виде трендов и графиков, чертежей и

инструкций по эксплуатации, таблиц и справок уточняет ситуацию, но

тоже требует временных затрат.

Модели баз знаний экспертных систем обрабатываются быстро, но

результаты их выводятся либо в текстовой форме, медленной при

восприятии, либо в виде деревьев ситуаций с элементами текста.

Наиболее быстро читается человеком динамически синтезируемый

образ, построенный на базе измеренных, вычисленных и справочных

данных. Хорошо развитый у человека двумерный и трехмерный механизм

распознавания образов, а также чувство симметрии позволяет очень

быстро и эффективно воспринимать и обрабатывать различные виды

данных, если они представлены как зрительные когнитивные ( cognition −

познавание) образы. Статическая составляющая когнитивных образов

минимальна, основную информацию несет динамика (цвет, форма,

расположение на экране) и ее эволюция. Наиболее эффективна

когнитивная графика для быстрой оценки ситуации в целом, так как

позволяет, не анализируя большого количества разнородных сигналов и их

значений, сделать вывод о ситуации и ее развитии. При построении

образов желательно сгруппировать участвующие в его создании сигналы

однотипные и взаимозависимые.

Каждая из этих групп параметров на экране представляется

некоторым графическим когнитивным образом: сектором, гистограммой,

крестом, кругом, петлей гистерезиса и т.п., несущим определенный

технологический смысл и имеющий однозначную интерпретацию.

Например, в системе СПРИНТ-РВ одним из множества когнитивных

образов является динамически (ситуационно) меняющийся образ креста,

интерпретируемый однозначно оператором как балансные соотношения

давлений в первом и во втором контурах, тепловой и электрической

мощности.

Рассмотренные средства внедрены в интерфейсе системы СПРИНТ-

РВ на блоке 5 Нововоронежской АЭС (рис. 7).

Рис. 7. Пример пользовательского интерфейса СППР

4.5. Практическая работа

1. Приведите пример СППР, где при принятии решения используются

средства когнитивной графики.

2. Перечислите области применения когнитивной графики.

3. Опишите повышение эффективности мониторинга экономических и

социальных процессов с помощью средств когнитивной компьютерной

графики.

4. Покажите применение когнитивной графики в системах

специального назначения.

5. Покажите применение когнитивных тестов в оценке персонала.

6. Назовите диаграмму, позволяющую держать перед глазами около

сотни меняющихся параметров, хотя известно, что в памяти человек может

удержать не больше семи.

7. Приведите примеры применения когнитивной графики при решении

задач в управлении.

Практическое занятие № 5. Ситуационные центры

5.1. Ситуационные центры: определения, структура и

классификация

Ситуационный центр−совокупность программно-технических

средств, научно-математических методов и инженерных решений для

автоматизации процессов отображения, моделирования, анализа ситуаций

и управления.

Структура СЦ включает различные виды обеспечения (программное,

техническое, лингвистическое и т.д.). СЦ имеет 4 основных уровня:

научно-математический, инженерный, программный и технический.

Ситуационные центры можно классифицировать:

1. По составу:

 СЦ наблюдения (отображения);

 аналитические СЦ;

 полнофункциональные СЦ. Совмещают функции

отображения, моделирования и анализа ситуаций.

2. По масштабу (в оригинале — по степени сложности, масштабу и

решаемым задачам):

 стратегические СЦ;

 оперативные СЦ;

 персональные СЦ.

3. По размещению:

 стационарные СЦ. Привязаны к конкретным помещениям,

где происходит анализ ситуаций. Подавляющее большинство СЦ являются

стационарными;

 мобильные СЦ. Разворачиваются на месте событий, в

конкретном регионе. При локальном обсуждении можно использовать

различные виды связи с интеллектуальными центрами и местными

региональными структурами. Примером является Мобильный пункт

управления для МЧС России;

 виртуальные СЦ. В будущем, при улучшении каналов

связи, мобильность СЦ может быть достигнута на программном уровне.

При этом возможно увеличение мобильности не только технических

средств, но и оперативного состава. Одним из прототипов такого СЦ

может выступать виртуальная ситуационная комната для принятия

решений в неопределенных и нестандартных ситуациях.

4. По степени детерминированности решаемых задач:

 слабо детерминированные. Детерминированность

определяется степенью хаотичности ситуации, законченностью

постановки задачи, информационной открытостью проблемы,

стереотипностью обучающих примеров и прочими факторами. К задачам

этого класса можно отнести стратегический и мотивационный

контроллинг;

 детерминированные. К данному классу можно отнести

задачи всеобъемлющего управленческого учета в системах

корпоративного или государственного операционного контроллинга.;

 сильно детерминированные. К данному классу можно

отнести некоторые задачи управления движением ракетой или

регулирования распределения электроэнергии.

5. По целевой направленности:

 СЦ контроля. Основной задачей является наблюдение за

состоянием сложного объекта или системы. Примером может служить

ситуационная полиэкранная система информационной поддержки

принятия решений для управления состоянием сложных, экологически

опасных объектов и технологий;

 СЦ управления. Основной целью СЦ является постоянное и

активное управление объектом (группой объектов). Примером могут

служить АСЦ производственных предприятий или банков;

 Кризисные СЦ. Активная работа СЦ осуществляется только

при возникновении экстренных (кризисных) ситуаций. Примером является

кризисный центр концерна "РосЭнергоАтом", ситуационно-кризисный

центр Минатома;

 СЦ обучения. Целью работы является обучение

оперативного и обслуживающего персонала, подготовка специалистов в

области СЦ. В настоящее время создание таких СЦ только планируется;

 — Многоцелевой СЦ. Сочетает в себе возможности

различных СЦ. В этом случае можно говорить о режимах работы СЦ .

Примерами являются СЦ Министерства природных ресурсов РФ, IBS

Центр поддержки принятия решений.

6. По способу отображения ситуационной информации:

 Коллективный. Использование в СЦ только экрана

коллективного пользования. Примером являются СЦ, которые

используются для контроля состояния множества различных устройств,

объединенных в одну сеть (например, ситуационные центры компаний

сотовой связи). Основной задачей функционирования является контроль

всех составляющих элементов на высшем уровне и принятие решений в

случае возникновения экстренных ситуаций;

 Индивидуальный. Использование в СЦ только

индивидуальных экранов. Примером являются мобильные СЦ в боевых

комплексах ПВО и ПРО, диспетчерские СЦ и распределенные ССОИ;

 Коллективно-индивидуальный. Использование в СЦ экранов

различного типа. К этому классу относится СЦ управления космическими

полетами.

7. По универсальности:

 Специальные СЦ. Подавляющее большинство СЦ не могут

быть использованы в других предметных областях для решения новых

задач;

 Настраиваемые СЦ. Программные и технические решения

СЦ, предназначенные для широкого использования. Примером являются

программные продукты «Триумф-Аналитика» фирмы Парус и

ситуационная комната «Галактика». В будущем к этому классу будут

относиться виртуальные СЦ.

5.2. Актуальность создания ситуационных центров. Техническое

оснащение ситуационных центров

Для того, чтобы принимать оптимальные решения с минимальными

затратами времени, создается такой инструмент как ситуационный центр

или ситуационная комната. Ситуационный центр также дает возможность

промоделировать варианты развития событий, продумать последствия тех

или действий заранее, не дожидаясь наступления кризисной ситуации.

Создание ситуационных центров является сегодня одной из

актуальнейших задач повышения эффективности управленческой

деятельности. В настоящее время в мире насчитывается несколько сотен

ситуационных центров, и количество их продолжает увеличиваться.

Достаточно активно ситуационные центры начинают внедряться и в

образование. Вузы видят внедрение у себя ситуационных центров как одну

из новых форм преподавания, которая может внести значительные

изменения в существующую образовательную модель.

Бурное развитие информационных

технологий в последние годы вызвало

появление больших массивов

информационных, коммуникационных,

аудио-видео данных, которые необходимо

осознать, структурировать и анализировать для принятия грамотных

управленческих решений. Одновременно с убыстрением темпов развития

информационных технологий сокращается время, отпущенное на принятие

управленческих решений или, тем более, решений, принимаемых в

кризисных ситуациях.

Такие ситуационные центры существуют сегодня в Министерстве

природных ресурсов РФ, Минатоме и Росэнергоатоме, в МЧС, в

некоторых автономных округах и регионах, активно создают их и крупные

промышленные и нефтегазовые компании.

Основные задачи ситуационных центров:

1. Мониторинг состояния объекта управления прогнозирование

развития ситуации на основе анализа поступающей информации.

2. Моделирование последствий управленческих решений, на базе

использования информационно-аналитических систем.

3. Экспертная оценка принимаемых решений и их оптимизация.

4. Управление в кризисной ситуации.

2.3 Техническое оснащение ситуационных центров.

Для решения стоящих перед ситуационными центрами задач

требуются большие объемы и высокая интенсивность поступления

входной информации, что делает абсолютно необходимым использование

современных средств, обеспечивающих высокие возможности приема,

воспроизведения и восприятия информации.

5.3. Техническое оснащение ситуационных центров

Основным элементом технического оснащения ситуационного центра

является экран коллективного пользования, позволяющий создать единый

информационный язык для лиц, работающих в ситуационном центре.

Экран может представлять собой видеостену или проекционную

установку.

5.3.1. Системы мультиэкранного изображения

Видеостены или системы мультиэкранного отображения данных

различного вида (электронные карты, видеоизображения, графики и

диаграммы, текстовая

документация в электронном

виде), предназначены для

коллективного пользования и,

благодаря модульной

конструкции, могут быть сконфигурированы индивидуально под

конкретные помещения и задачи.

Ключевымсвойством для видеостен является разрешение и,

соответственно, информационная емкость, позволяющая представлять на

одном экранном поле множество "окон", содержащих полноценные

изображения от множества источников.

Дисплеи такого типа являются почти безальтернативным решением

для серьезных ситуационных и диспетчерских залов:

 универсальность − изображение от любых источников;

 высокое разрешение − возможность вывода большого количества

информации;

 высокое качество изображения, контрастность и яркость,

незначительное влияние внешней засветки;

 возможность долговременной (круглосуточной) работы,

большой ресурс ламп;

 возможность работы с заранее программируемыми

сценариями, в том числе, и предусмотренными в нештатных ситуациях;

 высокая надежность − в модульной конструкции

вероятность выхода из строя всех модулей сразу весьма мала;

 высокая компактность при соответствующем размере и

качестве изображения;

 восприятие большого объема информации в сжатые сроки;

 восприятие информации в контексте;

 эффективное взаимодействие;

 высокое разрешение − возможность вывода большого

количества информации.

5.3.2. Средства видеоконференц-связи

Средства видеоконференц-связи, передающие изображение и звук по

телекоммуникационным сетям и использующие различные конфигурации

связных терминалов − как в виде автономных устройств, так и на базе

персональных компьютеров, являются необходимыми в ситуациях, когда

происходит работа между удаленными участниками совещания. Живой

диалог может прояснить иногда гораздо больше, чем даже относительно

быстрая пересылка файлов с фотографиями. В состав любого

видеоконференционного терминала входят видеокамера, микрофон, кодек,

устройство отображения видео и устройство воспроизведения звука.

Микрофоны в ситуационном центре практически обязательный

атрибут. Они необходимы не только для того, чтобы участники совещания

могли слышать друг друга непосредственно в ситуационном центре, но и

могли участвовать в сеансах связи с другими офисами или центрами.

Обычные микрофоны плохо подходят для этой цели.

Правильным решением является использование так называемых

конференц-систем − микрофонных пультов. Такие пульты подразделяются

на пульты рядовых участников и пульт руководителя (председателя,

ведущего). Наиболее распространенный режим работы, когда говорящий

участник, прежде чем начать говорить, нажимает кнопку на пульте и

система включает его микрофон, выключая все остальные. Когда начинает

говорить следующий, он нажимает на свою кнопку и включается

следующий микрофон. Председатель имеет возможность заглушить все

микрофоны и взять слово. Система позволяет использовать и другие

режимы, когда одновременно работает несколько микрофонов или они

включаются только по команде оператора.

5.3.3. Электронные средства ввода графических данных:

документ-камеры

Документ-камеры − универсальные инструменты для мгновенного

получения электронных изображений текстов, фотографий, слайдов и

небольших предметов. Модели профессионального класса снабжены

целым рядом функций, позволяющих предварительно подготавливать

выводимое на экран изображение необходимым образом: функция

увеличения, функция негатив-позитив, функция подсветки и поворота

изображения, проч. Такое оборудование совершенно необходимо в

ситуации динамической работы экспертов: ведь обычное сканирование

занимает безусловно большее время.

5.3.4. Интерактивные дисплеи

Ситуационный центр − инструмент взаимодействия людей,

использующих для общения электронные документы, поэтому в нем

должны быть средства для максимально удобного управления и изменения

документов, создания новых.

Часть поверхности экрана в ситуационном центре или

дополнительный экран должен наделяться интерактивными свойствами.

Это дает возможность работать с электронными документами, используя

простую меловую доску или лист белой бумаги и карандаш, при этом

сохраняются возможности электронной документации − сохранение,

рукописных исправлений, как файлов, мгновенная печать или рассылка по

электронной почте, синхронное наблюдение изменений документа по сети

в удаленных офисах.

Интерактивность может быть реализована непосредственно на

поверхности основного дисплея ситуационного центра, но это не всегда

удобно (например, когда дисплей большой) и тогда интерактивность

можно реализовать на отдельных устройствах, например, системах

SMART Board для прямой и обратной (просветной) проекции или

интерактивных дисплеях на базе плазменных панелей.

5.4. Технологии представления информации

Одной из основных задач

ситуационного центра является

сокращение времени,

необходимого для оценки и

понимания ситуации. Для

быстрого погружения в

проблему используются

специальные средства

презентационной графики,

позволяющие представить

задачу в яркой и компактной форме.

Специалисты компании "Меркатор", работающие в этой области

совместно с социопсихологами, определили основные принципы

подготовки презентационной графики, которые во многом отражают

стратегию проведения самого доклада:

 каждый доклад-презентация не должен содержать более 3-х

основных тезисов;

 чем меньше слов на графике слайда, тем легче восприятие;

 аудитория воспринимает не факты, а события, поэтому

основная задача компьютерной графики − создание из информации

события.