Ситуационная осведомленность или ситуационная осведомленность ( SA ) — это понимание среды, ее элементов и того, как она меняется с течением времени или другими факторами. Ситуационная осведомленность важна для эффективного принятия решений во многих средах. Она формально определяется как:
«восприятие элементов окружающей среды в объеме времени и пространства, понимание их значения и прогнозирование их статуса в ближайшем будущем» [1] .
Альтернативное определение заключается в том, что ситуационная осведомленность — это адаптивное, направленное вовне сознание, продуктом которого являются знания о динамической среде выполнения задач и направленные действия в этой среде. [2]
Осведомленность о ситуации была признана важнейшей основой для успешного принятия решений в широком спектре ситуаций, многие из которых связаны с защитой человеческой жизни и имущества, включая правоохранительную деятельность , авиацию , управление воздушным движением , судоходство, [3] здравоохранение, [4] реагирование на чрезвычайные ситуации, военные командные операции, операторов систем передачи , самооборону [5] и управление морскими нефтяными и атомными электростанциями . [6]
Недостаточная осведомленность о ситуации была определена как один из основных причинных факторов несчастных случаев, связанных с человеческими ошибками . [7] [8] [9] [10] Согласно теории осведомленности о ситуации Эндсли, когда кто-то сталкивается с опасной ситуацией, ему необходим соответствующий и точный процесс принятия решений, который включает распознавание и сопоставление образов, формирование сложных схем и архетипических знаний, которые помогают принимать правильные решения. [11]
Формальное определение SA часто описывается как три восходящих уровня:
Люди с наивысшим уровнем SA не только воспринимают информацию, соответствующую их целям и решениям, но и способны интегрировать эту информацию, чтобы понять ее смысл или значение, и способны проектировать вероятные или возможные будущие сценарии. Эти более высокие уровни SA имеют решающее значение для проактивного принятия решений в сложных условиях.
В центре внимания исследований находились три аспекта SA: состояния SA, системы SA и процессы SA. Состояния SA относятся к фактическому уровню осведомленности людей о ситуации. Системы SA относятся к технологиям, которые разработаны для поддержки SA во многих средах. Процессы SA относятся к обновлению состояний SA и к тому, что направляет изменение SA от момента к моменту. [13]
Хотя сам термин появился сравнительно недавно, его концепция имеет корни в истории военной теории — например, его можно узнать в «Искусстве войны » Сунь Цзы . [14] Термин можно проследить до Первой мировой войны, где он был признан важнейшим навыком для экипажей военных самолетов. [15]
Существуют доказательства того, что термин « ситуационная осведомленность» впервые был использован в компании Douglas Aircraft Company во время исследований в области человеческого фактора при разработке вертикальных и горизонтальных ситуационных дисплеев и оценке размещения цифрового управления для следующего поколения коммерческих самолетов. Исследовательские программы по взаимодействию летного экипажа с компьютером [16] и измерению умственной нагрузки [17] были основаны на концепции измерения осведомленности из серии экспериментов, в которых измерялась осведомленность о непредвиденных обстоятельствах во время обучения [18] [19] и позднее были распространены на умственную нагрузку и усталость. [20]
Ситуационная осведомленность появляется в технической литературе еще в 1983 году, когда описываются преимущества прототипа сенсорного навигационного дисплея. [21] В начале 1980-х годов для коммерческих самолетов разрабатывались интегрированные дисплеи «вертикальной ситуации» и «горизонтальной ситуации» для замены нескольких электромеханических приборов. Интегрированные дисплеи ситуации объединяли информацию с нескольких приборов, обеспечивая более эффективный доступ к критическим параметрам полета, тем самым улучшая ситуационную осведомленность и снижая нагрузку на пилота.
Термин был впервые формально определен Эндсли в 1988 году. [22] До того, как его широко приняли специалисты по человеческому фактору в 1990-х годах, этот термин, как говорят, использовался летчиками истребителей ВВС США (USAF), вернувшимися с войны в Корее и Вьетнаме . [23] Они определили наличие хорошей SA как решающий фактор в воздушных боях — «фактор аса». [24] Выживание в воздушном бою обычно было вопросом наблюдения за текущим шагом противника и предвосхищения его следующего шага за долю секунды до того, как он сам мог его заметить и предвидеть.
Пилоты ВВС США также стали приравнивать SA к фазам «наблюдать» и «ориентироваться» знаменитого цикла наблюдения-ориентации-решения-действия ( цикл OODA ) или цикла Бойда, как его описал военный теоретик ВВС США полковник Джон Бойд . В бою выигрышная стратегия заключается в том, чтобы «войти» в цикл OODA противника, не только принимая собственные решения быстрее, но и имея лучший SA, чем у противника, и даже изменяя ситуацию способами, которые противник не может отслеживать или даже понимать. Потеря собственного SA, напротив, приравнивается к тому, чтобы «выйти из цикла».
Очевидно, что SA имеет далеко идущие приложения, поскольку необходимо, чтобы отдельные лица и команды эффективно функционировали в своей среде. Таким образом, SA вышла далеко за пределы области авиации, чтобы работать в самых разных средах. SA изучается в таких разнообразных областях, как управление воздушным движением , эксплуатация атомных электростанций , реагирование на чрезвычайные ситуации , морские операции, космос, бурение нефтяных и газовых скважин, эксплуатация транспортных средств и здравоохранение (например, анестезиология и сестринское дело ). [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31]
Наиболее широко цитируемая и принятая модель SA была разработана доктором Микой Эндсли [25] , которая, как было показано, в значительной степени подкреплена результатами исследований. [34] Ли, Кассано-Пинче и Висенте обнаружили, что модель SA Эндсли получила на 50% больше цитирований после ее публикации, чем любая другая статья в Human Factors по сравнению с другими статьями за 30-летний период их обзора. [35]
Модель Эндсли описывает когнитивные процессы и механизмы, которые используются людьми для оценки ситуаций, чтобы развить SA, а также факторы задачи и окружающей среды, которые также влияют на их способность получать SA. Она подробно описывает три уровня формирования SA: восприятие, понимание и проекция.
Восприятие (Уровень 1 SA) : Первым шагом в достижении SA является восприятие статуса, атрибутов и динамики соответствующих элементов в окружающей среде. Таким образом, Уровень 1 SA, самый базовый уровень SA, включает в себя процессы мониторинга, обнаружения сигналов и простого распознавания, которые приводят к осознанию множественных ситуативных элементов (объектов, событий, людей, систем, факторов окружающей среды) и их текущих состояний (местоположений, условий, режимов, действий).
Понимание (Уровень 2 SA) : Следующий шаг в формировании SA включает синтез разрозненных элементов SA Уровня 1 через процессы распознавания образов, интерпретации и оценки. Уровень 2 SA требует интеграции этой информации для понимания того, как она повлияет на цели и задачи индивидуума. Это включает в себя разработку всеобъемлющей картины мира или той части мира, которая интересует индивидуума.
Проекция (Уровень 3 SA) : Третий и самый высокий уровень SA включает в себя способность прогнозировать будущие действия элементов в окружающей среде. Уровень 3 SA достигается посредством знания состояния и динамики элементов и понимания ситуации (Уровни 1 и 2 SA), а затем экстраполяции этой информации вперед во времени для определения того, как она повлияет на будущие состояния операционной среды.
Модель Эндсли показывает, как SA «обеспечивает основную основу для последующего принятия решений и производительности в работе сложных динамических систем». [36] Хотя сама по себе она не может гарантировать успешного принятия решений, SA поддерживает необходимые входные процессы (например, распознавание сигналов, оценку ситуации, прогнозирование), на которых основываются хорошие решения. [37]
SA также включает в себя как временной, так и пространственный компонент. Время является важным понятием в SA, поскольку SA является динамической конструкцией, меняющейся в темпе, диктуемом действиями людей, характеристиками задач и окружающей средой. По мере того, как новые входы поступают в систему, человек включает их в это ментальное представление, внося необходимые изменения в планы и действия для достижения желаемых целей.
SA также включает в себя пространственные знания о действиях и событиях, происходящих в определенном месте, представляющем интерес для индивида. Таким образом, концепция SA включает в себя восприятие, понимание и проекцию ситуативной информации, а также временные и пространственные компоненты.
Модель SA Эндсли иллюстрирует несколько переменных, которые могут влиять на развитие и поддержание SA, включая индивидуальные, функциональные и факторы окружающей среды.
Подводя итог, можно сказать, что модель состоит из нескольких ключевых факторов, которые описывают когнитивные процессы, вовлеченные в СА: [38]
Модель также указывает на ряд особенностей задачи и среды, которые влияют на SA:
Опыт и обучение оказывают значительное влияние на способность людей развивать SA, поскольку они влияют на развитие ментальных моделей, которые снижают требования к обработке и помогают людям лучше расставлять приоритеты в своих целях. [40] Кроме того, было обнаружено, что люди различаются по своей способности приобретать SA; таким образом, простое предоставление одной и той же системы и обучения не гарантирует одинакового SA у разных людей. Исследования показали, что существует ряд факторов, которые делают некоторых людей лучше в SA, чем других, включая различия в пространственных способностях и навыках многозадачности. [41]
Критика конструкции SA и модели обычно рассматривается как необоснованная и рассматривается. [42] [43] [44] Модель Эндсли очень подробно описывает точные когнитивные процессы, вовлеченные в SA. Обзор повествовательной литературы по конструкциям SA, производительности и другим человеческим факторам утверждает, что SA «... ценен для понимания и прогнозирования производительности человеко-системы в сложных системах». [42]
Тем не менее, существует несколько критических замечаний в отношении SA. Одно из критических замечаний касается опасности цикличности в отношении SA: «Как узнать, что SA была потеряна? Потому что человек отреагировал ненадлежащим образом. Почему человек отреагировал ненадлежащим образом? Потому что SA была потеряна». [45] Основываясь на проблеме цикличности, другие считали SA народной моделью на том основании, что она часто чрезмерно обобщена и невосприимчива к фальсификации. [46] [47] В ответ на эти критические замечания утверждается, что меры SA «... фальсифицируемы с точки зрения их полезности в прогнозировании». [42]
Недавний обзор и метаанализ показателей SA показали, что они были сильно коррелированы или предсказывали производительность, что изначально, как представляется, давало сильные количественные доказательства, опровергающие критику SA. [44] Однако критерии включения в этот метаанализ [44] были ограничены положительными корреляциями, достигающими желаемых уровней статистической значимости. [48] То есть, более желательные результаты, подтверждающие гипотезу, были включены, в то время как менее желательные результаты, противоречащие гипотезе, были исключены. Обоснованием было «Не все показатели SA имеют отношение к производительности». [44] Это пример кругового анализа или двойного погружения, [49] где анализируемый набор данных выбирается на основе результата анализа того же набора данных.
Поскольку были включены только более желательные эффекты, результаты этого метаанализа были предопределены – прогностические меры SA были прогностическими. [48] Кроме того, были завышенные оценки средних размеров эффекта по сравнению с анализом, который не отбирал результаты с использованием статистической значимости. [48] Определение релевантности SA на основе желательности результатов и анализ только подтверждающих результатов является круговой концептуализацией SA и возрождает опасения по поводу фальсифицируемости SA. [48]
В этом разделе кратко описаны несколько когнитивных процессов, связанных с пониманием ситуации. Представленная ниже матрица пытается проиллюстрировать взаимосвязь между некоторыми из этих концепций. [50] Обратите внимание, что понимание ситуации и ситуационная оценка чаще обсуждаются в сложных областях слияния информации, таких как авиация и военные операции, и больше связаны с достижением непосредственных тактических целей. [51] [52] [53] Смыслообразование и достижение понимания чаще встречаются в литературе по промышленной и организационной психологии и часто связаны с достижением долгосрочных стратегических целей.
Существуют также биологические медиаторы ситуационной осведомленности, в первую очередь гормоны, такие как тестостерон , и нейротрансмиттеры, такие как дофамин и норадреналин . [54]
Ситуационную осведомленность иногда путают с термином «ситуационное понимание». В контексте военного командования и управления ситуационное понимание относится к «продукту применения анализа и суждения к ситуационной осведомленности подразделения для определения взаимосвязей присутствующих факторов и формирования логических выводов относительно угроз для силы или выполнения миссии, возможностей для выполнения миссии и пробелов в информации». [55] Ситуационное понимание то же самое, что и уровень 2 SA в модели Эндсли — понимание смысла информации, интегрированной друг с другом и с точки зрения целей индивидуума. Это «ну и что» из данных, которые воспринимаются.
Короче говоря, ситуационная осведомленность рассматривается как «состояние знания», а ситуационная оценка — как «процессы», используемые для достижения этого знания. Эндсли утверждает, что «важно отличать термин ситуационная осведомленность как состояние знания от процессов, используемых для достижения этого состояния. [1] Эти процессы, которые могут значительно различаться у разных людей и в разных контекстах, будут называться ситуационной оценкой или процессом достижения, приобретения или поддержания SA». Обратите внимание, что SA не только производится процессами ситуационной оценки, но и управляет этими же процессами в рекуррентной манере. Например, текущая осведомленность человека может определять, на что он обращает внимание в следующий раз и как он интерпретирует полученную информацию. [56]
Точные ментальные модели являются одним из предварительных условий для достижения SA. [22] [57] [58] Ментальную модель можно описать как набор четко определенных, высокоорганизованных, но динамичных структур знаний, разработанных с течением времени на основе опыта. [59] [60] Объем доступных данных, присущий сложным операционным средам, может превзойти способность новичков, принимающих решения, эффективно отслеживать, обрабатывать и интегрировать эту информацию, что приводит к информационной перегрузке и отрицательно влияет на их SA. [61] Напротив, опытные лица, принимающие решения, оценивают и интерпретируют текущую ситуацию (SA уровня 1 и 2) и выбирают соответствующее действие на основе концептуальных шаблонов, хранящихся в их долговременной памяти в виде «ментальных моделей». [62] [63] Сигналы в окружающей среде активируют эти ментальные модели, которые, в свою очередь, направляют их процесс принятия решений.
Кляйн, Мун и Хоффман различают ситуационную осведомленность и осмысление следующим образом:
...осведомленность о ситуации касается достигнутого состояния знания — либо знания текущих элементов данных, либо выводов, сделанных на основе этих данных, либо прогнозов, которые можно сделать с использованием этих выводов. В отличие от этого, осмысление касается процесса достижения этих видов результатов, стратегий и встречающихся барьеров. [64]
Короче говоря, осмысление рассматривается скорее как «мотивированное, непрерывное усилие по пониманию связей (которые могут быть между людьми, местами и событиями) для того, чтобы предвидеть их траектории и действовать эффективно» [65] , а не как состояние знания, лежащее в основе ситуационной осведомленности. Эндсли указывает, что как процесс, требующий усилий, осмысление на самом деле рассматривает подмножество процессов, используемых для поддержания ситуационной осведомленности. [66] [43] В подавляющем большинстве случаев SA является мгновенным и не требующим усилий, исходя из распознавания образов ключевых факторов в окружающей среде — «Скорость операций в таких видах деятельности, как спорт, вождение, полеты и управление воздушным движением, практически запрещает такое сознательное обдумывание в большинстве случаев, но скорее оставляет его для исключений». Эндсли также указывает, что осмысление ориентировано на прошлое, формируя причины прошлых событий, в то время как ситуационная осведомленность, как правило, смотрит вперед, проецируя то, что, вероятно, произойдет, чтобы информировать эффективные процессы принятия решений. [66] [43]
Во многих системах и организациях люди работают не просто как личности, а как члены команды. Таким образом, необходимо рассматривать SA не только отдельных членов команды, но и SA команды в целом. Чтобы начать понимать, что необходимо для SA в командах, сначала необходимо четко определить, что составляет команду. Команда — это не просто любая группа людей; скорее, команды имеют несколько определяющих характеристик. Команда — это:
различимая группа из двух или более людей, которые взаимодействуют динамично, взаимозависимо и адаптивно для достижения общей и ценной цели/задачи/миссии, каждому из которых назначены определенные роли или функции для выполнения и которые имеют ограниченный срок членства.
— Салас и др. (1992) [67]
Командный SA определяется как «степень, в которой каждый член команды обладает SA, требуемым для его или ее обязанностей». [38] Успех или неудача команды зависит от успеха или неудачи каждого из ее членов. Если у кого-либо из членов команды плохой SA, это может привести к критической ошибке в работе, которая может подорвать успех всей команды. Согласно этому определению, каждый член команды должен иметь высокий уровень SA по тем факторам, которые имеют отношение к его или ее работе. Недостаточно, чтобы один член команды знал критическую информацию, если член команды, которому нужна эта информация, не знает. Поэтому члены команды должны быть успешными в передаче информации между собой (включая то, как они интерпретируют или проектируют изменения в ситуации, чтобы сформировать SA уровня 2 и 3) или в том, чтобы каждый независимо мог получить необходимую ему информацию.
В команде у каждого члена есть подцель, соответствующая его/ее конкретной роли, которая вписывается в общую командную цель. С подцелью каждого члена связан набор элементов SA, о которых он/она беспокоится. Поскольку члены команды по сути взаимозависимы в достижении общей командной цели, некоторое совпадение между подцелью каждого члена и их требованиями SA будет присутствовать. Именно этот подмножество информации составляет большую часть командной координации. Эта координация может происходить как словесный обмен, дублирование отображаемой информации или какими-то другими способами. [68]
Общая осведомленность о ситуации может быть определена как «степень, в которой члены команды обладают одинаковыми SA по общим требованиям SA». [69] [70] Как следует из этого определения, существуют информационные требования, которые актуальны для нескольких членов команды. Основная часть командной работы включает область, в которой эти требования SA пересекаются — общие требования SA, которые существуют как функция существенной взаимозависимости членов команды. В плохо функционирующей команде два или более членов могут иметь разные оценки этих общих требований SA и, таким образом, вести себя нескоординированным или даже контрпродуктивным образом. Однако в гладко функционирующей команде каждый член команды разделяет общее понимание того, что происходит с теми элементами SA, которые являются общими — общий SA . Таким образом, общий SA относится к степени, в которой люди имеют общее понимание информации, которая находится в перекрытии требований SA членов команды. Не всей информацией нужно делиться. Очевидно, что каждый член команды знает многое из того, что не относится к другим в команде. Разделение каждой детали работы каждого человека создало бы информационную перегрузку, которую нужно было бы сортировать, чтобы получить необходимую информацию. [71] [72] Необходимо делиться только той информацией, которая имеет отношение к требованиям SA каждого члена команды.
Таким образом, ситуационная осведомленность команды в целом зависит как от высокого уровня SA среди отдельных членов команды в отношении аспектов ситуации, необходимых для их работы; так и от высокого уровня общей SA между членами команды, что обеспечивает точную общую операционную картину тех аспектов ситуации, которые являются общими для потребностей каждого члена. [73] Эндсли и Джонс [57] [73] описывают модель ситуационной осведомленности команды как средство концептуализации того, как команды развивают высокие уровни общей SA среди членов. Каждый из этих четырех факторов — требования, устройства, механизмы и процессы — действуют, чтобы помочь создать команду и общую SA.
В критических по времени процессах принятия решений быстрые и эффективные решения являются обязательными для решения и навигации в срочных ситуациях. В таких сценариях способность быстро анализировать информацию, расставлять приоритеты ключевых факторов и оперативно выполнять решения становится первостепенной. Ограничения по времени часто требуют баланса между тщательным обдумыванием и необходимостью быстрых действий.
Принимающий решения должен полагаться на сочетание опыта , интуиции и доступных данных, чтобы делать осознанный выбор в условиях давления. Приоритезация критических элементов , оценка потенциальных результатов и рассмотрение немедленных и долгосрочных последствий являются важнейшими аспектами эффективного принятия решений, срочных по времени.
Кроме того, четкая коммуникация имеет важное значение для обеспечения того, чтобы решения быстро передавались соответствующим заинтересованным сторонам и выполнялись бесперебойно. Совместные усилия, оптимизированные процессы и четко определенные протоколы могут повысить эффективность принятия решений в ситуациях, когда время ограничено.
Адаптивность и способность перенастраивать стратегии в режиме реального времени являются жизненно важными атрибутами в критических по времени сценариях, поскольку непредвиденные события могут потребовать быстрой корректировки первоначального решения. Использование технологических достижений и основанных на данных идей, а также включение имитационных упражнений также может способствовать лучшим результатам принятия решений в ситуациях высокого давления.
В конечном счете, успешное принятие срочных решений требует сочетания опыта, подготовленности, эффективной коммуникации и готовности адаптироваться, гарантируя, что выбранный курс действий соответствует срочности ситуации, сводя к минимуму риск ошибок.
Хотя конструкция SA широко исследовалась, многомерная природа SA представляет собой значительную проблему для ее количественной оценки и измерения. [a] В целом, методы различаются с точки зрения прямого измерения SA (например, объективные зонды в реальном времени или субъективные анкеты, оценивающие воспринимаемую SA) или методов, которые выводят SA на основе поведения или производительности оператора. Прямые измерения обычно считаются «ориентированными на продукт», поскольку эти методы оценивают результат SA; выведенные измерения считаются «ориентированными на процесс», фокусируясь на базовых процессах или механизмах, необходимых для достижения SA. [74] Эти подходы к измерению SA более подробно описаны далее.
Объективные меры напрямую оценивают SA, сравнивая восприятие ситуации или окружающей среды человеком с некоторой «истинной» реальностью. В частности, объективные меры собирают данные от человека о его или ее восприятии ситуации и сравнивают их с тем, что на самом деле происходит, чтобы оценить точность их SA в данный момент времени. Таким образом, этот тип оценки обеспечивает прямую меру SA и не требует от операторов или наблюдателей выносить суждения о ситуационном знании на основе неполной информации. Объективные меры могут быть собраны одним из трех способов: в режиме реального времени по мере выполнения задачи (например, «зонды в режиме реального времени», представленные в виде открытых вопросов, встроенных в вербальные сообщения во время выполнения задачи [75] ), во время перерыва в выполнении задачи (например, метод глобальной оценки осведомленности о ситуации (SAGAT) [32] или тест на осведомленность о ситуации и стрессоустойчивость WOMBAT, в основном используемый в авиации с конца 1980-х годов и часто называемый HUPEX в Европе), или последующее тестирование после завершения задачи.
Субъективные меры напрямую оценивают SA, предлагая людям оценить свою собственную или наблюдаемую SA людей по фиксированной шкале (например, анкета по осведомленности о ситуации для участников; [76] методика оценки осведомленности о ситуации [77] ). Субъективные меры SA привлекательны тем, что они относительно просты и легки в применении. Однако следует отметить несколько ограничений. Люди, проводящие субъективную оценку своей собственной SA, часто не знают информации, которую они не знают ( неизвестные неизвестные ). Субъективные меры также имеют тенденцию быть глобальными по своей природе и, как таковые, не в полной мере используют многомерную природу SA для предоставления подробной диагностики, доступной с помощью объективных мер. Тем не менее, самооценки могут быть полезны тем, что они могут дать оценку степени уверенности операторов в своей SA и их собственной производительности. Измерение того, как SA воспринимается оператором, может предоставить информацию, столь же важную, как и фактическая SA оператора, поскольку ошибки в воспринимаемом качестве SA (чрезмерная уверенность или недостаточная уверенность в SA) могут иметь столь же пагубное влияние на принятие решений отдельным лицом или командой, как и ошибки в их фактической SA. [78]
Субъективные оценки SA человека также могут быть сделаны опытными наблюдателями (например, коллегами, командирами или обученными внешними экспертами). Эти оценки наблюдателей могут быть несколько выше самооценок SA, поскольку наблюдателю обычно доступно больше информации об истинном состоянии окружающей среды, чем оператору, который может быть сосредоточен на выполнении задачи (т. е. обученные наблюдатели могут иметь более полное знание ситуации). Однако наблюдатели имеют лишь ограниченные знания о концепции ситуации оператором и не могут иметь полного представления о психическом состоянии оцениваемого человека. Таким образом, наблюдатели вынуждены больше полагаться на наблюдаемые действия и вербализации операторов, чтобы сделать вывод об их уровне SA. В этом случае такие действия и вербализации лучше всего оценивать с помощью показателей производительности и поведения SA, как описано далее.
Показатели производительности выводят SA из конечного результата (т. е. результатов выполнения задачи), основываясь на предположении, что лучшая производительность указывает на лучшую SA. Общие показатели производительности включают количество выходных данных или уровень производительности, время выполнения задачи или реагирования на событие и точность ответа или, наоборот, количество допущенных ошибок. Главное преимущество показателей производительности заключается в том, что их можно собирать объективно и без нарушения выполнения задачи. Однако, хотя существуют доказательства, предполагающие положительную связь между SA и производительностью, эта связь является вероятностной и не всегда прямой и однозначной. [25] Другими словами, хорошая SA не всегда приводит к хорошей производительности, а плохая SA не всегда приводит к плохой производительности. [79] Таким образом, показатели производительности следует использовать в сочетании с другими показателями SA, которые напрямую оценивают эту конструкцию.
Поведенческие меры также выводят SA из действий, которые люди выбирают предпринять, основываясь на предположении, что хорошие действия последуют из хорошего SA и наоборот. Поведенческие меры в первую очередь опираются на оценки наблюдателей и, таким образом, являются несколько субъективными по своей природе. Чтобы устранить это ограничение, наблюдателей можно попросить оценить степень, в которой люди выполняют действия и демонстрируют поведение, которое, как ожидается, будет способствовать достижению более высоких уровней SA. [b] Этот подход устраняет некоторую субъективность, связанную с вынесением суждений о внутреннем состоянии знаний человека, позволяя им выносить суждения о показателях SA, которые более легко наблюдаемы.
Индексы процесса изучают, как люди обрабатывают информацию в своей среде, например, путем анализа моделей общения между членами команды или с помощью устройств слежения за глазами. Командное общение (особенно вербальное общение) поддерживает накопление знаний и обработку информации, что приводит к построению SA. [57] Таким образом, поскольку SA может распространяться посредством общения, методы вычислительной лингвистики и машинного обучения можно объединить с аналитическими методами естественного языка (например, латентный семантический анализ ) для создания моделей, которые опираются на вербальные выражения команды для прогнозирования SA и выполнения задач. [81] [82] Хотя существуют доказательства, подтверждающие полезность анализа коммуникации для прогнозирования SA команды, [83] временные и технологические ограничения (например, стоимость и доступность систем записи речи и программного обеспечения для перевода речи в текст) могут сделать этот подход менее практичным и жизнеспособным в условиях дефицита времени, в быстрых операциях.
Психофизиологические показатели также служат индексами процесса SA оператора, предоставляя оценку взаимосвязи между производительностью человека и скорректированным изменением физиологии оператора. [84] Другими словами, когнитивная активность связана с изменениями физиологических состояний оператора. Например, общее функциональное состояние оператора (оцененное с использованием психофизиологических показателей, таких как данные электроэнцефалографии , моргания глаз и сердечная активность) может дать представление о том, является ли оператор утомленным от сна на одном конце континуума или психически перегруженным на другом конце. [85] Другие психофизиологические показатели, такие как потенциалы, связанные с событиями , десинхронизация, связанная с событиями, транзиторная частота сердечных сокращений и электродермальная активность , могут быть полезны для оценки восприятия оператором критических сигналов окружающей среды, то есть для определения того, обнаружил ли и воспринял ли оператор стимул, связанный с задачей. [85] Кроме того, можно также использовать психофизиологические измерения для мониторинга ожиданий операторов от окружающей среды, то есть их физиологических реакций на предстоящие события, как меры их текущего уровня SA. [85]
Многомерная природа SA значительно усложняет ее количественную оценку и измерение, поскольку вполне возможно, что метрика может затрагивать только один аспект SA оператора. Кроме того, исследования показали, что различные типы мер SA не всегда сильно коррелируют друг с другом. [c] Соответственно, вместо того, чтобы полагаться на один подход или метрику, действительное и надежное измерение SA должно использовать набор отдельных, но связанных мер, которые дополняют друг друга. [86] Такой многогранный подход к измерению SA извлекает выгоду из сильных сторон каждой меры, минимизируя ограничения, присущие каждой из них.
Осведомленность о ситуации ограничена сенсорным входом и доступным вниманием, знаниями и опытом человека, а также его способностью эффективно анализировать доступную информацию. Внимание является ограниченным ресурсом и может быть снижено отвлечением и нагрузкой на задачу. Понимание ситуации и прогнозирование будущего статуса в значительной степени зависят от соответствующих знаний, понимания и опыта в схожих условиях. Команда SA менее ограничена этими факторами, поскольку имеет более широкую базу знаний и опыта, но она ограничена эффективностью коммуникации внутри команды. [87]
Следуя парадигме Эндсли и модели управления когнитивными ресурсами [88] с методами нейробиоуправления, испанский педагог Мария Габриэла Лопес Гарсия (2010) внедрила и разработала новую модель обучения SA. [89] Первой организацией, внедрившей эту новую модель, разработанную Лопес Гарсией, стали SPAF (Испанские военно-воздушные силы). Она обучала пилотов истребителей EF-18 и пожарных Canadair. [90]
Эта ситуационная подготовка направлена на то, чтобы избежать потери SA и предоставить пилотам когнитивные ресурсы, чтобы всегда работать ниже максимальной рабочей нагрузки, которую они могут выдержать. Это обеспечивает не только более низкую вероятность инцидентов и аварий из-за человеческого фактора, но и часы работы находятся на оптимальной эффективности, продлевая срок службы систем и операторов. [91]
В рамках обучения оказанию первой медицинской помощи, проводимого Американским Красным Крестом , необходимость знать ситуацию в зоне воздействия при приближении к человеку, нуждающемуся в медицинской помощи, является первым аспектом, который следует учитывать спасателям [92]. Осмотр местности и осознание потенциальных опасностей, включая опасности, которые могли стать причиной травм, подлежащих лечению, являются попыткой гарантировать, что спасатели сами не получат травм и не потребуют лечения.
Осведомленность о ситуации для лиц, оказывающих первую помощь в медицинских ситуациях, также включает в себя оценку и понимание произошедшего [93] , чтобы избежать травмирования спасателей, а также предоставить информацию другим спасательным службам, которым может потребоваться узнать о ситуации по радио до их прибытия на место происшествия.
В медицинском контексте осведомлённость о ситуации применяется для того, чтобы избежать дальнейшего травмирования уже пострадавших людей, избежать травмирования медицинских работников и информировать других потенциальных спасателей об опасных условиях до их прибытия.
Потеря ситуационной осведомленности стала причиной многих транспортных происшествий, включая столкновение на взлетно-посадочной полосе аэропорта Лос-Анджелеса в 1991 году [94] и сход с рельсов поезда в Филадельфии в 2015 году [95] .
В контексте поиска и спасения ситуационная осведомленность применяется в первую очередь для того, чтобы избежать травм поисковых бригад, поскольку знание окружающей среды, рельефа местности и многих других факторов влияния в своем окружении помогает в определении местонахождения раненых или пропавших без вести людей. [96] Органы общественной безопасности все чаще используют приложения ситуационной осведомленности, такие как Android Tactical Assault Kit, на мобильных устройствах и даже роботах для улучшения ситуационной осведомленности. [97]
В Лесной службе США использование цепных пил и поперечных пил требует обучения и сертификации. [98] Большая часть этого обучения описывает ситуационную осведомленность как подход к осознанию окружающей среды, а также самосознание [99] , которое включает в себя осознание собственного эмоционального настроя, усталости и даже потребления калорий.
Ситуационная осведомленность в контексте леса также включает оценку окружающей среды и потенциальных опасностей в зоне влияния бригады лесорубов. Когда лесоруб приближается к задаче, почва, ветер, облачность, склоны холмов и многие другие факторы изучаются и рассматриваются проактивно как часть укоренившейся подготовки обученных лесорубов.
Оцениваются мертвые или больные деревья в пределах досягаемости бригад лесорубов, оценивается сила и направление ветра. Наклон секций деревьев, которые нужно раскряжевывать, или наклон дерева, которое нужно срубить, оценивается в контексте осознания того, куда упадет или куда переместится дерево при рубке, где находятся другие члены бригады лесорубов, как они движутся, находятся ли туристы в зоне влияния, движутся ли туристы или неподвижны.
Подготовка сотрудников правоохранительных органов включает в себя ситуационную осведомленность о том, что происходит вокруг сотрудника полиции до, во время и после взаимодействия с общественностью [100], а также полную осведомленность о том, что происходит вокруг сотрудника полиции в областях, которые в данный момент не находятся в центре внимания непосредственных задач сотрудника полиции.
В кибербезопасности ситуационная осведомленность, для операций по борьбе с угрозами, это способность воспринимать активность угроз и уязвимость в контексте, чтобы можно было активно защищать следующее: данные, информацию, знания и мудрость от компрометации. Ситуационная осведомленность достигается путем разработки и использования решений, которые часто потребляют данные и информацию из множества различных источников. Затем технологии и алгоритмы используются для применения знаний и мудрости, чтобы различать модели поведения, которые указывают на возможные, вероятные и реальные угрозы.
Ситуационная осведомленность для групп по борьбе с киберугрозами представляется в виде сжатого, обогащенного, часто графического, приоритетного и легкодоступного для поиска представления систем, которые находятся внутри или связаны с областями ответственности за безопасность (например, корпоративные сети или те, которые используются в интересах национальной безопасности). Различные исследования анализировали восприятие безопасности и конфиденциальности в контексте электронного здравоохранения [101] , сетевой безопасности [102] или использования совместных подходов для повышения осведомленности пользователей. [103] Также проводятся исследования по автоматизации обработки информации о сетях связи с целью получения или улучшения осведомленности о киберситуации. [104]
По мере того, как возможности технологических агентов увеличиваются, становится все более важным, чтобы их действия и лежащая в их основе рациональность становились прозрачными. В военной сфере прозрачность агентов исследовалась, поскольку беспилотные автомобили использовались все чаще. В 2014 году исследователи из Исследовательской лаборатории армии США сообщили о прозрачности агентов на основе осведомленности о ситуации (SAT), модели, разработанной для повышения прозрачности посредством дизайна пользовательского интерфейса. Когда дело доходит до автоматизации, было определено шесть барьеров, препятствующих «человеческому доверию к автономным системам, причем «низкая наблюдаемость, предсказуемость, управляемость и контролируемость» и «низкое взаимопонимание общих целей» являются одними из ключевых проблем». [105] Исследователи из Исследовательской лаборатории армии США разработали три уровня прозрачности ситуационной осведомленности, основанные на теории восприятия, понимания и проекции Эндсли. Они утверждали, что чем выше уровень ситуационной осведомленности, тем больше информации агент передает пользователю. [106]
В публикации 2018 года Исследовательской лаборатории армии США оценивалось, как различные уровни прозрачности в SAT влияют на рабочую нагрузку оператора и понимание человеком того, когда необходимо вмешаться в процесс принятия решений агентом. Исследователи называют это суждение надзорного органа калибровкой. Группа разделила свое исследование модели SAT на два проекта: Intelligent Agent Transparency in Human Agent Transparency for Multi UxV Management (IMPACT) и Autonomous Squad Member (ASM). [105]
Ученые предоставили три стандартных уровня SAT в дополнение к четвертому уровню, который включал уровень неопределенности агента в его решении в беспилотных автомобилях. Заявленная цель этого исследования состояла в том, чтобы определить, как изменение уровней SAT повлияло на производительность пользователя, осведомленность о ситуации и уверенность в агенте. Ученые заявили, что их экспериментальные результаты подтверждают, что повышенная прозрачность агента улучшила производительность оператора и уверенность человека в агенте без существенного влияния на рабочую нагрузку. Когда агент сообщал об уровнях неопределенности в поставленной задаче, участники эксперимента демонстрировали большее доверие к агенту. [107]
Исследование ASM проводилось путем предоставления симуляционной игры, в которой участник должен был пройти курс обучения с ASM, наземным роботом, который общается с пехотой. Участники должны были выполнять несколько задач одновременно, оценивая потенциальные угрозы и отслеживая сообщения ASM на интерфейсе. Согласно этому исследованию, экспериментальные результаты показали, что наибольшая калибровка доверия происходила, когда агент сообщал информацию всех трех уровней SAT. [107] Группа ученых из Исследовательской лаборатории армии США разработала концепции визуализации прозрачности, в которых агенты могут сообщать свои планы, мотивы и прогнозируемые результаты с помощью значков. Сообщалось, что агент может соотносить свое использование ресурсов, рассуждения, прогнозируемую потерю ресурсов, прогресс в выполнении задачи и т. д. [105] В отличие от исследования IMPACT, где агент информировал пользователя о своем уровне неопределенности в принятии решений, никакого увеличения доверия не наблюдалось. [107]
Краудсорсинг , ставший возможным благодаря развитию социальных сетей и повсеместному мобильному доступу, имеет потенциал для значительного повышения осведомленности о ситуации как ответственных органов, так и самих граждан в чрезвычайных и кризисных ситуациях путем привлечения или использования «граждан в качестве датчиков». [108] [109] [ 110 ] [111] [112] [113] [114] [115] Например, анализ контента, размещенного в социальных сетях, таких как Facebook и Twitter, с использованием методов добычи данных , машинного обучения и обработки естественного языка может предоставить ситуационную информацию. [115] Подход краудсорсинга к зондированию, особенно в кризисных ситуациях, называется краудсенсингом . [116] Краудмэппинг — это подтип краудсорсинга [117] [118], при котором агрегация данных, полученных от толпы, таких как зафиксированные сообщения и каналы социальных сетей, объединяется с географическими данными для создания цифровой карты , которая является максимально актуальной [119] [120] [121] [122], что может улучшить ситуационную осведомленность во время инцидента и использоваться для поддержки реагирования на инцидент. [123]
Облачная географическая информационная система ( ГИС ) с отображением структурированных данных относится к системе, которая использует технологию облачных вычислений для хранения, управления, анализа и визуализации географических данных в структурированном формате. Такой подход предлагает несколько преимуществ, включая доступность , масштабируемость и совместную работу , по сравнению с традиционными локальными ГИС-системами.
Вот разбивка ключевых компонентов:
Облачная инфраструктура:
Географическая информационная система (ГИС):
Структурированное хранилище данных:
Анализ и обработка данных:
Инструменты визуализации:
Совместные функции:
Обновления в реальном времени:
Интеграция с другими облачными сервисами:
В целом, облачная ГИС со структурированным отображением данных обеспечивает динамичную и эффективную платформу для управления географической информацией, делая ее доступной, масштабируемой и пригодной для совместного использования в широком спектре приложений: от городского планирования и мониторинга окружающей среды до бизнес-аналитики и реагирования на стихийные бедствия.
Существует два сценария обучения, разработанных для повышения навыков ситуационной осведомленности у военных специалистов и сотрудников служб быстрого реагирования в полиции и экстренных службах. Первый, « Игра Кима» , имеет более распространенное место в школе снайперов Корпуса морской пехоты и полицейских академиях. Название происходит от романа «Ким» , который отсылает к уроку в школе шпионажа. В игре используется поднос с различными предметами, такими как ложки, карандаши, пули и любые другие предметы, с которыми солдаты знакомы. Участникам дается одна минута, чтобы рассмотреть все эти предметы, прежде чем их накроют одеялом. Затем участники индивидуально перечисляют предметы, которые они увидели, и тот, кто даст больше правильных ответов, выигрывает игру. В эту же игру играют в группах молодых скаутов и девушек-гидов, чтобы научить детей навыкам быстрого запоминания.
Второй метод — более практическое военное применение игры Кима. Она начинается с полевой зоны (джунгли, кусты или лес) шириной около пяти метров и глубиной 10 метров, где на земле и на деревьях на уровне глаз должны быть расположены различные предметы, некоторые замаскированные, а некоторые нет. Опять же, эти предметы должны быть знакомы солдатам, проходящим упражнение. Участникам будет дано 10 минут, чтобы осмотреть местность с одного места и запомнить увиденные предметы. По истечении 10 минут солдат должен будет повторить определенные упражнения, такие как берпи , предназначенные для имитации стресса физически сложной среды. После того, как участник завершит упражнение, он должен будет перечислить увиденные предметы. В конце будут подсчитаны баллы, чтобы определить победителя.