Ситуационная осведомленность или осведомленность о ситуации ( SA ) — это понимание окружающей среды, ее элементов и того, как она меняется со временем или другими факторами. Ситуационная осведомленность важна для эффективного принятия решений во многих средах. Формально он определяется как:
«восприятие элементов окружающей среды в объеме времени и пространства, понимание их значения и проекция их статуса в ближайшем будущем». [1]
Альтернативное определение состоит в том, что осознание ситуации — это адаптивное, направленное вовне сознание, продуктом которого являются знания о динамической среде задач и направленных действиях внутри этой среды. [2]
Осведомленность о ситуации была признана важнейшей основой для успешного принятия решений в широком диапазоне ситуаций, многие из которых связаны с защитой человеческой жизни и имущества, включая правоохранительные органы , авиацию , управление воздушным движением , судоходство, [3] здравоохранение. уход, [4] реагирование на чрезвычайные ситуации, операции военного управления и контроля, операторы систем передачи , самооборона , [5] и управление морской нефтяной и атомной электростанцией . [6]
Недостаточная осведомленность о ситуации была определена как один из основных причинных факторов несчастных случаев, связанных с человеческой ошибкой . [7] [8] [9] [10] Согласно теории осознания ситуации Эндсли, когда кто-то сталкивается с опасной ситуацией, ему необходим соответствующий и точный процесс принятия решений, который включает в себя распознавание и сопоставление образов, формирование сложных схем и архетипических знания, которые помогают принимать правильные решения. [11]
Формальное определение SA часто описывается как три возрастающих уровня:
Люди с самым высоким уровнем СА не только воспринимают информацию, соответствующую их целям и решениям, но также способны интегрировать эту информацию, чтобы понять ее значение или значение, а также способны прогнозировать вероятные или возможные сценарии будущего. Эти более высокие уровни SA имеют решающее значение для принятия упреждающих решений в требовательных средах.
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, разработанным для поддержки SA во многих средах. Процессы SA относятся к обновлению состояний SA и к тому, что управляет ежесекундным изменением SA. [13]
Хотя сам термин появился относительно недавно, его корни уходят в историю военной теории — например, его можно узнать в «Искусстве войны» Сунь Цзы . [14] Этот термин возник еще во времена Первой мировой войны, когда он был признан важнейшим навыком для экипажей военных самолетов. [15]
Есть свидетельства того, что термин « ситуационная осведомленность» впервые был использован в компании Douglas Aircraft во время инженерных исследований человеческого фактора при разработке вертикальных и горизонтальных дисплеев ситуации и оценке размещения цифрового управления для коммерческих самолетов следующего поколения. Исследовательские программы по взаимодействию летного экипажа с компьютером [16] и измерению умственной нагрузки [17] основывались на концепции измерения осведомленности, основанной на серии экспериментов, в которых измерялась осведомленность о непредвиденных обстоятельствах во время обучения, [18] [19] и позже были распространены на умственную нагрузку и усталость. [20]
Осведомленность о ситуации 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 «вертикального» и «горизонтального положения» для замены множества электромеханических приборов. Интегрированные дисплеи ситуации объединяют информацию от нескольких приборов, обеспечивая более эффективный доступ к критическим параметрам полета, тем самым улучшая ситуационную осведомленность и снижая нагрузку на пилотов.
Этот термин был впервые формально определен Эндсли в 1988 году. [22] До того, как он получил широкое распространение учёными в области человеческого фактора в 1990-х годах, этот термин, как сообщается, использовался экипажами истребителей ВВС США (USAF), возвращавшимися с войны в Корее и Вьетнам . [23] Они назвали наличие хорошей системы противовоздушной обороны решающим фактором в воздушном бою — «фактором успеха». [24] Выживание в воздушном бою обычно сводилось к наблюдению за текущим движением противника и предвидению его следующего движения за долю секунды до того, как он мог наблюдать и предвидеть его сам.
Пилоты ВВС США также стали приравнивать SA к фазам «наблюдения» и «ориентирования» знаменитого цикла «наблюдение-ориентация-решение-действие» ( петля OODA ), или цикла Бойда, как описано военным теоретиком ВВС США полковником Джоном Бойдом . В бою выигрышная стратегия состоит в том, чтобы «проникнуть» в цикл НОРД вашего противника, не только за счет более быстрого принятия собственных решений, но и за счет лучшего СА, чем у противника, и даже за счет изменения ситуации таким образом, что противник не может отслеживать или даже постигать. Потеря собственного SA, напротив, означает «выход из строя».
Очевидно, что SA имеет далеко идущие применения, поскольку отдельные люди и команды должны эффективно функционировать в своей среде. Таким образом, SA вышла далеко за рамки авиации и начала работать в самых разных условиях. SA изучается в таких различных областях, как управление воздушным движением, эксплуатация атомных электростанций, аварийное реагирование, морские операции, космос, бурение нефти и газа, эксплуатация транспортных средств и анестезиология. [25] [26] [27] [28] [29]
Наиболее широко цитируемая и принятая модель СА была разработана доктором Микой Эндсли [25] , которая, как было показано, в значительной степени подтверждается результатами исследований. [32] Ли, Кассано-Пинче и Висенте обнаружили, что модель SA Эндсли получила на 50% больше цитирований после ее публикации, чем любая другая статья в журнале «Человеческий фактор» по сравнению с другими статьями за 30-летний период их обзора. [33]
Модель Эндсли описывает когнитивные процессы и механизмы, которые используются людьми для оценки ситуаций для развития СА, а также задачи и факторы окружающей среды, которые также влияют на их способность получить СА. Подробно описаны три уровня формирования СА: 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 множества элементов ситуации (объектов, событий, людей, систем, факторов окружающей среды) и их текущего состояния. состояния (места, условия, режимы, действия).
Понимание (SA уровня 2) : Следующий шаг в формировании SA включает синтез разрозненных элементов SA уровня 1 посредством процессов распознавания образов, интерпретации и оценки. Уровень 2 SA требует интеграции этой информации, чтобы понять, как она повлияет на цели и задачи человека. Это включает в себя разработку всеобъемлющей картины мира или той части мира, которая волнует человека.
Проекция (Уровень 3 SA) : Третий и самый высокий уровень SA включает в себя способность прогнозировать будущие действия элементов окружающей среды. Уровень 3 SA достигается за счет знания состояния и динамики элементов и понимания ситуации (Уровни 1 и 2 SA), а затем экстраполяции этой информации вперед во времени, чтобы определить, как она повлияет на будущие состояния оперативной среды.
Модель Эндсли показывает, как SA «обеспечивает основную основу для последующего принятия решений и повышения эффективности работы сложных динамических систем». [34] Хотя сам по себе SA не может гарантировать успешное принятие решений, SA поддерживает необходимые входные процессы (например, распознавание сигналов, оценку ситуации, прогнозирование), на которых основаны хорошие решения. [35]
SA также включает в себя как временной, так и пространственный компонент. Время является важным понятием в SA, поскольку SA представляет собой динамическую конструкцию, меняющуюся в темпе, диктуемом действиями людей, характеристиками задачи и окружающей средой. По мере того, как в систему поступают новые входные данные, человек включает их в это мысленное представление, внося необходимые изменения в планы и действия для достижения желаемых целей.
SA также включает в себя пространственные знания о деятельности и событиях, происходящих в определенном месте, представляющем интерес для человека. Таким образом, понятие СА включает в себя восприятие, понимание и проецирование ситуационной информации, а также временной и пространственной составляющих.
Модель SA Эндсли иллюстрирует несколько переменных, которые могут влиять на развитие и поддержание SA, включая индивидуальные факторы, задачи и факторы окружающей среды.
Таким образом, модель состоит из нескольких ключевых факторов, которые описывают когнитивные процессы, участвующие в СА: [36]
Модель также указывает на ряд особенностей задачи и среды, влияющих на SA:
Опыт и обучение оказывают существенное влияние на способность людей развивать SA из-за его влияния на развитие ментальных моделей, которые снижают требования к обработке данных и помогают людям лучше расставлять приоритеты для своих целей. [38] Кроме того, было обнаружено, что люди различаются по своей способности приобретать СА; таким образом, простое предоставление одной и той же системы и обучения не обеспечит одинаковое SA для 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. [39]
Ранняя критика конструкции SA и модели в основном была необоснованной и не учитывалась.
(1) «...модели СА относятся к когнитивным процессам в общих чертах, но не указывают точно, какие процессы задействованы и в какой степени». [40] Однако подробный обзор Парасурамана, Шеридана и Викенса [41] показал, что он содержит обширный объем эмпирических исследований, является диагностическим в отношении состояний человека, полезен с предписывающей точки зрения и имеет четкое теоретическое и эмпирическое отличие от производительности. и другие ментальные конструкции.
Модель Эндсли очень подробно описывает точные когнитивные процессы, участвующие в СА. Другие задаются вопросом, является ли SA цикличным и неотличимым от производительности. «Проверкой осведомленности о ситуации как конструкции будет ее способность операционализировать с точки зрения объективных, четко определенных независимых (манипулирование стимулами) и зависимых (разница в реакции) переменных... В противном случае SA станет еще одним модным словечком, призванным скрыть ученых». ' невежество.: [42] Однако эта критика игнорировала обширную работу, проделанную по разработке и проверке объективных показателей SA как состояния знаний, которые отличаются от результатов деятельности. [43] Недавний обзор и метаанализ объективных показателей SA обнаружили 171 исследование, в которых эти меры успешно использовались для количественной оценки SA для оценки конструкции систем, программ обучения и изучения конструкции SA. [44]
(3) В качестве рамочной модели она опирается на многие конструкции когнитивной науки, которые сами нуждаются в дальнейшем определении. Эндсли ответил на эту критику, заявив, что модель очень специфична в своих определениях и механизмах, и что многие последующие исследования подтвердили детали модели, включая исследования роли рабочей памяти и долговременной памяти, когнитивных механизмов, лежащих в основе проекции, индивидуальные характеристики, влияющие на SA, роль автоматизации в SA и взаимосвязь между SA и рабочей нагрузкой. [45]
В этом разделе кратко описаны некоторые когнитивные процессы, связанные с осознанием ситуации. Матрица, показанная ниже, представляет собой попытку проиллюстрировать взаимосвязь между некоторыми из этих концепций. [46] Обратите внимание, что осведомленность о ситуации и оценка ситуации чаще обсуждаются в сложных областях объединения информации, таких как авиация и военные операции, и больше связаны с достижением непосредственных тактических целей. [47] [48] [49] Осмысление и достижение понимания чаще встречаются в промышленности и литературе по 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 . [ нужна цитата ]
Осведомленность о ситуации иногда путают с термином «понимание ситуации». В контексте военного командования и управления понимание ситуации относится к «продукту применения анализа и суждений к осведомленности подразделения о ситуации для определения взаимосвязей присутствующих факторов и формирования логических выводов относительно угроз силам или выполнению миссии, возможностей для выполнение миссии и пробелы в информации». [50] Ситуационное понимание аналогично уровню 2 SA в модели Эндсли — понимание смысла информации, интегрированной друг с другом и с точки зрения целей человека. Воспринимаются данные типа «ну и что».
Короче говоря, осведомленность о ситуации рассматривается как «состояние знаний», а оценка ситуации — как «процессы», используемые для достижения этих знаний. Эндсли утверждает, что «важно отличать термин «осведомленность о ситуации» как состояние знаний от процессов, используемых для достижения этого состояния . оценка или процесс достижения, приобретения или поддержания SA». Обратите внимание, что SA не только создается процессами оценки ситуации, но и периодически управляет этими же процессами. Например, текущая осведомленность человека может определить, на что он обратит внимание в следующий раз и как он интерпретирует полученную информацию. [51]
Точные мысленные модели являются одним из обязательных условий достижения SA. [22] [52] [53] Ментальную модель можно описать как набор четко определенных, высокоорганизованных, но динамичных структур знаний, разработанных с течением времени на основе опыта. [54] [55] Объем доступных данных, присущий сложным операционным средам, может превзойти способность начинающих лиц, принимающих решения, эффективно посещать, обрабатывать и интегрировать эту информацию, что приводит к информационной перегрузке и отрицательно влияет на их системный администратор. [56] Напротив, опытные лица, принимающие решения, оценивают и интерпретируют текущую ситуацию (Уровни 1 и 2 SA) и выбирают подходящее действие на основе концептуальных шаблонов, хранящихся в их долговременной памяти как «мысленные модели». [57] [58] Сигналы окружающей среды активируют эти мысленные модели, которые, в свою очередь, направляют процесс принятия решений.
Кляйн, Мун и Хоффман различают осознание ситуации и осмысление следующим образом:
...осведомленность о ситуации связана с достигнутым состоянием знаний — либо знанием текущих элементов данных, либо выводами, сделанными на основе этих данных, либо прогнозами, которые можно сделать с использованием этих выводов. Напротив, осмысление связано с процессом достижения такого рода результатов, стратегиями и встречающимися барьерами. [59]
Короче говоря, осмысление рассматривается скорее как «мотивированная, непрерывная попытка понять связи (которые могут быть между людьми, местами и событиями) с целью предвидеть их траектории и действовать эффективно» [60] , а не состояние знаний , лежащее в основе осведомленность о ситуации. Эндсли отмечает, что осмысление, будучи трудоемким процессом, на самом деле рассматривает подмножество процессов, используемых для поддержания осознания ситуации. [61] [45] В подавляющем большинстве случаев СА происходит мгновенно и без усилий, исходя из распознавания закономерностей ключевых факторов окружающей среды: «Скорость операций в таких видах деятельности, как спорт, вождение, полеты и управление воздушным движением практически запрещает такое сознательное обсуждение в большинстве случаев, а скорее оставляет его для исключений». Эндсли также указывает, что осмысление ориентировано назад, формируя причины прошлых событий, в то время как осознание ситуации обычно ориентировано на будущее, прогнозируя, что может произойти, чтобы обеспечить эффективные процессы принятия решений. [61] [45]
Во многих системах и организациях люди работают не просто как отдельные личности, а как члены команды. Таким образом, необходимо учитывать СА не только отдельных членов команды, но и СА команды в целом. Чтобы начать понимать, что необходимо для SA внутри команд, сначала необходимо четко определить, что представляет собой команда. Команда – это не просто группа людей; скорее команды имеют несколько определяющих характеристик. Команда — это:
различимая группа из двух или более людей, которые взаимодействуют динамически, взаимозависимо и адаптивно для достижения общей и ценной цели/задачи/миссии, каждому из которых поручены определенные роли или функции для выполнения, и которые имеют ограниченный срок членства.
- Салас и др. (1992) [62]
Командный SA определяется как «степень, в которой каждый член команды обладает SA, необходимым для выполнения его или ее обязанностей». [36] Успех или неудача команды зависит от успеха или неудачи каждого из ее членов. Если у кого-то 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 важную информацию, если член команды, которому эта информация нужна, не знает. Следовательно, члены команды должны успешно передавать информацию между собой (в том числе о том, как они интерпретируют или проецируют изменения ситуации для формирования СА 2 и 3 уровня) или чтобы каждый независимо мог получать необходимую им информацию.
В команде у каждого члена есть подцель, соответствующая его/ее конкретной роли, которая влияет на общую цель команды. С подцелью каждого участника связан набор элементов SA, которые его/ее интересуют. Поскольку члены команды по существу взаимозависимы в достижении общей цели команды, будет присутствовать некоторое совпадение между подцелью каждого члена и его требованиями к SA. Именно этот подмножество информации составляет большую часть координации команды. Эта координация может происходить в виде словесного обмена, дублирования отображаемой информации или каким-либо другим способом. [63]
Общая осведомленность о ситуации может быть определена как «степень, в которой члены команды обладают одинаковым SA по общим требованиям SA». [64] [65] Как следует из этого определения, существуют требования к информации, которые актуальны для нескольких членов команды. Основная часть командной работы связана с областью, 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 общих требований SA и, таким образом, вести себя нескоординированным или даже контрпродуктивным образом. Тем не менее, в слаженно функционирующей команде каждый член команды разделяет общее понимание того, что происходит в тех элементах SA, которые являются общими — разделяемыми SA . Таким образом, общее SA означает степень, в которой люди имеют общее понимание информации, которая пересекается с требованиями SA членов команды. Не всей информацией нужно делиться. Очевидно, что каждый член команды знает многое, что не имеет отношения к остальным членам команды. Раскрытие каждой детали работы каждого человека создаст информационную перегрузку, которую нужно будет сортировать в поисках необходимой информации. [66] [67] Необходимо делиться только той информацией, которая соответствует требованиям SA каждого члена команды.
Таким образом, осведомленность о ситуации команды в целом зависит как от высокого уровня SA среди отдельных членов команды в отношении аспектов ситуации, необходимых для их работы; и высокий уровень общего SA между членами команды, обеспечивающий точную общую оперативную картину тех аспектов ситуации, которые соответствуют потребностям каждого члена. [68] Эндсли и Джонс [52] [68] описывают модель командной осведомленности о ситуации как средство концептуализации того, как команды развивают высокий уровень общего SA между членами. Каждый из этих четырех факторов — требования, устройства, механизмы и процессы — способствует созданию команды и общего SA.
В срочных процессах принятия решений необходим быстрый и эффективный выбор для решения неотложных ситуаций и управления ими. В таких сценариях способность быстро анализировать информацию, расставлять приоритеты ключевых факторов и оперативно принимать решения становится первостепенной. Ограничения во времени часто требуют баланса между тщательным обдумыванием и необходимостью быстрых действий.
Лицо, принимающее решения, должно полагаться на сочетание опыта , интуиции и имеющихся данных, чтобы сделать осознанный выбор в условиях стресса. Расстановка приоритетов критически важных элементов , оценка потенциальных результатов и рассмотрение непосредственных и долгосрочных последствий являются важнейшими аспектами эффективного принятия срочных решений.
Кроме того, четкая коммуникация необходима для обеспечения быстрой передачи решений соответствующим заинтересованным сторонам и беспрепятственного выполнения. Совместные усилия, оптимизированные процессы и четко определенные протоколы могут повысить эффективность принятия решений в срочных ситуациях.
Адаптивность и способность перекалибровывать стратегии в режиме реального времени являются жизненно важными качествами в срочных сценариях, поскольку непредвиденные события могут потребовать быстрой корректировки первоначального решения. Использование технологических достижений и знаний, основанных на данных , а также включение моделирования, также может способствовать улучшению результатов принятия решений в сложных ситуациях.
В конечном счете, успешное принятие срочных решений предполагает сочетание опыта, готовности, эффективного общения и готовности адаптироваться, гарантируя, что выбранный образ действий соответствует срочности ситуации, одновременно сводя к минимуму риск ошибок.
Хотя конструкция СА широко исследована, многомерный характер СА представляет собой значительную проблему для ее количественной оценки и измерения. [a] В целом, методы различаются с точки зрения прямого измерения SA (например, объективные исследования в реальном времени или субъективные опросники, оценивающие воспринимаемую SA) или методов, которые делают вывод о SA на основе поведения или производительности оператора. Прямые меры обычно считаются «ориентированными на продукт», поскольку эти методы оценивают результат SA; предполагаемые меры считаются «ориентированными на процесс», фокусируясь на основных процессах или механизмах, необходимых для достижения SA. [69] Эти подходы к измерению SA описаны далее.
Объективные меры напрямую оценивают СА путем сравнения восприятия человеком ситуации или окружающей среды 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 его СА в данный момент времени. Таким образом, этот тип оценки обеспечивает прямую оценку СА и не требует от операторов или наблюдателей выносить суждения о ситуационных знаниях на основе неполной информации. Объективные показатели могут быть собраны одним из трех способов: в реальном времени по мере выполнения задачи (например, «зонды в реальном времени», представленные в виде открытых вопросов, встроенных в устное общение во время выполнения задачи [70] ), во время перерыва в выполнении задачи. (например, метод глобальной оценки ситуационной осведомленности (SAGAT), [30] или тест ситуационной осведомленности и стрессоустойчивости WOMBAT, который в основном используется в авиации с конца 1980-х годов и часто называется HUPEX в Европе), или пост-тест после завершения задачи.
Субъективные меры непосредственно оценивают СА, предлагая людям оценить свой собственный или наблюдаемый СА у людей по фиксированной шкале (например, анкета участника по осведомленности о ситуации; [71] методика оценки осведомленности о ситуации [72] ). Субъективные показатели СА привлекательны тем, что они относительно просты и ими легко управлять. Однако следует отметить несколько ограничений. Лица, дающие субъективные оценки своей собственной СА, часто не знают информации, которой они не знают (« неизвестное неизвестное» ). Субъективные измерения также имеют тенденцию носить глобальный характер и, как таковые, не полностью используют многомерный характер СА для обеспечения подробной диагностики, доступной с помощью объективных показателей. Тем не менее, самооценки могут быть полезны, поскольку они могут дать оценку степени уверенности операторов в своем SA и собственной эффективности. Измерение того, как SA воспринимается оператором, может предоставить информацию, столь же важную, как и фактическое SA оператора, поскольку ошибки в воспринимаемом качестве SA (чрезмерная или недостаточная уверенность в SA) могут иметь столь же вредное влияние на решения отдельного человека или команды. допускать ошибки в своих фактических SA. [73]
Субъективные оценки СА человека также могут быть сделаны опытными наблюдателями (например, коллегами, командирами или обученными внешними экспертами). Эти оценки наблюдателя могут быть несколько выше, чем самооценки SA, поскольку больше информации об истинном состоянии окружающей среды обычно доступно наблюдателю, чем оператору, который может быть сосредоточен на выполнении задачи (т. е. обученные наблюдатели могут иметь больше информации об истинном состоянии окружающей среды). полное знание ситуации). Однако наблюдатели имеют лишь ограниченные знания о концепции оператора ситуации и не могут иметь полное представление о психическом состоянии оцениваемого человека. Таким образом, наблюдатели вынуждены больше полагаться на наблюдаемые действия и вербализации операторов, чтобы сделать вывод об уровне их СА. В этом случае такие действия и вербализации лучше всего оценивать с помощью показателей производительности и поведения SA, как описано ниже.
Измерители производительности выводят SA из конечного результата (т. е. результатов выполнения задачи), основываясь на предположении, что более высокая производительность означает лучшую SA. Общие показатели производительности включают количество результатов или уровень производительности, время на выполнение задачи или реакцию на событие, а также точность ответа или, наоборот, количество допущенных ошибок. Основное преимущество показателей производительности заключается в том, что их можно собирать объективно и без нарушения выполнения задач. Однако, хотя существуют данные, позволяющие предположить положительную связь между SA и производительностью, эта связь является вероятностной и не всегда прямой и однозначной. [25] Другими словами, хорошее SA не всегда приводит к хорошей производительности, а плохое SA не всегда приводит к плохой производительности. [74] Таким образом, показатели эффективности следует использовать в сочетании с другими показателями SA, которые непосредственно оценивают эту конструкцию.
Поведенческие измерения также выводят SA из действий, которые люди решают предпринять, основываясь на предположении, что хорошие действия будут следовать из хорошего SA, и наоборот. Поведенческие меры основаны главным образом на рейтингах наблюдателей и, таким образом, носят несколько субъективный характер. Чтобы устранить это ограничение, наблюдателей можно попросить оценить степень, в которой люди совершают действия и демонстрируют поведение, которое, как ожидается, будет способствовать достижению более высоких уровней СА. [b] Этот подход устраняет некоторую субъективность, связанную с вынесением суждений о внутреннем состоянии знаний человека, позволяя ему выносить суждения о показателях SA, которые легче наблюдать.
Индексы процессов исследуют, как люди обрабатывают информацию в своей среде, например, путем анализа моделей общения между членами команды или использования устройств слежения за движениями глаз. Командное общение (особенно вербальное общение) способствует формированию знаний и обработке информации, что приводит к построению SA. [52] Таким образом, поскольку СА может распространяться через общение, методы компьютерной лингвистики и машинного обучения можно сочетать с аналитическими методами естественного языка (например, скрытым семантическим анализом ) для создания моделей, которые используют вербальные выражения команды для прогнозирования СА и выполнение задач. [76] [77] Хотя существуют доказательства, подтверждающие полезность коммуникативного анализа для прогнозирования SA группы, [78] временные ограничения и технологические ограничения (например, стоимость и доступность систем записи речи и программного обеспечения для перевода речи в текст) могут этот подход менее практичен и жизнеспособен в условиях ограниченного времени и быстро меняющихся операций.
Психофизиологические показатели также служат показателями процесса СА оператора, обеспечивая оценку взаимосвязи между работоспособностью человека и корректируемыми изменениями в физиологии оператора. [79] Другими словами, когнитивная деятельность связана с изменением физиологического состояния оператора. Например, общее функциональное состояние оператора (оцененное с помощью психофизиологических показателей, таких как данные электроэнцефалографии , моргание и сердечная деятельность) может указывать на то, является ли оператор утомленным сном на одном конце континуума или умственно перегруженным. на другом конце. [80] Другие психофизиологические показатели, такие как потенциалы, связанные с событием , десинхронизация, связанная с событием, преходящая частота сердечных сокращений и электродермальная активность , могут быть полезны для оценки восприятия оператором критических сигналов окружающей среды, то есть для определения того, является ли оператор обнаружил и воспринял стимул, соответствующий задаче. [80] Кроме того, также возможно использовать психофизиологические меры для мониторинга экологических ожиданий операторов, то есть их физиологических реакций на предстоящие события, в качестве меры их текущего уровня СА. [80]
Многомерный характер SA значительно усложняет его количественную оценку и измерение, поскольку вполне возможно, что метрика может отражать только один аспект SA оператора. Кроме того, исследования показали, что различные типы показателей SA не всегда сильно коррелируют друг с другом. [c] Соответственно, вместо того, чтобы полагаться на один подход или показатель, валидное и надежное измерение SA должно использовать набор отдельных, но взаимосвязанных показателей, которые дополняют друг друга. [81] Такой многогранный подход к измерению SA использует сильные стороны каждой меры, сводя к минимуму ограничения, присущие каждой из них.
Осведомленность о ситуации ограничена сенсорной информацией и доступным вниманием, знаниями и опытом человека, а также его способностью эффективно анализировать имеющуюся информацию. Внимание — это ограниченный ресурс, и его значение может снижаться из-за отвлечения внимания и загрузки задач. Понимание ситуации и прогноз будущего статуса во многом зависят от соответствующих знаний, понимания и опыта работы в аналогичных условиях. Команда SA менее ограничена этими факторами, поскольку имеет более широкую базу знаний и опыта, но ограничена эффективностью коммуникации внутри команды. [82]
Следуя парадигме Эндсли и модели управления когнитивными ресурсами [83] с использованием методов нейробиоуправления, испанский педагог Мария Габриэла Лопес Гарсиа (2010) реализовала и разработала новую схему обучения SA. [84] Первой организацией, внедрившей этот новый дизайн модели Лопеса Гарсиа, стала SPAF (ВВС Испании). Она обучала пилотов истребителей EF-18 и пожарных Canadair. [85]
Это обучение по осознанию ситуации направлено на то, чтобы избежать потери SA и предоставить пилотам когнитивные ресурсы, позволяющие всегда работать при нагрузке ниже максимальной, которую они могут выдержать. Это обеспечивает не только меньшую вероятность инцидентов и аварий, вызванных человеческим фактором, но и оптимальное время работы, продлевая срок службы систем и операторов. [86]
При обучении оказанию первой помощи , проводимом Американским Красным Крестом , необходимость быть в курсе ситуации в зоне влияния при приближении к человеку, нуждающемуся в медицинской помощи, является первым аспектом, который должны учитывать лица, осуществляющие реагирование. [87] Осмотр территории и осведомленность потенциальных опасностей, включая опасности, которые могли стать причиной травм, подлежащих лечению, – это попытка гарантировать, что лица, принимающие ответные меры, сами не получат травм и не потребуют лечения.
Осведомленность о ситуации для лиц, оказывающих первую помощь в медицинских ситуациях, также включает оценку и понимание того, что произошло [88] , чтобы избежать травм лиц, осуществляющих реагирование, а также предоставление информации другим спасательным службам, которым может потребоваться узнать о ситуации по радио до их прибытия на место происшествия. .
В медицинском контексте осведомленность о ситуации применяется, чтобы избежать дальнейших травм уже пострадавшим людям, избежать травм медицинских работников и информировать других потенциальных участников реагирования об опасных условиях до их прибытия.
Потеря ситуационной осведомленности привела ко многим транспортным катастрофам, включая крушение поезда в Филадельфии в 2015 году . [89]
Потеря ситуационной осведомленности также является одной из основных причин происшествий, когда протокол ухода на второй круг инициируется во время полета. [90]
В контексте поисково-спасательных работ ситуационная осведомленность применяется в первую очередь для того, чтобы избежать травм поисковых бригад за счет знания окружающей среды, рельефа местности и многих других факторов влияния в окружающей среде, что помогает определить местонахождение раненых или пропавших без вести людей. . [91] Органы общественной безопасности все чаще используют приложения ситуационной осведомленности, такие как Android Tactical Assault Kit, на мобильных устройствах и даже роботах, чтобы улучшить ситуационную осведомленность. [92]
В Лесной службе США использование бензопил и торцовочных пил требует обучения и сертификации. [93] Большая часть этого тренинга описывает ситуационную осведомленность как подход к осведомленности об окружающей среде, а также как самосознание [94] , которое включает в себя осознание собственного эмоционального отношения, усталости и даже потребления калорий.
Ситуационная осведомленность в контексте леса также включает оценку окружающей среды и потенциальных угроз безопасности в зоне влияния лесопильной бригады. Когда пилорез приступает к выполнению задачи, он исследует землю, ветер, облачный покров, склоны холмов и многие другие факторы и активно учитывает их в рамках укоренившейся подготовки обученных лесопилов.
Оцениваются мертвые или больные деревья в пределах досягаемости лесопильных бригад, оценивается сила и направление ветра. Положение распиливаемых частей дерева или наклон дерева, подлежащего валке, оцениваются в контексте знания того, куда дерево упадет или переместится при распиловке, где находятся другие члены лесопильной бригады, как они движутся ли туристы в зоне влияния, движутся ли туристы или стоят на месте.
Обучение сотрудников правоохранительных органов включает в себя ситуационную осведомленность о том, что происходит вокруг полицейского до, во время и после взаимодействия с широкой общественностью [95] , а также полную осведомленность о том, что происходит вокруг полицейского в областях, которые в настоящее время не находятся в центре внимания полиции. очередная задача офицера.
В области кибербезопасности рассмотрите ситуационную осведомленность для операций по угрозам — это способность воспринимать активность угроз и уязвимости 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 используют данные и информацию из множества различных источников. Затем технологии и алгоритмы используются для применения знаний и мудрости, чтобы выявить модели поведения, указывающие на возможные, вероятные и реальные угрозы.
Ситуационная осведомленность для групп по устранению угроз кибербезопасности проявляется в форме сжатого, расширенного, часто графического, приоритетного и легко доступного для поиска представления о системах, которые находятся внутри или связаны с зонами ответственности за безопасность (например, корпоративные сети или те, которые используются в интересах национальной безопасности). ). В различных исследованиях анализировалось восприятие безопасности и конфиденциальности в контексте электронного здравоохранения, [96] сетевой безопасности, [97] или использования совместных подходов для повышения осведомленности пользователей. [98] Также предпринимаются исследовательские усилия по автоматизации обработки информации сетей связи с целью получения или улучшения осведомленности о киберситуации. [99]
По мере увеличения возможностей технологических агентов становится все более важным, чтобы их действия и лежащие в их основе рациональные принципы становились прозрачными. В военной сфере прозрачность агентов исследовалась, поскольку беспилотные транспортные средства используются все чаще. В 2014 году исследователи из Исследовательской лаборатории армии США сообщили о прозрачности агентов на основе ситуационной осведомленности (SAT) — модели, предназначенной для повышения прозрачности за счет дизайна пользовательского интерфейса. Когда дело доходит до автоматизации, были определены шесть барьеров, препятствующих «доверию людей к автономным системам, при этом «низкая наблюдаемость, предсказуемость, управляемость и проверяемость» и «низкое взаимопонимание общих целей» являются одними из ключевых проблем». [100] Исследователи из Исследовательской лаборатории армии США разработали три уровня прозрачности ситуационной осведомленности на основе теории восприятия, понимания и проецирования Эндсли. Они утверждали, что чем выше уровень ситуационной осведомленности, тем больше информации агент передает пользователю. [101]
В публикации 2018 года Исследовательской лаборатории армии США оценивалось, как различные уровни прозрачности SAT влияют на рабочую нагрузку оператора и понимание человеком того, когда необходимо вмешаться в принятие решений агентом. Исследователи называют это надзорное решение калибровкой. Группа разделила исследование модели SAT на два проекта: «Прозрачность интеллектуального агента в прозрачности человеческого агента для управления несколькими UxV» (IMPACT) и проекты «Автономный член отряда» (ASM). [100]
Ученые предоставили три стандартных уровня SAT в дополнение к четвертому уровню, который включал уровень неуверенности агента в своем решении в беспилотных транспортных средствах. Заявленная цель этого исследования заключалась в том, чтобы определить, как изменение уровней SAT влияет на производительность пользователя, осведомленность о ситуации и уверенность в агенте. Ученые заявили, что их экспериментальные результаты подтверждают, что повышение прозрачности агента улучшило производительность оператора и доверие человека к агенту без существенного влияния на рабочую нагрузку. Когда агент сообщал об уровнях неопределенности в поставленной задаче, те, кто участвовал в экспериментах, проявляли к агенту больше доверия. [102]
Исследование ASM проводилось с помощью симуляционной игры, в которой участник должен был пройти курс обучения с ASM, наземным роботом, который общается с пехотой. Участникам пришлось выполнять одновременно несколько задач, оценивая потенциальные угрозы и одновременно отслеживая связь ASM через интерфейс. Согласно этому исследованию, экспериментальные результаты показали, что калибровка наибольшей достоверности происходила, когда агент сообщал информацию всех трех уровней SAT. [102] Группа ученых из Исследовательской лаборатории армии США разработала концепцию прозрачной визуализации, в которой агенты могут сообщать о своих планах, мотивах и прогнозируемых результатах с помощью значков. Сообщается, что агент может соотносить использование своих ресурсов, рассуждения, прогнозируемую потерю ресурсов, прогресс в выполнении задачи и т. д. [100] В отличие от исследования IMPACT, агент информирует пользователя о своем уровне неопределенности в принятии решений, роста доверия не наблюдалось. [102]
Краудсорсинг , ставший возможным благодаря развитию социальных сетей и повсеместному мобильному доступу, имеет потенциал для значительного повышения осведомленности как ответственных органов власти, так и самих граждан в чрезвычайных и кризисных ситуациях за счет найма или использования «граждан в качестве датчиков». [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] Например, анализ контента, размещенного в социальных сетях, таких как Facebook и Twitter , с использованием методов интеллектуального анализа данных , машинного обучения и обработки естественного языка. может предоставить ситуационную информацию. [110] Краудсорсинговый подход к зондированию, особенно в кризисных ситуациях, получил название краудсенсинга . [111] Краудмэппинг — это подтип краудсорсинга, [112] [113] при котором агрегирование данных, полученных от толпы, таких как захваченные сообщения и каналы социальных сетей, объединяется с географическими данными для создания цифровой карты , которая настолько же актуальна, насколько и возможные [114] [115] [116] [117] , которые могут улучшить ситуационную осведомленность во время инцидента и использоваться для поддержки реагирования на инцидент. [118]
Облачная географическая информационная система ( ГИС ) с отображением структурированных данных — это система, которая использует технологию облачных вычислений для хранения, управления, анализа и визуализации географических данных в структурированном формате. Этот подход предлагает ряд 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:
Возможности совместной работы:
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 совместной для широкого спектра приложений: от городского планирования и мониторинга окружающей среды до бизнес-аналитики и реагирования на стихийные бедствия.
Существует два сценария обучения, предназначенных для повышения навыков ситуационной осведомленности у военных специалистов и сотрудников служб быстрого реагирования в полиции и службах экстренной помощи. Первая, «Игра Кима» , более распространена в снайперских школах морской пехоты и полицейских академиях. Название взято из романа «Ким» , в котором игра отсылает к уроку в школе шпионов. В игре используется поднос с различными предметами, такими как ложки, карандаши, пули и любые другие предметы, знакомые солдатам. Участникам дается одна минута, чтобы рассмотреть все эти предметы, прежде чем их накроют одеялом. Затем участники индивидуально перечисляли предметы, которые они видели, и тот, кто даст больше правильных ответов, выиграет игру. В эту же игру играют в группах юных скаутов и девушек-поводырей, чтобы научить детей навыкам быстрого запоминания.
Второй метод представляет собой более практическое военное применение «Игры Кима». Он начинается с участка поля (джунгли, кустарник или лес) шириной около пяти метров и глубиной 10 метров, где различные предметы, некоторые замаскированные, а некоторые нет, должны быть расположены на земле и на деревьях на уровне глаз. Опять же, эти предметы должны быть знакомы солдатам, проходящим учения. Участникам будет дано 10 минут, чтобы осмотреть местность с одного места и мысленно запомнить предметы, которые они видели. По истечении 10 минут солдат должен будет выполнить повторение определенных упражнений, таких как берпи , предназначенных для имитации стресса в физически сложной среде. После того, как участник завершит упражнение, он перечислит предметы, которые он видел. В конце очки будут подсчитаны, чтобы определить победителя.