ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2022. №3
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.3.4
УДК: 331.101.1
ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНТЕРОПЕРАБЕЛЬНОСТЬ И ЭРГОНОМИКА
ЧЕЛОВЕКО-МАШИННЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ
СЕТЕЦЕНТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ
С.И. Макаренко
Санкт-Петербургский Федеральной исследовательский центр РАН
199178, Россия, Санкт-Петербург, 14 линия В.O., д. 39
Статья поступила в редакцию 15 марта 2022 г.
Аннотация. В условиях перехода информационно-управляющих систем к сетецентрической архитектуре и созданию сетецентрических информационно-управляющих систем (СЦИУС) возрастает актуальность обеспечения интероперабельности в таких системах. В соответствии с ГОСТ Р 55062-2012 интероперабельность обеспечивается на трех уровнях: техническом, семантическом и организационном. В данной работе на основе SCOPE-модели (Systems, Capabilities, Operations, Programs, and Enterprises Model for Interoperability Assessment) рассматривается техническая интероперабельность человеко-машинных интерфейсов (ЧМИ). Рассмотрены особенности проектирования ЧМИ и обеспечения их эргономики – основные подходы, методики, принципы и метафоры. Представлены основные типы ЧМИ, сформулированы основные параметры оценки их эргономики, а также эффективности взаимодействия системы «человек – машина» в целом.
Ключевые слова: интероперабельность, техническая интероперабельность, сетецентрическая система, человеко-машинное взаимодействие, человеко-машинный интерфейс, пользовательский интерфейс, эргономика.
Abstract. In the situation of transition from information and control systems to a net-centric architecture and development of net-centric information and control system, the relevance of interoperability assurance in such systems is increasing. Interoperability has to be provided at three levels: technical, semantic and organizational in accordance with Russia's state standard no. 55062-2012. This paper is focused on the technical interoperability of human-machine interfaces (HMI) on basis the systems, capabilities, operations, programs, and enterprises model for interoperability assessment (SCOPE model). HMI design features and ergonomics factors: the main approaches, techniques, principles and metaphors are considered in paper. The main parameters for assessing HMI ergonomics, as well as the effectiveness of the interaction in the "human – machine" system for different types of HMI are formulated.
Key words: interoperability, technical interoperability, netcentric system, human-machine interaction, human-machine interface, user interface, ergonomics.
Финансирование: результаты, представленные в данной работе, получены в рамках госбюджетной темы НИР FFZF-2022-0004.
Автор для переписки: Макаренко Сергей Иванович, mak-serg@yandex.ru
Литература
1. ISO/IEC/IEEE 24765:2017. Systems and software engineering. Vocabulary. ISO, 2017. 522 p.
2. ГОСТ Р 55062-2012. Информационные технологии (ИТ). Системы промышленной автоматизации и их интеграция. Интероперабельность. Основные положения. Москва, Стандартинформ, 2014. 12 с.
3. Козлов С.В., Макаренко С.И., Олейников А.Я., Растягаев Д.В., Черницкая Т.Е. Проблема интероперабельности в сетецентрических системах управления. Журнал радиоэлектроники. 2019. №12. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2019.12.4
4. Франгулова Е.В. Классификация подходов к интеграции и интероперабельности информационных систем. Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика. 2010. №2. С.176-180.
5. Трубникова Е.И. Стратегии интероперабельности продукции в условиях интеграции производителей. Вестник Самарского государственного экономического университета. 2010. №12(74). С.84-89.
6. Черницкая Т.Е., Макаренко С.И., Растягаев Д.В. Аспекты информационной безопасности в рамках оценки интероперабельности сетецентрических информационно-управляющих систем. Вестник Российского нового университета. Серия: Сложные системы: модели, анализ и управление. 2020. №4. С.113-121. https://doi.org/10.25586/RNU.V9187.20.04.P.113
7. Макаренко С.И., Олейников А.Я., Черницкая Т.Е. Модели интероперабельности информационных систем. Системы управления, связи и безопасности. 2019. №4. С.215-245. https://doi.org/10.24411/2410-9916-2019-10408
8. Маслобоев А.В. Средства поддержки интероперабельности сетецентрических систем управления региональной безопасностью. Надежность и качество сложных систем. 2020. №1(29). С.91-105. https://doi.org/10.21685/2307-4205-2020-1-11
9. Маслобоев А.В. Проблемы и технологии обеспечения интероперабельности информационных систем региональных ситуационных центров. Информационно-технологический вестник. 2020. №2(24). С.107-119.
10. Аристов А.В. Обеспечение интероперабельности систем формирования стандартизированных профилей. Вестник Воронежского государственного технического университета. 2015. Т.11. №4. С.40-43.
11. Аникин Д.В. Критерии оценки применения интероперабельности, заданные условиями принятия решения. Вестник МГСУ. 2013. №10. С.249-257.
12. Мальшаков Г.В. Комплекс программ достижения интероперабельности прикладного программного обеспечения. XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2019. Т.8. №4(48). С.83-88.
13. Гришенцев А.Ю., Коробейников А.Г., Дукельский К.В. Метод численной оценки технической интероперабельности. Кибернетика и программирование. 2017. №3. С.23-38. https://doi.org/10.25136/2306-4196.2017.3.23540
14. Гришенцев А.Ю., Коробейников А.Г. Средства интероперабельности в распределенных геоинформационных системах. Журнал радиоэлектроники. 2015. №3. http://jre.cplire.ru/win/mar15/7/text.pdf
15. Головин С.А., Андрианова Е.Г., Гудкова О.К., Лаптев А.Н. Методика формирования профилей стандартов информационных технологий в интересах обеспечения интероперабельности сложных распределенных систем. Журнал радиоэлектроники. 2014. №12. http://jre.cplire.ru/jre/dec14/16/text.html
16. Гуляев Ю.В., Журавлев Е.Е., Олейников А.Я. Методология стандартизации для обеспечения интероперабельности информационных систем широкого класса. Аналитический обзор. Журнал радиоэлектроники. 2012. №3. http://jre.cplire.ru/jre/mar12/2/text.pdf
17. Башлыкова А.А., Козлов С.В., Макаренко С.И., Олейников А.Я., Фомин И.А. Подход к обеспечению интероперабельности в сетецентрических системах управления. Журнал радиоэлектроники. 2020. №6. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.6.13
18. Черницкая Т.Е., Макаренко С.И., Растягаев Д.В. Аспекты автоматизации функций управления, принятия решений и сетевого взаимодействия в рамках оценки интероперабельности сетецентрических информационно-управляющих систем. Вестник Российского нового университета. Серия: Сложные системы: модели, анализ и управление. 2020. №3. С.138-145. https://doi.org/10.25586/RNU.V9187.20.03.P.138
19. Олейников А.Я., Растягаев Д.В., Фомин И.А. Основные положения концепции обеспечения интероперабельности сетецентрических информационно-управляющих систем. Вестник Российского нового университета. Серия: Сложные системы: модели, анализ и управление. 2020. №3. С.122-131. https://doi.org/10.25586/RNU.V9187.20.03.P.122
20. Олейников А.Я. Актуальное состояние проблемы интероперабельности. ИТ-Стандарт. 2020. №2(23). С.37-42.
21. Козлов С.В. Научно-методические проблемы обеспечения интероперабельности сетецентрических систем на основе комплексного применения методов процессного и проектного управления. ИТ-Стандарт. 2020. №1(22). С.17-24.
22. Козлов С.В., Кубанков А.Н. Процессные основы интеграции и комплексного развития информационных, управляющих, роботизированных, телекоммуникационных систем. Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2020. Т.12. №1. С.23-31. https://doi.org/10.36724/2409-5419-2020-12-1-23-31
23. Башлыкова А.А., Зацаринный А.А., Каменщиков А.А., Козлов С.В., Олейников А.Я., Чусов И.И. Интероперабельность как научно-методическая и нормативная основа бесшовной интеграции информационно-телекоммуникационных систем. Системы и средства информатики. 2018. Т.28. №4. С.61-72. https://doi.org/10.14357/08696527180407
24. Макаренко С.И., Черницкая Т.Е. Аспекты совместимости сетевых протоколов, интерфейсов и требований по качеству обслуживания в рамках оценки интероперабельности сетецентрических информационно-управляющих систем. Журнал радиоэлектроники. 2020. №10. С.7. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.10.4
25. Макаренко С.И., Карутин А.Н. Перспективы и проблемные вопросы обеспечения интероперабельности интегрированных космических систем. Системы управления, связи и безопасности. 2021. №4. С.228-247. https://doi.org/10.24412/2410-9916-2021-4-228-247
26. Олейников А.Я. Обеспечение интероперабельности авиационных беспилотных летательных аппаратов. Информационные технологии и вычислительные системы. 2021. №4. С.3-11. https://doi.org/10.14357/20718632210401
27. Белов С.Г., Олейников А.Я., Якименко Е.Е. Вопросы обеспечения интероперабельности в группировках авиационных беспилотных летательных аппаратов в РФ. Информационные технологии и вычислительные системы. 2020. №4. С.3-16. https://doi.org/10.14357/20718632200401
28. Башлыкова А.А., Растягаев Д.В. Интероперабельность репозиториев версий инструментального программного обеспечения вычислительных комплексов. Вестник Российского нового университета. Серия: Сложные системы: модели, анализ и управление. 2021. №1. С.136-142. https://doi.org/10.25586/RNU.V9187.21.01.P.136
29. Якименко Е.Е. Применение единого подхода к решению проблемы интероперабельности беспилотников. ИТ-Стандарт. 2020. №2(23). С.58-63.
30. Каменщиков А.А. Проблема интероперабельности в области беспилотников. ИТ-Стандарт. 2019. №3(20). С.42-49.
31. Kubankov A.N., Kozlov S.V. Theoretical aspects of process synchronization in ensuring the interoperability of integrated control systems. 2021 Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications, SYNCHROINFO 2021 - Conference Proceedings. 2021. https://doi.org/10.1109/SYNCHROINFO51390.2021.9488382
32. Зацаринный А.А., Козлов С.В. Процессные аспекты нормативного регулирования работ по комплексному обеспечению информационной безопасности и интероперабельности интегрированных систем управления. Информатика: проблемы, методы, технологии. Материалы XXI Международной научно-методической конференции. Воронеж, Вэлборн, 2021. С.1167-1176.
33. Куприянов А.А. Аспекты интероперабельности автоматизированных систем. Автоматизация процессов управления. 2009. №4. С.40-49.
34. Куприянов А.А. Сетецентрические военные действия и вопросы интероперабельности автоматизированных систем. Автоматизация процессов управления. 2011. №3. С.82-97.
35. Осипенков М.Н., Узякаев И.Н. Основные проблемы достижения интероперабельности информационных систем органов государственного и военного управления при решении задач обороны. Военная мысль. 2020. №5. С.143-149.
36. Каменщиков А.А., Олейников А.Я., Чусов И.И., Широбокова Т.Д. Проблема интероперабельности в информационных системах военного назначения. Журнал радиоэлектроники. 2016. №11. http://jre.cplire.ru/jre/nov16/8/text.pdf
37. Башлыкова А.А., Олейников А.Я. Интероперабельность и информационное противоборство в военной сфере. Журнал радиоэлектроники. 2016. №12. http://jre.cplire.ru/jre/dec16/14/text.pdf
38. Башлыкова А.А., Каменщиков А.А., Олейников А.Я. Обеспечение интероперабельности как средства бесшовной интеграции функциональных подсистем в составе перспективных автоматизированных систем военного назначения. Журнал радиоэлектроники. 2018. №9. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2018.9.11
39. Systems, Capabilities, Operations, Programs, and Enterprises (SCOPE) Model for Interoperability Assessment. Version 1.0. NCOIC. 2008. 154 p.
40. Макаренко С.И. Семантическая интероперабельность человеко-машинных интерфейсов в сетецентрических системах. Журнал радиоэлектроники. 2022. №1. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.2.4
41. ГОСТ Р 55241.1-2012 / ISO / TR 9241-100:2010. Эргономика взаимодействия человек-система. Москва, Стандартинформ. 2018. 39 с.
42. Климов Е.А. Характеристики систем «человек - машина». Инженерная психология и эргономика. 2018. https://studme.org/202868/menedzhment/harakteristiki_sistem_mashina
43. Яковина И.Н. Основы человеко-машинного взаимодействия [WEB]. Fandom. Дата обращения: 09.04.2022. URL: https://gos-it.fandom.com/wiki/Основы_человеко-машинного_взаимодействия
44. Мерзлякова Е.Ю. Человеко-машинное взаимодействие. Новосибирск, СибГУТИ. 2009. 49 с.
45. Раскин Дж. Интерфейс. Новые направления в проектировании компьютерных систем. Москва, Символ-Плюс. 2005. 69 с.
46. Мерзлякова Е.Ю. Человеко-машинное взаимодействие. Учебно-методическое пособие. Новосибирск, СибГУТИ, 2015. 34 с.
47. Сергеев С.Ф. Инженерная психология и эргономика. Учебное пособие. Москва, НИИ школьных технологий. 2008. 176 с.
48. Эвристики Нильсена для решения проблем пользовательского интерфейса [WEB]. Askusers. Дата обращения: 09.04.2022. URL: https://askusers.ru/blog/pravila/evristiki-nilsena-kak-ikh-ispolzovat/
49. Метафоры пользовательского интерфейса [WEB]. IT для бизнеса. Дата обращения: 09.04.2022. URL: https://ko.com.ua/metafory_polzovatelskogo_interfejsa_129360
50. Макаренко С.И. Справочник научных терминов и обозначений. Санкт-Петербург, Наукоемкие технологии, 2019. 254 с.
51. . https://www.osp.ru/os/2002/04/181312
52. Constantine L.L., Lockwood L.A.D. Software for Use: A Practical Guide to the Models and Methods of Usage-Centered Design. Addison-Wesley Professional. 1999.
53. Командный интерфейс пользователя [WEB]. Mognovse.ru. Дата обращения: 09.04.2022. URL: https://mognovse.ru/tv-komandnij-interfejs-polezovatelya-interfejs-komandnoj-stro.html
54. Пользовательский интерфейс [WEB]. Информатика. Информация и ее свойства. Дата обращения: 09.04.2022. URL: http://ivansamarin.blogspot.com/2013/02/blog-post.html
55. GUI Графический интерфейс пользователя [WEB]. Intellect.icu. Дата обращения: 09.04.2022. URL: https://intellect.icu/gui-graficheskij-interfejs-polzovatelya-9531
56. Azuma R. A Survey of Augmented Reality. Wayback Machine Presence: Teleoperators and Virtual Environments. 1997. Р. 355-385.
Для цитирования:
Макаренко С.И. Техническая интероперабельность и эргономика человеко-машинных интерфейсов сетецентрических систем. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2022. №3. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.3.4