ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА В ПРОЦЕССЕ ТРУДОВОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність теми, сформульовані мета і завдання, об'єкт, предмет і методи дослідження, визначено наукову новизну та практичне значення отриманих результатів.

У першому розділі представлені результати аналізу сучасного стану проблеми створення інформаційних технологій прогнозування функціонального стану (ФС) людини в процесі трудової діяльності. Встановлено, що використання «фізіологічного» підходу оцінки ФС людини, заснованого на визначенні показників варіабельності серцевого ритму (ВСР) та статодинамічної стійкості (СДС), дозволить оперативно отримувати інформацію про динаміку ФС людини у процесі трудової діяльності, оскільки запропоновані показники є чутливими і високоінформативними, а методи їх отримання – неінвазивними.

Показано, що багато з наявних інформаційних технологій прогнозування ФС засновані на лінійних моделях, мало придатних для дослідження екстремальних станів організму, включають велику кількість різнорідних показників зі значним часом їх вимірювання, використовують показники, які безпосередньо не описують функціональний стан людини (наприклад, антропометричні характеристики тіла), або використовують інвазивні методи вимірювання показників ФС, а також не включають показники статодинамічної стійкості. Наявні технічні засоби отримання інформації про ФС людини за показниками ВСР та СДС мають суттєві ергономічні та програмно-технічні недоліки (значна кількість електродів, використання змінних батарей живлення, низька завадостійкість до перешкод мереж електроживлення, велика вага, пропрієтарне програмне забезпечення), які не дозволяють об'єднувати їх в  єдині комплекси.

Виявлено, що сучасний підхід до оброблення психофізіологічних даних, заснований на методах нечіткої логіки, має певні переваги для вирішення окремих задач перед традиційними методами та дозволяє вирішувати завдання прогнозування ФС людини.

У другому розділі представлені методи визначення показників ВСР і СДС, методи побудови моделей динаміки показників ФС людини та інструменти для розробки програмного забезпечення. З метою дослідження динаміки ФС людини в процесі трудової діяльності використані статистичні, спектральні та кореляційні методи згідно з Європейсько-Американськими рекомендаціями та геометричні методи (Баєвський Р.М., 1986, 2001) для аналізу ВСР; а також статистичні, векторні (Усачов В.І., 2009) і умовно названі геометричні методи (довжина і площа стабілограми) для аналізу СДС людини.

При побудові моделей динаміки показників ФС людини був використаний апарат нечіткого логічного виводу Мамдані (Mamdani E.H., 1975, 2008). Для виділення класів динаміки показників ФС людини було використано  кластеризацію за алгоритмом нечітких c-середніх (Bezdek J.C., 1981, 2011).

Синтез нечіткої бази знань Мамдані виконувався за наступним алгоритмом (Штовба С.Д., 2007): (1) виконувалася кластеризація отриманих психофізіологічних даних по алгоритму нечітких c-середніх; (2) кожному отриманому кластеру ставилося у відповідність одне нечітке правило; (3) здійснювалася апроксимація багатовимірної функції належності кожного кластера функціями належності термів вхідних і вихідних змінних.