Александр Александрович Солодов - д.т.н., профессор, профессор кафедры Прикладной математики и программирования
Москва
Aleksandr A. Solodov - Cand. Sci. (Engineering), Professor, Professor of the Department of Applied Mathematics and Programming
Moscow
Татьяна Германовна Трембач - старший преподаватель кафедры И13
Москва
Tatyana G. Trembach - Senior lecturer, Department I13
Moscow
Цель исследования состоит в аналитическом описании эмоционального состояния личности с применением стохастических методов и в изучении динамических характеристик этого состояния. В исследовании применены статистические характеристики, пригодные для создания искусственных интеллектуальных систем, а также для дальнейшего развития и проектирования организационно-технических систем. Предполагается, что эмоциональное состояние личности определяется величиной испытываемых им стрессов на протяжении определенного времени. Для учета эмоциональных реакций когнитивной системы, соответствующих реакциям человеческой личности, использованы известные результаты. В частности, для характеристики относительных величин стрессов использована шкала Холмса и Раэ, содержащая 43 типичные жизненные ситуации с соответствующими относительными величинами стрессов. Следует подчеркнуть, что все известные результаты относятся к моделям стрессов, не зависящим от времени, и опубликованы только результаты статистической обработки измерений воздействия стрессов на личность через определенные промежутки времени.
Материалами и методами исследования является применение пуассоновской модели возникновения стрессов в процессе функционирования системы. Предполагается, что стрессы являются теми воздействиями, которые затем обрабатываются, воспринимаются, перерабатываются, используются личностью и моделирующей ее организационно-технической системой. Возникновение стрессов во времени и моделируется точечными пуассоновскими процессами, причем стресс каждого вида по Холмсу и Раэ описывается процессом с соответствующей индивидуальной функцией интенсивности возникновения точек (стрессов). Динамические реакции системы описываются хорошо известными в теории систем управления функциями отклика. Ключевым параметром функции отклика является постоянная времени, характеризующая типичное время реакции системы на индивидуальный стресс.
Новыми результатами исследования являются оценки средней частоты появления стрессов различной вида, позволившие определить упомянутые функции интенсивностей появления стрессов в пуассоновской модели. Это, в свою очередь, дало возможность разработать аналитические соотношения для относительной величины стресса, переработанного системой для текущего момента времени. Таким образом, предложена модель эмоционального состояния когнитивной системы (развития во времени процесса переживания стресса) в виде убывающей функции времени с некоторой постоянной времени, характеризующей инерционные свойства переживания стресса. Конкретные результаты и соответствующие кривые получены для экспоненциальной функции отклика системы, зависящей от текущего времени, времен появления стрессов и относительных величин стрессов. В целом они соответствуют соответствующим прогнозам аналогичных реакций для личности, полученным в опубликованных исследованиях. В связи с этим модель может быть применена в инженерном проектировании организационно-технических систем, требующих учета или моделирования эмоциональных реакций.
В заключении указаны направления дальнейшей разработки теории. Упомянута, в частности, возможность изучения реакции системы на события, появление которых описывается функциями интенсивности их появления, зависящими от времени, что, конечно, приблизит результаты исследования к реальным ситуациям. Другим важным направлением может стать введение в рассмотрение и изучения поведения показателей и критериев стрессоустойчивости систем.
The aim of the research is to analyze the emotional state of a person using stochastic methods and to study the dynamic characteristics of this state. The study uses statistical characteristics that are suitable for creating artificial intelligent systems, as well as for further development and design of organizational and technical systems. It is assumed that the emotional state of a person is determined by the amount of stress he experiences over a certain period of time. To account for the emotional responses of the cognitive system corresponding to the reactions of the human personality, the known results are used. In particular, to characterize the relative values of stress, the Holmes and Rahe scale was used, which contains 43 typical life situations with corresponding relative values of stress. It should be emphasized that all known results relate to time-independent stress models, and only the results of statistical processing of measurements of the impact of stress on the individual at certain time intervals are published.
Materials and methods of research are the application of the Poisson model of stress occurrence in the process of system functioning. It is assumed that stresses are those impacts that are then processed, perceived, processed, and used by the individual and the organizational and technical system that models it. The occurrence of stresses over time is modeled by point Poisson processes, and the stress of each type according to Holmes and Rahe is described by a process with the corresponding individual function of the intensity of the occurrence of points (stresses). Dynamic responses of the system are described by well-known response functions in the theory of control systems. The key parameter of the response function is the time constant, which characterizes the typical response time of the system to individual stress.
New results of the study are estimates of the average frequency of occurrence of various types of stress, which allowed us to determine the mentioned functions of the intensity of occurrence of stress in the Poisson model. This, in turn, made it possible to develop analytical relations for the relative amount of stress processed by the system for the current time. Thus, a model of the emotional state of the cognitive system (the development of the process of experiencing stress over time) is proposed in the form of a decreasing function of time with a certain time constant that characterizes the inertial properties of experiencing stress. Specific results and corresponding curves are obtained for the exponential response function of the system, which depends on the current time, times of stress occurrence, and relative stress values. In general, they correspond to the predictions of similar reactions for the individual obtained in published studies. In this regard, the model can be applied in the engineering design of organizational and technical systems that require accounting or modeling of emotional reactions.
In conclusion, the directions of further development of the theory are indicated. In particular, the possibility of studying the reaction of the system to events, the occurrence of which is described by functions of the intensity of their occurrence, depending on time, which, of course, will bring the research results closer to real situations. Another important area may be the introduction of indicators and criteria for stress tolerance of systems to the consideration and study of behavior.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.