Saint-Petersburg, St. Petersburg, Russian Federation
Mogilev, Belarus
Bryansk, Bryansk, Russian Federation
Bryansk, Bryansk, Russian Federation
The article presents a scheme for designing and evaluating group activities of operators in ergatic systems, grounded in the systemic-activity approach. The description is built on four levels (morphological, functional, informational, organizational), taking into account both formal and informal small-group structures. The paper categorises systematically five cooperation models and five functional topologies, illustrating their possible integration based on mutual task dependencies and limitations of communication channels; defines the thresholds of manageability and homeostasis mechanisms (escalation, duplication, independent cross-checking, predefined scenarios for switching between centralized and network modes). The authors introduce operationalized metrics and an integral efficiency index (IEI) for group operator activity, supplemented by ethical-risk admission criteria; establish “channel passports” and routing rules, translating compatibility and the reliability requirements into interaction regulations. The framework links typology with practical design and sets a roadmap for implementing and monitoring. The work determines manageability thresholds and homeostasis mechanisms (including escalation, duplication, independent cross-checking and pre-planned scenarios for mode switching); specifies operational indicators and data sources; eliminates the methodological gap between classification and project practice, ensuring a smooth transition from analysis to configuration of structure, channels, roles, and monitoring procedures.
ergatic systems, group activities of operators, systemic-activity approach, structural-functional analysis, small groups, cooperation models, functional topologies, manageability thresholds, channel passports, routing, integral efficiency index (IEI), ethic-legal framework
Введение
Развитие цифровых технологий и ускорение изменений в мировой экономике, обусловленные цифровизацией, ведут к необходимости поиска новых научных подходов и направлений исследований в области организации управления совместной деятельностью. В отечественной психологии проблемам малых групп и командообразованию уделяется особое внимание в работах С.А. Багрецова и соавт. [1], [2]; М.В. Белова и Д.А. Новикова [3], [4]; А.Л. Журавлёва и Т.А. Нестика [7]; В.М. Львова и соавт. [10], [11]; Н.А. Назаренко и П.И. Падерно [12]; Н.Н. Обозова и соавт. [13]; А.В. Сидоренкова и Н.Ю. Ульяновой [14]; В.В. Спасенникова [15], [16]; А.С. Чернышева и соавт. [18] и др. В зарубежных исследованиях изучению малых групп и виртуальных команд посвящены работы T. Anderson [19]; L.R. Frey [20]; S. Kauffeld [21]; J.S. Lurey, M.S. Raisinghani [23]; T. Zuofa, E.G. Ochieng [28].
Организационные системы управления представляют собой сложные человеко‑машинные комплексы (рис. 1), в которых машинная обработка информации сочетается с координирующей деятельностью оператора. Наряду с термином «система человек–машина» используется понятие «эргатическая система», фиксирующее антропоцентричный сдвиг: по мере развития технологий роль оператора смещается от пассивного звена к активному субъекту целеполагания, диагностики и координации (С.А. Багрецов, А.В. Бондаренко, Б.В. Обносов [1]; М.В. Белов, Д.А. Новиков [3]; В.М. Львов, В.В. Павлюченко, В.В. Спасенников [10]).
Усложнение социально‑экономических структур и процессов, рост доли коллективного обслуживания в наукоёмких отраслях и высокая цена ошибок выдвигают задачу проектирования групповой операторской деятельности. Методические трудности связаны с неопределённостью реакций управляемых объектов, многообразием межзависимостей работ, ограничениями информационной пропускной способности человека и каналов связи, а также с факторами когнитивной эргономики (Б.С. Горячкин, А.С. Петренко [6]; Н.А. Назаренко, П.И. Падерно [12]; В.В. Спасенников [17]; J.S. Lurey, M.S. Raisinghani [23]; T. Zuofa, E.G. Ochieng [28]).
Цель исследования – интегрировать эргономические и психологические разработки в эргатических системах и методы структурного анализа групповой работы [4] в целостную рамку проектирования и оценки групповой операторской деятельности: от выбора модели кооперации к настройке потоков информации и ролей, от показателей к устойчивому циклу улучшений в организационных системах.
Рис. 1. Обобщённая модель организационной системы управления человеко‑машинной (эргатической) системой (ЧМС) [2]
Fig. 1. Generalized model of the organizational management system of the human‑machine (ergatic) system (HMS) [2]
Методологическая основа формировалась поэтапно: выделены четыре взаимодополняющих уровня описания (морфологический, функциональный, информационный, организационный); унифицированы пять моделей групповой деятельности и пять функциональных топологий (цепь, звезда, круг, сеть, иерархия); заданы проектные пороги управляемости ролей и каналов с механизмами гомеостаза (эскалации, дублирование, независимая перекрёстная проверка, предусмотренные сценарии переключения между централизованным и сетевым режимами); операционализированы показатели и источники данных; предложена сводная оценка с этико‑рисковым допуском. Отбор компонентов осуществлялся при наличии измеримого признака, определимых источников данных и методической совместимости с системно‑деятельностной концепцией и практиками инженерной психологии и когнитивной эргономики.
Графовое представление групповой структуры
Использование методов теории графов позволяет получить количественные показатели групповой структуры. Основные – живучесть и централизация (момент) группы. Живучесть (нормированное число избыточных рёбер) для простого неориентированного связного графа:
|
|
(1) |
где 
– число операторов (узлов), 
– число связей (рёбер). Интерпретация: 
– количество рёбер сверх минимально необходимого для связности (дерева); знаменатель – максимально возможный запас избыточных рёбер.
Показатель связности 
отражает степень связанности сети: при = 0 структура вырождается в дерево с жёсткой иерархией, а при 
сеть близка к полной связности. Для ориентированных графов обычно вычисляют по неориентированному остову (игнорируя направления) или заменяют классическими метриками рёберной и вершинной связности.
Централизация по степени (Фримен) для простого неориентированного графа при 
|
|
(2a) |
где 
– степень вершины 
. 
– максимальная степень (у лидера). При 
– сеть имеет структуру «звезда», а при 
– равномерную.
Для ориентированного графа без петель удобно отдельно измерять «централизацию по степени» по входам и по выходам с корректной нормировкой:
|
|
|
(2b) |
где 
и 
– входящая и исходящая степени вершины , а 
и 
– их максимальные значения по графу. Такая нормировка гарантирует 
; значение 1 достигается на ориентированной «звезде»: все дуги либо входят в одну вершину (для 
), либо выходят из одной вершины (для 
).
На рис. 2 показаны типовые функциональные топологии малых групп («цепочка», «звезда», «круг», «сеть», «дерево») [4].
Рис. 2. Варианты функциональной организации малых групп
Fig. 2. Variants of functional organization of small groups
Аппаратурные и имитационные методы
Многочисленные исследования показывают, что наиболее объективные результаты достигаются при использовании аппаратурных методов и имитационного моделирования совместной деятельности.
Для организационных систем управления представляют интерес аппаратурные методики моделирования и изучения групповой деятельности. В основе их конструирования и классификации лежат принципы [18]:
- технический (конструкция и функциональные возможности модели, регистрация компонентов деятельности);
- когнитивный (включённость психологических процессов в моделируемую деятельность);
- организационно‑экономический (характер, тип, уровень взаимосвязанности действий при выполнении заданий).
Повышению достоверности способствует дополнение аппаратурных исследований социометрией, анализом физиологических реакций операторов и наблюдением в процессе работы.
В исследовании Б.М. Герасимова с соавт. [5] (журнал «Кибернетика и вычислительная техника») представлена многоуровневая имитационная модель групповой операторской деятельности, комбинирующая теорию графов и аппарат массового обслуживания. Это позволяет при варьировании эргономических факторов оценивать загрузку и пропускную способность операторов, а также вероятности своевременного и безошибочного решения задач управления.
Структура маршрутов
Для каждой входящей задачи задан ориентированный граф прохождения через коллектив операторов. Он задаётся матрицей смежности 
; строками и столбцами которой являются номера операторов 
, а также специальные вершины «Вход» и «Выход», а 
фиксирует допустимые переходы. Если из вершины выходит несколько рёбер, используется матрица маршрутизации 
(для типа задач 
), согласованная с 
только когда 
и 
. Номинальный «объём работ» по типу можно характеризовать 
– числом операторских действий (в простейшем случае – длина основной цепочки от «Входа» к «Выходу»; при ветвлениях – математическое ожидание числа посещений узлов). Пример графа и соответствующая матрица 
приведены на рис. 3 [5].
|
|
Номер подзадачи |
Первый оператор |
Второй оператор |
Третий оператор |
Выход |
|
Номер задачи |
Вход |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
Первый оператор |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
Второй оператор |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
Третий оператор |
0 |
0 |
0 |
1 |
Рис. 3. Граф решения задачи коллективом операторов и его матрица смежности [5].
Fig. 3. Graph of the problem solution by a team of operators and its adjacency matrix [5].
Поток заявок и типизация
Входной поток – простейший (пуассоновский) с интенсивностью 
. Межприходные – интервалы независимы и экспоненциальны; в модели они генерируются методом обратной функции [5]:
|
|
|
|
|
(3) |
Альтернативно, в дискретном времени на шаге 
число новых заявок 
. Каждой заявке при поступлении присваивается тип 
с вероятностью 
, где 
(либо – по заданным бизнес-весам).
Временные и качественные параметры. Для оператора 
и типа время обслуживания 
(распределение задаётся данными эксперимента/нормативами; фиксируются 
и 
). Вероятность ошибки 
учитывается при завершении обслуживания. Для каждого типа задан допустимый срок (дедлайн) 
и допуск 
(для анализа чувствительности). Дисциплина очереди у операторов – FIFO; каждый оператор моделируется как одноканальный прибор с буфером 
.
Процедура имитации [5]:
- Инициализация:
; очереди пусты; сгенерировать ближайшее поступление 
(завершений пока нет). - Шаг события: перейти к ближайшему событию (поступление/завершение).
- Поступление: определить тип , поместить заявку в очередь узла, на который указывает дуга из «Входа»; при свободном операторе – запустить обслуживание.
- Завершение у оператора : с вероятностью отметить «ошибку»; выбрать следующий узел по
. Если это «Выход», завершить задачу и зафиксировать метки «в срок/не в срок» и «с ошибкой/без ошибки»; иначе – поместить в очередь следующего узла (и, если он свободен, стартовать обслуживание). - Повтор: до достижения горизонта моделирования
или целевого числа завершений; провести 
независимых репликаций.
Оценки результатов (по типам задач). По итогам репликаций для каждого типа 
:
|
|
|
(4) |
где 
– доля задач типа , завершённых «своевременно» в 
-й репликации; 
– доля задач типа , завершённых «своевременно и безошибочно».
Загрузка операторов. Для оператора и типа средняя занятость:
|
|
|
|
|
|
(5) |
где 
– доля времени, в течении которого типа был занят задачами типа в -й репликации; 
– веса типов (например, 
, либо заданные бизнес-веса).
Качество по оператору
Аналогично агрегируется показатель «своевременно и безошибочно» по оператору [5]:
|
|
|
(6) |
Такое уточнение постановки фиксирует структуру маршрутов, генерацию входного потока, правила обработки и полный набор KPI (по типам и по операторам), что позволяет сопоставимо оценивать пропускную способность, узкие места и влияние эргономических/организационных изменений.
Результаты
Многоуровневая трактовка эргатической системы задаёт опорную схему для проектирования. Система описывается на четырёх уровнях: морфологическом (состав и строение), функциональном (распределение функций и связность стадий «восприятие – переработка – решение – исполнение»), информационном (каналы, форматы, задержки и помехи), организационном (роли, ответственность и регламенты). Разводятся технологический контур (операции, параметры процесса) и организационно‑управленческий контур (распределение ролей, координация, эскалации); их согласованность определяет устойчивость.
Опираясь на данный подход, далее конкретизируются формы кооперации через пять моделей групповой деятельности (иерархическая, взаимодействующая, дублирующая, последовательная, индивидуальная) и соответствующие им функциональные топологии (цепь, звезда, круг, сеть, иерархия) с проектными ориентирами по рискам и гомеостазу (тактовые синхронизации, дублирование, независимая проверка, протоколы эскалации и «последнего слова») с учётом накопленного опыта отечественных и зарубежных исследований: О.С. Киселевский [8], В.В. Спасенников [17], S. Kularajan, J.A. Czocher [22], P.L. Mcleod, R.B. Kettner-Polley [24], V. Spasennikov, K. Androsov, G. Golubeva [25], D. Vuchkovski, M. Zalaznik, M. Mitrega, G. Pfajfar [26], G. Wittenbaum [27] и др.
Метрики, пороги и правила переключения
Плотность сети – доля реализованных связей от максимально возможных (графы без петель и кратных рёбер/дуг) [3]:
|
|
|
(7) |
Дополнительно используются: диаметр сети (максимальная длина кратчайшего пути), живучесть , централизация 
, а также процессные показатели: своевременность передач ответственности (доля передач в нормативе), глубина очереди эскалаций (среднее/максимум незакрытых эскалаций), доля предотвращённых ошибок (перехваченных до реализации эффекта).
Пороговые условия и переключения (гомеостаз). Пусть – входная интенсивность на узел‑центр, 
– его средняя производительность; 
– коэффициент загрузки. Вводятся пороги 
(норматив средней задержки 
), 
(допустимая централизация).
Правило: если 
или 
или 
, включается сетевой режим (обход центра), усиливаются дублирование и независимая перекрёстная проверка, повышается частота синхронизаций. Возврат – по гистерезису: 
.
Интегральный показатель эффективности (ИПЭ)
Чтобы объединить разнотипные показатели в сопоставимое управленческое решение, вводится сводная оценка с этико‑рисковым допуском [1]:
|
|
|
(8) |
|||
|
|
|
|
|
||
Пояснения. 
– индикатор‑допуск (этико‑рисковый «шлюз»): 1 – все обязательные требования безопасности/комплаенса выполнены; 0 – выявлен неприемлемый риск, агрегирование/ранжирование запрещено. Компоненты: 
– регламентные результаты (выполнение плана, надёжность, время реакции), 
– операционные эффекты (снижение ошибок, стабильность передач ответственности, управляемость), 
– устойчивость и безопасность (соответствие требованиям, отказоустойчивость), 
– качество сети взаимодействий (согласованность, взаимопомощь, распределённость). Все 
нормируются к 
локальным регламентом; 
– неотрицательны и суммируются к 1.
Варианты агрегации: вместо линейной формы 
можно применять геометрическое среднее 
(сильнее штрафует слабые компоненты) или гармоническое 
(ещё консервативнее). Рекомендуется публиковать ИПЭ вместе с анализом чувствительности по и способам нормирования.
«Паспорта каналов» и маршрутизация
Регламентация каналов обмена через «паспорта» и правила маршрутизации переводит общие требования в операционные нормы: в паспорте фиксируются назначение канала, владелец и потребители, пропускная способность (сообщ./мин), допустимая задержка и надёжность доставки, форматы и метаданные, тип связи и направленность, триггеры эскалации и маршруты резервирования (включая независимую проверку), требования к журналированию, контрольные точки мониторинга, периодичность тестов и план деградации/переключения. Правила маршрутизации задают «кто – кого – о чём – через какой канал – в какой срок» и протокол разрешения коллизий (приоритеты, механизм выбора решения, фиксация и разбор).
Обсуждение
Сопоставление типологий с функциональными топологиями и порогами управляемости переводит описательные схемы в проектный язык, где выбор формы кооперации увязывается с межзависимостями задач и параметрами каналов, а устойчивость обеспечивается формализованными сценариями гомеостаза. Это согласуется с результатами, согласно которым централизованные топологии эффективнее при простых задачах, а сетевые – при сложных, при условии учёта пропускной способности каналов и стоимости координации. Системно‑деятельностная концепция и инженерно‑психологические регламенты дополняются операциональными инструментами – «паспорта каналов», правила маршрутизации и разрешения коллизий, а также управленческие пороги (интенсивность событий, задержки, частоты синхронизаций, предел связности руководителей), отражающие требования к профессиональной надёжности.
С этико‑правовой точки зрения ключевые риски связаны с производственной безопасностью и охраной труда (срывы передач ответственности, перегрузка каналов, нарушения регламентов), защитой конфиденциальных технологических данных, справедливостью распределения ролей и недискриминационной оценкой операторов, а также с экологическими и социальными последствиями организационных изменений. Управление рисками обеспечивается входным этико‑рисковым «шлюзом» сводной оценки, матрицей рисков с планами снижения, сертификацией каналов и интерфейсов по «паспортам», независимыми разборами инцидентов с обязательной обратной связью, прозрачными критериями и апелляционными процедурами при кадровых решениях. Минимальные условия допуска – отсутствие неприемлемых рисков и соответствие требованиям безопасности и охраны труда.
Заключение
Предложена интегрированная система структурно‑функционального анализа групповой деятельности операторов в эргатических системах, объединяющая уровни описания (морфологический, функциональный, информационный, организационный), пять моделей групповой деятельности и пять функциональных топологий (цепь, звезда, круг, сеть, иерархия). Заданы пороги управляемости и механизмы гомеостаза (эскалации, дублирование, независимая перекрёстная проверка, предусмотренные сценарии переключения между централизованным и сетевым режимами), операционализированы показатели и источники данных, предложена сводная оценка с этико‑рисковым допуском. Тем самым устранён методический разрыв между классификацией и проектной практикой: обеспечен переход от анализа к настройке структуры, каналов, ролей и мониторинга
1. Bagretsov S.A., Bondarenko A.V., Obnosov B.V. Qualimetry of Group Activities of Operators of Complex Management Systems. Moscow: Fizmatlit; 2006. 384 p.
2. Bagretsov S.A., Lozhkin G.V., Spasennikov V.V. Analysis of Informal Small Group Structures in Ergatic Systems. Cybernetics and Computer Engineering. 1990;(88):102-107.
3. Belov M.V., Novikov D.A. Methodology of Complex Activity. Moscow: Lenand; 2018. 320 p.
4. Belov M.V., Novikov D.A. Classification of Mathematical Models of Activity. Large-Scale Systems Control. 2021;(91):5-37. DOIhttps://doi.org/10.25728/ubs.2021.91.1.
5. Gerasimov B.M., Lozhkin G.V, Skril S.V. et al. Simulation Model for Assessing the Combined Impact of Engineering-Psychological Factors on Ergatic System Performance. Cybernetics and Computer Engineering. 1984;(61):88-93.
6. Goryachkin B.S., Petrenko A.S. Application of Markov Chain Theory for Modelling Human Operator Activity in Man-Machine Control Systems. Modern Science: Actual Problems of Theory and Practice. Series: Natural and Technical Sciences. 2023;(6):76-82. DOIhttps://doi.org/10.37882/2223-2966.2023.06.10.
7. Zhuravlyov A.L., Nestik T.A. Collective Creativity as Organization’s Activity Resource: Situation and Perspectives of Study. Psikhologicheskii Zhurnal. 2011;32(1):3-21.
8. Kiselevsky O. Innovatively Active Knowledge Management. Science and Innovations. 2025;6(268):26-33. DOIhttps://doi.org/10.29235/1818-9857-2025-6-26-33.
9. Kondratenko S.V., Kuzmenko A.A., Spasennikov V.V. Methodology in Assessment of Operator Activity in Man-Machine Systems. Bulletin of Bryansk State Technical University. 2017;1(54):261-270. DOIhttps://doi.org/10.12737/24950.
10. Lvov V.M., Pavlyuchenko V.V., Spasennikov V.V. Engineering-Psychological Problems of Designing Operator’s Activity. Psikhologicheskii Zhurnal. 1989;10(5):66-74.
11. Lvov V.M., Bagretsov S.A. Concept of Managing Operators’ Joint Activity. Human Factors: Problems of Psychology and Ergonomics. 2009;1(47):31-52.
12. Nazarenko N.A., Paderno P.I. Model of the Process of Designing Algorithms for Operating Activities. Proceedings of Saint Petersburg Electrotechnical University. 2020;8-9:11-19.
13. Obozov N.N., Buga A.V., Kuprin A.A., et al. Psychology of Management in Conditions of Joint Activity. Saint Petersburg: Centre for Scientific Information Technologies Asterion; 2012. 248 p.
14. Sidorenkov A.V., Ulyanova N.Yu. The Methods for Investigation of the Small Production Groups Efficacy. Russian Pshychological Journal. 2011;8(4):9-16.
15. Spasennikov V.V., Smirnov Ju.I., Torbin S.I., et al. Device for Estimating Psychological Compatibility of Persons Under Test. Patent RU 1809455 A1; Apr 15, 1993.
16. Spasennikov V.V. Theory and Practice of Virtual Teams Formation for Collaborative Work in Digital Economy. Economic Psychology: Past, Present, Future. 2019;(4):265-283.
17. Spasennikov V.V. Human Factors in Ergonomic Research: Past, Present, Future (Theoretical Review). Ergodesign. 2025;3(29):373-397. DOIhttps://doi.org/10.30987/2658-4026-2025-3-373-397.
18. Chernyshev A.S., Lunev J.A., Sarichev S.V. Hardware Techniques for Psychological Diagnosis of a Group in Collaboration Processes. Moscow: Institute of Psychology RAS; 2005. 190 p.
19. Anderson T., Kanuka H. On-Line Forums: New Platforms for Professional Development and Group Collaboration. Journal of Computer-Mediated Communication. 1997;3(3). DOIhttps://doi.org/10.1111/j.1083-6101.1997.tb00078.x
20. Frey L.R. The Symbolic-Interpretive Perspective on Group Dynamics. Small Group Research. 2004;35(3):277-306. DOIhttps://doi.org/10.1177/1046496404263771.
21. Kauffeld S. Self-Directed Work Groups and Team Competence. Journal of Occupational and Organizational Psychology. 2006;79(1):1-21. DOIhttps://doi.org/10.1348/096317905X53237.
22. Kularajan S., Czocher J.A. The Role of Reasoning with Quantities in Undergraduates’ Modeling Activities. International Journal of Research in Undergraduate Mathematics Education; 2025. DOIhttps://doi.org/10.1007/s40753-025-00273-7.
23. Lurey J.S., Raisinghani M.S. An Empirical Study of Best Practices in Virtual Teams. Information & Management. 2001;38(8):523. DOIhttps://doi.org/10.1016/S0378-7206(01)00074-X.
24. McLeod P.L., Kettner-Polley R.B. Contributions of Psychodynamic Theories to Understanding Small Groups. Small Group Research. 2004;35(3):333-361. DOIhttps://doi.org/10.1177/1046496404264973.
25. Spasennikov V, Androsov K, Golubeva G. Ergonomic Factors in Patenting Computer Systems for Personnel’s Selection and Training. CEUR Workshop Proceedings; 2020;2744:short51-1-short51-8. DOIhttps://doi.org/10.51130/graphicon-2020-2-4-51.
26. Vuchkovski D., Zalaznik M., Mitręga M., Pfajfar G. A Look at the Future of Work: The Digital Transformation of Teams from Conventional to Virtual. Journal of Business Research. 2023;163:113912. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.jbusres.2023.113912.
27. Wittenbaum G. The Bias Toward Discussing Shared Information. Communication Research. 2000;27(3):379-401. DOIhttps://doi.org/10.1177/009365000027003005.
28. Zuofa T., Ochieng E.G. Investigating Barriers to Project Delivery Using Virtual Teams. Procedia Computer Science. 2021;181:1083-1088. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.procs.2021.01.304.
