ТРЕНАЖЕР КОЛЛЕКТИВА ОПЕРАТОРОВ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ Российский патент 2001 года по МПК G09B9/00 

Изобретение относится к автоматизированной учебно-тренировочной технике, в частности к тренажерам операторов систем управления, функционирующих в сложных условиях при ограничениях на время принятия решений их операторами, и может быть использовано для индивидуальной и коллективной профессиональной подготовки соответствующих специалистов путем их обучения, тренировки, контроля знаний, умений и навыков в рамках учебно-тренировочных процессов с элементами программированного обучения, например, в адаптивных тренажерно-обучающих комплексах и системах, построенных на базе персональных ЭВМ (ПЭВМ) и микроЭВМ.

Известен тренажер коллектива операторов системы управления по а.с. СССР N 1154692 от 07.05.85 г. по кл. G 09 B 9/00, содержащий общие с заявленным устройством пульты операторов, коммутатор пультов, блок управления, блок памяти, а также присущие только ему блок набора кода заданий, блок выдачи заданий, формирователь случайных сигналов, блок сравнения, элемент ИЛИ, регистратор действий операторов и вычислитель оценки действий операторов. Это устройство обладает недостатками (причинами), препятствующими получению требуемого технического результата - количественных оценок достигаемой индивидуальной и коллективной профессиональной подготовленности обучаемых к выполнению возлагаемых на операторов системы управления, функционирующей в сложных условиях в реальном масштабе времени, функций принятия решений в типовых ситуациях, требующих их оперативного вмешательства в процесс управления, - и основанными на невозможности воспроизводить в ходе тренажерной подготовки обучаемых операторов системы управления возникающие в процессе ее функционирования типовые ситуации, требующие оперативного вмешательства операторов, оценивать и контролировать своевременность и правильность действий обучаемых в таких ситуациях при ограничениях на время выполнения ими функций операторов системы управления.

Известен также автоматизированный класс для обучения и контроля знаний обучаемых по а.с. СССР N 836650 от 07.06.81 г. по кл. G 09 B 7/07, содержащий общие с заявленным устройством блок программного управления, пульты обучаемых, формирователь управляющих импульсов, а также присущие только ему блок управления прерываниями, блок формирования сигналов опроса состояний пультов, блок элементов ИЛИ, распределитель кодов задания, блоки памяти задания и блоки сравнения. Основными недостатками этого устройства, т.е. причинами, препятствующими получению указанного технического результата, являются отсутствие возможности воспроизведения в ходе профессиональной подготовки обучаемых возникающих в процессе функционирования системы управления в реальном масштабе времени типовых ситуаций, требующих оперативного вмешательства операторов, регистрации времени и результатов выполнения обучаемыми их функций, оценки контроля своевременности и правильности их действий в типовых ситуациях.

Наиболее близким к предлагаемому тренажеру коллектива операторов систем управления по совокупности существенных признаков (прототипом является автоматизированный класс для обучения и контроля знаний учащихся по а.с. СССР N 841018 от 23.06.81 г. по кл. G 09 B 7/07, содержащий общие с заявленным устройством блок совпадений, первый блок памяти, блок приоритета, блок программного управления, коммутатор пультов, первый блок ввода информации, пульты обучаемых, первый распределитель кодов, пульт преподавателя, второй распределитель кодов, формирователь управляющих импульсов и не имеющий присущих только прототипу блоков (узлов). Это устройство обладает недостатками - причинами, препятствующими получению требуемого технического результата, заключающимися в отсутствии возможности воспроизводить в ходе индивидуальной и коллективной тренажерной подготовки обучаемых операторов системы управления возникающие в процессе ее функционирования в реальном масштабе времени типовые ситуации, требующие оперативного вмешательства операторов, оценивать и контролировать своевременность и правильность действий обучаемых в таких ситуациях, а также управлять на этой основе процессом их тренажерной подготовки.

Сущность предлагаемого тренажера коллектива операторов системы управления заключается в решаемой им задаче и в характеризующих его вещественных признаках, обеспечивающих получение указанного выше технического результата.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в обеспечении возможности оценивать и контролировать ход индивидуальной и коллективной тренажерной подготовки обучаемых к выполнению функций принятия решений операторами системы управления в типовых ситуациях ее функционирования в реальном масштабе времени, требующих оперативного вмешательства ее операторов. В интересах решения этой задачи индивидуальная профессиональная подготовленность z-ого,. z=1...Z, обучаемого из коллектива, состоящего из Z обучаемых, достигаемая при проведении тренировок с применением заявленного тренажера коллектива операторов системы управления, оценивается с использованием показателей своевременности S_z, правильности P_z, и важности V_z своевременно принятых z-ым обучаемым решений в соответствующих типовых ситуациях, значения которых вычисляются в соответствии с выражениями:

где N_z - общее количество типовых ситуаций, в которых "действовал" z-ый обучаемый за время тренировки;
σ_zn - признак своевременности принятия решения z-ым обучаемым в n-ой типовой ситуации (1 - в пределах норматива времени, 0 - в противном случае);
δ_zn - признак правильности своевременно принятого решения z-ым обучаемым в n-ой типовой ситуации (1 - решение правильное, 0 - в противном случае);
β_zn - важность своевременно принятого правильного решения z-ым обучаемым в n-ой типовой ситуации ( β_zn>0 задается).

С использованием вычисляемых по формулам (1) значений показателей индивидуальной профессиональной подготовленности обучаемых подготовленность коллектива из Z обучаемых оценивается по показателям своевременности S, правильности P и важности V своевременно принятых ими решений, значения которых вычисляются согласно выражениям:

в которых α_z, z=1...Z, - заранее задаваемые коэффициенты индивидуальной значимости соответствующих операторов в составе коллектива из Z обучаемых, удовлетворяющие условию нормировки ∑ α₂= 1.
Возможность оценки и контроля процессов индивидуальной и коллективной тренажерной подготовки операторов системы управления обеспечивается в соответствующих режимах работы тренажера путем выдачи на пульт z-ого, z=1...Z, обучаемого по его запросу или в заранее определенные моменты t0_zn, n=1..N_z, реального времени предварительно подготовленной последовательности (совокупности) исходных данных, всесторонне характеризующих возникшую в системе управления n-ую, n=1...N_z, типовую ситуацию Q_zn, требующую оперативного вмешательства соответствующего оператора, определения затраченного на ее отработку времени Δt_zn, регистрации принимаемого z-ым обучаемым решения r_zn в этой ситуации, сравнения получаемых данных с контрольными (нормативными, правильными), определения значений признаков своевременности σ_zn и правильности δ_zn принятого решения, подсчета в соответствии с выражениями (1) относительного количества S_z своевременно, P_z правильно принятых решений в общем количестве N_z индивидуально отработанных z-ым обучаемым ситуаций и их важности V_z с последующим вычислением по формулам (2) их средневзвешенных знаний S, P, V, характеризующих коллективную подготовленность тренируемых операторов системы управления.

Необходимые для этого описания типовых ситуаций, в которых предстоит "действовать" каждому из Z обучаемых операторов системы управления, в виде перечня Q_z0, z=1...Z, таких ситуаций и исходных данных (текстовые, числовые, графические, картографические и т.п.) Q_zn, z=1...Z, n=1...N_z, о них для каждого обучаемого, заранее готовятся вне заявленного устройства (например, с помощью реализуемых на ПЭВМ имитационных моделей условий и процессов функционирования системы и ее объектов управления в реальном масштабе времени), например, в виде соответствующих совокупностей блоков (массивов, файлов) данных о каждой типовой ситуации, информационная модель которой должна быть сформирована на устройствах отображения пультов обучаемых, т.е.

Q_zn={q1_zn, q2_zn,..., qL_zn}, z=1...Z, n=1...N_z, (3)
где L - количество типов данных, используемых при описании ситуаций;
q1_zn, q2_zn, . . . qL_zn - блоки разнотипных данных, например, текстовых, числовых, графических, картографических и т.п.

Исходные данные (3) дополняются используемыми при оценке действий обучаемых соответствующими контрольными данными D_zn, нумеруются (именуются) и записываются на носитель информации (например, магнитный диск), с которого они в последующем считываются для их выдачи на соответствующие пульты обучаемых. В качестве таких данных D_zn для z-ого обучаемого и n-ой ситуации используются норматив реального времени Δτ_zn, отводимого ему на принятие решения в этой ситуации, номер ρ_zn правильного решения оператора в этой ситуации и коэффициент β_zn его важности, т.е.

D_zn= {Δτ_zn,ρ_zn,β_zn} , z = 1...Z, n = 1...N_z. (4)
Одновременно с исходными (3) и контрольными (4) данными заранее готовятся, записываются на носитель и используются в процессе функционирования тренажера соответствующие названным управляющие данные U_zn, представляющие собой упорядоченную по возрастанию времени t0_zn возникновения ситуаций в системе управления последовательность троек чисел
U_zn={t0_zn, z, n}, z=1...Z, n=1...N_z, (5)
определяющих, когда (в момент времени t0_zn), куда (на пульт z-ого обучаемого) и что (данные об n-ой ситуации) должно быть выдано в процессе тренировки для обеспечения возможности получения требуемых оценок показателей индивидуальной (1) и коллективной (2) профессиональной подготовленности обучаемых операторов системы управления.

С использованием контрольных (4) и регистрируемых в процессе работы заявленного устройства данных R_zn - времени t1_zn выдачи z-ому обучаемому описания n-ой ситуации, времени t2_zn принятия им решения и его номера r_zn, т.е.

R_zn={t1_zn, t2_zn, r_zn}, z=1...Z, n=1....N_z, (6)
время Δt_zn, затраченное на отработку n-ой ситуации z-ым обучаемым, определяется по формуле:
Δt_zn = t2_zn - t1_zn, (7)
значение признака своевременности σ_zn принятия решения - по правилу:

а признака правильности δ_zn принятого решения - по правилу:

Количественные значения используемых показателей индивидуальной (1) и коллективной (2) профессиональной подготовленности обучаемых операторов системы управления и являются тем техническим результатом, который может быть получен при осуществлении предлагаемого изобретения с использованием исходных (3), контрольных (4), управляющих (5) данных и результатов обработки регистрируемых данных (6) в соответствии с выражениями (7)-(9). Анализируя значения показателей (1) и (2) в процессе тренировок, можно судить о достигнутой индивидуальной и коллективной профессиональной подготовленности обучаемых и принимать решения о продолжении или прекращении тренажерной подготовки коллектива операторов системы управления с использованием заявленного устройства.

Существенными признаками, характеризующими изобретение и обеспечивающими получение требуемого технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, являются признаки прототипа, содержащего последовательно соединенные блок приоритета, блок программного управления и коммутатор пультов, второй вход которого подключен к первому выходу первого блока ввода информации, первые выходы - к входам пультов обучаемых, а второй выход - к входу пульта преподавателя, первый распределитель кодов, первые входы которого соединены с первыми выходами пультов обучаемых, а второй вход - с выходом пульта преподавателя, второй распределитель кодов, первый вход которого подключен к первому выходу первого распределителя кодов, а второй вход - к выходу формирователя управляющих импульсов, соединенного входами с вторыми выходами пультов обучаемых, первый блок памяти, первый вход которого подключен к первому выходу второго распределителя кодов, и блок совпадений, а также отличительные от прототипа признаки - второй блок ввода информации, второй блок памяти, блок контроля действий обучаемых и программируемый таймер, при этом вход второго блока ввода информации соединен с вторым выходом блока программного управления, а выход - с первым входом блока совпадений, вход второго блока памяти подключен к второму выходу первого распределителя кодов, первый вход блока контроля действий обучаемых соединен с первым выходом первого блока памяти, второй вход - с выходом второго блока памяти, третий вход - с вторым выходом второго распределителя кодов, а выход - с вторым входом первого блока памяти, вход программируемого таймера подключен к третьему выходу блока программного управления, первый выход - к первому входу блока приоритета, а второй выход - к второму входу блока совпадений и к третьему входу первого распределителя кодов, соединенного четвертым входом с вторым выходом первого блока ввода информации, второй вход блока приоритета соединен с третьим выходом второго распределителя кодов, а третий вход - с выходом блока совпадений, четвертый выход блока программного управления подключен ко входу первого блока ввода информации, второй выход первого блока памяти соединен со вторым входом блока программного управления, третий вход которого является пусковым входом устройства.

Признаки, характеризующие заявленный тренажер коллектива операторов системы управления лишь в частных случаях, в конкретных формах выполнения или при особых условиях его использования не заявляются.

Между совокупностью существенных признаков заявленного устройства и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь, поскольку совокупность изложенных в отличительной части формулы изобретения признаков не выявлена ни в одном из аналогов, а положительные качества - возможность количественно оценивать индивидуальную и коллективную профессиональную подготовленность обучаемых операторов системы управления, работающей в сложных условиях в реальном масштабе времени, за счет обеспечения возможности воспроизводить возникающие в процессе ее функционирования типовые ситуации, требующие оперативного вмешательства операторов, определять своевременность и правильность своевременных действий обучаемых в этих ситуациях, а также важность совокупности своевременно и правильно принятых ими решений по используемым показателям и контролировать на этой основе процесс их тренажерной подготовки - достигаются лишь совместным использованием всех без исключения признаков ограничительной и отличительной частей формулы изобретения.

На фиг. 1-14 приведены структурные схемы заявленного устройства, входящих в него блоков (узлов) и алгоритмов их работы, а именно:
на фиг. 1 - тренажера коллектива операторов системы управления, содержащего пульт преподавателя 1, коммутатор пультов 2, первый блок ввода информации 3, второй блок ввода информации 4, пульты обучаемых 5, блок программного управления 6, блок совпадений 7, первый распределитель кодов 8, формирователь управляющих импульсов 9, блок приоритета 10, программируемый таймер 11, второй блок памяти 12, второй распределитель кодов 13, первый блок памяти 14 и блок контроля действий обучаемых 15;
на фиг. 2 - пульта преподавателя 1;
на фиг. 3 - коммутатора пультов 2;
на фиг. 4 - первого блока ввода информации 3;
на фиг. 5 - второго блока ввода информации 4;
на фиг. 6 - пульта обучаемого 5;
на фиг. 7 - алгоритма работы блока программного управления 6;
на фиг. 8 - блока совпадений 7;
на фиг. 9 - первого распределителя кодов 8;
на фиг. 10 - формирователя управляющих импульсов 9;
на фиг. 11 - блока приоритета 10;
на фиг. 12 - программируемого таймера 11;
на фиг. 13 - второго распределителя кодов 13;
на фиг. 14 - алгоритма работы блока контроля действий обучаемых 15.

Тренажер коллектива операторов системы управления в статике характеризуется приведенной выше и в формуле изобретения совокупностью блоков (узлов) и взаимосвязей между ними.

Возможность осуществления заявленного устройства подтверждается приводимыми ниже сведениями о назначении, вариантах выполнения и функционирования входящих в его состав блоков (узлов), реализуемых программно или с использованием известных элементов цифровой вычислительной техники (см., например, Справочник по цифровой вычислительной технике /Б.Н.Малиновский, В.Я.Александров, В.П.Боюн. - К.: Технiка, 1980), стандартных устройств (клавиатур, дисплеев, накопителей на магнитных дисках и др.), входящих в состав ПЭВМ и микроЭВМ (см., например, Персональные ЭВМ и микроЭВМ: Справочник / А.А.Мячев, В.Н.Степанов. - М.: Радио и связь, 1991) и микропроцессорных комплектов (см. , например, Справочник по микропроцессорным устройствам / А.А.Молчанов, В.И. Корнейчук, В. П. Тарасенко, Д.А.Россошинский. - К.: Технiка, 1987), широко применяемых при построении конкретных образцов учебно-тренировочной техники (см. , например, Обучающие машины, системы и комплексы: Справочник / В.К. Самофалов, В.Г.Слипченко, В.А.Новиков, В.И.Корнейчук, В.Н.Сороко. - К.: Вища школа, 1986).

Пульт преподавателя 1, имеющий логический номер z=0, предназначен для управления процессом индивидуальной и коллективной тренажерной подготовки обучаемых операторов системы управления в соответствующих режимах работы заявленного устройства и контроля за ходом этого процесса. Это осуществляется путем формирования и выдачи первому распределителю кодов 8 команд задания преподавателем номера j режима работы тренажера (j= 1 для режима "Индивидуальная подготовка" или j=2 для режима "Коллективная подготовка"), значений коэффициентов α_z, z=1...Z, индивидуальной значимости операторов в составе коллектива, начального значения t_нач текущего времени, продолжительности ΔT тренировки, периодичности Δt контроля хода тренажерной подготовки, номера w сценария тренировки в заданном режиме работы (индекс j номера режима ниже во всех обозначениях для их упрощения опущен), а также команд выдачи на устройства отображения пульта необходимых преподавателю исходных данных Q_0n, n=0...N₀, где N₀ - общее количество ситуаций принятия решений, и текущих значений используемых показателей индивидуальной и коллективной профессиональной подготовленности обучаемых операторов системы управления.

Исходные данные Q_0n, n=0...N₀, заранее готовятся вне заявленного устройства в виде соответствующих режимам работы совокупностей блоков (массивов, файлов) данных о перечне команд Q₀₀, самих командах Q_0n, n=1...N₀, и сценариях тренировок и размещаются на используемых носителях исходных данных (например, на магнитных дисках) под соответствующими номерами (именами), по которым они во время работы заявленного устройства будут находиться и вводиться его первым блоком ввода информации 3 по командам блока программного управления 6.

Значения используемых показателей индивидуальной (1) и коллективной (2) профессиональной подготовленности обучаемых, вычисляемые блоком контроля действий обучаемых 15, перед их выдачей на пульт преподавателя 1 считываются блоком программного управления 6 из первого блока памяти 14.

Пульт преподавателя 1 содержит управитель 16, функциональную клавиатуру 17, алфавитно-цифровую клавиатуру 18, формирователь кодов команд 19, устройство отображения числовых и текстовых данных 20, устройство отображения графических (картографических) данных 21 и запоминающее устройство 22, соединенные, как показано на фиг. 2. Управитель 16 предназначен для выдачи первому распределителю кодов 8 команд, формируемых формирователем 19 по сигналам от клавиатур 17 и 18, приема поступающих от коммутатора пультов 2 кодов и их записи в зоны запоминающего устройства 22, соответствующие устройствам отображения 20 и 21, которые осуществляют отображение поступивших данных.

Коммутатор пультов 2 предназначен для выполнения поступающих команд от блока программного управления 6 путем логического подключения заданного z-ого, z=1...Z, пульта обучаемых 5 или пульта преподавателя 1 (z=0), физически подключенных соответственно к Z первым и ко второму выходам коммутатора пультов 2, с последующей выдачей поступающих кодов от первого блока ввода информации 3 на соответствующий логически подключенному пульту один из первых или второй выход коммутатора.

Коммутатор пультов 2 содержит первый входной регистр 23, второй входной регистр 24, дешифратор номеров пультов 25, Z+1 (по числу коммутируемых пультов) схем копирования 26 и Z+1 выходных регистров 27, соединенных, как показано на фиг. 3. Первый входной регистр 23 предназначен для приема поступающих от блока ввода информации 3 кодов, адресованных одному из коммутируемых пультов. Код номера z этого пульта записывается блоком программного управления 6 во второй входной регистр 24, откуда он поступает в дешифратор номеров пультов 25, предназначенный для преобразования этого номера в Z+1-разрядный код, все разряды которого, за исключением z-го, z=0,1...Z, получающего значение "1", получают значение "0". Формируемый таким образом Z+1-разрядный код с выхода дешифратора номеров пультов 25 поступает одновременно на входы всех Z+1 схем копирования 26, из которых срабатывает только z-ая, перенося находящийся во входном регистре 23 код в соответствующий z-ому коммутируемому пульту выходной регистр 27.

Первый блок ввода информации 3 предназначен для хранения и выдачи коммутатору пультов 2 по командам блока программного управления 6 запрашиваемых преподавателем (при z= 0) или обучаемыми (при z=1...Z) или предназначенных для них исходных данных, необходимых преподавателю для управления процессом тренажерной подготовки коллектива операторов системы управления (Q_0n, n=0... N₀, - на пульт преподавателя 1, имеющий логический номер z=0), или характеризующих типовые ситуации, возникающие в ходе ее функционирования (Q_zn, z= 1...Z, n=0...N_z - на пульты обучаемых 5, имеющие логические номера z=1...Z), а также для хранения и выдачи первому распределителю кодов 8 соответствующих выдаваемым на пульты обучаемых 5 контрольных данных D_zn вместе с их номерами n и номерами z этих пультов. Подлежащие выдаче совокупности данных находятся описываемым блоком на их носителе (например, магнитном диске) по их номерам (именам), поступающим от блока программного управления 6, и через коммутатор пультов 2 выдаются на пульт преподавателя 1 (при z=0) или на z-ый (при z=1.. . Z) заданный пульт обучаемых 5. При этом соответствующие выдаваемым на пульты обучаемых 5 исходным данным контрольные данные вместе с номерами n массивов и номерами z пультов выдаются первому распределителю кодов 8.

Первый блок ввода информации 3 содержит распределитель данных 28, устройство ввода данных 29 с их носителя и управитель 30 этими устройствами по командам блока программного управления 6, соединенные, как показано на фиг. 4. Распределитель данных 28 предназначен для переадресации поступающих от устройства ввода данных 29 последовательностей кодов исходных данных Q_zn коммутатору пультов 2, а кодов контрольных данных D_zn - первому распределителю кодов 8. Длины выдаваемых последовательностей кодов определяются управителем 30 в результате выполнения соответствующей команды блока программного управления 6 путем поиска данных по содержащемуся в ней номеру (имени) массива (файла) на их носителе, установленном на устройстве ввода данных 29, а сами коды последовательно считываются с носителя с помощью этого устройства и выдаются распределителю данных 28 с соответствующими указателями их получателей.

Второй блок ввода информации 4 предназначен для хранения и выдачи блоку совпадений 7 по командам блока программного управления 6 кодов очередной тройки управляющих данных U_zn, т.е. момента времени t0_zn ввода информации на один из пультов обучаемых 5, номера z этого пульта и номера n массива исходных данных Q_zn, подлежащих вводу первым блоком ввода информации 3 на z-ый пульт обучаемого 5 для обеспечения ему возможности "действовать" в n-ой типовой ситуации. Эти данные считываются с носителя информации (например, магнитного диска) в соответствующие моменты времени t0_zn и выдаются блоку совпадений 7, откуда они через блок приоритета 10 передаются в блок программного управления 6 и используются для организации работы заявленного устройства в реальном масштабе времени.

Второй блок ввода информации 4 содержит устройство ввода данных 31 с их носителя и управитель 32 этим устройством по командам блока программного управления 6, соединенные, как показано на фиг. 5. Управитель 32 предназначен для приема от блока программного управления 6 команд на выдачу блоку совпадений 7 очередной тройки значений времени t0_zn, номера z пульта обучаемых 5 и номера n массива исходных данных Q_zn и выполнения этих команд с помощью устройства ввода данных 31 путем считывания данных с их носителя и их выдачи блоку совпадений 7.

Пульт обучаемых 5, имеющий логический номер z, z=1...Z, предназначен для формирования и выдачи первому распределителю кодов 8 запроса на выдачу n-ого массива исходных данных Q_zn, описывающих соответствующую типовую ситуацию в системе управления, требующую вмешательства оператора, применительно к которой обучаемый должен принимать соответствующее решение, а сигнала "запрос готов" (S_zn= 1) - формирователю управляющих импульсов 9, приема от коммутатора пультов 2 и отображения запрошенных (выдаваемых) исходных данных, приема от обучаемого номера r_zn его решения в описываемой ими типовой ситуации, выбираемого из предлагаемого перечня решений и их номеров, формирования и выдачи номера r_zn принятого решения первому распределителю кодов 8, а сигнала "решение готово" (s_zn = 2) - формирователю управляющих импульсов 9.

Пульт обучаемого 5 содержит управитель 33, устройство отображения числовых и текстовых данных 34, устройство отображения графических (картографических) данных 35, запоминающее устройство 36, функциональную клавиатуру 37, алфавитно-цифровую клавиатуру 38, формирователь кодов запросов и номеров решений 39, соединенные, как показано на фиг. 6. Управитель 33 предназначен для приема поступающих от коммутатора пультов 2 кодов и их записи в зоны запоминающего устройства 36, соответствующие устройствам отображения 34 и 35, которые осуществляют отображение поступивших данных, выдачи формируемых формирователем запросов и номеров решений 39 по сигналам от клавиатур 37 и 38 кодов запросов и номеров r_zn решений обучаемого первому распределителю кодов 8, а сигналов "запрос готов" (s_zn = 1) или "решение готово" (s_zn=2) - формирователю управляющих импульсов 9.

Блок программного управления 6 предназначен для приема и обработки внешней команды начального пуска устройства, данных (команд, запросов, решений), поступающих во время его функционирования по прерываниям от блока приоритета 10, формирования и выдачи команд управления коммутатору пультов 2, первому блоку ввода информации 3, второму блоку ввода информации 4 и программируемому таймеру 11.

Блок программного управления 6 может быть выполнен на основе процессора и блоков памяти ПЭВМ (микроЭВМ). Блок-схема алгоритма его функционирования по соответствующей программе представлена в виде, показанном на фиг. 7. В соответствии с этим алгоритмом блок программного управления 6 функционирует следующим образом. После поступления на его пусковой (третий) вход команды пуска производится инициализация всех подключенных блоков (узлов), в частности, разрешаются прерывания от блока приоритета 10 (блок A), а управление переходит к блоку Б, в котором производится ожидание прерываний от их источников и анализ состояния очереди заявок на обработку информации. При поступлении сигнала прерывания от любого из их источников управление передается блоку В алгоритма, в котором производится обработка прерывания, идентификация его источника (второй распределитель кодов 13, блок совпадений 7 или программируемый таймер 11), формирование соответствующей заявки и назначение ей приоритета. При этом, если прерывание поступило от второго распределителя кодов 13, то поступившая команда преподавателя, содержащая те или иные данные (t_нач, ΔT,Δt, j , w, z, n), запрос или решение обучаемого, также содержащие соответствующие данные (z, n, s_zn), преобразуются в соответствующие заявки с соответствующими параметрами. При этом заявки от пультов обучаемых 5 (при z=1....Z) получают низший приоритет, а от пульта преподавателя 1 (при z= 0) - высший (для его приоритетных команд на выдачу информации о текущих результатах контроля профессиональной подготовленности обучаемых) или средний (для остальных команд) приоритет. Если же источником прерывания является блок совпадений 7, то полученные от него номер z, z=1...Z, пульта обучаемого 5 и номер n, n=1...N_z, подлежащего выдаче массива исходных данных Q_zn также рассматриваются как параметры соответствующей заявки, которая считается аналогичной заявке от пульта обучаемого 5 и получает низший приоритет. Высший приоритет получают заявки, соответствующие прерываниям от программируемого таймера 11, передающего в качестве их параметра текущее время t_тек. Каждая сформированная таким образом заявка ставится в очередь на ее обслуживание, а управление возвращается блоку Б алгоритма. При обнаружении в очереди хотя бы одной заявки управление получает блок Г алгоритма, в котором производится выбор наиболее приоритетной из них на обслуживание. Среди заявок низшего и среднего приоритета на выполнение в первую очередь выбираются заявки, соответствующие пульту преподавателя 1, т.е. среднего приоритета, а во вторую - пультам обучаемых 5 и блоку совпадений 7, т.е. низшего приоритета. Заявки среднего приоритета, соответствующие командам преподавателя с параметрами t_нач, ΔT,Δt, выполняются в блоке И путем запоминания их значений и инициализации программируемого таймера 11 путем последовательной выдачи ему значений t_нач и t_пр = t_нач+ Δ t. В этом же блоке выполняются и команды запоминания заданных преподавателем режима работы j и сценария w тренировки с последующей передачей управления блоку Б. Другие заявки среднего или низшего приоритета выполняются путем выдачи коммутатору пультов 2 содержащегося в них номера z логически подключаемого в данный момент пульта обучаемого 5 (z= 1....Z) или пульта преподавателя 1 (z=0) (блок К), а первому блоку ввода информации 3 - номера n массива исходных данных Q_zn, подлежащих считыванию с носителя и выдаче z-ому подключенному пульту через коммутатор пультов 2. Если выданные значения z и n были получены по прерыванию от распределителя кодов 13, то выполнение заявки на этом завершается и управление передается блоку Б (блок Л). Выполнение заявки, соответствующей прерыванию от блока совпадений 7, завершается выдачей второму блоку ввода информации 4 команды на выдачу блоку совпадений 7 очередных управляющих данных U_zn, т. е. очередного момента времени t0_zn ввода информации на один из пультов обучаемых 5, номера z этого пульта и номера n массива исходных данных Q_zn с последующей передачей управления блоку Б алгоритма (блок М). Заявки высшего приоритета, т.е. сформированные по приоритетным командам от пульта преподавателя 1 или по прерываниям от программируемого таймера 11, выполняются блоком Д путем выдачи пульту преподавателя 1 результатов работы блока контроля действий обучаемых 15, считываемых из первого блока памяти 14, с последующим анализом в блоке Е оставшегося времени до конца тренировки. Если t_тек < t_нач + ΔT, т.е. время еще не истекло, то управление передается блоку H, в котором программируемому таймеру 11 выдается очередное значение времени прерывания t_пр = t_тек + Δt работы блока программного управления 6, а управление передается блоку Б. В противном случае работу описываемого блока и заявленного устройства в целом завершает блок Ж алгоритма.

Блок совпадений 7 предназначен для сравнения кодов моментов времени t0_zn и текущего времени t_тек, поступающих соответственно от второго блока ввода информации 4 и от программируемого таймера 11, и выдачи блоку приоритета 10 соответствующих совпадающим моментам времени номера z пульта обучаемого 5 и номера n предназначенного для него массива исходных данных Q_zn, подлежащих вводу первым блоком ввода информации 3 на этот пульт через коммутатор пультов 2. Блок совпадений 7 содержит первый входной регистр 40, второй входной регистр 41, третий входной регистр 42, схему сравнения 43, схему копирования 44 и выходной регистр 45, соединенные, как показано на фиг. 8. Первый входной регистр 40 предназначен для приема поступающих от второго блока ввода информации 4 номера z пульта обучаемых 5 и номера n массива исходных данных Q_zn, которые должны быть выданы ему в момент времени f0_zn, код которого записывается вторым блоком ввода информации 4 во второй входной регистр 41. Третий входной регистр 42 предназначен для приема поступающих от программируемого таймера 11 кодов текущего времени t_тек. Схема сравнения 43 предназначена для сравнения кодов t0_zn и t_тек, находящихся во втором и третьем входных регистрах 41 и 42 соответственно. При совпадении этих кодов схема сравнения 43 вырабатывает импульс, по которому срабатывает схема копирования 44, перенося в выходной регистр 45 находящиеся в первом входном регистре 40 коды номера z пульта обучаемых 5 и номера n массива исходных данных Q_zn для их последующей передачи блоку программного управления 6 путем прерывания его работы через блок приоритета 10.

Первый распределитель кодов 8 предназначен для приема команд - от пульта преподавателя 1, запросов и решений - от пультов обучаемых 5, номеров z пультов обучаемых 5, номеров n выданных им массивов исходных данных Q_zn вместе с соответствующими контрольными данными D_zn - от первого блока ввода информации 3 и текущего времени t_тек - от программируемого таймера 11, выдачи второму распределителю кодов 13 принятых от пульта преподавателя 1 команд, принятых от пультов обучаемых 5 их запросов и номеров z пультов, на которых приняты решения, для записи в зоны второго блока памяти 12, соответствующие пультам обучаемых 5, кодов их запросов, номеров z их пультов, номеров n выданных им массивов исходных данных Q_zn, соответствующих им контрольных данных D_zn и времени t1_zn= t_тек их выдачи, а также номеров r_zn принятых обучаемыми решений и времени t2_zn=t_тек их принятия.

Первый распределитель кодов 8 содержит Z первых входных регистров 46, второй входной регистр 47, третий входной регистр 48, входной буферный регистр 49, выходной регистр 50, выходной буферный регистр 51 и распределитель данных 52, соединенные, как показано на фиг. 9. Первые входные регистры 46, второй входной регистр 47 и третий входной регистр 48 предназначены для приема запросов и решений от Z пультов обучаемых 5, команд - от пульта преподавателя 1 и текущего времени t_тек - от программируемого таймера 11 соответственно. Входной буферный регистр 49 предназначен для приема от первого блока ввода информации 3 номера z логически подключаемого к нему через коммутатор пультов 2 пульта обучаемого 5, номера n выданного ему массива исходных данных Q_zn вместе с соответствующими контрольными данными D_zn. Выходной регистр 50 предназначен для выдачи второму распределителю кодов 13 команд от пульта преподавателя 1 или запросов от пультов обучаемых 5 или номеров z пультов, на которых приняты решения. Выходной буферный регистр 51 предназначен для выдачи второму блоку памяти 12 номера z пульта обучаемого 5, номера n выданного ему массива исходных данных Q_zn и соответствующих ему контрольных данных D_zn, времени их выдачи t1_zn, номера r_zn решения z-ого обучаемого и времени его принятия t2_zn. Распределитель данных 52 предназначен для пересылки данных из входных регистров в выходные в соответствии с их назначением.

Формирователь управляющих импульсов 9 предназначен для приема от Z пультов обучаемых 5 сигналов "запрос готов" (s_zn=1) и/или "решение готово" (s_zn= 2), их анализа и преобразования в последовательность соответствующих управляющих импульсов и номеров z этих пультов и их выдачи второму распределителю кодов 13.

Формирователь управляющих импульсов 9 содержит Z элементов памяти 53, анализатор-преобразователь входных сигналов 54, регистр 55 и схему копирования 56, соединенные как показано на фиг. 10. Элементы памяти 53 предназначены для запоминания и кратковременного хранения поступающих от Z пультов обучаемых 5 сигналов "запрос готов" (s_zn=1) и/или "решение готово" (s_zn=2). Анализатор-преобразователь входных сигналов 54 предназначен для циклического опроса состояния элементов памяти 53, выявления того из них, в котором в данный момент хранится сигнал "запрос готов" или "решение готово", формирования номера z этого элемента и типа хранящегося в нем сигнала, записи этого номера в регистр 55 и выдачи управляющего импульса на вход схемы копирования 56, которая по этому импульсу передает содержимое регистра 55 на второй вход второго распределителя кодов 13.

Блок приоритета 10 предназначен для приема от второго распределителя кодов 13 сформированных на пульте преподавателя 1 (пультах обучаемых 5) команд (запросов), от блока совпадений 7 - номера z пульта обучаемых 5 и номера n массива подлежащих вводу на этот пульт исходных данных Q_zn, от программируемого таймера 11 - времени t_пр = t_тек для формирования системных заявок в блоке программного управления 6, прерывания его работы в соответствии с приоритетами подключенных блоков (второй распределитель кодов 13 - низший, блок совпадений 7 - средний, программируемый таймер 11 - высший) и выдачи поступивших от них данных.

Блок приоритета 10 содержит первый входной регистр 57, второй входной регистр 58 и третий входной регистр 59, контроллер прерываний 60 и выходной регистр 61, соединенные, как показано на фиг. 11. Первый, второй и третий входные регистры 57, 58 и 59 предназначены для приема кодов от второго распределителя кодов 13, блока совпадений 10 и программируемого таймера 11 соответственно, контроллер прерываний 60 - для анализа состояний входных регистров, формирования сигналов прерывания работы блока программного управления 6 и выдачи их ему через выходной регистр 61 вместе с данными, поступившими от указанных блоков, в соответствии с их приоритетами.

Программируемый таймер 11 предназначен для приема от блока программного управления 6 заданного времени (t_нач, t_пр), формирования текущего времени t_тек и выдачи его блоку совпадений 7 и первому распределителю кодов 8, а t_тек и сигнала о необходимости прерывания работы блока программного управления 6 - блоку приоритета 10.

Программируемый таймер 11 содержит входной регистр 62, первый счетчик 63, второй счетчик 64, первый выходной регистр 65, второй выходной регистр 66, управитель 67 и генератор импульсов 68, соединенные, как показано на фиг. 12. Входной регистр 62 предназначен для приема от блока программного управления 6 начального времени t_нач, заданного времени t_пр прерывания его работы через блок приоритета 10, первый счетчик 63 - для отсчета времени, оставшегося до заданного t_пр, второй счетчик 64 - для отсчета текущего времени t_тек, первый выходной регистр 65 - для выдачи блоку приоритета 10 t_тек и сигнала о необходимости прерывания работы блока программного управления 6, второй выходной регистр 66 - для выдачи блоку совпадений 7 и первому распределителю кодов 8 текущего времени t_тек. Управитель 67 предназначен для управления счетчиками и выходными регистрами с использованием данных, поступающих от блока программного управления 6 через входной регистр 62, и тактовых импульсов, выдаваемых генератором 68. Каждое поступившее от блока программного управления 6 значение времени преобразуется управителем 67 в двоично-восьмеричный код с ценой младшего разряда, равной периоду выдачи импульсов генератором 68. При этом первое полученное таким образом значение t_нач рассматривается как текущее время t_тек и записывается во второй счетчик 64, а каждое последующее - как ближайшее время прерывания t_пр работы блока программного управления 6 и используется для переустановки первого счетчика 63 путем записи в него разности между полученным значением и текущим состоянием второго счетчика 64. По каждому поступившему от генератора 68 импульсу управитель 67 увеличивает на "1" значение второго счетчика 64, переносит результат во второй выходной регистр 66, выдавая тем самым текущее время блоку совпадений 7 и первому распределителю кодов 8, и уменьшает на "1" значение первого счетчика 63. При получении в этом счетчике нулевого значения управитель 67 записывает в первый выходной регистр 65 время t_тек и сигнал блоку приоритетов 10 о необходимости прерывания работы блока программного управления 6.

Второй блок памяти 12 предназначен для приема от первого распределителя кодов 8, записи и хранения в зонах, соответствующих каждому из Z пультов обучаемых 5, кодов их запросов, номеров n выданных им массивов исходных данных Q_zn, соответствующих им контрольных данных Q_zn (нормативов реального времени Δt_zn , отводимого операторам на принятие решении в соответствующих ситуациях, номеров ρ_zn правильных решений операторов в этих ситуациях, а также значений коэффициентов β_zn их важности), времен выдачи соответствующих запросов t1_zn, номеров r_zn принятых решений обучаемых и времен их принятия t2_zn, а также для выдачи этих данных блоку контроля действий обучаемых 15. Второй блок памяти 12 представляет собой матричное запоминающее устройство, организованное в виде "матрицы", состоящей из Z "строк" по N, N = max(N₁, N₂, . ..,N_Z), "элементов" в "строке". "Строка" с номером z, z=1....Z, представляющая собой соответствующую z-ому пульту обучаемых 5 зону памяти, в свою очередь состоит из N "элементов" - секций памяти, n-ая, n=1...N, из которых предназначена для записи и хранения всех перечисленных данных, соответствующих n-ой типовой ситуаций, в которой "действовал" z-ый обучаемый за время работы заявленного устройства. Данные, поступающие от первого распределителя кодов 8, записываются в соответствующие им "элементы" памяти, физические адреса которых соответствуют значениям z и n. Данные, выдаваемые блоку контроля 15 действий обучаемых, считываются из соответствующих этим значениям "элементов" памяти описываемого блока.

Второй распределитель кодов 13 предназначен для приема команд преподавателя, запросов обучаемых и номеров z пультов, на которых приняты решения обучаемых с номерами r_zn, - от первого распределителя кодов 8, управляющих импульсов, соответствующих формируемым на пультах обучаемых 5 сигналам "запрос готов" и/или "решение готово", и номеров z этих пультов - от формирователя управляющих импульсов 9, выдачи команд преподавателя, запросов обучаемых и номеров z пультов, на которых приняты решения обучаемых с номерами r_zn, - блоку приоритета 10, поступающих в соответствующих командах преподавателя значений коэффициентов α_z, z=1...Z, индивидуальной значимости операторов в составе коллектива - первому блоку памяти 14, а номеров z пультов обучаемых 5, принявших решения с номерами r_zn, - блоку контроля действий обучаемых 15.

Второй распределитель кодов 13 содержит первый входной регистр 69, второй входной регистр 70, распределитель данных 71, первый выходной регистр 72, второй выходной регистр 73 и третий выходной регистр 74, соединенные, как показано на фиг. 13. Первый входной регистр 69 и второй входной регистр 70 предназначены для приема команд преподавателя и запросов обучаемых - от первого распределителя кодов 8, управляющих импульсов с номерами z пультов обучаемых 5 - от формирователя управляющих импульсов 9 соответственно. Первый выходной регистр 72 предназначен для выдачи блоку контроля действий обучаемых 15 номеров z пультов обучаемых 5, принявших решения, второй выходной регистр 73 - для выдачи блоку приоритета 10 команд преподавателя, запросов обучаемых и номеров z пультов обучаемых 5, принявших решения, а третий выходной регистр 74 - для выдачи первому блоку памяти 14 значений коэффициентов α_z, z= 1. . .Z, индивидуальной значимости операторов в составе коллектива. Распределитель данных 71 предназначен для пересылки данных из входных регистров в выходные в соответствии с их назначением.

Первый блок памяти 14 предназначен для приема от второго распределителя кодов 13 значений коэффициентов α_z, z= 1...Z, индивидуальной значимости операторов в составе коллектива, для хранения и выдачи блоку контроля действий обучаемых 15 значений всех используемых им при вычислении показателей (1) и (2) исходных данных, приема результатов его работы, их хранения и выдачи блоку программного управления 6. Первый блок памяти 14 представляет собой матричное запоминающее устройство, организованное в виде "матрицы", состоящей из Z+1 "строк". Первая из этих "строк" имеет номер z=0, представляет собой последовательность трех "элементов" памяти и предназначена для хранения текущих значений оценок своевременности S, правильности P и важности V принятых коллективом обучаемых решений. Каждая последующая "строка" с номером z, z=1..Z, представляет собой соответствующую z-ому пульту обучаемых 5 зону памяти, предназначенную для хранения текущих значений своевременности S_z, правильности P_z и важности V_z принятых z-ым обучаемым решений, коэффициента индивидуальной значимости α_z соответствующего оператора, количества N_z ситуаций, в которых "действовал" z-ый обучаемый, и до N, N=max (N₁,N₂,... ,N_Z), троек значений признаков (своевременности σ_zn , правильности δ_zn и важности β_zn ) принятых им решений в соответствующих типовых ситуациях. Поступающие от блока контроля действий обучаемых 15 результаты его работы записываются в соответствующие им "строки" и "элементы" памяти. Данные, выдаваемые блоку программного управления 6, считываются из первых трех "элементов" памяти всех "строк" "матрицы".

Блок контроля действий обучаемых 15 предназначен для приема от второго распределителя кодов 13 номеров z пультов обучаемых 5, принявших решения с номерами r_zn в соответствующих типовых ситуациях, считывания из второго блока памяти 12 данных о результатах их отработки обучаемыми, вычисления значений показателей индивидуальной (1) и коллективной (2) профессиональной подготовленности обучаемых с использованием считываемых из первого блока памяти 14 данных и записи результатов вычислений в этот блок.

Блок контроля действий обучаемых 15 может быть выполнен на основе микропроцессора (микроЭВМ). Блок-схема алгоритма его функционирования по соответствующей программе представлена в виде, показанном на фиг. 14. В соответствии с этим алгоритмом блок контроля действий обучаемых 15 функционирует следующим образом. С использованием поступившего от второго распределителя кодов 13 номера z обучаемого, принявшего решение в n-ой отработанной им типовой ситуации (блок A), из z-ой "строки" второго блока памяти 12 считываются соответствующие этой ситуации норматив реального времени Δt_zn принятия решения, номер ρ_zn правильного решения, значение коэффициента β_zn его важности, время t_1 zn выдачи обучаемому описания n-ой ситуации, время t2_zn принятия им решения и его номер r_zn (блок Б). Далее по формуле (7) вычисляется затраченное на отработку n-ой ситуации время Δt_zn (блок В), а по правилам (8) и (9) определяются значения признаков своевременности σ_zn и правильности δ_zn не принятого решения (блок Г). Полученные значения этих признаков и коэффициента β_zn записываются в соответствующие "элементы" памяти z-ой "строки" первого блока памяти 14 (блок Д), а хранящееся в ней значение N_z увеличивается на 1 (блок Е). Затем последовательно считываются все N_z хранящиеся в z-ой строке значения, σ_zn,δ_zn,β_zn, n=1...N_z и по формулам (1) вычисляются новые значения своевременности S_z, правильности P_n и важности V_z всех принятых z-ым обучаемым решений (блок Ж), включая последнее, инициировавшее работу описываемого блока. Полученные значения S_z, P_z и V_z записываются в соответствующие "элементы" памяти z-ой "строки" первого блока памяти 14 (блок И). Далее с использованием хранящихся в первых четырех "элементах" соответствующих "строк" первого блока памяти 14 значений S_z, P_z, V_z и α_z z=1...Z, по формулам (2) вычисляются значения используемых показателей своевременности S, правильности P и важности V принятых коллективом обучаемых решений (блок К). Полученные новые значения этих показателей записываются в соответствующие "элементы" памяти 0-ой "строки" первого блока памяти 14 (блок Л). В результате работы первого блока памяти 14 обновляются соответствующие z-ому обучаемому значения показателей S_z, P_z, V_z индивидуальной и показателей S, P и V коллективной профессиональной подготовленности обучаемых операторов системы управления.

Тренажер коллектива операторов системы управления работает следующим образом. При его включении производится автоматическая очистка ("обнуление") всех запоминающих устройств, регистров и "элементов" памяти его блоков (узлов). В первый блок ввода информации 3 устанавливается носитель (например, магнитный диск) с заранее подготовленными применительно к различным режимам работы тренажера и сценариям тренировок массивами, содержащими перечень команд Q₀₀ и исходных данных Q⁰ⁿ, n = 1...N₀, используемых преподавателем при управлении процессом тренажерной подготовки обучаемых, перечень Q_z0 и описания Q_zn, n=1...N_z, типовых ситуаций, в которых предстоит "действовать" обучаемым, и соответствующими им контрольными данными D_zn. Преподаватель и обучаемые занимают свои места за соответствующими пультами, после чего на третий (пусковой) вход блока программного управления 6 подается команда "пуск". Обработка этой команды блоком программного управления 6 заключается в выполнении начальных установок и переходе в состояние ожидания прерываний от блока приоритета 10. Обслуживание прерываний от блока приоритета 10 заключается в определении источника прерывания (второй распределитель кодов 13, блок совпадений 7 или программируемый таймер 11) и формировании заявок на обработку поступающих от него данных.

Далее преподавателем с помощью его пульта формируется и передается в блок программного управления 6 (через первый распределитель кодов 8, второй распределитель кодов 13 и блок приоритета 10) команда ввода на устройства отображения пульта преподавателя 1 необходимых ему данных о режимах работы тренажера. Приняв эту команду, блок программного управления 6 с помощью коммутатора пультов 2 и первого блока ввода информации 3 выдает запрашиваемые данные на пульт преподавателя 1. Выбрав режим работы тренажера и задав его номер j= 1 или j=2 с помощью соответствующей команды, которой одновременно запрашиваются необходимые данные для выбора сценария, применительно к которому будет реализован заданный режим, преподаватель в результате аналогичной обработки этой команды блоком программного управления 6 получает на устройствах отображения своего пульта запрашиваемый перечень из W соответствующих j-ому режиму работы сценариев. Выбрав сценарий, задав его номер w, w=1...W, и аналогичным образом сообщив о своем решении блоку программного управления 6 с помощью соответствующей команды, преподаватель обеспечивает тем самым возможность продолжения работы тренажера в заданном режиме j применительно к выбранному сценарию с номером w с использованием соответствующих им массивов данных.

Работа тренажера в режиме "Индивидуальная подготовка" начинается с задания преподавателем значений коэффициентов α_z, z=1...Z, индивидуальной значимости операторов в составе коллектива и их ввода с помощью своего пульта и соответствующих команд в соответствующие "элементы" первого блока памяти 14 (через первый распределитель кодов 8 и второй распределитель кодов 13). Однако в связи с тем, что в данном режиме, т.е. при j=1, контроль коллективной профессиональной подготовленности обучаемых особого смысла не имеет, эта функция преподавателя может быть пропущена. В этом случае при вычислении значений показателей (2) во время работы блока контроля действий обучаемых 15 будут использованы "обнуленные" при включении тренажера значения указанных коэффициентов, т.е. α_z= 0, z=1...Z, в результате чего показатели S, P и V получат нулевые значения. Поэтому целесообразно значение одного из коэффициентов α_z задать равным 1, а остальные оставить нулевыми, что приведет, по существу, к пересылке значений показателей индивидуальной профессиональной подготовленности (1), т. е. S_z, P_z и V_z, соответствующего обучаемого в "элементы" первого блока памяти 14, предназначенные для хранения значений S, P и V. Таким образом на первом месте в списке результатов оценки действий обучаемых при их выдаче на устройства отображения пульта преподавателя 1 могут оказаться продублированные данные, характеризующие уровень индивидуальной профессиональной подготовленности соответствующего единичному значению коэффициента α_z, z = 1...Z, персонально контролируемого обучаемого оператора системы управления.

Инициализация описываемого режима завершается формированием и выдачей преподавателем в блок программного управления 6 (через первый распределитель кодов 8, второй распределитель кодов 13 и блок приоритета 10) команд задания начального значения t_нач текущего времени, продолжительности ΔT тренировки и периодичности Δt контроля хода подготовки. Выполнив эти команды преподавателя, блок программного управления 6 с помощью коммутатора пультов 2 и первого блока ввода информации 3 последовательно выдает на все Z пультов обучаемых 5 соответствующие заданным режиму работы j=1 и номеру w сценария перечни Q_z0 ситуаций и переходит в ожидание прерываний от блока приоритета 10.

Из списка, выданного на z-ый пульт обучаемого 5, он выбирает ситуацию, в которой ему предстоит "действовать". Номер n выбранной ситуации z-ый обучаемый вводит со своего пульта в блок программного управления 6 (через первый распределитель кодов 8, формирователь управляющих импульсов 9, второй распределитель кодов 13 и блок приоритета 10) в виде соответствующего запроса, сопровождаемого сигналом "запрос готов" (s_zn=1). Блок программного управления 6, принимая по соответствующим прерываниям от блока приоритета 10 и обрабатывая независимо поступающие от пультов обучаемых 5 такие их запросы, выполняет их в порядке поступления с помощью коммутатора пультов 2 и первого блока ввода информации 3, выдавая на пульты обучаемых 5 запрашиваемые ими исходные данные Q_zn о соответствующих выбранных ситуациях. При этом соответствующие им коды запросов обучаемых, номера z их пультов, номера n выданных им массивов исходных данных Q_zn, времена t1_zn=t_тек (от программируемого таймера 11) их выдачи и контрольные данные D_zn (от первого блока ввода информации 3) через первый распределитель кодов 8 записываются в соответствующие пультам обучаемых 5 зоны второго блока памяти 12.

Проанализировав описываемую исходными данными Q_zn отрабатываемую ситуации и выбрав из соответствующего ей перечня правильное на его взгляд решение, z-ый обучаемый задает его номер r_zn со своего пульта. Этот номер записывается первым распределителем кодов 8 в соответствующую z-ому пульту обучаемых 5 зону второго блока памяти 12 вместе со временем t2_zn=t_тек (от программируемого таймера 11) принятия решения z-ым обучаемым, а по сигналу от его пульта "решение принято" (s_zn=2) номер z этого пульта поступает (через формирователь управляющих импульсов 9 и второй распределитель кодов 13) в блок контроля действий обучаемых 15. В этом блоке с использованием данных, считываемых из второго блока памяти 12 и первого блока памяти 14, производятся соответствующие вычисления по формулам (1), (2) и (7)-(9), а их результаты запоминаются в соответствующих "элементах" первого блока памяти 14. Одновременно с этим по сигналу "решение принято" (s_zn=2), поступающему (через второй распределитель кодов 13 и блок приоритета 10) вместе с номером z пульта обучаемого 5 в блок программного управления 6 и интерпретируемому как запрос на выдачу перечня ситуаций, на соответствующий пульт снова выдается список Q_z0, из которого z-ому обучаемому предстоит снова выбрать еще не отработанную им ситуацию, отправить запрос на вывод исходных данных о ней, получить их, проанализировать ситуацию, принять и ввести решение и т.д.

На фоне описанного процесса обслуживания заявок от пультов обучаемых 5 в рассматриваемом режиме работы тренажера блок программного управления 6 периодически с интервалом Δt (по прерываниям от программируемого таймера 11) выдает (через коммутатор пультов 2) на пульт преподавателя 1 считываемые из соответствующих "элементов" первого блока памяти 14 текущие значения используемых показателей (1) и (2) подготовленности обучаемых. Эти значения могут выдаваться и по соответствующим командам, формируемым с пульта преподавателя 1 и поступающим в блок программного управления 6 через первый распределитель кодов 8, второй распределитель кодов 13 и блок приоритета 10.

Работа тренажера в режиме с номером j=2, т.е. "Коллективная подготовка", начинается с установки и во второй блок ввода информации 4 носителя (например, магнитного диска) с заранее подготовленным применительно к выбранному сценарию с номером w тренировки массивом управляющих данных U_zn о порядке возникновения ситуаций в системе управления, подлежащих отработке соответствующими обучаемыми z=1...Z. Затем преподавателем задаются и вводятся с помощью своего пульта и соответствующих команд в соответствующие "элементы" первого блока памяти 14 значения коэффициентов α_z, z=1...Z, индивидуальной значимости операторов в составе коллектива с последующим формированием и передачей в блок программного управления 6 команд задания начального значения t_нач текущего времени, продолжительности ΔT тренировки, периодичности Δt контроля хода подготовки, а также команды инициирования работы второго блока ввода информации 4, по которой он выдает на вход блока совпадений 7 первую тройку управляющих данных U_zn, т.е. момента времени t0_zn ввода информации на один из пультов обучаемых 5, номера z этого пульта и номера n массива исходных данных Q_zn, описывающих соответствующую типовую ситуацию, в которой предстоит "действовать" z-ому обучаемому. Приняв и выполнив эту
команду, блок программного управления 6 переходит в состояние ожидания прерываний от блока приоритета 10.

Основным источником прерываний в рассматриваемом режиме является блок совпадений 7, который при каждом совпадении очередного управляющего времени t0_zn, выдаваемого на его первый вход вторым блоком ввода информации 4 по командам блока программного управления 6, с текущим временем t_тек, выдаваемым программируемым таймером 11, выдает блоку приоритета 10 номер z пульта обучаемого 5 и номер n предназначенного для него массива исходных данных Q_zn. Последовательность соответствующих этим совпадениям прерываний работы блока программного управления 6 обрабатывается им и превращается в поток заявок на выдачу соответствующим пультам обучаемых 5 предназначенных им исходных данных. Каждая такая заявка выполняется блоком программного управления 6 точно так, как это описано выше применительно к обработке заявки по запросу z-ого обучаемого, формируемой по сигналу "запрос готов" (s_zn=1) в режиме "Индивидуальная подготовка". При этом номер z пульта обучаемого, номер n выданного ему массива исходных данных Q_zn, время t1_zn=t_тек их выдачи и контрольные данные D_zn также записываются в соответствующую зону второго блока памяти 12. После принятия и ввода z-ым обучаемым его решения по существу отработанной ситуации в эту же зону записывается номер r_zn решения и время t2_zn=t_тек его принятия. По соответствующему сигналу "решение принято" (s_zn= 2) номер z пульта обучаемого 5 поступает в блок контроля действий обучаемых 15, результаты работы которого запоминаются в соответствующих "элементах" первого блока памяти 14.

На фоне описанного процесса обработки прерываний от блока совпадений 7 в рассматриваемом режиме работы тренажера блоком программного управления 6 обрабатываются и прерывания, источниками которых являются программируемый таймер 11 и второй распределитель кодов 13. По заявкам от них на пульт преподавателя 1 периодически (с периодом Δt) или по его командам выдаются считываемые из соответствующих элементов первого блока памяти 14 текущие значения показателей подготовленности обучаемых операторов системы управления.

Каждый из рассмотренных режимов работы тренажера коллектива операторов системы управления завершается по истечении заданной продолжительности ΔT тренировки.

Как следует из приведенного описания, заявленный тренажер коллектива операторов системы управления обладает существенно расширенными по сравнению с прототипом функциональными возможностями. Они заключаются в обеспечении возможности получения количественных оценок достигаемой индивидуальной и коллективной профессиональной подготовленности обучаемых к выполнению возлагаемых на операторов системы управления, функционирующей в сложных условиях в реальном масштабе времени, функций принятия решений в типовых ситуациях, требующих их оперативного вмешательства в процесс управления. В свою очередь это создает необходимые предпосылки к осуществлению контроля процесса тренажерной подготовки коллектива операторов системы управления, а также оперативного управления этим процессом на основе сравнения полученных значений используемых показателей индивидуальной и коллективной подготовленности обучаемых с заранее определенными их требуемыми значениям и принятия решений о продолжении или прекращении тренажерной подготовки коллектива операторов с применением заявленного устройства.

Изобретение относится к автоматизированной учебно-тренировочной технике, в частности к тренажерам операторов систем управления, функционирующих в сложных условиях при ограничениях на время принятия решений их операторами. В состав тренажера входят пульт преподавателя, пульты обучаемых, коммутатор пультов, блок программного управления, программируемый таймер, блок приоритета, блок совпадений, формирователь управляющих импульсов, блок контроля действий обучаемых, два блока ввода информации, два распределителя кодов и два блока памяти. Предложенное техническое решение обеспечивает возможность оценивать и контролировать ход индивидуальной и коллективной тренажерной подготовки обучаемых к выполнению функций принятия решений операторами системы управления в типовых ситуациях ее функционирования в реальном масштабе времени. Технический результат заключается в получении значений показателей своевременности, правильности и важности своевременно принятых решений, вычисляемых с использованием исходных, контрольных и регистрируемых в процессе работы устройства данных. 14 ил.

Тренажер коллектива операторов системы управления, содержащий последовательно соединенные блок приоритета, блок программного управления и коммутатор пультов, второй вход которого подключен к первому выходу первого блока ввода информации, первые выходы - ко входам пультов обучаемых, а второй выход - ко входу пульта преподавателя, первый распределитель кодов, первые входы которого соединены с первыми выходами пультов обучаемых, а второй вход - с выходом пульта преподавателя, второй распределитель кодов, первый вход которого подключен к первому выходу первого распределителя кодов, а второй вход - к выходу формирователя управляющих импульсов, соединенного входами со вторыми выходами пультов обучаемых, первый блок памяти, первый вход которого подключен к первому выходу второго распределителя кодов, и блок совпадений, отличающийся тем, что в него введены второй блок ввода информации, второй блок памяти, блок контроля действий обучаемых и программируемый таймер, при этом вход второго блока ввода информации соединен со вторым выходом блока программного управления, а выход - с первым входом блока совпадений, вход второго блока памяти подключен ко второму выходу первого распределителя кодов, первый вход блока контроля действий обучаемых соединен с первым выходом первого блока памяти, второй вход - с выходом второго блока памяти, третий вход - со вторым выходом второго распределителя кодов, а выход - со вторым входом первого блока памяти, вход программируемого таймера подключен к третьему выходу блока программного управления, первый выход - к первому входу блока приоритета, а второй выход - ко второму входу блока совпадений и к третьему входу первого распределителя кодов, соединенного четвертым входом со вторым выходом первого блока ввода информации, второй вход блока приоритета соединен с третьим выходом второго распределителя кодов, а третий вход - с выходом блока совпадений, четвертый выход блока программного управления подключен ко входу первого блока ввода информации, второй выход первого блока памяти соединен со вторым входом блока программного управления, третий вход которого является пусковым входом устройства.