Устройство для моделирования деятельности человека-оператора систем "человек-машина Советский патент 1983 года по МПК G06N7/08 

вой схемы сравнения кодов, с выходом первого элемента И и является выходом блока, вторые входы второй схемы сравнения кодов соединены соответственно с разрядными выходами регистра, а выход ее подключен к первому входу триггера прямой выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом, второго генератора импульсов, а третий вход второго элемента И является четвертьм входам блока, выход второго элемента И соединен с сугуалирующйм входом реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, первый вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, входу элемента НЕ и первому входу третьего элемента И, второй вход которого и первый вход первого элемента И объединены и яйляются первым входам блока, второй вход первого элембнта-И соединен с выходом элемента НЕ, второй вход четвертого элемента И соединен с выходом первого генератора импульсов, третий вход - с инверсным выходом триггера, а четвертый вход второго элемента И является третьим входом блока, выходы реверсивного счетчика соедине Ш1 соответственно с входами элемента ИЛИ и с первыми входами элементов И второй группы, вторые входы которых объединены и подключены к выходу третьего элемента И и объедиг ненным пёрвьам входам элементов И пер вой группы, вторые входы которых соединены с вторыми входами блока.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИ:РрВДНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА:ОПЕРАТОРА СИСТЕМ ЧЕЛОВЕК-МАШИНАj , содержащее генератор случайного потока икотульсов, первый, второй и третий триггеры, три элемента И, /генератор импульсов со случайным - : интервалом следования, таймер, преобразователь временной интервалкод, -первый и второй счетчики, сумматор, причем выход генератора случайного потока импульсов соеди- нен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом первого триггера, а выход первого элемента И подключен к входу первого счетчика и второму входу второго элемента И, выход второго элемента И соединён с единичным входом второго , триггера, прямой .выход которого подключен к входу преобразователя временной интервал - код, выход которого соединен с входом сумматора , первый вход таймера, нулевой вход третьего триггера и единичньЕй вход первого триггера объединены и являются входом запуска .. устройства, первый выход таймера соединен с единичным входом третьего триггера, прямой выход которого йодключей к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора им.пульсов со случайным интервалом следо ния, с нулевым входом второ-. го триггера и входом второго счетчика, а выход третьего элемента И соединен с вторым входом таймера и нулевым входом первого триггера, о т л и ч а ю щ е ее я тем, что, с целый повышения точности оценки качества деятельности человекаоператора путем учета адаптации и утомляемости, оно дополнительно содержит блок временной задержки, причем первый вход блока временной заде|эжки соединен с выходом второго элемента И, второй вход подключен к второ 4у выходу таймера, третий вход блока временной задержки соединен с прямым выходом первого триггера, а четвертый вход подключен к инверсному выходу третьего .триггера, выход. бЛока врёменнрй за- держки соединен с входом генератора импульсов со случайным интервалом -следования, первый вход второго элемента И соединен с инверсным выходом второго триггера, 2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что, блок временной задержки содержит две . схемы сравнения кодов, сумматор, две группы элементов И, два генератора импульсов, регистр, реверсивный счетчик, четыре элемента И, элемент НЕ, триггер и элемент ИЛИ, причем первые группы входов обеих схем сравнения кодов объединены и являются вторым входом блока, вторая группа входов первой схемы сравнения кодов подключена соответственно к первой группе выходов сумматора, первая группа входов которого подключена к выходам элементов И первой группы, а вторая группа входов сумматора соединена соответственно с выходами элементов И второй группы, установочный вход сумматора соединен с выходом пер

Изобретение относится к вычислительной технике и, в частности, к устройствам для моделирования деятельности человека-оператора систем человек-машина (счн).

Известно устройство для моделирования систем массового обслуживания (СМО), содержащее первый генератор случайного потока импульсов, схему ЗМРЕТ, реверсивный счетчик многоканальный блок случайных временных задержек, первую и вторую схему ИЛИ, блок сравнения, второй генератор случайного потока импульсов, схему И, первый, второй и третий счетчики, многовходовую схему И, генератор импульсов. Устройство позволяет определять вероятнос ные характеристики СМО f .

Однако устройство не дает возможности определить загруженность канала .. , , ,

Наиболее близким к изобретению является устройство для мбделирования деятельности человека-оператора систем человек-машина, содержащее генератор случайного потока импульсов, первый, второй и третий триггеры, первый, второй и третий элементы И, блок случайной временной задержки, таймер, преобразователь временной интервал - код, первый и второй счетчики, сумматор, при этом оператор представлен одноканальной СМО с отказами. Устройство позволяе определять вероятностные характеристики деятельности человека-оператора, а также определять загруженность 2 .

Однакр устройство не позволяет учитывать психофизиологические характеристики человека-оператора, для которого время решения задач в эависймос ги 0т времени непрерьшйой работы изменяется по следующему закойу

XfG ,

K t4eii itg

где K, Kgf B C| и Cyj- коэффищ1ентаг,

учитывающие характеристи5ки.опера-;

тора

О t i - период адап/тации)

b fit-t -najjHOfl устой0чивой работы;

период утомляемости.

отсутствие учета данных характеристик оператора приводит к сниже5 иш точности оценки качества деятель-ности оператора.

Целью изобретения является подышение точности опенки качества деятельности человека-оператора в СЧМ Q путем учета адаптации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор случайного notoKa импульс сов, первый, второй и третий триггеры, первый второй и третий элементы И, блок случайной временной задержки, таймер, преобразователь временной интервгш - код, первый и второй счетчики, сумматор, причем выход генератора случайного потока импульсов соединен с первым вхо дом первого элемента И, второй вхо которого соединен с прямым выходом первого триггера, а выход первого элемента И соединен с входом первого счетчика и вторым входом второго элемента И, а второй элемент И соединен с единичным входом второго триггера, прямой выход которого подключен к входу преобразо вателя временной интервал - код, в ход которого соединен с входом сумматора, первый вход таймера, нулевой вход третьего триггера и единичный вход первого триггера объединены и являются входом запус ка устройства, первый выход таймера соединен с единичным входом тре его триггера, прямой выход которог подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов со случайным интервалом следования, с нулевым входом второго триггера и входом второго счетчика, а выход третьего элемента И соединен с вторым входом таймера и нулевым входом первого триг гера, допблнйтель но введен блок временной задержки, причем первый вход блока временной задержки соединен с выходом второго элемента И, второй .вхсЗд подк тючен к второму выходу таймера, третий вход блока временной задержки соединен с прямым выходом первого триггера, а четвертый вход - с инверсным выходом третьего триггера, выход блока временной задержки соединен /с входом генератора импульсов со случайным интервалом следования, а первый вход второго элемента И сое динен с инверсным выходом второго триггера. Кроме того, блок временной задержки содержит две схемы сравнени кодов, сумматор, две группы элементов И, два генератора импульсов регистр, реверсивный счетчик, четыре элемента И, элемент НЕ, триггер и элемент ИЛИ причем первые группы входов обеих схем сравнения кодов объединены и являются вторым входом блока, вторая группа входов первой схемы сравнения кодов подключена соответственно к первой группе выходов сумматора, первая .группа входов которого подключена к выходам элементов И первой группы, а вторая группа входов суммато ра соединена соответственно с выхо дами элементов И второй группы, ус тановочный вход сумматора соединен с выходом первой схемы сравнения кодов, с выходом первого элемента и является выходом блока, вторые входы второй схемы сравнения кодов соединены соответственно с разрядными выходами регистра, а выход ее подключен к первому входу триггера прямой выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго генератора импульсов, а третий вход второго элемента И является четвертьм входрм блока, выход второго элемента И соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, первый вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, входу элемента НЕ и первому входу третьего элемента И, второй вход которого и первый вход первого элемента И объединены и Являются первым Входом блока, второй вход первого элемента И соединен с выходом элемента НЕ, второй вход четвертого элемента И соединен с выходом первого генератора импулЁсов, третий вход - с инверсным выходом триггера, а четвертый вход второго элемента И является третьим входом блока, выходы реверсивного счетчика соединены соответственно с входами элемента ИЛИ и с первыми входами элементов И второй группы, вторые входы которых объединены и подключены к выходу третьего элемента И и объединенным первым входам элйментов И первой группы, ВТОpfcie входы которых соединены с вторыми входами блока. На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 - вре- менные диаграммы на фиг. 3 - схема блока временной задержки. Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов, первый, счетчик 2, второй элемент И 3, второй триггер 4, генератор 5 импульсов со случайным интервалом следования, таймер б,третий триггер-7, тре:тий элемент И 8, первый триггер 9, первый элемент И 10, преобразователь 11 временной интервал-код, первый сумматор 12, второй счетчик 13, блок 14 временной задержки. Блок 14 временной задержки содержит . первую схему 15 сравнения кодов, сумматор 16, первую группу элементов И 17, вторую группу элементов и 18, реверсивный счетчик 19, регистр 20, вторую схему 21 сравнения кодов, элемент ИЛИ 22, четвертый элемент И 23, второй элемент И 24, триггер 25, третий элемент И 26, элемент НЕ 27, первый элемент И 28, первый генератор 29 импульсов, второй генератор 30 импульсов. Генератор 1 случайного потока импульсов имитирует входной поток заявок. Генератор генерирует импульсы со случайньм пе зиодом повторени Первый счетчик 2 считает общее чис поступивших заявок на обслуживание оператору. Второй счетчик 13 счита ет количество заявок, обслуженных оператором. Генератор 5 имитирует случайное время обслуживания заявк оператором от момента запуска до выработки импульса. Сумматор 12 по считывает время работы оператора по обслуживанию заявок. Таймер б задаёт общее время моделирования, .а также с него снимается показание текущего времени моделирования в виде параллельного двоичного кода. Блок 14 временной задержки осуществляет увеличение времени обслу живания заявки в соответствии с за коном адаптации и усталости (фиг. 2 б). Оператор представляется одноканальной GMO с отказами. Устройство работает следующим„ образом., В исходном состоянии на первом 2 и втором 13 счетчиках сумматоров 12 и 16 записан нуль. Триггеры ; 4, 9 и 25 находятся в нулевом состоянии. Предварительно на таймере б набирается примерное время моделирования, на реверсивнс л счетчике 19 - код начального времени задержки.н,, на регистр 20 заносится код времени tijj начала момента усталости (йдаг. 2 б и в). По сигналу таймер б начинает отсчитывать время моделироваНИН, двоичный код времени моделиро вания снимается с второго выхода таймера б и поступает на второй вход блока 14 задержки. Этим же сигналом триггер 9 устанавливается в единичное состояние, а триггер 7 в нулевое, обеспечивая подачу на элемент И 8 запрещающего потенциала с прямого выхода, а с инверсного выхода - разрешающего потенциала на четвертый вход блока 14 (элемент И 24). Разрешающий потенциал с прямого выхода триггера 9поступает на третий входблока 14 (элемент И 23) и элемент И 10, открывая его для прохождения импульсов с генератора 1, которые поступают на первый счетчик 2 и второй вход элемента И ; В исходном состоянии, когда триггер 4 находится в нулевом состо НИИ, на элемент И 3 подается разрешающий потенциал, поэтому первый им пульс с .генератора 1 пройде его и перебросит триггер 4 в единичноесостояние, а также поступит на первый вход 14 временной задерж ки. На втором входе элемента И 3 появится потенциал с инверсного выхода триггера 4, запрещающий прохождение заявок через элемент И 3 в время обслуживания заявки. Блок 14 временной задержки обеспечивает дополнительную задержку импульса, величина которой зависит от этапа работы оператора (адаптации , устойчивой работы и усталости). Блок аппроксимирует линейно изменяющуюся от времени работы задержку дискретно изменяющейся ступенькой (фиг. 2 в . Блок работает следующим образом. При наличии на одном из выходов реверсивного счетчика 19 единичного потенциала на первый вход элементов И 23 и 26 будет поступать разрешающий потенциал с многовходового элемента ИЛИ 22, а через элемент НЕ 27 запрещающий на первый вход элемента И 28. Входной импульс с первого входа блока 14 пройдёт через .элемент И 26 на вторые входы групп элементов И 17 и 18, обеспечивая считывание кода текущего времени моделирования с таймера-6 и кода времени задержки с реверсивного счетчика 19 на сумматор 16. Двоичный код суммы хранится на.сумматоре 16 и сравнивается на схеме 15 сравнения с кодом текущего времени моделирования, поступающего на второй вход схемы 15 сравнения с таймера 6. При совпадении схема сравнения 15 выдает импульсз, который скосит сумматор 16 в нулевое состояние и пройдет на выход блока. Время задержки блока 14 определяется кодой времени задержки, который формируется на реверсивном счетчИке 19. В начальный период времени от t 0 до t Л (период адаптации) показания счетчика изменяются от величиныij yjдо Нуля. Для того, чтобы за время t установить счетчик 19 в нуль, необходимо подать на вычитающий вход счетчика 19 число импульсов., равное величине кодаt,ц. , Для этого на вычитающий вход сЧетчика 19 поступают импульсы с генератора 29, при этом элемент И 28х-открыт, так как на его входы постуПёцот разрешающие потенциалы с инверсного выхода триггера 25, многовходового элемента ИЛИ 22 и прямого выхода.триггера 9. Частота импульсов генератора 29 устанавливается равной J FlVL-j. IA 11тт1 з.н1ч/ максимально возможное время задержки; начальное время задержки решения задачи оператором |-го типа; время окончания периода адаптации; число разрядов реверсивного счетчика. Например, 31 с, п 5,t, 10 с, t-i 10 мин; . i..-ii-.0c.: 600с 60 т.е. через каждые 60 с время задерж ки будет уменьшаться на 1 с, при этом в момент i| 10 мин задержка будет равна О, что соответствует нулевому показанию счетчика 19. В момент if показаниё счетчика 19 будет равно О, на вход элемента И 23 поступит запрещающий потенциал с многовходового элемента ИЛИ 22, и импульсы с генератора 29 не пройдут на вход реверсивного счетчика 19. На элементе И 28 будет разрешающий потенциал, и импульсы с входа блока 14 будут проходить на выход без задержки ((что соответствует периоду устойчивой работь оператора) в течение всего периода 1 2При совпадении кода, записанного на регистре 20 с кодом вре мени моделирования (момент t , поступающего на второй вход схемы 2 сравнения кодов, схема 21 выдаст импульс, которьЕй установит триггер в единичное состояние. Разрешающий потенциал с прямого выхода триггера 25 откроет элемен И 24 (так как на втором его входе разрешающий потенциал с триггера 7 ) для прохождения импульсов с генератора 30 на суммирующий вход реверсивного счетчика 19, а запрещающий сигнал с инверсного выхода триггера 25 закроет элемент .И 23,. При этом импульсы, проходящие на вход блока 14, будут задерживаться на врвыя в соответствии с кодом времени задержки, сформированным на реверсивном счетчийе 19 содержимое счетчика будет соответствовать времени задержки в период утомляемости. Работа схемы аналогична периоду от i О до t «t только показания счетчика будут изменяться от О до i-j , где),задержка .за счет усталости в конце 1оделирования (фиг. 2б и в). Частота генератора 30 устанавливается ра Ц.г, Ш«ах -i где t;/ - время конца моделирования tg - момент начала периода утомляемости (фиг.26 и в При этом подразумевается, что .время О i к - t,i. где-1 к - момент времени, когдаt t „ах Импульс с. выхода блока 14временной задержки поступает на вход Генератора 5. Через случайное время задержки он вырабатывает импульс, который перебро сит первый триггер 4 в нулевое Состояние, а также увеличит содержимое счетчика 13. на единицу. Вриля . обслуживания заявки, соответствующе времени единичного состояния триггера 4, в преобразователе 11 времен ной интервал - код преобразуется в код, который поступает на вход сумматора 12. . По око21чании времени моделирования /предварительно установленного на таймере б, сигнал с первого выхода таймера б установит триггер 7 в единичное состояние. В результате этого на элемент И 8 с прямого выхода триггера 7 поступает разрешающий потенциал, а с инверсного выхода триггера 7 - запрещающий потенциал на элемент И 24 блока 14 временной . задержки, и йрохождение импульсов с генератора 30 импульсов на ревер:сивный счетчик 19 будет прекращено а на реверсивном счетчике 19 в этот мсшент будет зафиксирован код, соответствующийЬз к.- В этот момент в устройстве все готово, чтобы закончить Моделирование. Но моделирование закончится -после того, как закончится обслуживание заявки, т.е. только после того, как импульс с генератора 5 пройдет через открытый элемент ИВ и поступит на таймер 6 и на нулевой вход триггера 9, который устанавливается в нулевое состояние, в результате чего на элемент И 10 подается запрещающий потенциал. Таймер б останавливается, фиксируя точнсЭе время моделирования. Процесс моделирования закончится. В результате на счетчике 2 окажется зафиксированным общее число заявок П , на счетчике 13 - число обслуженных заявок Hi , .в таймере б - время моделирования и на сумматоре 12 - время работы оператора с учетом напряженности и адаптации л л €;, - время решения 4 -ой заявки. С помощью этих данных можно.вычислить следующие характеристики деятельности человека-оператора;, вероятность своевременного ретиения задачи Дв, загруженность оператора р ,- , среднее время of. tp 1-«пил ретдения задачи оператором о Таким образом, устройство позволяет учесть увеличение времени обслу5кивания заявки в период адаптации и утомляемости. Это повышает точность оценки качества деятельности человека-оператора. При этом ц будет состоять из двух составляющих , /I л л ti-чСвЗ ЛЬЗ где -, - составляющая блока случайной временной задержки - имитация случайного времени обслуживания заявки в период устойчивой работы; составляющая блока временной задержки, обеспечивающая увеличение времени обслуживани в период адаптации и утомляемости, в период устойчивой работы ()-р

i ус/(

фуе. / Технико-экономическим преикуйеством изобретения по сравнению с базовым объектом (моделирующий комплекс в составе универсальной ЭВМ и программного обеспечения, реализующего моделирование деятельности человека-оператора) является простота технической реализации, а также уменьшение материальных и временных затрат при оценке деятельности человека-оператора.

(руг. 2

(pyi.J