Устройство для контроля психофизиологических характеристик операторов систем управления Советский патент 1985 года по МПК G09B9/00 

1 Изобретение относится к тренажарам операторов систем управления и может быть использовано при подготовке операторов систем управления. Известно устройство для контроля психофизиологических характеристик операторов систем управления, содер щее .блок задания контрольных тестов соединенный выходом с первым входом счетчика номера задания, связанного первым выходом через последовательн подсоединенные коммутатор, узел регистрации тестов с входом индикатора, узел ввода ответов, подключенны выходом к второму входу счетчика но мера задания, первому входу блока анализа ответов и входу блока индикации ввода информации, генератор сигналов, связанный первым выходом с входом счетчика тестов, входом блока задания контрольных тестов, выходом элемента памяти и первым входом элемента И, подключенного . вторым входом к второму выходу гене ратора сигналов, а выходом - к входу блока регистрации времени, соеди ненного выходом с первым входом бло ка сравнения, связанного вторым вхо дом с первым выходом шифратора, под ключенного входом к выходу счетчика тестов и второму входу блока анализа ответов 1 . Недостатком известного устройств является невысокая эффективность . контроля психофизиологических харак теристик оператора. Цель изобретения - повышение эффективности контроля психофизиологических характеристик оператора, Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля психофизиологических характеристик операторов систем управления, содер жащее блок задания контрольных тестов, соединенный выходом с первым входом счетчика номера задания, свя первым выходом через последовательно подсоединенные коммутатор, узел регистрации тестов с входом индикатора, узел ввода ответов, подключений выходом к второму входу счетчика номера задания, первому входу анализа ответов и входу блока индикации ввода информации, генератор сигналов, связанный первым выходом с входом счетчика тестов, входом блока задания контрольных 3 тестов, выходом элемента памяти и первым входом элемента И, подключенного вторым входом к второму выходу генератора сигналов, а выходом - к входу блока регистрации времени, соединенного выходом с первым входом блока сравнения, связанного вторым входом с первым выходом шифратора, подключенного входом к выходу счетчика тестов и второму входу блока анализа ответов, имеет сумматор, регистратор правильных ответов, вычислитель, блок регистрации психофизиологических характеристик оператора и блок анализа психофизиологических характеристик оператора, вход которого связан с выходом сумматора, соединенного входом с выходом вычислителя, который первым входом подключен к выходу регистрации правильных ответов, а вторым входом - к выходу блока сравнения и входу элемента памяти, второй вход сумматора соединен с выходом блока регистрации психофизиологических характеристик оператора, который входом подключен к второму выходу ши ратора. На чертеже приведена функциональная схема устройства для контроля психофизиологических характеристик операторов систем управления. Устройство состоит из генератора 1 сигналов, элемента И 2, элемента 3 памяти, счетчика 4 тестов, блока 5 задания контрольных тегтов, блока 6 регистрации времени, шифратора 7, блока 8 сравнения, блока 9 анализа ответов, узла 10 ввода ответов, блока 11 индикации ввода информации, счетчика 1 2 номера задания, коммутатора 13, узла 14 регистрации тестов, индикатора 15, сумматора 16, регистратора 17 правильных ответов, вычислителя 18, блока 19 регистрации психофизиологических характеристик оператора, узла 20 анализа психофизиологических характеристик оператора и узла 21 регистрации результатов. Блок анализа психофизиологических характеристик оператора содержит узел 20 анализа психофизиологических характеристик оператора и узел 21 регистрации результатов. При зтом выход блока анализа психофизиологических характеристик оператора связан с вькодом сумматора 16, соединенного входом с выходом вычислителя 18, которьй первым входом подключен к выходу регистратора 17 правильных ответов, а вторым входом - к выходу блока 8 сравнения и входу элемента 3 памяти, второй вход сумматора 16 соединен с выходом блока 19 регистрации психофизиологических характеристик оператора, который входом подключен к второму выходу шифратора 7 . Принцип действия устройства для контроля психофизиологических харак теристик операторов систем управления основан на определении скорости восприятия, переработки информации, эффективности зрительного восприятия информации и заключается в следующем. Оператору предъявляют несколько тестов. Каждьй тест предназначен для получения количественной оценки одной из психофизиологических характеристик оператора. Предположим, что оператору предъявляется тест - Текс представляющий собой бессмысленный набор букв и цифр..При предъявлении теста оператору на узле 10 ввода ответов надо нажать любую из кнопок с буквенным обозначением при появлеНИИ в тесте буквы и любую из кнопок с цифровым обозначением при появлении цифры. Известно, что при чтении набора машинописных букв физиопогнческий предел человека по пропускной способности зрительного канала составляет 50 бит/с. Это значение и принимается в качестве скорости ,восприятия информации идеальным оператором. Скорость восприятия информации испытуемым операт- ром определяет ся по количеству правильных ответов: она равна количеству правильных отве тов, деленному на время выполнения задания

tp

(1) где h-- количество правильных ответов;tg- время вьшолнения задания теста. С помощью этого теста опрёдаяяет ся скорость восприятия информации испытуем1Л4 бит/с (Ig). В устройстве производится количественная оценка нескольких психофизиологических характеристик опера тора путем использования различных тестов. Ког чество и вид тестов.

(5)

1д дъявляемых испытуемым, зависят от психофизиологических характерис, которые необходимо оценить у ытуемого. В рассматриваемом устстве полный набор тестов включает; Тзкст (для определения скорости приятия информации); Кольца Ландольта (для определескорости восприятия и переработки акже скорости переработки информаКоличественные оценки производят ормулам: (0,5936N - 2,807 п,) скорость восприятия и переработки информации, бит/с;, время выполнения заданий теста фактическое число подсчитанных колец; число допущенных ошибок; скорость переработки испытуevojsH информации, бит/с; скорость восприятия испытуемю1 информации, бит/с. Расстановка чисел (для опреде-«я эффективности зрительного риятия информации) Р - noij t. -3 -S Р - общее количество воспроизведенных цифр; PJ - количество правильно воспроизведенных цифр; t, - время выполнения заданий теста; Количественные отношения (дпя дел ения с корос ти переработки ческой информации) где Р - общее количество решенных в тесте задач; п - количество неправильно решенных задач; t - время выполнения данного теста. В процессе выполнения каждого теста определяется количественная оценка соответствукнцего психофизиологического свойства испытуемого оператора. В данном устройстве имитируется не работа автоматизированной систе51мы управления (АСУ), а характер перерабатываемой при использовании АСУ информации. Непосредственно предъявляемая испытуемому оператору информация вьфабатывается в узле 14 регистрации тестов. Анализ ответов производится путем сравнения в блоке 9 сигналов, поступающих с выхода узла 10 ввода ответов и сигналов правильных ответов по каждому тесту, записанных в блоке 9 анализа ответов. Таким образом, анализ ответов производится путем сравнения сигналов ответов испытуемого с предварительно записанными сигналами правильных ответов. Блок 9 анализа ответов представляет собой постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в ячейки памяти которого записаны правильные значения ответов на все задания всех предъявляемых тестов, и схему сравнения . С выхода ПЗУ на один из входов схемы сравнения поступает сигнал правильного ответа из ячейки, которая выбирается по адресу, составленному сигналами блоков 3 и 7. На другой вход схемы сравнения поступает сигнал с выхода блока 12, Блок 18 состоит из дешифратора, арифметико-логического устройства (АЛУ) и постоянного запоминающего устройства. Арифметико-логическое устройство производит расчет характеристик испытуемого, используя данные счетчики i7 правильных ответов, блока сравнения (времени) и константы, задаваемые ПЗУ. Кроме того, для расчета по конкретной формуле нужна информация о виде используемого теста. Эта информация поступает на вход блока (в дешифратор) с выхода счетчи ка 4 тестов через блоки 9 и 17. Дешифратор, в свою очередь, вьщает в АЛУ и ПЗУ код операции в зависимости от вида вьшолняемого теста. Блок 19 также состоит из дешифратора, АЛУ и ПЗУ. С выхода счетчика тестов информация о виде используемого теста поступает на дешифратор через шифратор 7. После декодирования сигнал, определяющий работу блока поступает в ПЗУ для выбора значений констант и алгоритма решения, а в АЛУ - для вьшолнения арифметических действий. Узел 20 состоит из АЛУ, ПЗУ, схемы сравнения и дешифратора. Сигнал 36 блока 16 поступает в АЛУ, которое реализует формулу,а с его выхода на один из входов схемы сравнения на другой вход которой поступают сигналы константы из ПЗУ. Сигнал со схемы сравнения поступает в ДС, декодируется и вьдает в блок 21 информацию о степени пригодности испытуемого. С помощью данного устройства определяется скорость восприятия информации оператором (с помощью теста Текст) по формуле (11; скорость восприятия и переработки, а также скорость переработки информации (с помощью теста Кольца Ландольта) по формулам (2 и 3); эффективность зрительного восприятия информации (с помощью теста Расстановка чисел) по формуле (4); скорость переработки логической информации (с помощью теста Количественные отношения) по формуле (5). Описание тестов,. 1. Текст. Тест представляет собой бессмысленный набор машинописных букв объемом 300400 знаков, среди которых в случайном порядке встречаются цифры. Испытуемому при появлении любой первой из букв серии (последовательности) букв надо нажать на любую из клавиш с обозна-г чением буквы, а при появлении любой первой из серии цифр нажать клавишу с изображением цифры. 2. Кольца Ландольта, Испытуемому предъявляются таблица, содержащая 450 колец с разрывами. Каждой ориентации разрыва кольца присвоен номер. В направлении разрыва кольца на 12 часов присваивается номер 12, дальней шая нумерация следует по часовой стрелке (1, 3, 5, 7, 9, 11). Соответственно этой нумерации составляется алфавит реагирования. Например: Направление часовой стрелки 12 1 3 5 6 7 9 11 Алфавит реаги76415238рования Вариант меняется по выбору на первом и втором этапах. Испытуемый должен, прослеясивая последовательно слева направо таблицу с кольцами, нажать клавишу с обозначением цифры, определяемой алфавитом реагирования. Пример. При появлении кольца с разрывом на 12 часов надо нажать клавишу с цифрой 7, при появле НИИ второго разрыва на 11 часов надо нажать клавишу с цифрой 8 и т.д. 3. Расстановка чисел. Испытуемому предъявляется последовательность из 25 расположенных в случайном порядке чисел от 1 до 99. Необходимо нажать кнопки i;a узле ввода ответов, соответствующие предъявляемым цифрам в строго возрастающем порядке. При этом учитываются показатели - коошчество правильно набранных чисел (нажатых кнопок) и количество ошибок (пропущенные и непр шьно нажатые кнопки). 4. Количественные отношения. Испытуемому предлагается решить 18 логических задач. Каждая задача имеет по две посылки, в которых буквы находятся в определенных взаимоотношениях между собой. Ориентируясь на эти взаимоотношения и рассуждая логически, необходимо решить в каких взаимоотношениях находятся между собой буквы, стоящие под чертой, причем ответ надо давать нажатием кнопки или Х. 1. А больше Б в 6 раз Б меньше В в 7 раз В/ 10 раз А меньше Б 6 раз Б больше В А больше Б меньше А больше Б меньше А меньше Б Б больше В Б в 9 раз А больше В в 12 раз Б меньше А больше Б меньше В А А меньше Б в 3 раза Б больше В в 7 раз А меньше Б больше После включения устройство работает следующим образом. После ознакомления испытуемого с правилами выполнения теста испытатель приводит в действие элемент 3 памяти, по сигналу которого:. включается блок 5 задания контрольных тестев, и испытуемому предъявляется первьм тест. При этом на вход счетчика номера задания 12 поступает с выхода блока 5 импульс, который переводит его в состояние 1, соответствующее номеру предъявляемого задания. Сигнал с выхода счетчика 12 поступаете через коммутатор 13 и узел 14 регистрации тестов на индикатор 15 предъявления содержания первого задания теста испытуемому;заносится единица в счетчик 4 тестов, сигнал с выхода которого настраивает на первый тест блока 9 анали-. за,ответов, запускает шифратор 7, с одного из вых&дов которого на вход блока сравнения поступает кодовая комбинация, соответствующая длительности экспозиции первого теста, а с другого на вход блока 19 поступа91

ет кодовая комбинация, соответствующая тому объему информации, которую необходимо переработать оператору при выполнении задания теста;

запускается генератор 1 и через элемент И 2 сигналы импульсов времени начинают поступать в блок 6 регистрации времени.

При этом начинается отсчет времени вьтолнения теста.

Испытуемый выполняет задание теста, используя, узел 10 ввода ответов. При этом сигналы, поступающие с выхода узла 10 ввода ответов поступают в блок 9 анализа ответов, где оценивается правильность решения данного задания, в блок 11 ин- дик.ации, который сигнализирует испытуемому о факте ввода. При совпадении сигналов ответа испытуемого с эталонными ответами блок анализа ответов вьиает импульс в счетчик правильных ответов.

Если время, затраченное на выполнение испытуемым заданий теста, меньше контрольного (tj), то после завершения выполнения заданий он нажимает соответствующую кнопку на панели узла ввода ответов, при этом сигнал с выхода узла ввода ответов поступает на вход счетчика 12 .номера задания, переводя его в новое состояние. При вьшолнении следующих заданий теста ур-тройство функционирует аналогично. По окончании выполнения Последнего задания теста сигнал с выхода счетчика номера задания запускает регистратор 17 правиль ных ответов, который вьщает сигнал о ксхпичестве правильных ответов испытуемого при выполнении заданий теста,в блок 18, На другсй вход блока 18 поступает сигнал с выхода блока 8 сравнения, соответствующий времени, затраченному испытуемым на выполиение заданий теста. Сигнал с выхода блока 18 jnoctynaer на один вход cyjemTopa 16, на другой пход которого поступают CHrHajtti с выхода блока 19, На вы-оде сумматора 16 формируется сигнал 4 Hj h-- , С выхода сумматора 16 сигнал ДН поступает на входузла 20 анализа психофизиоло гичебких характ ерис тик оператора. Сигналы с выхода узла 20 .поступают на вход узла 21 регистрации результатов. По окончании времени экспозиции первого теста сраба198310

тывает блок 8 сравнения сбрасырается элемент 3 памяти, отключается блок 9 анализа ответов, и устройство переходит в режим предъявления следующего

5 теста.

Если продолжительность выполнения задания теста испытуемых велика, то по окончании времени t ,, отводимого на выполнение заданий i-ro теста и

0 задаваемого шифратором 7, срабатывает блок 8 сравнения, сигнал с его выхода поступает в счетчик 12 номера задания, переводя его в конечное состояние для данного теста, которое

5 соответствует моменту завершения выполнения последнего задания данного теста. При этом сигнал с выхода счетчика номера задания поступает на 6 регистрагчи времени и запускает

0 регистратор 17 правильных ответов, который вьщает сигнал о количестве правильных ответов испытуемого при выполнении заданий данного теста в блок 18 и т.д. В результате все

5 устройство переводится в режим работы, соответствующий режиму завершения испытуемым выполнения заданий теста. При этом сигнал с выхода счетчика номера задания поступает на

Q вход счетчика правильных ответов и т.д. .

После завершения ответов испытуемого на задание последнего теста с выхода счетчика 4 тестов поступает сигнал, которьй свидетельствует о завершении проверки характеристик испытуемого.

При выполнении теста Количественные отношения (для определенности будем считать, что по порядку

этот тест следует первьм) после ознакомления испытуемого с правилами выполнения тестов испытатель приводит в действие элемент 3 памяти, по сигналу которого все блоки устанавливаются в исходное состояние, включается блок смены тестов и испытуемому предъявляется первый тест .Количественшле отношения,

0 При этом на вход счетчика t2 номера задания поступает с входа блока 5 импульс, которьй переводит его в состояние 1, соответствующее номеру предъявляемого задания. Сигнал

5 с выхода счетчика 12 поступает через коммутатор 13 и узел t4 на индикатор 15 предъявления содержания первого задания теста испытуемому: А больn 1 ше Б. в 6 раз, Б меньше В в 7 раз. В А. Заносится 1 в счетчик 4 тестов сигнал с выхода которого настраивае на первый тест блок 9 анализа ответов, запускает шифратор 7, с выхода которого поступает кодовая комбина ция, соответствующая времени экспоз ции первого теста (35 с) на вход блока сравнения 8 и на вход дешифратора- блока 19, для преобразования, затем в ПЗУ дпя выбора значений констант, затем в АЛУ дпя определения количественных значений выражений; запускается генератор 1, с которого импульсы с определенными временными интервалами поступают в блок 6 регистрации времени, начиная отсчет времени вьтолнения теста Испытуемый вьтолняет задание теста, используя узел 10 ввода ответов (нажимает кнопку 7 или ). Пусть при выполнении первого задания (А больше Б в 6 раз, Б меньше В в 7 раз) испытуемый нажал кнопку (т.е. В 7 А). Тогда сигнал с выхода узла 10 ввода ответов поступает на вход блока 9 анализа ответов, где оценивается правильность решения данного задания, в блок 11 индикаций , Kotopbtfi сигнализирует испытуемому о факте ввода ответа. Так как ответ правильный, то с выхода блока 9 анализа ответов импульс поступает на вход блока 17. Сразу после нажатия кнопки испытуемый нажимает кнопку готов на панели узла ввода ответов и, если время выполнения первого задания испытуемьм меньше отведенного t|, то после нджатия кнопки готов сигнал с выхода блока 10 поступает в блок 12, переводя его в следующее состояние, при ротором предъявляется зада ние теста: А меньше Б в 10 раз, Б больше В в 6 раз. А Б. При вьшолне нии следующих заданий теста устрой- ство функционирует аналогично. По окончании вьтолнения последнего задания теста сигнал с выхода счетчика 12 номера задания открывает регистратор 17 правильных ответов и сигнал счета количества правильных 312 ответов при вьшолнении теста Количественные отношения, а также сигнал о виде используемого теста с выхода счетчика 4 тестов (через блоки 9 и 17) поступает на вход дешифратора и на вход АПК блока 18. На другой вход АЛУ блока 18 поступает сигнал с выхода блока 8 сравнения, соответствующий времени, затраченному испытуемым на выполнение заданий теста. В блоке 18 по формуле (5) определяется скорость переработки испытуемым логической информации. С выхода блока 18 сигнал поступает на вход сумматора 16. На, другой вход сумматора 16 поступает сигнал с выхода блока 19 регистрации. На выходе блока 19 формируется сигнал. Этот сигнал поступает на вход узла анализа, а его выход - на вход узла 21 регистрации результатов. Если продолжительность выполнения задания теста испытуемым велика, то по окончании времени t,, отводимого на вьшолнение заданий теста Количественные отношения (10 мин) и задаваемого шифратором 8, срабатывает блок 8 сравнения, сигнал с его выхода поступает в счетчик 12 номера заДания, переводя его в конечное состояние для данного теста, которое соответствует моменту завершения выполиения последнего, т.е. восемнадцатого задания теста. При этом сигнал с выхода счетчика 12 номера задания поступает на вход блока 6 регистрации времени и на зход элемента И 2, с выходов которых сигналы поступают в узел 20. В результате все устройство переводится в режим работы, соответствующий режиму завершения испытуемь м выполнения заданий теста Количественные отношения. После этого устройство переходит в режим работы со следукярм тестом и т.д. После завершения ответов испытуемого на задание последнего теста с выхода счетчика 4 тестов поступает сигнал, который свидетельствует о завершении проверки характеристик испытуемого. Использование изобретения повьш1ает эффективность контроля психологических характеристик оператора.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ШИХО(М13ИОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОПЕРАТОРОВ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ, содержащее блок задания контрольных тестов, соединенный выходом с первым входом счетчика номера задания, связанного первым вькодом через последовательно подсоединенные коммутатор, узел регистрации тестов с входом индикатора, узел ввода ответов, подключенный выходом к второму входу счетчика номера задания, первому входу блока анализа ответов и входу блока индикации ввода информации генератор сигналов, связанный первым выходом с входом счетчика тесг тов, входом блока задания контрольных тестов, выходом элемента памяти и первым входом элемента И, подключенного вторым входом к второму выходу генератора сигналов, а вТыходомк входу блока регистрации времени, соединенного выходом с первым входом блока сравнения, связанного вторым входом с первым выходом шифратора, подключенного входом к выходу счетчика тестов и второму входу блока анализа ответов, 6 т л ич ающе ее я тем, что, с целью повышения эффективности контроля психофизиологических характеристик оператора, оно имеет сумматор, регистратор правильных ответов, вычислитель, блок регистрации психофизиологических характеристик оператора и блок анализа психофизиологических КО характеристик оператора, вход которого связан с выходом сумматора, соединенного входом с выходом вычислителя, который первьм входом подключен к выходу регистратора правильных ответов, а вторым входом - к выходу блока сравнения и Од входу элемента памяти, второй вход сумматора соединен с выходом блока со регистрации психофизиологических характеристик оператора, который 00 00 входом подключен к второму выходу ошфратора;