Устройство для оценки профессиональной пригодности оператора систем человек-машина Советский патент 1986 года по МПК G09B9/00 

1

Изобретение относится к обучающим системам и может быть использовано в инженерной психологии.

Цель изобретения - повышение точности устройства и достоверностиоцен ки безопасности системы человек - машина.

На фиг. 1 представлена катастрофа Сборки и ее проекции на плоскости управляющих параметров; на фиг. 2 - структура устройства, содержащего блок 1 памяти (управляющих параметро человека, в том числе массы га, координаты X и периода t человека), блок 2 памяти (управляющих параметров ма- шины, в том числе массы М координаты X и периода Т машины), блок 3 анализа совместимости оператора с системой, генератор 4, блок 5 определения критической ситуации, счетчик 6 оши- бок и блок 7 отображения учебной информации. Блок 1 образуют регистры 8 10 блок 2 - регистры 11 - 13. Устро ство также содержит блоки 14 - 16 деления кодов. Блок 3 состоит из уз- лов 17 и 18 умножения кодов, вычислителя 19 косинуса и регистров 20 и 21 блок 5 - из узла 22 возведения в четвертую степень, узла 23 умножения кодов, регистра 24 и узла 25 возве-

дения в квадрат, а счетчик 6 содержит узел 26 сравнения, регистр 27 и счетчик 28.

Допустим,что основным катастрофическим взаимодействием в системе является удар. Как видно на фиг. 1а потенциальная функция обладает бифуркационной областью, в которой происходят скачки функции. Так, при дви- ,жении по пути С в структуре происходит скачок функции из точки 1 в точку 2, в результате чего человек может получить травму. Если параметры а и b лежат вне области бифуркационного множества, то существует единичное значение х, так как в этой области лежит только один лист поверхности. В то же время в бифуркационной области,расположены три листа поверхности и соответственно имеется три Локальных положения равновесия (фиг. 1г).

Принцип работы устройства заклю- чается в следующем.

В регистры 8-10 заносится инфор- мация о средних параметрах человека: его масса т, длина шага х, время переноса ноги t. В регистры 11-13 заносятся параметры машины М j X .

t

Т.

Эти параметры могут изменяться по определенному закону в зависимости от решаемой задачи. С выхода блоков

14 - 6 получают соотношение 1 ,

ш X

Эта информация поступает на вход

Т

блока 3 в котором осуществляется решение алгоритма в/а. Параметр а можТогда скачок

но найти из

а -

а

функции можно представить в виде:

., 17 .Ь.2

.-11 1

Этот алгоритм решает блок 5. В счетчике 6 на схеме узла 26 осуществляется сравнение параметров Ь/а блока 3 параметрами регистра 27. При этом учитывается не только значение (-2/3) НОИ допустимый разброс параметров д систем, с помощью которого можно вводить неопределенность в структуру, обусловленную разбросом параметров человека и машины. При совпадении Ь/а ±Д--2/3 в счетчике 28 осуществляется подсчет скачков функции W, только после этого в блоке 7 воспроизводится информация о числе скачков, величина скачка и времени между скачками, а также параметрах бифуркационного множества.

Таким образомJпредлагаемое устройство позволяет повысить достоверность оценки степени безопасности системы человек - машина путем использования Е:редложенной модели катастрофы сборки,, которая позволяет учитывать конкретные параметры машины и человека при их непосредственном взаимодействии. Изменяя параметры человека и машины с учетом разброса параметров -Л можно определить область неустойчивости системы, величину возможного скачка jiS W, а также вероятность появления скачка. Это позволяет уже на этапе проектирования учитывать безопасность взаимодействия cиcтeмыJвыби- рать такие параметры системы, которые обеспечили бы не только высокую производительность, но и высокук) степень безопасности. Предложенная модель и устройство для ее реализации могут быть использованы в лабораторном практикуме для студентов, что позволяет глубже вникнуть в процесс взаимодействия системы человек-машина и облегчает понимание этого про312

цесса. Устройство может быть использовано в отделах охраны труда на предприятиях для профотбора работающих .

Формула изобретения1, Устройство для оценки профессиональной пригодности оператора систем человек - машина, содержащее бло- ки деления кодов, первый и второй блоки памяти, входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами генератора, первый и третий выходы которого подключены соответственно к первым входам счетчика ошибок и блока отображения учебной информации, второй вход которого соединен с выходом счетчика ошибок, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности устройства, В него введены блок анализа совместимости оператора с системой и блок определения критической ситуации, выход которого соединен с третьим входом блока отображения учебной информации, первый вход - с одним из выходов первого блока памяти, а второй вход с выходом блока анализа совместимости оператора с системой, подключенным к второму входу счетчика ошибок и четвертому входу блока отображения учебной информации, первый вход блока анализа совместимости оператора с системой подключен к четвертому выходу Генератора, а второй, третий и четвертый входы- к выходам соответствен324

но первого, второго и третьего блоков деления кодов, первые и вторые входы которых соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами первог;о блока памяти и первым, вторым и третьим выходами второго блока памяти.

2.Устройство по п.1,о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что в нем блок анализа совместимости оператора с системой содержит последовательно соединенные первый регистр, первый узел умножения кодов, вычислитель косинуса и второй узел умножения ко- ,дов, выход которого является выходом блока, и второй регистр, выход которого подключен к второму входу второго узла умножения кодов, третий вход которого соединен с вторым выходом первого узла умножения кодов, четвертый и пятый входы второго узла умножения кодов и второй вход первого узла умножения Кодов являются соответственно вторым, третьим и четвертым входами блока.

3. Устройство по п. 1, о т л и - , чающееся тем, что в нем блок определения критической ситуации содержит последовательно включенные регистр и узел умножения кодов, а также узлы возведения в четвертую степень и возведения в квадрат, входы которых являются соответственно первым и вторым входами блока, а выходы подключены соответственно к второму и третьему входам узла умножения кодов.

V4f

Фиг. 2

Изобретение относится к обучающим системам. Целью изобретения является повьшение точности устройства с повьшением достоверности оценки степени безопасности системы человекмашина. Сущность изобретения основана на подключении выходов блоков памяти управляющих параметров человека-оператора и системы через блоки деления к входам блока анализа совместимости оператора с системой, оценивающего область неустойчивости -системы, выход которого и выход координаты, управляющих параметров человека блока памяти подключены к входам блока определения критической ситуации (катастроф). Результаты анализа совместимости и ситуаций, а также количество ошибок отображаются в блоке отображения информации. Предложенное устройство может быть использовано в области охраны труда для оценки профпригодности работающих и в инженерной психологии для выбора оптимальных параметров системы человек - машина. 2 з.п.-ф-лы, 2 ил. § W СП со ГЧЭ