Устройство для моделирования деятельности человека-оператора эргатических систем Советский патент 1987 года по МПК G06N7/08 

113

Изобретение относится к вычисли- тельной технике, в частности к устройствам, для моделирования деяте,т1ь- ности человека-оператора систем человек - машина (СЧМ).

Цель изобретения распшрение функциональных возможностей за счет моделирования ошибок оператора с учетом влияния продолжительности его работы.

На-фиг, представлена схема устройства; на фиг.2 - схема блока формирования импульсов ошибок.

Устройство содержит гелератор 1 случайного потока импульсов з-аявок, 2 заяв ок, второй элемент ИЗ, второй триггер 4, генератор 5 импульсов со случайным интервалом следования, таймер 6, третий триггер 7, третий элемент И 8, первый триггер 9, первый элемент И 10, преобразователь 11 временной интервах1-код, сумматор 12, элемент ИЛИ 13, счетчик 14 обслуженных заявок, счетчик 15 необслуженных заявок, четвертый элемент И 16-, четвертый триггер 17, формирователь 18 импульсов ошибок с тактовым входом 19 и входом 20 запуска.

Формирователь 18 импульсов ошибок содержит первую схему 21 сравнения, первый элемент ИЛИ 22, Первый счетчик 23, второй счетчик 24, третий элемент ИЛИ 25, вторую 26 и третью 27 схемы сравнения, первый 28, второй 29 и третий 30 элементы И, преобразователь 31 код-временной инвервал дифференцирующий элемент 32, генератор 33 импульсов, триггер 34, элемент 35 задержки, второй элемент ИЛИ 36, четвертый элемент И 37 и регистр 38 памяти.

Генератор 1 случайного потока импульсов имитирует входной поток заявок, вырабятьшая импульсы со случайным интервалом следования. Счетчик: 2 подсчитьшает общее количество заявок поступивших на обслуживание. Счетчик 14 подсчитывает количество заявок, обслуженных оператором, а счетчик 15 количество заявок, необслуженных из- за ошибок оператора. С помощью генератора 5 импульсов со слзячайным интервалом следования и триггера 4 формируется временной интервал, имитирующий случайное время обслуживания заявки оператором от момента запуска генератора до выработки им импульса.

42

Таймер 6 задает общее время моделирования, а также с него снимаются показания текущего времени моделирования в виде параллельного двоичного кода. Формирователь 18 импульсов ошибок имитирует возникновение ошибок оператора. В период адаптации частота следования импульсов ошибок уменьшается в соответствии с законом адап- тации, в период устойчивой работы оператора частота импульсов ошибок минимальна и постоянна, а в период усталости увеличивается со временем в соответствии с законом усталости.

Законы адаптации и усталости для формирования импульсов ошибок счита- Iются квазилинейными.

Импульс, имитирующий заявку на обслуживание, от генератора 1 поступает на триггер 4, после чего начинает формироваться интервал времени обслуживания заявки оператором. Этот импульс запускает генератор 5, который через случайный интервал времени, со- ответствуюший времени обслуживания заявки, вырабатьшает импульс, который поступает на нулевой вход триггера 4, после чего интервал времени обслуживания заявки оператором заканчивается.

В формирователе 18 импульсов ошибок формируются импульсы, имитирующие ошибки оператора, причем в период адаптации с течением времени час- -тота импульсов ошибок уменьшается, в период устойчивой работы она минимальна и постоянаа, а в период утомляемости частота импульсов ошибок, поступая на триггер 4., имитирует прекращение обслуживания заявки из-за ошибки оператора. Эти импульсы поступают также на счетчик 15.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на счетчиках

и .на сумматоре 12 записан нуль. Триггеры 4, 9, 17 и 34 находятся в нулевом состоянии. На таймере 6 набирается примерное время моделирования. В регистр 38 заносится значение времени, соответствующее началу периода усталости. В счетчик 23 заносится значение времени, соответствующее

начальному периоду появления ошибок оператора при адаптации. В схему 26 сравнения заносится число, соответствующее периоду появления ошибок оператора в установившемся режиме. В

счетчик 24 и схему 27 сравнения заносятся значения времени, соответствующие начальному и конечному периодам появления ошибок оператора в период усталости соответственно. Частота ге- нератора 33 импульсов выбирается таким образом, чтобы обеспечить изменение частоты появления ошибок оператора в соответствии с законами адаптации и усталости,

По сигналу Пуск таймер 6 начинает отсчитьшать время моделирования, двоичный код времени моделирования снимается с выхода таймера 6 и поступает на вход 2 формирователя 18 им- пульсов ошибок (схему 21 сравнения). Сигнал Пуск поступает также на триггер 7, устанавливая его в нулевое состояние. При этом на элемент И 8 подается запрещающий потенциал Этот сигнал устанавливает триггер 9 в единичное состояние. При этом на входе элемента И 10 появляется потенциал, разрешаюший потенциал, разрешающий прохождение импульсов с генератора 1 на счетчик 2 и первьй вход элемента И 3. Кроме того, сигнал Пуск поступает на триггер 34.

В исходном состоянии на вход эле- мента И 3 с инверсного выхода триггера 4 подается разрешающий потенциал, поэтому первьй импульс с генератора 1 проходит через элемент И 3 и пере- брасьшает триггер 4 в единичное состояние, а также запускает генератор 5 импульсов со случайным интервалом следования. Кроме того, этот импульс устанавливает в единичное состояние триггер 17.

На входе элемента И 3 появляется потенциал с инверсного выхода триггера 4, запрещающий прохождение заявок через элемент И 3 во время обслуживания заявки. С прямого выхода триггера 4 потенциал подается на вход преобразователя 11 временной интервал код, который обеспечивает начало формирования интервала обслуживания заявки оператором. Генератор 5 через спучайный момент времени вырабатьшает импульс, имитирующий окончание обслуживания заявки, которьй. через элемент ИЛИ 13 поступает на нулевой вход триггера 4 и перебрасьшает его в нулевое состояние, снимая потенциал с входа преобразователя I1 временной интервал - код, при этом обслуживание заявки заканчивается. На втором входе

0

5 0

5

0

Q

35

0

45

элемента И 3 появляется потенциал, разрешающий прохождение новой заявки от генератора 1, в сумматор 12 запи- сьшается время обслуживания заявки.

Импульс с выхода генератора 5 че- -рез элемент И 15 поступает на счетчик 14, подсчитьшаюший количество обслуженных заявок, а также перебрасьшает тршггер 17 в нулевое состояние.

Формирователь 18 импульсов ошибок обеспечивает появление импульсов, имитирующих возникновение ошибки оператора. Считается, что ошибка приводит к срьюу обслуживания заявки.

Формирователь работает следующим образом.

Сигнал Пуск перебрасьшает триггер 34 в единичное состояние, обеспечивая наличие разрешающих потенциалов на первых входах элементов И 28 и 29, запускает генератор 33 импульсов, а также через элемент ИЛИ 22 поступает на счетчик 23, при этом значение числа, записанного в счетчике 23, через элемент ИЛИ 25 поступает на вход преобразователя 31 код- временной интервал, на выходе которого формируется временной интервал, соответствующий начальному периоду появления ошибок оператора при адаптации. По окончании этого временного интервала на выходе дифференцирующего элемента 32 появляется импульс, имитирующий ошибку оператора. Данный импульс через элемент ИЛИ 13 поступает на нулевой вход триггера 4, прекращая обслуживание заявки из-за ошибки оператора. Этот импульс через элемент И 16 поступает на счетчик 15, подсчитьшающий количество ошибок оператора. Элемент И 16 открыт, так как на выходе триггера 17 имеется разрешающий потенциал вследствие того, что он переброшен в единичное состояние при поступлении импульса, имитирующего заявку с выхода элемента ИЗ, Это соответствует тому, что ошибки оператора возможны лишь при обслуживании заявки, импульс ошибки через элемент ШИ 15 перебрасьшает триггер 17 в нулевое состояние. Последующие импульсы ошибок не поступают на счетчик 15, так как элемент И 16 закрыт потенциалом с выхода триггера 17. Импульс ошибки поступает на вход генератора 5 импульсов

со случайным интервалом схседования и отключает его.

Кроме того, импульс ошибки через элемент И 28 и элемент ИЛИ 22 поступает на счетчик 23. К этому моменту в счетчике записано новое число, большее предьщущего, за счет того, что на суммирующий вход счетчика 23 поступают импульсы от генератора 33 через элемент И 2. Значение этого числа через элемент ИЛИ 25 поступает на преобразователь 31 код - временной интервал. Временной интервал формируется продолжительностью больше,, чем прерьщущий, что соответствует уменьшению частоты появления опшбок оператора. По окончании временного интервала на выходе,дифференцирующего элемента 32 появляется импульс ошибки и описанный цикл повторяется. Когда в счетчике 23 имеется число, соответствующее частоте появления ошибок оператора в установившемся режиме, на выходе схемы 26 сравнения появляется потенциал, запрещаю- шлй прохождение импульсов от генератора 33 через элемент И 29 на счетчик 23, До окончания установившегося режима ошибки оператора появляются с постоянной частотой.

В момент начала периода усталости на выходе схемы 21 сравнения появляется импульс, который перебрасьшает триггер 34, При этом на первых входах элементов И 30 и 37 появляется разрешающий потенциал. Этот же импульс, пройдя через элемент 35 задержки и элемент ИЛИ 36, поступает на вход, счетчика 24, Значение числа, записанное в счетчике 24, через элемент РШИ 25 поступает на преобразователь код временной интервал. По окончании временного интервала, соответствующего начальному периоду появления ошибок оператора в период усталости, на выходе дифференцирующего элемента 32 появляется импульс ошибки, которьш через элемент ИЛИ 13 перебрасывает триггер 4, а также через элементы И 37, ИЛИ 36 поступает на вход счетчика 24, в котором записано уже другое число, меньше предыдущего, так как на вычита ош 1й вход счетчика 24 постоянно поступают импульсы от генератора 33 через эле™ мен-г И 30. Это соответствует увеличению частоты ошибок оператора со временем в период усталости. Значение, числа через элемент ИЛИ 25 поступает на преобразователь 3) код - .временной интервал и описанный цикл повторяется. Когда в счетчике 24 оказьшается число, соответствующее максимальной частоте появления ошибок оператора, в режиме усталости на выходе схемы 27 сравнения появляется потенциал, запрещающий прохождение

импульсов от генератора 33 через элемент И 30, С этого момента частота появления ошибок оператора постоянна.

По окончании времени моделирования импульс с выхода таймера 6 поступает на триггер 7, обеспечивая появление разрешающего потенциала на входе элемента И 8, На другой вход элемента И 8 через элемент ИЛИ 13 поступает импульс окончания обслуживания заявки или импульс ошибки. Этот импульс перебрасьшает триггер 9, при этом на входе элемента И 10 появляется потенциал, запрещающий поступление заявок от генератора 1, а также поступает на вход останова таймера 6, фиксируя точное время моделирования.

Процесс моделирования заканчивает- jg ся. По показаниям счетчиков таймера 6 и сумматора 12 можно оценить статистические показатели деятельности человека-оператора в системе человек- машина с учетом возникновения ошибок оператора в различные периоды его

35

деятельности.

Формула изобретения

Устройство для моделирования деятельности человека-оператора эргати- ческих систем, содержащее генератор случайного потока, импульсов заявок, первый, второй и третий триггеры,

три элемента И, генератор импульсов со случайным интервалом следования таймер, преобразователь временной интервал-код, счетчшс заявок и счетчик обслуженных заявок, сумматор, выход

генератора случайного потока импульсов заявок соединен с первым входом первого элемента И,, второй вход которого соединен с прямым, выходом первого триггера, а выход первого эле-

мента И подключен к счетному входу счетчика заявок и к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, а выход подключен

11315994

к единичному входу второго триггера, прямой выход которого соединен с входом преобразователя временной интервал-код, выход которого соединен с

входом сумматора, вход запуска таймера, нулевой вход третьего триггера и единичный вход первого триггера объединены и являются входом запуска устройства, информационный выс первыми прямыми входами третьего и четвертого элементов И формирователя импульсов ошибок, выходы которых под ключены соответственно к вычитающему входу второго счетчика импульсов и к первому входу второго элемента ИЛИ формирователя импульсов ошибок, вход считьшания второго счетчика импульсов которого соединен с выходом втоход таймера соединен с единичным вхо- рого элемента ИЛИ формирователя имдом третьего триггера, прямой вьпсод которого подключен к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с нулевым входом первого триггера и входом останова таймера, выход генератора импульсов со случайным интервалом следования подключен к счетному входу счетчика обслужеяпульсов ошибок, а разрядные выходы второго счетчика импульсов подключены соответственно к первой. входов третьего элемента ИЛИ, вторая 15 группа входов которого соединена соответственно с разрядными выходами первого счетчика импульсов формирователя импульсов ошибок, выход третьего элемента ИЛИ которого подключен

ных заявок, отличающееся

тем, что, с целью расширения функци- входу преобразователя код-временональных возможностей устройства интервал, выход которого соединен

счет моделирования ошибок оператора входом дифференцирующего элемента,

с учетом влияния продолжительностив код которого соединен с вторыми

его работы, оно дополнительно содер-входами первого и четвертого элеменжит элемент ЕЛИ, четвертьш элемент ° формирователя импульсов ошибок,

входом останова генератора импульсов

И, счетчик необслуженных заявок, четвертый триггер и формирователь импульсов ошибок, который содержит три схемы сравнения, регистр памяти, генератор импульсов, два счетчика импульсов, три элемента ИЛИ, четыре элемента И, триггер, элементы задержки, преобразователь код-временной интервал, дифференцирующий элемент, причем в формирователе импульсов ошибок единичньш вход триггера, вход запуска генератора импульсов и первый вход первого элемента ИЛИ объединены и подключены к входу запуска устрой30

со случайным интервалом следования устройства, первым входом элемента ИЛИ устройства и первым входом четвертого элемента И устройства, выход генератора импульсов формирователя импульсов ошибок соединен с вторыми прямыми входа -1и второго и третьего

элементов И формирователя импульсов ошибок, инверсные входы второго и третьего элементов И которого соединены соответственно с выходами Рав- I но второй и третьей схем сравнения

40 формирователя и1-1пульсов ошибок, груп35

ства, первая группа входов первой схемы сравнения подключена соответственно к группе тактовых выходов таймера, в формирователе импульсов ошибок вторая группа входов первой схемы срав- нения подключена соответственно к разрядным выходам регистра памяти, а выход Равно первой схемы сравнения соединен с входом элемента за

держки и с нулевьм входом триггера, .Q ИЛИ формирователя импульсов ошибок, прямой выход которого подключен к единичный вход четвертого триггера первым прямым входам первого и второ- устройства и вход запуска генератора

го элементов И формирователя импульсов ошибок, выходы которых соответственно подключены к второму входу первого элемента ИЛИ и к счетному входу первого счетчика импульсов формирователя импульсов ошибок, инверсный выход триггера которого соединен

с первыми прямыми входами третьего и четвертого элементов И формирователя импульсов ошибок, выходы которых подключены соответственно к вычитающему входу второго счетчика импульсов и к первому входу второго элемента ИЛИ формирователя импульсов ошибок, вход считьшания второго счетчика импульсов которого соединен с выходом втопульсов ошибок, а разрядные выходы второго счетчика импульсов подключены соответственно к первой. входов третьего элемента ИЛИ, вторая группа входов которого соединена соответственно с разрядными выходами первого счетчика импульсов формирователя импульсов ошибок, выход третьего элемента ИЛИ которого подключен

со случайным интервалом следования устройства, первым входом элемента ИЛИ устройства и первым входом четвертого элемента И устройства, выход генератора импульсов формирователя импульсов ошибок соединен с вторыми прямыми входа -1и второго и третьего

элементов И формирователя импульсов ошибок, инверсные входы второго и третьего элементов И которого соединены соответственно с выходами Рав- но второй и третьей схем сравнения

ормирователя и1-1пульсов ошибок, груп

пы входов которых соответственно подключены к разрядным выходам первого

и второго счетчиков импульсов, второй I

вход второго элемента ИЛИ формирователя импульсов ошибок соединен с выходом элемента задержки, а вход счи- тьшания первого счетчика импульсов подключен к выходу первого элемента

импульсов со случайным интервалом следования соединены с выходом вто- рого элемента И устройства, выход генератора импульсов со случайным интервалом следования соединен со счетным входом счетчика обслуженных заявок и вторым входом элемента ИЛИ

9131599410

устройства, выход которого подключен устройства и нулевым входам второго

к второму входу третьего элемента И

и четвертого триггеров устройства.

и четвертого триггеров устройства.

Изобретение относится к вычисли- - тельной технике, в частности к устройствам для моделирования деятельности человека - оператора эргатичес- ких систем. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования ошибок оператора с учетом влияния продолжительности его работы. С помощью устройства возможно моделирование деятельности оператора по об-, служиванию заявок с четом ошибок в его действиях по обслуживанию заявок. Временной интервал между моментами появления ошибок увеличивается по линейному закону на начальном этапе приработки, постоянен на этапе нормальной работы и уменьшается по линейному закону в период утомления оператора. 2 ил. (Л со ел со ЕГ 4

го

фиг 2

Редактор О.Головач

Составитель В.фукалов

Техред Н.Глущенко Корректор Л.Пилипенко

Заказ 2365/52Тираж 672Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4