Устройство для предъявления информации оператору Советский патент 1990 года по МПК G09B9/00 

ел

о

Јь

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для управления уровнем бдительности человека-оператора эргатических систем, в частности при управлении уровнем бдительности водителя транспортного средства. Целью изобретения является повышение точности устройства с расширением его функциональных возможностей за счет организации динамической биологической обратной связи. Для этого устройство, содержащее формирователь сигналов физиологического состояния оператора с выделением фазической составляющей электрического сопротивления кожи, амплитудный селектор 2, индикатор 4 и элемент И 11, дополнено блоком измерения фазической составляющей, содержащим, кроме элемента И 11, также формирователи 5, 6 импульсов, счетчики 7, 8, генератор 9, блок 10 сравнения, элемент И 12, дешифратор 13. 2 ил.

Фиг. 2

Изобретение относится -к автоматике и может быть использовано для управления уровнем бдительности человека-оператора эрратических систем, в частности при управлении уровнем бдительности водителя транспортного средства.

Целью изобретения является повышение точности устройства с расширением его функциональных возможностей за счет организации динамической биологической обратной связи, на основе которой осуществляется управление (саморегуляция) уровнем бдительности.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 - схема блока измерения фазической составляющей.

Устройство содержит формирователь 1 сигналов физиологического состояния оператора, выделяющий фазическую доставляющую (ФС) электрического сопротивления кожи, амплитудный селектор 2, блок 3 измерения ФС и индикатор 4 уровня ФС. Блок 3 содержит формирователи 5 и 6 импульсов, счетчики 7 и 8, генератор 9, блок 10 сравнения, элементы И 11 и 12, дешифратор 13.

Устройство работает следующим образом.

При нормальном функциональном состоянии оператора на выходе формирователя 1 формируется физический сигнал, поступающий на амплитудный селектор 2, а с его выхода нормированные по амплитуде импульсы - на блок 3, который реализует функцию определения времени t. между последним п и предпоследним п-1 импульсами (ФС), сравнивает время t со значением ФС (t0) отображенным на индикаторе 4, и обеспечивает управление отображением дина мики изменения ФС ..на индикаторе 4. При этом, если время , то на индикатор 4 выдается значение, соответствующее времени tnj если же на величину, большую чем ut, то показания индикатора 4 уменьшаются на величину 4 t.

Рассмотрим, как осуществляется работа устройства при управлении .уровнем бодрствования, например, у операторов -машинистов железнодорожного локомотива. Вначале в стационарных условиях вырабатывают навык на адаптивное преобразование состоя

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ния типа потеря бдительности - бдительность, от которого зависит адекватность и своевременность восприятия информации (предупреждающие, констатирующие, запрещающие сигналы, оценивание обстановки на железнодорожном полотне и т.д), и как следствие, своевременность и правильность распознавания ситуации, принятия решений и отработка определенных алгоритмов деятельности по поступающей информации (например, изменение сигналов светофора с зеленого на желтый предписывают локомотиву преследователь определенный участок дороги со скоростью X км/ч и т.д). Уровень бдительности оператора-машиниста определяется на основе характеристики электрического сопротивления кожи (ЭСК), из которого выделяется ФС (практически это кожно-гальваническая реакция) , по которой и вырабатывают навык на саморегуляцию (адаптивное преобразование состояния).

Управление уровнем бодрствования непосредственно на рабочем месте, во время выполнения алгоритмов деятельности осуществляется по значениям ФС, которые получают, например, с выхода селектора 2.

На индикаторе 4 отображается динамика изменения ФС (практически организуется динамическая зрительная биологическая обратная связь), и оператор-машинист в оптимальный момент времени (когда он меньше всего загружен отработкой алгоритма деятельности) управляет (на основе саморегуляции) уровнем своей бдительности, т.е. не допускает выхода ФС за установленные граничные значения (на индикаторе зона выполненная в оранжевом цвете). При этом оператор осознает, что если он не допустит выхода значений ФС на уровень предельно допустимых значений или превышающий его, то исключается необхрдимость в отработке дополнительной функции, обусловленной срабатыванием прибора для контроля бдительности, что само по себе является мотивацией - важным фактором при управлении состоянием человека-оператора. Отсутствие необходимости в выполнении дополнительной функции (любого вида) не отвлекает оператора от выполнения алгоритма деятельности и исключает возможность неоправданного перехода эргатической

5

системы машинист-локомотив на аварийный режим работы (например, включени тормозной системы на транспортном средстве). Отрабатывая дополнительную функцию типа нажатие на рукоятку бдительности, которая входит в состав автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия и в локомотивах установлена на пульт управления и в передней верхней части кабины (над ветровым стеклом), для нажатия последней оператору-машинисту предварительно необходимо встать, поднять руку и только затем нажать первую рукоятку,.причем время на отработку дополнительной функции ограничено несколькими секундами. Если оператор просрочит время ввиду срочности и важности отработки других- алгоритмов деятельности, приоритетность которых высокая (например, распознавание и оценивание ситуации на железнодорожном полотне, переезде и др.), также включается тормозная система, что может стать причиной аварийной обстановки.

В промежутках времени между приходом импульсов ФС с выхода селектора 2 счетчик 7 подсчитывает импульсы генератора 9. По приходу импульса ФС запрещается работа счетчика 7 и разрешается работа счетчика 8. Импульс формирователя 5 поступает на входы элементов 11 и 12. При этом в зависимости от результата сравнения содержимого счетчиков 7 и 8 в момент прихода импульса ФС этот импульс проходит на счетчик 8 либо через элемент 11 и устанавливает в счетчике 8 показание счетчика 7, ког .да число сче/гчика 7 больше числа в счетчике 8, либо через элемент 12 и уменьшает показания счетчика 8 на один дискрет, когда число счетчика 7 меньше числа в счетчике 8. Информация с выхода счетчика 8 поступает через дешифратор 13 на выход блока 3 для последующего отображения на индикаторе А уровня ФС.

По концу импульса формирователя 5 формирователь 6 генерирует одиночный импульс, поступающий на счетчик 7 и подготавливающий его для измерения следующего уровня ФС. Счетчик 7 возобновляет счет с начального значения.

71640а

Использование предлагаемого уст- . ройства позволяет сократить количест во отработок дополнительной функции, вызванных срабатыванием прибора для контроля бдительности, или совсем ее исключить за время деятельности оператора-машиниста в случае, если он успешно управлял уровнем своей бдитель- FIOCTII.

Таким образом, предлагаемое уст-- ройство имеет повышенную точность предъявления информации и расширенные функциональные возможности, что позволяет управлять уровнем бдительности оператора и тем самым повысить надежность и эффективность функцио-

5

10

15

следствие, эргатической системы в целом.

Формула изобретения

Устройство для предъявления информации оператору, содержащее формирователь сигналов физиологического состояния оператора, вход которого является входом устройства, а выход подключен к входу амплитудного селектора, индикатор и первый элемент И, отлича.ющеес я тем, что, с целью повышения точности устройства за счет саморегуляции уровня бдительности оператора, в него введены первый и второй формирователи импульсов, первый и второй счетчики,, генератор, дешифратор, второй элемент И и блок сравнения, один вход которого соединен с выходом первого счетчика и информационным входом второго счетчика, другой вход - с выходом второго

счетчика и входом дешифратора,- а первый и второй выходы подключены к одним входам соответственно первого и второго элементов И, выходы которых соединены с входом разрешения

записи и вычитающим входом соответственно второго счетчика, а другие входы - с выходом первого формирователя импульсов, подключенным к входу второго формирователя импульсов, выход которого соединен с установочным входом первого счетчика, С-вход которого подключен к выходу генератора, а вход запрета - к входу первого формирователя импульсов, С-входу второго

счетчика и выходу амплитудного селектора, выход дешифратора соединен с входом индикатора.

1

I

Фиг.1