Устройство для контроля деятельности операторов автоматизированных систем управления Советский патент 1982 года по МПК G09B9/00 

() УСТРОЙСТВО для КОНТРОЛЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОПЕРАТОРОВ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ Изобретение относится к устройствам контроля деятельности операто-ров АСУ по точности, правильности и своевременности их управляющих воздействий в стрессовых ситуациях, обу ловленных дефицитом времени. Известно устройство, которое може использоваться для контроля временной загруженности операторов. Однако это устройство не позволяет оценить качество деятельности оператора в условиях дефицита времени tl. Известны также устройства, которые позволяют создавать условия дефицита времени С2 и СЗ. Однако известные устройства не позволяют оценить влияние темповой напряженности накачестве деятельности операторов. Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее програм мный блок, блок предъявления информации, блок индикации, блок ответов, блок контроля времени, блок оценки. УПРАВЛЕНИЯ блок имитации временных ограничений и блок определения темповой напряженности. Устройство позволяет оценивать влияние темповой напряженности на качество деятельности операторов Г . Однако с помощью известного устройства нельзя оценивать надежность . деятельности оператора, которая-характеризует способность оператора выполнять задание с определенным качеством в течение заданного времени и зависит от психофизиологического состояния оператора. Кроме того, устройство, создавая стрессовую ситуацию, не обеспечивает защиту оператора от чрезмерных психических и эмоциональных перегрузок, которые могут Привести к физиологическому отказу человекаоператора. Цель изобретения - повышение точности контроля за счет обеспечения полноты контроля качества и оценки надежности деятельности операторов путем одновременной оценки темповой 393 и физиологической напряженности деятельности и прогнозирование времени наступления опасных для здоровья оператора состояний. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок задания программы обучения, первый вход и первый выход которого соединены соответственно с первыми выходом и входом блока предъявления учебной информации, второй выход - с первым входом блока индикации, третий выход - с первым входом блока индикации, четвертый выход - с входом блока задания времени ,. пятый выход - с первым входом счетчика времени, второй вход - с первым выходом блока ввода ответов, второй выход которого подключен к второму входу счетчика времени, а третий выход - к первому входу блока оценки темповой напряженности оператора, второй вход которого соединен с первым выходом счетчика времени, третий вход - с выходом блока задания времени, первый выход - с вторым входом блока индикации, а второй выход - с вторым входом блока сравнения, третий вход которого подключен к второму выходу счетчика времени, введены преобразователь кодов и последовательно включенные формирователь кодов физиологических параметров, блок прогнозирования и регистратор, второй вход которого.через преобразователь кодов соединен с выходом блока сравнения, а третий вход - непосредственно с вто рым выходом формирователя кодов физи логических параметров, подключенным четвертому входу блока сравнения, второй вход блока прогнозирования со единен- с шестым выходом блока задания программы, а выход - с третьим входом блока индикации, причем блок прогнозирования содержит узел суммирования и последовательно включенные узел дифференцирования, узел сравне 1 ния, ключ, узел деления кодов и дешифратор, второй вход которого соеди нен с вторым выходом узла сравнения, а выход является выходом блока, первый и второй входы узла суммирования являются соответственно первым и вторым входами блока, а выход соединен с вторым входом узла деления кодов, вход узла дифференцирования соединен с первым входом блока, а вы ход - с вторым входом ключа. Применение введенных блоков позволяет производить совместную оценку качества деятельности оператора, величины темповой и физиологической напряженности. Кроме того| наличие прогнозирования позволяет оценивать время до наступления опасного для здоровья оператора состояния, в течение которого обеспечивается качество деятельности, фиксируемое в условиях темповой напряженности без доведения физиологической напряженности до критических значений. Эту оценку также используют для прекращения экспериментов при малом значении регистрируемого времени и тем самым предупреждают наступление опасных для здоровья операторов состояний. На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока прогнозирования. Устройство для контроля деятельности операторов автоматизированных систем управления содержит блок 1 задания программы обучения, блок 2 предъявления учебной информации, Блок 3 индикации, счетчик t времени блок 5 задания времени, .пок 6 оценки темповой напряженности оператора, блок 7 ввода ответов, блок 8 сравнения, формирователь 9 кодов физиологических параметров, состоящий из блока 10 датчиков и преобразователя 11 аналог-код, преобразователь 12 кодов, регистратор 13, блок прогнозирования, состоящий из узла суммирования 15) узла 16 дифференцирования, узла 17 сравнения, ключа 18, узла 19 деления кодов и дешифратора 20. БЛОК 1 предназначен для задания вида задачи управления, нормативных значений времени выполнения операций, а также для управления предъявлением информации имитацией временных ограничений, оценкой состояния и выдачи значения показателя качества деятельности оператора. Блок 2 предназначен для отображения задачи управления, которую необходимо решить оператору. Блок 3 предназначен для отображения хода решения задачи управления оператором, времени оставшегося на решение данной задачи и времени до наступления опасного для здоровья оператора состояния. Блок 7 предназначен для выдачи оператором управляющих сигналов после выполнения каждой заданной операции данного алгоритма управлеиия. Счетчик предназначен для зада ния нормативного времени на выполнение каждой операции алгоритма управления, определения необходимого времени на выполнение оставшейся части данного алгоритма управления и выдачи этого значения времени в блоки 6 и 8. Блок 5 предназначен для случайного автоматического подыгрыша допус тимого времени на выполнение задачи управления в целом. Блок 6 предназна чен для определения значения показателя темповой напряженности деятельности оператора в процессе решения им задачи управления и выдачи этого значения в блок 8, Блок 7 предназнач для ввода ответов оператора и фиксирования моментов для регистрации вре мени выполнения операций и текущей темповой напряженности. Блок 8 предназначен для оценки статистических характеристик контролируемых парамет ров. Формирователь 9 состоит из блока 10 и преобразователя 11 и предназ чен для получения информации о состо НИИ оператора и выдачи ее в блоки Н и 8. Преобразователь 12 предназначен для определения характеристик связи между регистрируемыми параметрами. Блок 13 предназначен для регистрации контролируемых параметров. Блок 1 Предназначен для определения времени оставшегося до. наступления опасного для здоровья оператора состояния и выдачи значения этого времени на регистрацию в регистратор 13 и на индикацию в блок 3. Устройство работает следующим образом. По сигналу с блока 1 выбирается задача управления, которая отображается на блоке 2, а последовательност операций, из которых состоит алгоритм решения данной задачи управления, отображается в блоке 3- Кроме этого, по сигналам с блока 1 в счетчике k задаются нормативные значения времени выполнения каждой операции алгоритма решения задачи, а в блоке 5 случайным образом подыгрывается допустимое время на выполнение данной задачи. Сигналы со счетчика и блока 5 поступают в блок 6, в котором определяют текущую темповую напряженность. Оператор, решая задачу, вводит решение с помощью блока 7. Сигнал, характеризующий правильность решения задачи j оператором,поступает с блока 1 на вход блока У. На вход бло1ка 8 также поступают сигналы, характеризующие величину темповой напряженности с блока 6 и текущее время со счетчика k. С формирователя 9 сигналы, характеризующие состояние человека-оператора, также поступают в блок 8, где определяются математические ожидания контролируемых физиологических параметров за период, равный постоянной времени регулирования сердечно-сосудистой системы оператора. 8 блоке 8 подсчитываются математимес-. кие ожидания и дисперсии контролируемых величин. Сигналы с выхода блока 8 поступают в преобразователь 12, где определяются взаимные корреляционные характеристики контролируемых параметров, которые регистрируются регистратором 13- Кроме того, регистратором 13 регистрируются и сами значения физиологических параметров, для чего выход формирователя 9 соединен с регистратором 13. Для оценки времени наступления. опасных для здоровья оператора состояний сигналы с выхода датчиков 10 поступают на вход блока Ц, куда с блока 1 поступают предельно допустимые значения контролируемых физиологических параметров. Величина значения времени, оставшегося до наступления состояния, опасного для здоровья оператора, выдаются в регистратор 13 и отображается на блоке 3. Определение времени, оставшегося до наступления опасного для здоровья оператора состояния, осуществляется в блоке 1 прогнозирования в соответствии с формулой t (F-f):(df/dt), где F - максимально допустимое значение контролируемого параметра; - текущее значение контролируемого параметра. Сигнал, пропорциональный значению онтролируемого параметра,с формироателя 9 поступает на вход узла 15, де определяется разность между текуим и максимально допустимым значеним контролируемого параметра, и на ход узла 1б дифференцирования, где пределяется значение производной онтролируемого параметра. Сигнал с ыхода узла 16 поступает на узел 17, де происходит сравнение текущего знаения производной с нулем. При превыении сигналом нулевого значения с уза 17 на ключ 18 поступает открываю793

щий сигнал и сигнал, характеризующий значение производной контролируемого параметра, проходит на узел 19, где определяется значение прогнозируемого времени; аналоговый сигнал с узла 19 поступает на дешифратор 20, выход которого подключен к.регистратору 13 и блоку 3.

При равенстве нулю сигнала с узла 16 узел 17 вырабатывает сигнал на закрытие ключа 18. При этом регистрируется величина времени, которая была зафиксирована накануне равенства си1- нала нулю. При значении сигнала меньше нуля происходит сброс дешифратора 20, и регистрируется максимальное время, так как значение сигнала меньше нуля говорит о нормализации параметра.

Применение предлагаемого устройства позволяет проводить оценку надежности деятельности операторов в стрес,совых ситуациях, а также оперативно оценивать время наступления опасных для здоровья оператора состояний с целью их предупреждения.

Формула изобретения

1 . Устройство для контроля деятельности операторов автоматизированных систем управления, содержащее блок задания программы обучения, первый вход и первый выход которого соединены соответственно с первыми выходом и входом блока предъявления учебной информации, второй выход с первым входом блока сравнения, третий выход - с первым входом блока индикации, четвертый выход - со входом блока задания времени, пятый выход с первым входом счетчика времени, второй вход - с первым выходом блока ввода ответов, второй выход которого подключен ко второму входу счетчика времени, а третий выход - к первому входу блока оценки темповой напряженности оператора, второй вход которого соединен с первым выходом счетчика времени, третий вход - с выходом бло . 8

ка задания времени, первый выход -.

со вторым входом блока индикации, а второй выход - со вторым входом блока сравнения, третий вход которого подключен ко второму выходу счетчика времени, отличающееся тем что, с целью повышения точности контроля, в него введены преобразователь кодов и последовательно включенные формирователь кодов физиологических параметров, блок прогнозирования и регистратор, второй вход которого через преобразователь кодов соединен с выходом блока сравнения, а третий вход - непосредственно со вторым выходом формирователя кодов физиологических параметров, подключенным к четвертому входу блока сравнения, втрой вход блока прогнозирования соединен с шестым выходом блока задани программы, а выход - с третьим входом блока индикации.

2, Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что в нем блок прогнозирования содержит узел суммирования и последовательно включенные узел дифференцирования, узел сравнения, ключ, узел деления кодов и дешифратор, второй вход когорого соединен со вторым выходом узла сравнения а выход является выходом блока, первый и второй входы узла суммирования являются соответственно первым и вторым входами блока, а выход соединен со вторым входом узла деления кодов, вход узла дифференцирования соединен с первым входом блока, а выход - со вторым входом ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР № , кл. G 07 С 3/08, 1968.

2,Авторское свидетельство СССР № 506903, кл. G 09 В 7/02, 1976,

3,Авторское свидетельство СССР по заявке № 2608939/18-2 4,

кл, G 09 В 7/04, 1978.

Ц, Авторское свидетельство СССР по заявке № 2764904/18-2+, кл. G 09 В 7/00, 1979 (прототип).