Устройство для оценки профессиональной пригодности операторов автоматизированных систем управления Советский патент 1982 года по МПК G09B9/00 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПРИГОДНОСТИ ОПЕРАТОРОВ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ Изобретение относится к техническим средствам для эргономических исследований и может быть испол зовано для обоснования требований к информационным модулям на ранних стадиях проектирования оценки психофизиологических характеристик операторов. Известно устройство, предназна ценное для исследования реакции че ловека на различные раздражители, сигналы. Устройства этого типа позв ляют классифицировать простейшие раздражители по количеству ошибочных и правильных реакций человека, по статическим характеристикам времени его реакцийtn Однако с помощью известных устройств невозможно исследовать особенности памяти и мышления оператор АСУ и оценивать правильность постро ения информационных моделей для обеспечения деятельности оператора. УПРАВЛЕНИЯ Наиболее близким к изобретению явля тся устройство, предназначенное для исследования деятельности операторов АСУ, работающих со статическими и динамическими информационными моделями. Это устройство содержит узел управляющих сигналов, соединенный с узлом регистрации правильных ответов и через электронный распределитель с информационным табло, подключенным к клавишному наборному полю. Деятельность операторов в процессе экспериментальных исследований с применением устройств подобного типа близка к реальной. Использование устройств позволяет получить объективные оценки качества деятельности операторов АСУ при работеих с различными информационными моделями 2. Однако получаемые результаты недостаточны для оптимизации информационных моделей, так как представляют из себя значения косвенных покаэателей качества информационного обеспечения. А для процесса оптимизации необходимы также и значения прямых показателей, не связанных с характеристиками деятельности операторов. Кроме того, ручная установка значений информационных признаков, сое тавлящих информационную модель, экспериментатором перед каждым экспериментом не позволяет производить оперативную оценку информационных моделей даже по косвенным показателям.

Цель изобретения - расширение ди(Дактических возможностей устройства за счет-автоматического формирования информационных моделей и их оперативной оценки в процессе экспериментательных исследований деятельности операторов АСУ.

Указанная цель достигается тем,

iчто в известное устройство, содержащее последовательно включенные блок ввода ответовИ блок регистрации, а также последовательно включенные формирователь управляющих импульсов, распределитель импульсов и информационное табло, введены блок анализа информационной модели и последовательно соединенные формирователь кодов,первый дешифратор и блок элементов И, второй вход которого соединен с вторым выходом блока ввода ответов, а выход - с вторым входом блока регистрации , третий вход которого подключен к первому выходу формирователя кодов, а четвертый вход - к.выходу блока анализа информационной модели, первый и второй входы которого соединены соответственно со вторым и третьим выходами формирователя управляющих импульсов, а третий вход - с первым выходом формирователя кодов, второй выход которого подключен к второму входу информационного табло, при чем формирователь кодов содержит последовательно соединенные генератор, блок сравнения, блок ключей и блок регистров, а также последовательно включенные счетчик и второй дешифратор, выход которого соединен с вторым входом блика ключей, выходы блока регистров и блока сравнения являются соответственно первым и вторым выходами формирователя, а входы генератора и блока регистров являются входом формирователя, блок анализа информационной модели содержит последовательно соединенные узел памяи эталонов, первый узел сумматоров, ретий дешифратор, сумматор, узел ключей, формирователь импульсов, перый узел деления и узел памяти, узел четчиков и последовательно соединеные втррой узел сумматоров и второй зел деления, выход которого соединен со вторым входом узла памяти, а второй вход - с выходом узла счетчиков, подключенным к второму входу первого узла делителей кодов, входы второго узла сумматоров и узла счетчиков подключены к второму выходу третьего дешифратора, входы узла памяти эталонов, узла памяти и первого узла сумматоров являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока.

Формирователь кодов предназначен для автоматического формирования по сигналам электронного распределителя значений параметров информационной модели и выдачи соответствующих им сигналов на информационное табло и блок анализа информационной модели в определенные моменты времени. Дешифратор предназначен для соотнесения имитированной формирователем комбинации значений информационных признаков к одному из классов и может быть собран на логических элементах И и ИЛИ. Блок элементов И определяет правильность принятия решения оператором путем соотнесения его ответов и сигналов дешифратора. Блок анализа информационной модели предназначен для определения значений показателей информативности и стереотипности набора информационных признаков, составляющих информационную модель.

Введение новых существенных признаков позволяет автоматически формировать в динамике различные информационные потоки для предъявления оператору и в процессе оценки качества его деятельности автоматически определять эргономические характеристики информационных моделей. В результате повышается быстродействие устройства,, и в процессе исследований устройство выдает все исходные данные, необходимые для оптимизации информационных моделей. Все это расширяет его функциональные возможности.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема формирователя кодов (информационной модели);на фиг. 3 функциональная схема блоки.анализа информационной модели; на фиг.. Ц структурная схема блока анализа информационной модели при информационных признаках и 3-х классах принятия решений. Устройство содержит распределитель 1 импульсов, формирователь 2 кодов (информационной модели), дешифратор 3, блок «элементов И, блок 5 регистрации, формирователь 6 управляющих импульсов, блок 7 ана лиза информационной модели, блок 8 ввода ответов и информационное табло 9. . Формирователь 2 содержит генератор 10 (случайных напряжений), блок 11 сравнения, блок 12 ключей и блок 13 регистров, а также счетчик И и дешифратор 15. Блок 7 анализа информационной мо дели содержит узел 16 эталонов (эта лонных значений информационнь1х приз наков), узел 17 сумматоров, дешиф ратор 18, узел 19 счетчиков, узел 20 деления, узел 21 сумматоров, сум матор 22, узел 23 ключей, формирователь 24 импульсов, узел 25 деления, узел 26 памяти и узел 27 сравнения. I Блок 7 строится из одинаковых линеек по числу классов принятия реше ний оператором. На фиг. показаны три линейки (при наличии 3-х классов). Соответственно все блоки (фиг.З кроме узла 27 и сумматора 22 по своей структуре состоят из независимых однотипных схем, количество которых равно числу линеек. В узле 16 каждая такая схема состоит из независимых регистров 28-31, выходы которых подключены к соответствующим сумматорам 32-35 узла 17. Выходы сумматоров 32-35 соединены со входами сумма тора Зб узла 17. Выход сумматора Зб подключен к одному из входов ключей 37 и 38 дешифратора 18. Выходы ключей 38 всех линеек подключены ко входам сумматора 22. Выход ключа 37 в каждой линейке подключен к накапливающему сумматору 39 узла 21, к счетчику 0 узла 19 и ключу 41 узла 23.Выходы накапливающего сумматора 3 Пи. счетчика 40 подключены к делителю 42 узла 20, а выход ключа 41 - к входу накапливающего сумматора 43 уз ла 24. Выходы счетчика 40 и накапливающего сумматора 43 подключены к входам делителя 44 узла 25- Выходы 2 делителей 42 и 44 соединены с входами регистров 45 и 46 узла 26. Узел 27 содержит два последовательно соединенных элемента сравнения 47 и 48, выходы которых подключены к соответствующим входам элементов И 37 и 38 дешифратора 18. Устройство работает следующим образом. Экспериментатор на узле управляющих сигналов формирователя 6 устанавливает эталонные значения информационных признаков для каждого класса решений. В качестве эталонных могут быть взяты средние значения информационнь1х признаков, характеризующих сообщения, принадлежащие данному классу. Сигналы, соответствующие установленным значениям поступают в блок 7 на регистры 28-31. После нажатия кнопки Пуск в формирователе 6 запускается генератор тактовых импульсов, который регулирует работу распределителя 1. После прихода первого импульса от генератора вырабатывается управляющий сигнал на первом выходе распределителя 1, который поступает на генератор 10 и счетчик 14 формирователя 2 и шину первой строки информационного табло 9. Генератор 10 вырабатывает случайный сигнал, который поступает на блок 11, имеющий число выходов, равное числу градаций информационных признаков (числу столбцов информационного табло 9). Каждый выход блока 11 соединен с соответствующей шиной столбца табло 9. В зависимости от величины случайного напряжения на входе блока 11 вырабатывается управляющий сигнал на одном из его выходов и в результате подсвечивается соответствующая ячейка в первой строке табло 9. Подсвет длится в течение времени работы первой ячейки распределителя 1. Затем первая ячейка распределителя 1 отключается и начинает работать вторая. Посредством отключения части выходов ячеек распределителя 1 можно регулировать время между высвечиванием элементов информационных потокое на табло 9. При поступлении очередного управляющего сигнала от распределителя 1 происходит смена состояния счетчика 14. При этом, его содержание поступает на дешифратор 15 формирователя 2, который,в зайисимости от коичества запомненного на счетчике 14 сигналов, формирует сигнал на одном из своих выходов, который открывает соответствующий ключ блока 12, Количество выходов дешифратора 15 и количество ключей блока 12 равно числу информационных параметров Через открытый ключ сигнал с любого из выходов блока 11 поступает на соответствующий регистр блока 13 и заломи-нается там. После прихода управляющего сигнала при подключении последней ячейки распределителя 1 содержимое всех выходных регистров поступает в блок 7 на первые входы сумматоров 32-35, на блок 5 и дешифратор 3,15 который определяет по вектору значений информационных признаков номер класса и выдает соответствующий сигнал на первый вход одного из элементов И блока и на элемент kj бло ка 7. После последовательного предъявления оператору сформированного ин формационного потока на табло 9, он анализирует предъявленное сообщение и принимает решение о соотнесении ег к одному из априорно известных классов, нажав определенную клавишу в блоке 8. При этом, на одном из выхо дов блока 8 формируется сигнал, пос тупающий на второй вход соответствующего элемента И блока 4. Если на пе вый вход этого элемента одновременно поступает сигнал от дешифратора 3, т на его.выходе вырабатывается сигнал, указывающий на правильность принятия решения оператором, который фиксируется в блоке 5. На вторые входы сумматоров 32-35 Iпоступают напряжения, соответствующие содержимому входных регистров 28-31. На выходах сумматоров 32-35 формируются сигналы, равные модулю разности эталонных значений информационных признаков и,:з( параметр j-ro класса) и сформированных формирователем 2. Эти сигналы ( ) поступают на сумматор Зб, где суммируются и усредняются. В результате на его выходе формируется сигнал It l-l . . который поступает на первые входы ключей 37 и 38. Элемент сравнения Щ в зависимости от величины сигнала, соответствуюшего номеру класса, поступающего от дешифратора 3, вырабатывает либо сигнал, откры93вающий ключ 37 первой линейки и ключи 38 второй и третьей линейки (при номере класса, равном 1), либо сигнал, равный поступившемуна вход элемента 7. В последнем случае этот сигнал поступает на вход второго элемента сравнения 8, который при номере класса, равном 2, вырабатывает сигнал, открывающий ключ 37 второй линейки и ключи 38 первой и третьей линейки. .При номере класса, равном 3, элемент 48 вырабатывает сигнал, открывающий ключ 37 третьей линейки и ключи 38 Первой и второй линейки. Сигналы, равные и j с выходов сумматора 36 через открытые ключи 37 поступают на счетчики 0, а через открытые ключи 3tt - на общий для всех трех линеек сумматор 22. Как следует из работы элементов сравнения 47 и 8 они могут вырабатывать сигналы, открывающие один из 3-х ключей 37 и два из 3-х ключей 38. Таким образом, на сумматор 22 поступают сигналы Uj через два ключа 38 от сумматоров 36. Рассмотрим случай, когда формирователь 2 вырабатывает комбинацию значений информационных признаков, соответствующих 1-му классу (). В других случаях блок 7 работает аналогично. Тогда сигнал и поступает на счетчик 10, накапливающий сумматор 39 и ключ 4l через ключ 37 от сумматора Зб первой линейки а сигналы .n Uj через ключи 38 от сумматоров 36 .второй и третьей линейки - на сумматор 22. На выходе сумматора 22 формируется л/л При этом, содержисигналл- -q мое счетчика 0, предназначенного для подсчета количества сообщений первого класса предъявленных оператору, увеличивается на единицу, а ключ 1 открывается. На накапливающем сумматоре 39 к его содержимому прибавля ъется сигнал U, а сигналij хода сумматора 22 через открытый ключ 41 поступает на вход накапливающего сумматора 43. Так как выходы сумматоров 39 и 43 подключены соответственно к первым входам делителей « 42 и 44, а выход счетчика 40 - к их вторым входам, то на выходе делителей 42 и 44 вырабатываются сигналы, соответствующие усредненным знамениям содержимого сумматоров 39 и 43. При этом на выходе сумматора 39 формируется сигнал, соответствующий усредненной разности между эталонными значениями информационных признаков и сформированными значениями информационных признаков в сообщениях, относящихся к 1-му классу, что харак теризует стереотипность сообщений, а на выходе сумматора 4з, сигналы, соответствующие усредненной разности между эталонными значениями информационных признаков 2-го и 3-го классов и сформированными значениями информационных признаков в сообщениях, относящихся к 1-му классу, что харак теризует информативность сообщений. Содержимое делителей 42 и 44 пере сылается на выходные регистры 45 и 46, с которых после последовательног предъявления оператору заданность количества сообщений передается по сигналу узла управляющих сигналов 6 в блок 5. Положительный эффект изобретения заключается в расширении дидактических возможностей устройства за счет обеспечения возможности оценки рдновременно вероятности правильного при нятия решения оператором в многоальтернативных ситуациях и стереотипнос ти и информативности информационной модели. Эти данные позволяют приI нять обоснованное решение о рацинальных вариантах информационных моделей и обосновать критериальные значения эргономических показателей, учи тывающие возможности .человека-операто ра в АСУ по объему и составу перераба тываемой информации. Изобретение так же обеспечивает возможность автомати ческой имитации значений информационн признаков, составляющих информационну модель, по заданному случайному закону, что повышает оперативность получе ния необходимых оценок, исключает влияние мешающих факторов. Формула изобретения 1. Устройство для оценки профессиональной пригодности операторов автоматизированных систем управления, содержащее последовательно включенные блок ввода ответов и блок регистрации, а также последовательно включенные формирователь управляющих импульсов, расп ределитель импульсов 9 2 И информационное табло, отличающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройстваJ в него введены блок анализа информационной модели и последовательно соединенные формирователь кодов, дешифратор и блок элементов И, второй вход которого соединен со вторым выходом блока ввода ответов, а выход - со вторым входом блока регистрации, третий вход которого подключен к первому выходу формирователя кодов, а четвертый вход - к выходу блока анализа информационной модели, первый и второй входы которого соединены соответственно со вторым и третьим выходами формирователя управляющих импульсов, а третий вход - с первым выходом формирователя кодов, второй вход которого подключен ко второму входу информационного табло. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем формирователь кодов содержит последовательно соединенные генератор, блок сравнения, блок ключей и блок регистров, а также последовательно включенные счетчик и дешифратор, выход которого соединен со вторым входом блока ключей, выходы блока регистров и блока сравнения являются соответственно первым и вторым выходами формирователя, а входы генератора и блока регистров являются входом формирователя. 3.Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что в нем блок анализа информационной модели содержит последовательно соединенные узел памяти эталонов, первый узел сумматоров дешифратор, сумматор, узел ключей, формирователь импульсов, первый узел деления, узел памяти, узел счетчиков и последовательно соединенные второй узел сумматоров и второй узел деления, выход которого соединен со вторым входом узла памяти, а второй вход - с выходом узла счетчиков, подключенным ко второму вхЬду первого узла деления, входы второго узла сумматоров и узла счетчиков подключены ко второму выходу дешифратора блока, входы узла памяти эталонов, узла памяти и первого узла сумматоров явля11936012 2

тся соответственно первым, вторым и 1- Авторское свидетельство СССР третьим входами блока.№ , кл. G 09 .В 7/02, 1972.

Источники информации,по заявке № 2728612/28-12,

принятые во внимание при экспертизе s кл. G 09 В 7/00, 1979 (прототип).

2. Авторское свидетельство СССР

м / /