Устройство для моделирования деятельности человека-оператора системы "человек-машина Советский патент 1982 года по МПК G06N1/00 G06G7/48 

(5) УСТРОЙСТВО для .МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА - ОПЕРАТОРА СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕК 1

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам для моделирования деятельности человека - оператора системы человек - машина.

Центральной проблемой при разработке систем человек - машина является проектирование деятельности человека - оператора. Ядро этой проблемы - модель деятельности человека оператора. Исследование действий оператора с помощью,такой модели позволяет на ранних стадиях проектирования получить исходные данные для распределения функций между человеком и машиной, для разработки рабочих мест операторов и средств отображения информации.

Целью моделирования реальной работы оператора является получение ха.рактеристик качества его работы, которые обычно обладают своевременностью, безошибочностью достижения цеМАШИНА

ли и загруженностью оператора. Для решения этой задачи используют представление оператора в виде системы массового обслуживания (CMC) и, в частности в виде одноканальной СМО с отказом..При этом заявки, поступающие в случайный момент времени на обслуживание, имитируют задачи, которые решает оператор. При отсутствии заявок оператор находится в состоянии ожидания. Времена обслуживания ,заявок оператором- величины случайные, обычно с нормальным законом распределе ния. Если во время обслужи 5 ,вания заявки поступает еще одна или несколько новых заявок, то они получают отказ.

Известны традиционные методы моделирования СМИ (в том числе и одноканальных с отказами) на цифровых вычислительных машинах (ЦВМ), Однако моделирование СМО на ЦВМ неэффективно из-за необходимости составления . 396 сложных и громоздких программ и. перепрограммирования при смене структуры моделируемой системы. Составление универсальной программы вызывает еще большее и практически неприемлемое усложнение программы. Кроме того, такое моделирование не обеспечивает высокой точности воспроизведения временных интервалов, поскольку они вычисляются по функцио- 10 налам, которые не всегда идеально описывают моделируемые процессы. Специализированные устройства для моделирования лишены этих недостатко Известно устройство для моделирования СМО, содержащее многоканальный генератор случайных импульсов, элементы запрета, реверсивные счетчики, логический блок, генераторы случайных импульсов освобождения одиночных канадов, генераторы случай ных импульсоЬ освобождения группы ка налов, блок ввода программ и блок ин дикации Cl . Известно также устройство для моделирования СМО, которое содержит пе вый генератор случайного потока импу сов, элемент ЗАПРЕТ, реверсивный сче чик, многоканальный блок случайных временных задержек, первый элемент ИЛИ, второй элемент ИЛИ, блок сравнения, второй генератор случайного потока импульсов, элемент И, первый, второй и третий счетчики, многовходовый элемент И, генератор импульсов С.. . Известные устройства моделируют многоканальные СМО, но если использовать в этих устройствах только оди тировать деятельность человека-оператора. Причем с помо1цью таких устройств можно получить тольковероятностные характеристики качества работы оператора (например, вероятност своевременного решения задачи) и нельзя определить такую важную харак теристику деятельности оператора, ка его загруженность. Загруженность оператора лежит в основе исследования деятельности опе ратора, так как в значительной мере определяет качество функционирования СМИ в целом. В известной мере загруженность .оператора, отражает и объем перерабатываемой информации, и энергозатраты операторам поэтому ее.целесообразно использовать в ка-честве меры оценки на управление. 1 Цель изобретения - повышение качества оценки деятельности человека оператора путем моделирования его загруженности. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для моделирования деятельности человека; - оператора системы человек - машина, содержащее генератор случайного потока импульсов, первый.и второй счетчики. первый элемент И, выход которого соединен с единичным входом первого триггера и через блок случайной временной задержки с нулевым входом первого триггера, первый вход первого элемента И подключен к единичному выходу первого триггера, дополнительно введены датчик интервалов времени, второй и третий триггеры, второй и третий элементы И, преобразователь временной интервал - код и сумматор, причем вход запуска датчика временных интервалов, нулевой вход второго триггера и единичный вход третьего триггера соединены, с входом запуска устройства, выход датчика временных интервалов подключен к единичному входу второго триггера, единичный выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока случайной временной задержки и входу второго счетчика, а выход второго элемента И соединен с входом останова датчика временных интервалов и нулевым входом третьего триггера, единичный выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора случайного потока импульсов, выход третьего элемента И соединен с вторым входом первого элемента И и входом первого счетчика, единичный выход первого триггера через преобразователь временной интервал - код подключен к входу сумматора. На чертеже приведена структурная схема устройства. Схема содержит генератор 1 случайного потока импульсов, первый счетчик 2, первый элемент И 3, первый триггер k, блок 5 случайной временной задержки, датчик 6 интервалов времени, второй триггер 7, второй элемент И 8, третий триггер 9, третий элемент И 10, преобразователь 11 .временной интервал - код, сумматор 12, второй счетчик 13. Работа устройства заключается в следующем. Предварительно на датчике 6 интервалов времени набирается примерное время моделирования. По сигналу Пуск он начинает отсчитывать вре- мя. Этот же сигнал поступает на второй 7 и третий 9 триггеры. Причем, он перебрасывает триггер 7 в нулевое состояние, обеспечивая подачу нз зле мент И 8 запрещающего сигнала, а три гер 9.в единичное состояние, обеспечивая подачу разрешающего сигнала на элемент И 10. Генератор 1 случайного потока импульсов предназначен для им тации потоков заявок в виде серии им пульсов, разделенных случайными временными интервалами, имеющими любой требуемый закон распределения. Импульсы с генератора 1 через открытый элемент 10 поступают на первый счетчик 2, который подсчитывает общее ко личество заявок, и на элемент И 3. В исходном состоянии, когда триггер t находится в нулевом состоянии, на эл мент И 3 подается разрешающий потенциал, поэтому первый импульс с генератора 1 проходит элемент И 3, перебрасывает триггер в единичное состояние и запускает блок 5 случайной временной задержки. Блок 5 случайной временной задержки служит для имита|Ции случайного времени обслуживания. Через случайное время задержки блок 5 вырабатывает импульс, который пйступает на второй вход триггера 4, перебрасывая его в нулевое состояние, и на второй счетчик 13. 1ока ими тируется обслуживание заявки {пока блок 5 не вырабатывает импульс), с выхода k на элемент И 3 подается запрещающий потенциал и всем заявкам, пришедшим в этот промежуток времени, отказывается в обслуживании. Второй счетчик 13 подсчитывает количество обслуженных заявок. Время обслуживания заявки, соответствующее времени единичного состояния триггера k, в преобразователе 11 временной интервал - код преобразуется в код, который затем поступает на сумматор 12. flo окончании времени моделирования, предварительно установленного на датчике 6, последний вырабатывает импульс, который перебрасывает триггер 7 в единичное состояние. В результате этого на элемент И 8 с выхода триггера 7 поступает разреша961« Ю1ЦИЙ сигнал. В 3Tot момент в устройстве все готово, чтобы закончить моделирование. Но моделирование заканчивается только после окончания обслуживания заявки, т.е. только после того, как импульс с блока 5 проходит через открытый элемент И 8 и поступает на датчик 6 и триггер 9. Датчик 6 останавливается, фиксируя точное время моделирования, триггер 9 перебрасывается в нулевое состояние, в результате чего на элемент И 10 подается запрещающий потенциал. Процесс моделирования заканчивается. В результате на счетчике 2 оказывается зафиксированным общее число поступивших заявок п, а в счетчике 13 число обслуженных заявок т, в датчике 6 - время моделирования Тд,оди на сумматоре 12 - время работы оператора t: .2. , где время решения i-й заявки. С помощью этих данных можно вычислить следующие характеристики деятельности человека - оператора: вероятность своевременного решения задачи PCJ,№|)I, загруженность оператора j Тр/Тд О - среднее время решения задачи оператором которое позволяет более качественно анализировать деятельность человека - оператора в СЧМ. Формула изобретения Устройство для моделирования деятельности человека - оператора системы человек - машина, содержащее генератор случайного потока импульсов, первый и второй счетчики, первый элемент И, выход которого соединен с единичным входом первого триггера и через блок случайной временной задержки с нулевым входом первого триггера, первый вход первого эле-, мента И подключен к единичному выходу первого триггера, отлича- ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества деятельности человека - оператора за счет моделирования его загруженности, в устройство введены датчик интервалов времени, второй и третий триггеры, второй и третий элементы И, преобразователь временной интервал - код и сумматор, причем вход запуска датчика временных интервалов, нулевой вход второго триггера и единичный вход третьего 796 триггера соединены с входом запуска устройства, выход датчика временных интервалов подключен к единичному входу второго триггера, единичный выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока случайной временной задержки и вхо ду второго счетчика, а выход второго элемента И соединен с входом останова датчика временных интервалов и нулевым входом третьего триггера, единичный выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора случайного потока импульсов, выход третьего элемента И соединен с вторым входом первого элемента И и входом первого счетчика, единичный выход первого триггера через преобразователь временной интервал - код подключен к входу сумматора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I 1.Авторское свидетельство СССР № 41041, кл. G Об G 7/50, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № А50178, кл. G Об F 15/20, 1973 (прототип).