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

(Б) УСТРОЙСТВО для ОЦЕНКИ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ

ПРИГОДНОСТИ ОПЕРАТОРОВ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ

1

Мзобретение относится к техническим средствам исследования психофизиологических возможностей человекаоператора и может быть использовано для периодического оперативного контроля работоспособности операторов, а также в сложных системах человек-машина при организации взаимной адаптации человека и техники, кроме того, оно может быть применено для различных психофизиологических исследований.

Известно устройство, содержащее визуальные индикаторы, временные устройства и стоп-индикаторы flj.

Недостатком устройства является невозможность получения количественной оценки психофизиологических возможностей испытуемого.

Известно также устройство, предназначенное для контроля работоспособности оператора и содержащее световой раздражитель, программноСИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

коммутирующий блок, контрольные бло, ки первой и второй ступеней, датчик обратной связи, блок стимулятора,, информационную шину, накопитель времени задержки ре1иения, блок контроля времени решения и блок обновле. ния информации -1.

Недостатком данного устройства является низкая томность контроля, 10 так как время решения задач может не отражать истинного психофизиологического состояния оператора.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является уст5 ройство, содержащее последовательно соединенные датчик случайных чиcej3, блок памяти, дешифратор, пульт испытуемого, блок сравнения, блок управления, блок регистрации, элект 20роуправляемую пишуи ую машину, блок вычисления, входы которого соединены ,с вторым выходом блока памяти и ато.рым выходом пульта испытуемого, тре39тий выход которого подключен к второму входу блока управления 3. Недостатком данного устройства яв ляется низкая точность контроля, так как принцип работы устройства не позволяет учесть формально-динамические особенности интеллектуального поведения оператора, в частности влияние факторов саморегуляции и активности,, Цель изобретения - повышение точности устройства путем анализа поведения оператора в бинарной вероятностно-детерминированной среде„ Указанная цель достригается тем, что в устройство, содержащее блок регистрации и последовательно включенные пульт оператора, блок сравнения и блок управления, второй вход которого соединен с выходом пульта оператора, а первый и второй выходы с первым и вторым входами пульта рпе ратора соответственно, введены блок моделирования вероятностных процессо и блок анализа вероятностных характе ристик оператора, первый выход которого соединен со входом блока регистрации, второй выход - с третьим входом блока управления, первый вход с третьим выходом блока управления,второй вход - с четверть|м выходом блока управления, подключенным к первому входу блока моделирования ве роятностных процессов, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, а выход - с вторым входом блока сравнения и третьим входом пульта оператора, четвертый вход блока управления и третий вход блокаанализа вероятностных характеристик оператора являются первым и вторым входами устройства соответственно, причем блок моделирования вероятностных процессов содержит последовательно соединенные формирователь одиночных импульсов, генератор псевдослучай ной последовательности импульсов, узел элементов И и кольцевой сдвигающий регистр, второй вход и выход кото рого являются соответственно первым входом и выходом блока, а также элемент задержки, вход которого подключен к выходу формирователя одиночных импульсов, а выход - к второму входу узла элементов И, вход формирователя одиночных импульсов является вторым входом блока, блок анализа вероятност ных характеристик оператора, содержит последовательно включенные делитель частоты, первый счетчик и узел сравнения, второй вход и выход которого являются первыми входокТ и выходом блока соответственно, а также узел памяти, вход которого является тре-. тьим входом блока, а выход соединен с третьим входом узла сравнения, вход делителя частоты является вторым входом блока, а блок управления содержит последовательно соединенные второй счетчик,первый элемент ИЛИ и первый триггер, выход и второй вход которого являются соответственно первым выходом и четвертым входом блоКЗ, а также последовательно включенные второй, элемент ИЛИ и второй триггер, первый и второй выходы которого являются вторым и четвертым выходами блока, вход второго счетчика, вход второго элемента ИЛИ, второй вход первого элемента ИЛИ и второй вход первого триггера являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым входами блока, выход второго сметчика является третьим выходом блока На чертеже приведена структурная схема устройства I Устройство содержит блок 1 управ ления. состоящий из счетчика 2 под|тверждений прогнозов, элемента ИЛИ 3, триггера 4 управления, элемента ИЛИ 5 и триггера 6 Чмитта, блок 7 моделирования вероятностных процессов (вероятностно-детерминированной среды) состоящий из формирователя 8 одиночных импульсов, элемента 9 задержки, генераторов 10 псевдослучайной последовательности импульсов узла 11 элементов И и кольцевого сдвигающего регистра 12, блок 13 сравнения, блок 14 анализа вероятностных характеристик оператора, состоящий из делителя 15 частоты счетчика 16 (циклов), узла 17 сравнения и узла 18 памяти, блок 19 регистрации и пульт 20 оператора, состоящий из кнопок 21-22 прогнозов появления и непоявления вспышки лампочки, индикатора 23 работы и стимулятора 24, представляющего собой индикатор. Формирование оценки работоспо собности оператора осуществляется путем анализа формально-динамических аспектов поведения оператора в вероятностно-детерминированной среде. Оцениваетсяспособность оператора предсказывать наступление однозначно-детерминированных событий в соответствии с гипотезой о формировании в -центральной нервной системе модели внешней среды, позволяющей экстраполировать события и реакции на основе накопленного опыта. Информация об условиях работы оператора с установкой задается инструкцией, которая содержит формулировку цели его деятельности и перечислание разрешенных действии. Оператор должен, работая в удобном для него темпе, добиться полно го подтверждения предсказаний появления или непоявления вспышки лампы. При этом появление или непоявле ние вспышки лампы от действий опера тора .не зависит и определяется соответствующим членом последовательности случайных сигналов, длина которой равна 1, где 1 - число разрядов или членов последовательности. Последовательность случайных сигналов циклически повторяется, причем пределах каждого цикла она сохраняется неизменной. Подсчитывается число циклов до тех пор, пока оператор не получит полного подтверждения своих прогнозов в пределах одного цикла, т,е, по.ка он не построит модель среды, адек ватную заданной, которая на первом цикле для оператЬра может рассматриваться как вероятностная. Это число циклов сравнивается с контрольным или эталонным значением, полученным для оператора в состоянии оперативно го покоя и по результатам сравнения судят о текущей работоспособности оператора. Устройство работает следующим обр зом. Командный сигнал на проведение ко троля работоспособности оператора по ступает на единичный вход триггера и переводит его в одиночное состояни При этом включается индикатор 23, ук зывающий оператору на необходимость выполнения действий в соответствии с инструкцией. Кроме того, сигнал с триггера k поступает на вход формирователя 8, Сформированный единичный импульс запускает генератор 10 и через элемент 9 поступает на управляющий вход узла 11, который разрешает запись псевдослучайной последователь ности в регистр 12, Длина 1 псевдослучайной последовательности определена заранее при исследовании работоспособности оператора в условиях оперативного покоя, а число разрядов регистра 12 равно числу членов псевдослучайной последовательности. Регистр 12 выполнен на D-триггерах, причем выход, последнего 0-триггера соединен с D-входом первого триггера, что обеспечивает цикличес кое управление стимулятором 2 а выходы С всех триггеров объединены и являются входом синхронизации. Оператор предсказывает появление вспышки лампочки стимулятора 2 нажатием на кнопку 2 f а непоявление . вспышки - на кнопку 22, При этом сигналы с кнопок 21 и 22 поступают в блок 13 сравнения и через элемент ИЛИ 5 - на вход триггера 6, который переводится в единичное состояние. Импульс с прямого выхода триггера 6 поступает на управляющий вход стимулятора 2k f на инфopмaцvtoннoм входе которого есть сигнал с гфямого выхода D-триггера последнего разряда регистра 12о Если этот сигнал равен 1, то произойдет вспьйика лампочки стимулятора 2k, если О, то вспышки не произойдет. Оператор визуально наблюдает подтверждение или неподтверждение своего прогноза. Блок 13 сравнивает состояние последнего D-триггера регистра 12 с сигналами кнопок 21 и 22, т,е, определяет правильность прогноза оператора о Например, если О-триггер находится в состоянии 1, что соответствует появлению вспышки, и оператор путем нажатия кнопки 21 также сделал прогноз о появлении вспышки, то на выходе подтверждения прогнозов блока 13 появится импульс, который поступает на вход счетчика 2 для подтверждения прогнозов. Если оператор сделал неправильный прогноз, то импульс появится на выходе ошибочных прогнозов блока 13 и поступит на вход установки в О счетчика 2, При этом счетчик 2 устанавливается в нулевое состояние. Через некоторое время, определяемое параметрами схемы, триггер 6 возвращается в исходное состояние, при котором снимается сигнал с управляющего входа стимулятора 2k, а передним фронтом сигнала с нулевого выхода осуществляется сдвиг содержимого регистра 12 вправо на один разряд, причем состояние последнего . 797 D-триггера запишется в первый разряд регистра 12. Кроме того, сигнал с нулевого выхода триггера 6 поступит на вход делителя 15, коэффициент деления которого равен длине 1 псевдослучайной последовательности, выход I которого соединен с счетчиком циклов „ Оператор, получив подкрепление с своим действиям, формирует новый прогноз и реализует его путем нажатия на соответствующую кнопку 21 или 22, Работа устройства осуществляется аналогично описанному. При этом счетчик 1б подсчитывает число циклов обращения последовательности случайных сигналов, а счетчик 2 - число правильных прогнозов. Как только счетчик 2 переполняется, то импульс переполнения через элемент ИЛИ 3 возвратит триггер 4 в нулевое состояние, при котором погаснет индикатор 23 работы и, поступая на управляющий вход узла 17, раз решит сравнение числа циклов, полученных для оператора в состоянии опе ративного покоя и записанных в узле .18, с числом циклов, полученных при текущем контроле, и произведет запись результата сравнения в блок 19 .регистрации. Оператор прекращает работу с устройством, так как индикатор 23 работы погас, а устройство подготавливается к новому включению в соответствии с программой. Устройство может быть выключено и в том случае, если оператор не смо жет получить полного подтверждения прогнозов а пределах одного цикла, за разрешенное число циклов образова ния псевдослучайной последовательности, которое определяется заранее, исходя из условий деятельности оператора, В этом случае происходит переполнение счетчика 16, и импульс переполнения, являясь аварийным сигналом через элемент ИЛИ 3 возвращает триггер 4 в исходное состояние,, Аварийный сигнал с выхода блока Н может быть использован для сигнализации о снижении работоспособности. оператора ниже допустимых пределов и о необходимости принятия срочных мер. Применение данного устройства показало. что оно обладает рядом пре2имуществ, заключающихся в том, что по результатам контроля можно получить точную, объективную оценку работоспособности оператора«за сравнительно небольшой промежуток времени (до 2-х мин), кроме того, в процессе работы с устройством сохраняется высокая мотивация благодаря когнитивному интересу к самому процессу деятельности и четко выраженной цели. Это дает возможность использовать устройство в системах человек-машина для периодического контроля работоспособности оператора, что позволяет обоснованно корректировать условия его деятельности Формула изобретения 1. Устройство для оценки профессиональной пригодности операторов автоматизированных систем управления, содержащее блок регистрации и последовательно включенные пульт оператора, блок сравнения и блок управления, второй вход которого соединен с выходом пульта оператора, а первый и второй выходы - с первым и вторым входами пульта оператора соответственно, отличающееся тем, что, с цепью повышения точности устройства, в него введены блок моделирования вероятностных процессов и блок анализа вероятностных характеристик оператора, первый выход которого соединен с входом блока регистрации, второй выход - с третьим входом блока упрэвлений, первый вход - с третьим выходом блока управления, второй входс четвертым выходом блока управления, подключенным к первому входу блока моделирования вероятностных процессов, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, а выход - с входом блока сравнения и третьим входом пульта оператора, четвертый вход блока управления и третий вход блока анализа вероятностных характеристик оператора являются первым и вторым входами устройства соответственно 2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем блок моделирования вероятностных процессов содержит последовательно сое4 диненные формирователь одиночных им- пульсов, генератор псевдослучайной