Тренажер оператора автоматизированных систем управления Советский патент 1982 года по МПК G09B9/00 

(54) ТРЕНАЖЕР ОПЕРАТОРА АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

.

Изобретение относится к тренажерам и может быть использовано для профессионального отбора и оценки уровня подготовленности оператора.

Известен тренажер оператора автоматизированных систем управления, содержащий блок сравнения, соединенный с пультом ответов и со счетчиком ошибок, блок управления, датчик случайных событий, коммутаторь, блоки памяти, генератор тактовых импульсов, второй счетчик и элемент И 1 I.

Недостатком тренажера является невысокая эффективность тренировки кратковременной памяти.

Наиболееблизким к изобретению является тренажер оператора автоматизированных систем управления, содержащий пульт оператора, первый °и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блкоа сравнения, третий и четвертый выходы которого подключены

соответственно к первому и второму выходам блока ввода эталонов, а выход - к первому входу блока регистрации, второй вход которого соединен с выходом ключа, первый вход которого подключен к первому выходу блока ввода эталонов, а второй - к первому выходу триггера Шмитта, второй выход которого соединен с дом блока ввода эталонов, а вход через элемент ИЛИ - к выходам пульта оператора, при этом выход элемента ИЛИ также подключен через делитель импульсов к третьему входу блока ре,5 гистрации С2 .

Однако данный тренажер не позволяет исседоват устойчивость мыслительных процессов оператора в условиях действия экстремальных отвлекающих факторов.

Цель изобретения - расширение дидактических возможностей тренажера с повышением эффективности тренаже3 9 pa за счет дополнительной тренировк мыслительных процессов в условиях действия -экстремальных отвлекающих факторов. Указанная цель достигается тем, что в известный тренажер оператора автоматизированных систем управления содержащий последовательно включенные блок ввода эталонов, блок сравнения и блок регистрации, последовательно соединенные пульт оператора, элемент ИЛИ, триггер Шмитта и ключ, второй вход которого подключен к выходу блока ввода эталонов, а выход - к второму входу блока регист рации, и делитель частоты, выход которого соединен с третьим входом блока регистрации, а вход - с выходом элемента ИЛИ, второй вход блока сравнения подключен к первому выходу пульта оператора, второй выход триггера Шмитта соединен с входом блока ввода эталонов, в него введены генератор случайной последовательности импульсов, генератор тактовых импульсов и пвследовательно соединенные переключатель, инвер тор, первый элемент И, статический триггер и второй элемент И, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый йход первого элемента И соединен с вторым выходом переключателя, а второй вход - с выходом генератора случайной последовательности импульсов, выход первого и второго элементов И соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока регистрации, второй вход статического триггера и вход переключа теля подключены соответственно к вт рому выходу пульта оператора и первому выходу триггера Шмитта. На чертеже представлена структур ная схема тренажера, содержащего пульт 1 оператора, блок 2 ввода эта лонов,блок 3 сравнения, триггер k Шмитта, блок 5 контроля экстремальн реакций, элемент ИЛИ 6, делитель 7 частоты, ключ В и блок 9 регистраци Пульт 1 оператора имеет формиров тель 10 одиночных импульсов нулей, формирователь 11 одиночных импульсо единиц и генератор 12 одиночных импульсов. Блок 2 ввода эталонов содержит генератор 13 одиночных импульсов, двухпозиционный переключатель И, переключатель 15, кольцевой сдвигающий регистр 16 и многопозиционный переключатель 17. Блок 5 содержит генератор 18 случайной последовательности импульсов, генератор 19 тактовых импульсов, триггер 20, элементы И 21 и 22, инвертор 23 и двухпозиционный переключатель 2k. Блок 9 регистрации имеет узел 25 индикации, счетчик 26 ошибок, счетчик 27 циклов, счетчик 28 временных меток, счетчик 29 числа предъявлений, и раздражатель 30. Тренажер работает следующим образом. После включения тренажера экспериментатор с помощью многопозиционного переключателя 17 устанавливает длину алгоритма предъявления стимулов. Например, если каждыйцикл алгоритма содержит три члена, то переключатель 17 устанавливается в такое положение, при котором выход третьего триггера кольцевого сдвигающего регистра 16 подключится к Д-входу первого триггера. Затем переключатель 14 переводится в положение II Установка О, при котором Р-входы всех триггеров регистра 16 подключаются к генератору 13 одиночных импульосв и нажимается кнопка Установка (не показана). При этом все триггеры кольцевого сдвигающего регистра 16 импульсом с генератора 13 одиночных импульсов устанавливаются в нулевое состояние. Переключатель k переводится в положение I Алгоритм, и с помощью переключателя 15 набирается алгоритм. Например, если алгоритм имеет вид 101, то включается первая и третья позиции переключателя 15 а вторая позиция остается в выключенном состоянии. Вновь нажимается кнопка Установка, и в кольцевой сдвигающий регистр 16 записывается выбранный алгоритм.;Состояние переключателя 15 испытуемый не видит. Затем экспериментатор с помощью двухпозиционного переключате;1я 2k выбирает момент действия раздражителя 30 (звук или свет) на испытуемого. Если в соответствии с программой испытаний раздражатель действует в момент принятия решения (нажатия на кнопку), то экспериментатор устанавливает переключатель 2 в положение I, при котором выход триггера Ц Шмитта сое диняется с элементом И 21 непосредственно; если раздражитель действуе в момент обдумывания решения, то переключатель 2k устанавливается в положение II, при котором выход три гера Шмитта соединяется с элементом И 22 через инвертор 23. После этого экспериментатор подключает генератор 18 (не показан) к элементу И 21 и разрешает работу с тренажером испытуемому. Допустим, переключатель 2 находится в положении I. Испытуемый про извольно нажимает на кнопку О или 1 (не показаны). Допустим, он нажал кнопку Ноль. В этом случае фо мирователь 10 выдаст одиночный импульс, который поступит на вход бло ка 3 сравнения, а через элемент ИЛИ 6 - на вход триггера k Шмитта л дел тиля 7, коэффициент деления которого равен длине алгоритма и устанавливается экспериментатором заранее. Так как в момент нажатия кнопки выходе первого триггера квльцевого сдвигающего регистра 16 в сравнения снималась единица, то сиг нал с его выхода запишет единицу в счетчик 26 ошибок. Выход регистра 1 соединен также с входом ключа В, на управляющий вход которого поступает сигнал с выхода триггера 4 Шмитта. На время поступления этого сигнала ключ 8 подключит к выходу регистра 16 узел 25 индикации, на индикаторе (не показан) которого высветится состояние выхода. Одновременно импульс с выхода триггера k Шмитта поступает на вход элемента И 21. Если в этот момент с генератора 18 снимается единица, то с выхода элемента И 21 снимается сигнал, который включает раздражитель 30, запишет единицу в счетчик 29числа Нредъя лений и переведет триггер 20 в единичное состояние. При этом на второй вход элемента И 22 с выхода триггера 20 поступает единица и счетчик 28 на чинает подсчитьшать импульсы, поступающие на его вход с генератора 19 т.е. определяется время реакции испытуемого на раздражитель. Возвращение триггера t Шмитта в исходное состояние отсоединяет узел 25 индикации и снимает единицу с вхо да элемента И 21, а сигнал с его инверсного выхода, поступая на С-вхо кольцевого сдвигающего регистра 16 сдвигает его содержимое вправо на i один разряд, т.е. в регистре записывается информация вида 110. Испытуемый визуально фиксирует первый член (в данном случае это еди ница) алгоритма экспериментатора и убеждается, что его алгоритм (а он выбрал в качесУве первого члена 0) не совпадает. Одновременно на него действует раздражитель 30, на который необходимо отреагировать, поэтому испытуемый нажимает кнопку Реакция (не показана) и сигнал с генератора 12 устанавливает триггер 20 в нулевое состояние, генератор 19 отключается от счетчика 28, подсчет времени реакции прекращается. Далее испытуемый снова нажимает по своему усмотрению одну из кнопок Ноль или Единица . Работа всех блоков и элементов тренажера при этом осуществляется аналогично вышеописанному. Сравнивая Поступающие члены алгоритма, испытуемый добивается полного их совпадения при минимальном времени реакции на случайно возникающий раздражитель. Число предъявленных испытуемому алгоритмов фиксируется счетчиком 27. Если раздражитель воздействует на исп 4туемого во время обдумывания решения, то переключатель 2 устанавливается в положение II. При этом во время всего цикла выбора решения на втором входе элемента И 21 присутствует единица и сигнал с генератора 13 поступает на вход раздражителя 30, счетчика 29 и триггера 20. После определения алгоритма испытуемым экспериментатор переходит к исследован1«о «ового алгоритма предъявления оптимумов, постепенно усложняя его. Экспериментатор, анализируя информацию со счетчиков 26-29, опрег деляет характеристики испытуемого с среднее время реакций на раздражитель в различные моменты его деятельности . Использование изобретения в устройствах для тренировки операторов позволяет получить более достоверные оценки уровня их подготовленности и использовать устойчивость процессов внутренней саморегуляции в условиях действия экстренных отвлекающих факторов, т;е. позволяет оценить возможность поведения испытуемого во время принятия решения при неблагоприятных условиях внешней обстановки, посредством исследования функций концентрации, переключения и распределения внимания.

С помощью базового объекта, в качестве которого взят прототип, можно объективно измерить и оценить индивидуальные различия операторов в саморегуляции и активности. Однако условия исследования предполагают работу оператора в удобном для него режиме, без ограничения времени и действия каких-либо отвлекающих внешних факторов. Это обстоятельство не позволяет оценить устойчивость про цессов саморегуляции и активности к действию Отвлекающих внешних факторов, что в целом снижает эффективность применения базового объекта.

Предлагаемое техническое решение приближает условия исследований к условиям деятельности операторов и позволит объективно оценить не только индивидуальные различия операторов в саморегуляции и активности, но и их устойчивость к действию внешних отвлекающих факторов. Применение опы ного образца показало возможность измерения как скорости протекания отдельного прогностического цикла, так и вычисления средних значений и коэффициентов вариативности ряда параметров саморегуляции прогностической деятельности в зависимости от характеристик действия отвлекающих факторов. При этом указанные параметры могли изменяться на 20-30 причем эти изменения были строго индивидуальны для каждого оператора. Благодаря возможности получения оценки устойчивости процессов саморегуляции и активности к действию внешни отвлекающих факторов, повышается эффективность применения предлагаемого технического решения по сравнению с базовым объектом. Оказывается воз можным повысить качество профессиональной подготовки, а также дополнительно измерять ряд параметров, характеризующих функциональное состояние оператора, в частности анализ изменения времени реакции на све товой раздражитель в ходе исследования позволяет оценить утомляемость оператора. В целом это способствует повышению эффективности системы

человек-машина и позволяет более качественно вырабатывать рекомендации по рациональной организации деятельности оператора. Предлагаемое техническое решение может быть эффективно применено также в адаптивных системах обучения, что позволит снизить затраты на обучение Г1ри одновременном повышении его качества. Формула изобретения

: Тренажер оператора автоматизированных систем управления, содержащий последовательно- включенные блок ввода эталонов,блок сравнения и блок регистрации, последовательно соединенные пульт оператора, элемент ИЛИ, триггер Шмитта и ключ, второй вход которого подключен к выходу блока ввода эталонов, а выход - к второму

.входу блока регистрации, и делитель частоты, выход которого соединен с третьим входом блока регистрации, а вход - с выходом элемента ИЛИ, второй вход блока сравнения подключен к первому выходу пульта оператора,

второй выход триггера Шмитта соединен с входом блока ввода эталонов, отличающийся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей тренажера, в него введены генератор случайной последовательности импульсов, генератор тактовых импульсов и последовательно соединенные переключатель, инвертор, первый элемент И, статический триггер и второй элемент И, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый вход первого элемента И соединен с вторым выходом переключателя, а второй вход с вь1ходом генератора случайной последовательности импульсов, выходы первого и второго элементов И соедине ны соответственно с третьим и четвертым входами блока регистрации, второй вход статического триггера и вход пере.ключателя подключены соответственно к второму выходу пульта оператора и первому выходу триггера Шмитта.

Источники информации , принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2813925/18-2,

кл. G 09 В 9/00, 1979.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2927519/18-2,

кл. G,09 В 9/00, 1930 (прототип).

SS

ff

/Л