Устройство для оценки психофизиологических характеристик операторов систем управления

(19) 3(51) С 0 В 9/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ вход(21) 3428088/18-24. напряженности операторов, информа- (22) 28.04.82- дионное табло, вход которого подклю- (46) 23.09,83,Бюл. у 35 : чен к первому выходу блока формиро- (72) Б.И. Ципко . . Вания учебной информации, первый (7 1) Особое конструкторское бюро био,.1, котоРого соединен с вторым выходомлогической и медицинской кибернетикиблока ввода ответных действий опеЛенинградского ордена Ленина электрОраторов, а втоРой и третий выходы - технического института им,В,И,улья ., с втоРыми входами блоков оценки деянова (Ленина) ;: тельности операторов и контроля сиг- (53) 681.3.071(088,8) налов текущей величины напряженности операторов, о т л и ч а ю щ е е(56) 1, Авторское свидетельство СССР с я тем, что, с целью повышения точ 73"792, кл. С 09 В 7/02, 1980, " ности и расширения дидактических2. Авторское свидетельство СССРвозможностей устройства, в него ввей" 643957, кл, С 09 8 19/00, 1977:дены последовательно включенные Фор(прототип),мирователь кода, блок сравнения, по- ФОроговый блок и коммутатор, выход ко- (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ПСИХО" торого соединен с вторым входом бло- ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК"ОПЕРА-,: ка Формирования учебной информации, ТОРОВ СИСТЕИ УПРАВЛЕНИЯ, содержащее. а второй, третий и четвертый входы- последовательно включенные блок вво- соответственно с третьим выходом блода ответных действий операторов, . ; ка контроля сигналов текущей величины 3 блок оценки деятельности операторов,., напряженности операторов, выходом блок контроля сигналов текущей ве", . блока сравнения и выходом Формироваличины напряженности операторов ителя кода, подключенным к третьему блок регистрации, второй вход кото- - входу блока регистрации, четвертый рого через блок определения порого".вход которого соединен с выходом бло. вой величины напряженности операто ка сравнения, второй вход которого ров соединен с вторыми выходами бло- подключен к четвертому выходу блока ков оценки деятельности операторов .;" контроля сигналов текущей величины и контроля сигналов текущей величины. напряженности операторов.1 10 ч 3Изобретение относится к обучающим устройствам, тренажерам и исследовательским стендам и может бытьиспользовано для контроля и исследования профессиональных навыковоператоров как при одиночной, таки при групповой деятельности.Известны устройства, позволяющие контролировать деятельность оператора,текущую напряженность состояния, характер тестовых воздействийна оператора и на основе этих данныхоценивать .и контролировать уровеньнавыков операторов, их профессиональ.ную подготовленность, определитьспособности операторов,Известно устройство, содержащее .блок формирования информации, состоя.щий иэ блоков задания программ, задания временных параметров, Формирования эталонных ответов и формирования эталонных временных параметровпервый выход которого соединен сблоком управления, а второй выход соединен с блоком оценки деятельностиоператора, состоящего иэ блоков сравнения, определения весов ошибок, суммирования, счетчика временных параметров и функционального преобраэователя, выход блока оценки. деятель. ности оператора соединен с блокомч, регистрации. Данное устроиство позволяет осуществить оценку деятельности оператора по результатам сопоставления реакций оператора с эталоннымиответами и регистрировать результаты З 5исследований в течение всего цикланаблюдения за оператором 11 .Однако устройство не позволяетконтррлировать текущую величину операционной направленности оператораи управлять темпом подачи и структурой формируемой информации в зависимости от величины операционной напряженности, что не обеспечивает необходимую точность контроля навыков 45оператора и ограничивает дидактицес"кие воэможности устройства.Наиболее близким к изобретениюявляется: устройство, содержащееблок формирования информации (состоящий из коммутатора, блока управления, генератора, блока изменения ско.рости предъявления информации, счетчика числа предъявлений и дешифра тора) первый выход которого соединен с табло предъявления информации,вход соединен с пультом управления,второй выход соединен с блоком конг 721 2роля сигналов текущей величины напряженности оператора, а третий выход соединен с блоком оценки деятель. ности оператора (состоящим из счетчика времени, блока определения ошибок и измерителя быстродействия оператора), второй вход которого соединен с пультом управления, первый выход соединен с блоком определения пороговой велицины напряженности оператора, а второй выход соединен с блоком контроля сигналов текущей величины напряженности оператора, первый выход которого соединен с блоком определения пороговой величины напряженности оператора, а второй выход соединен с блоком регистрации, второй вход которого соединен с блоком определения пороговой величины напряженности оператора 12 .В рассмотренном устройстве на вход блока контроля сигналов текущей величины напряженности поступает информация об оценке деятельности оператора, и о характере информационных воздействий на оператора, на основании которой осуществляется оценка текущей направленности, Эта оценка сопоставляется с допустимым уровнем напряженности в блоке определения пороговой величины напряженности. В результате этого рассмот. ренное устройство позволяет контролировать объективную текущую величину операционной напряженности оператора, выделять ее пороговое значение и управлять темпом подачи информации в зависимости.от текущего значения напряженности, данное устройство может быть также использовано при контроле операторских навыков при групповой деятельности. Для этого применяется сборка включенных параллельно табло предъявления информации и сборка включенных параллельно пультов управления, Тогда оценка величины текущей напря женности операторов позволяет контролировать и управлять структурой ,распределения функций в группе операторов и характером взаимоотношений между операторами.Однако оценка только объективной напряженности оператора в ряде случаев оказывается недостаточной, так как не позволяет учесть психицеские и эргономические аспекты вэаимодей 1 ствия оператора с техническими средствами исследования, цто часто н0 З 1 МЗ 7позволяет выбрать правильный план прсведения исследования или тренировкии не позволяет сделать правильноезаключение по результатам исследования. Отмеченные недостатки могутбыть устранены при учете психического дефекта напряженности, который. определяется как разность объективной и субъективной напряженностейоператора., Измерение величины психическогодефекта напряженности и сопоставле, ние ее с заданным порогом позволяетуточнить структуру деятельности оператора, уровень подготовленности оператора к конкретным видам деятельности., уровень согласования технических характеристик системы с воэможностями оператора,Целью изобретения является повышение точности и расширение дидактических возможностей устройства засчет учета психического дефекта напряженности, определяемого при совместной оценке объективной и субьективной напряженности работы одиночного оператора или оператора всоставе группы.Указанная цель достигается темчто в устройство для оценки психофизиологических характеристик операто ров систем управления, содержащеепоследовательно включенные блок вво-да ответных действий операторов,блок. оценки деятельности операторовблок контроля сигналов текущей величины напряженности операторов и .блокрегистрации, второй вход которого,через блок определения пороговой ве"личины напряженности операторов сое-динен с вторыми выходами блоков сцен.ки деятельности операторов и контроля сигналов текущей величины нарряженности операторов, информационное табло, вход которого подключенк первому выходу блока формированияучебной информации, первый вход которого соединен с вторым выходомблока ввода ответных действий опера-торов, а второй и третий выходы - свторыми входами блоков оценки деятельности операторов и контроля сигналовтекущей величины напряженности операторов, введены последовательновключенные формирователь кода, блоксравнения, пороговый блок и коммута" Итор, выход которого соединен с вторым входом блока формирования учеб"ной информации, а второй, третий г 1 4и четвертый входы - соответственно с третьим выходом блока контроля сигналов текущей величины напряженности операторов, выходом блока сравнения и выходом формирователя кода, подключенным к третьему входу блока региРстрации, четвертый вход которого сое. динен с выходом блока сравнения, вто; рой вход которого подключен к четвертому выходу блока контроля сигналов текущей величины напряженности операторов.Дополнительные блоки и связи позволяют ввести в устройство субъективную оценку напряженности оператора, определить величину психического дефекта напряженности и сопоставить ее с заданным порогом, управлять процессом формирования информационных воз:действий на оператора и режимом исследования. и тренировки оператора.При сопоставлении величины психи-, ческого дефекта напряженности д Я с заданным порогом .- возможны три ситуации:1,О сГ. Самооценка трудности выполнения деятельности "производится оператором правильно. и величина 0 может быть использована .в качестве управляющего сигнала при формировании характера подаваемой данному операторуинформации и при установлении темпа ее подачи. При группой деятельности, сопоставляя Ос различных операторов, можно управлять интенсивностью поступления информации к каждому из них в рамках групповой деятельности. На регистрацию выводится О,и 6(2.ОЯ . Самооценка трудности вероятно занижена, возможно в результате неправильной мотивации оператора или в результате плохой согласованности табло предъявления информации с возможностями оператора по приему информации. Управление характером предъявляемой оператору информации и темпом ее предъявления осуществляется сигналом О . На регистрацию выводится Ос и Ь О3. - Ь Р с- , Оператор работает с Ощущением перенапряжения, В этом слу" чае желательно для снятия отрицательного эмоционального настроя снизить плотность информационных и управляющих потоков на данного оператора. Управление характером информации,. темпом ее предъявления и объемом функциональных обязанностей (при группо15 вой деятельности) осуществляется сигналами Я и д . На регистрацию вывосдится 9 с и д 0На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит информационное табло 1, блок 2 формированияучебной информации блок 3 ввода ответного действия операторов, блок 4оценки деятельности операторов, блок5 контроля сигналов текущей величинынапряженности операторов, блок 6 определения пороговой величины напряженности операторов, блок 7 регистрации, формирователь 8 кода (субъективной оценки), блок 9 сравнения.(оценок напряженности), пороговыйблок 10, коммутатор 11.Органы ввода субъективной оценкинапряженности в формирователе 8 могут быть выполнены на линейных потенциометрах при аналоговой форме представления оценки или с использованиемкнопочного наборного поля при дискретной форме. Блок 9 сравнения можетбыть выполнен по схеме компаратораили реверсивного счетчика. Блок 10может быть построен аналогично блоку 6, на выходе которого формиру 1 отся сигналы трех видов, соответствующие трем рассмотренным случаям, соотношения дО с пороговым уровнемКоммутатор 11 может представлятьсобой известные коммутирующие устройства с переключением трех каналов всоответствии с трехуровневой логикой выходного сигнала блока 10,Устройство для оценки психофизиологических характеристик операторовсистем управления работает следующимобразом.,На индивидуальных индикаторахтабло 1 операторам предъявляется иэблока 2 информация .в соответствиис выполняемой ими задачей и их индивидуальными функциональными обязанностями. Характер информации и темпее предъявления определяется блоком2 в соответствии с заданной программой, сигналами операторской деятельности, поступающими с блока 3и корректирующими программу сигнала"ми, поступающими с коммутатора 11.Сигналы операторской деятельности(результат выполнения заданного алгоритма, время проявления реакцииоператора, точность управления ит,п.) с блока 3 поступают со второго выхода на вход блока 4. В блоке 20 25 30 35 40 45 50 55 на основе сопоставления сигналов операторской деятельности с сигнала ми, отражающими текущие информацион-ные воздействия ( блок 2), и в соответствии с заданным алгоритмом производится оценка деятельности илирезультатов деятельности операторов.На основе этих оценок, поступающих из блока Ч,и эталонных значений, поступающий из блока 2,в соответствии с алго. ритмом работы вблоке 5 осуществляется контроль (оценка) текущей величины напряженности операторов. Для повышения точности контроля величины на-.пряженности могут использоваться дополнительно и физиологические показатели состояния организма оператора.В блоке 6 производится сопоставление текущей величины напряженности, поступающей из блока 5, с заданным порогом, который устанавливается в зависимости от оценки деятельности операторов, поступающей от блока 4. Результаты контроля (блок 5) и сопоставления (блок 6) подаются на регистрацию в блок 7, где может осуществляться печать результатов, их графическое построение или другая формазапоминания,В процессе выполнения задания каждый оператор в заранее обусловленныемоменты времени или по специальномусигналу оценивает трудность выполняемого задания в шкале оценок .от 0 до1, Субъективную оценку трудности каждый оператор устанавливает посредст 1вом органов. ввода блока 8, При определенной тренированности субъективные оценки напряженности становятсяустойчивыми и могут быть использованыв качестве самостоятельного канала управления режимом, исследования и работы эргатической системы,Выходные сигналы формирователя 8параллельно поступают на блок 7 длярегистрации, на блок 9 для сопоставления субъективной оценкой напряженности и на блок 2 через коммутатор11. В блоке 9 вычисляется разностьЬО=П 0 - чс. Для этого иэ блока 5 вблок,9 поступает сигнал, равный величине 00.Значение Ь О, подается на блок7 для регистрации, на блок 10 длясопоставления с заданным порогом ина блок 2 через коммутатор 11. В блоке 10 производится выявление ситуации, определяемой сопоставлением0с порогом Е . Пороговый уровень Я задается в зависимости от характера дея"ВНИИПИ аз 7344/55 аж 488 Подписно ффаВилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,7 1043 тельности операторов, принципа управления потоками информации, подавае- , мыми операторам, и вводится в блок 10 исследователем. На выходе блока 0 формируется сигнал, код которого соответствует одному из трех случаев . а.0 1.-, д ОЕ или д 0(- Этот сигнал подается на управляющий вход коммутатора 11, на три сигнальных входа которого подается: с блока 5 "-1 О величина Юо, с блока 8 - величина Ю и с блока 9 - величина 6 О. В за" . висимости от кода управляющего сигнала на выход коммутатора поступает либо 0 с, либо Яо, либо с и 11 О15 Выходной сигнал коммутатора 11 подается на блок 2, .где он по заданномуалгоритму, воздействуя на программу работы схемы управления, генератор и схемы изменения скорости предъявления информации, изменяет темп подачи информации каждому оператору в отдельности, изменяет характер со 721 8.держание) информации и осуществляетперераспределение отдельных информационных потоков среди операторовгруппы. Представляется возможным в блоке 2 осуществлять индикацию выходного сигнала коммутатора 11 с тем, чтобы исследователь имел возможность вносить дополнительные коррективы в работу блока 2Проверка работы устройства на действующем образце показала эффективность учета психического дефекта напряженности в автоматизации исследования свойств как отдельных операторов, так и нескольких операторов в групповой деятельности, Величина порога и алгоритм управления информационным воздействием устанавливается в зависимости от конкретной задачи исследования и выполняемой деятельности.