Устройство для оценки операторской деятельности человека

(9 я)з А 61 В 5/1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Особое консское бюро "Парсеитехническом инст(56) Авторское свиМ 1486159, кл, А 6 9 ЦЕНКИ ОПЕРАЧЕЛОВЕКА ение относится менно к цифроки работоспособи может быть ельской практиичных факторов Й ГОСУДАРСТВЕ НЮЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ О ТОРСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 57) Использование;изобрет к медицинской технике, а и вым устройствам для оцен ности человека-оператора, использовано в.исследоват ке для анализа влияния разл Изобретение относится к медицинской кибернетике. э именно к цифровым устройствам для оценки работоспособности человека-оператора, может быть использовано в . исследовательской практике для анализа влияния различных факторов на работоспособность человека.Цель изобретения - повышение достоверности текущих оценок работоспособности оператора путем адаптивного воздействия на его оперативную память и реакцию.На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства: на фиг. 2 - функциональная схема спецвычислителя.Устройство состоит из тактового генерэторэ 1, управляемого делителя частоты 2,на работоспособность человека; Существо: устройство содержит тактовый .генератор, управляемый делитель частоты, первый ге. нератор случайных чисел, второй генератор случайных чисел, первый вычислитель, ком-мутатор, второй блок совпадения, третий блок совпадения, блок индикации, первый блок совпадения, пульт испытуемого, счетчик запаздываний, счетчик ошибок, таймер, второй вычислитель и регистратор. В зависимости от количества ошибок, совершенных оператором при выполнении серии с одним темпом предъявления данных, в следующей серии темп предъявления данных .либо снижается, либо повышается, либо остается неизменным. Таким образом, устройство обеспечивает возможность определения работоспособности операторов сразличной степенью тренированности и утомления. 2 ил., 2 табл. первого генератора 3 случайных чисел, второго:генератора 4 случайных чисел, первого вычислителя 5, коммутатора 6, второго бло. ка 7 совпадения, третьего блока 8 совпадения, блок индикации 9, первого блока 10 совпадения, пульт испытуемого 11, счетчика 12 запаздываний, счетчика 13 ошибок, таймера 14, второго вычислителя 15 и регистратора 16. Тактовый генератор 1 соединен с управляемым делителем частоты 2 и таймером 14. Выход управляемого делителя частоты 2 соединен параллельно с входами : первого 3 и второго 4 генераторов, первого вычислителя 5, первого блока 10 и счетчика 12, Выход второго генератора 4 соединен параллельно со вторым блоком 7 и первым генератором 3, выход которого параллельносоединен со вторыми входами первого вычислителя 5.и коммутатора б, первый и второй выходы которого подключены ссответственно ко второму и третьему входам блока индикации 9, четвертый вход которого соединен с третьим блоком 8. Первый вычислитель 5 параллельно соединен с третьим входом первого 10 и первым входом третьего О блоков совпадения. Первый, второй и ретий выходы первого блока 10 подключены соответственно к счетчику запаздываний 12, счетчику Ошибок 13 и тоатьему блоку 8. Первый, второй и третий входы второго вычислителя 15 подключены соответственно к выходам таймера 14, счетчику запаздываний 12 и счетчику Ошибок 13, а первый и второй выходы - соответственно к управляемому делител,о частоты 2 и второму блоку 7, выход которого параллельно соединен с входами коммутатора б и блока индикации 9. Выход пульта испытуемого 11 соединен с первым входом первого блока 10, а выход второго вычислителя 15 - с регистратором 16. Второй вычислитель 15 содержит Однокристаллический центральный процессор 15,1, ПЗУ ",5,2, ОЗУ 15.3, регистр приема и выдачи данных 15,4 и регистр вывода данных на печать 15.5. Устройство работает следуощим образом.При включении устройства тактовый генератор 1 начинает генерировать синхроимпульсы, Одновременно второй вычислитель 15 формирует сигнал для управляемого делителя частоты 2 на установку начального значения частоты предъявления данных; частота предъявления данных в устройстве изменяется в пределах 1.5 с, принимая дискретные значения 1, 2, 3, 4, 5 с. Второй вычислитель 15 формирует также сигнал начала серии для второго блока 7. С поступлением с управляемоо делителя частоты 2 запускающего сигнала, первый генератор 3 с каждым импульсом генерирует одно простое число из случайной последовательности в массиве 19, а второй генератор 4 генерирует случайное число О или 1, которые служат для формирования случайного знака для генерируемых случайных чисел, Одновременно генерируемые случайные числа О или 1 поступают во второй блок 7 и в соответствии с первым числом, совпавшим с сигналом начала серии на все время серии 1 мин, запоминаются в коммутаторе б. Одновременно на блоке индикации 9 высвечиваются знаки "+" и "-" на каждой из половин индикатора на время, не превышающее 0,5 с. Число, генерируемое первым 3 и вторь и 4 генераторами в соответствии с его знаком пройдет через коммутатор б и появится на одной из половин . индикатора (но уже без знака), В первыйтакт каждой серии оператор должен за помнить величину числа и его знак (поидентифицированному предварительно положению справа или слева), длительность предъявления числа - 0,5 с. Во второй такт снова формируется число и в соответствии "О со своим знаком также появится на той илидругой половине блока индикации 9. При появлении второго числа, оператор в соответствии с его величиной и местоположени- .ем, а также с величиной и положением 15 предыдущего, запомненного им числа, должен в уме осуществить соответствующую арифметическую операцию и результат ввести с пульта испытуемого 11, Эту же операцию автоматически выполняет первый 20 вычислитель 5, Числосвычислителя 5 поступает параллельно на третий 8 и первый 10 блоки. В первом блоке 10 число с первого вычислителя 5 сравнивается с числом, вве.денном оператором с пульта. При вводеоператором неправильного числа с первого блока 10 поступает сигнал на счетчик ошибок 13 и Одновременно на третий блок 8, что является сигналом для ввода истинного числа в блок индикации 9. В случае, когда опе ратор не вводит никакого числа, этоидентифицируется также, как ошибка ввода, Указанная процедура необходима для обеспечения продолжения работы оператора в данной серии, В случае, когда оператор 35 вводит с пульта испытуемого 11 правильноечисло, но за время превышающее заданное в этой серии, в первом блоке 10 вырабаты-.вается сигнал, который поступает на счетчик запаздываний 12. По завершению 40 интервала времени, равного 1 мин., и отводимого на все серии предъявления данных вне зависимости от темпа предъявлений, срабатывает таймер 14 и поступает сигнал во второй вычислитель 15 о завершении се рии, одновременно второй вычислитель 15запрашивает данные о числе ошибок и числе запаздываний; в котором в соответствии с заданными уровнями минимальных и максимальных суммарных ошибок вырабатыва ется сигнал для управляемого делителячастоты 2 либо на увеличение частоты предъявления данных, либо на уменьшение частоты, либо на ее сохранение. Одновременно вырабатывается сигнал начала но вой серии для второго блока 7, Второйвычислитель 15 осуществляет вычисление обобщенного балла в соответствии с числом ошибок и числом запаздываний, а также частоты предъявления данных в завершенной серии; значение вычисленного балла, а. также значения ошибок поступают на регистратор 16Принцип действия устройства основан на следующем.Проведенный анализ большого числа операторов в процессе их работы с различной продолжительностью (была проанализирована работа более 200 операторов сдлительностью работы от ЗО мин. до 6 час., а также 20.операторов ЭВМ с длительностью работы 56 час, с депривацией сна) показал, что можно реализовать некоторую обобщенную весовую функцию, позволяющую с высокой точностью получать текущие оценки работоспособности для широкого круга операторской деятельности по числу ошибок ичислу запаздываний при адаптивном темпе предьявления данных, Для получения таких оценок необходимо реализовать следующую процедуру:оператору предъявляются простые чис- .ла из массива 19, поступающие в случай- .ной последовательности и со случайным знаком с различным темпом 1, 2, 3, 4 и 5 с в каждой серии; причем продолжительность всех серийдолжна быть постоянной и равна 1 мин.оператор должен помнить предыдущее число и его знак и в соответствии с величиной и знаком текущего числа провести в уме необходимую арифметическую операцию и с цифрового пульта управления ввести результат до появления следующего числа, То есть, на всю операцию оператору отводится от 1 до 5 с в зависимости от его реальной работоспособности (от его психофизиологического состояния)Для усложнения работы оператора (для большей загрузки его оперативной памяти) экран, на котором появляются предъявляемые данные, должен быть разделен на две половины.и в начале каждой серии только один раз каждая половина идентифицируется по случайномузакону знаком "+" или "-"; .числа на экране появляются в соответствии с их знаком либо справа, либо слева, но знак при этом не появляется.При решении такой задачи оператором возможны следующие ситуации: .а) правильный ответ за заданное время;б) нбпраеильный ответ (ошибка счета или нескоординированное движение при вводе ответа);в) ответ за большее время (ошибка запаздывания).Адаптивный переход от темпа предъявления данных в текущей серии к серии с большим или меньшим темпом осуществляется следующим образом:.при наличии двух или трех ошибок любого вида оператору предъявляется следующая серия. с более высоким темпом, а при наличии 80, ошибок от числа предьявлений в данной серии, осу ществляется переход к серии с медленнымтемпом предьявления; во всех остальных. случаях сохраняется темп предъявленияданных.Обобщенный балл текущей оценки ра ботоспособности оператора вычисляется всоответствии со следующей эмпирической формулой: где(Е, т) - обобщенная оценка работоспособности в баллах;1(т) - нормировочная константа (для 20 каждого времени предъявления т);1= 1, 2, 3,4 и 5 с - темп предъявления;60й(т) = -- число предъявлений в дан. ной серии;25 Н - весовой коэффициент;Е = аЕ 1+ ЬЕг - суммарная ошибка;а, Ь - весовые коэффициенты 30 С(Е, т) - 2 згстЯ(6 К, 1 пфЗ) - целая часть 6; ) вах 1 Ь К . нормировочный коэф 40 фициент,Применение указанного соотношенияобеспечило получение следующих значенийоценок работоспособности в баллах НСАТ.. Данные. приведены в табл, 1.45 Для проверки эффективности такогоподхода к оценке работоспособности былисозданы на начальном этапе модели устрой. ства на ЭВМ ДВКи "Ванг-РС". С помощью этих устройств было проведено50 испытание метода оценки работоспособности операторов ЭВМ при работе:в течение,56 час, с депривзцией сна.8 настоящее время испытания проводятся. с помощью макета устройства в соста 55 .ве:спецвычислитель - одноплатный процессор К 1801 ВМ 2;цифровой индикатор - элементы АЛС340 А и.АЛС 363 А;.цифровой пульт -.цифровое поле из . емогоделителя частоты,выходкоторогоеостандартной клавиатуры. ЭВМ," -единен с первыми входами первого генерэостальные блоки устройства созданы с . тора случэйных чисел, второго генерэторэпомощью стандартных цифровых микро- случайных чисел, первого вычислителя, схем 155 и 555 серии,:. 5 счетчике зэпвздываний и с вторым входомПример текущей оценки рэботоспособ- первого. блокэ совпадения; второй вход упности оператора при использовании макета рэвляемого делителя чэстотысоединен с устройствэ приведен втэбл.2первймвыходом второговычислителя, втоСредний балл по всем сериям,981, ройвыходкоторогосоединенспервымвхоПо сравнениюс прототипом предло дом второго блока совпадения, выход женное устройство обеспечивает возмож- второго генератора случайных чисел соединость определения работоспособности нен с вторым входом первого генератора операторов с различной степенью трениро- случэййых чисел и с вторым входом второго ванности й утомления. блока совпадений, выход. которого соеди- .15 нен с первым входом коммутэторэ и с мр:Формула изобретения вым входом блока индикации, выходпервого генератора случайных чисел соедиУстройство для оценки операторской ненсвторымивходэмипервого вычислите- деятельности человека, .содержащее блок ля и коммутатора, первый и второй выходы индикации, коммутатор, тактовый генерэ которого соединены соответственно с втотор, таймер, генератор случайных чисел, рым и третьйм"входами блока индикации, счетчик ошибок, регистрэтор, первый блок . выход первого вычислителя соединен с совпэдения и пульт испытуемого, выход ко- . третьим входом первого и с первым входомторого соединен с первым входом первого . третьего блоковсовпэдения, выходтретьегб блокасовпэдения,отличэющвеся тем, 25 блока совпадения соединен с четвертым что, с целью повышения достоверности те-входом блокэ индикации, первый выход кущих оценок рэботоспособности оперэто- первого блоке совпадения соединен с втора путем адаптивного. воздействия на его . рым входом счетчика.запаздываний, второй оперативную пэмять и реэкцию., в него вве- . выход- с входом счетчика ошибок, этретий дены управляемый делитель частоты; вто - с вторым входом третьего блоке совпэдерой генератор случайных чисел, первый и ния, выходы таймера. счетчика запаздывэвторой вычислители, второй и третий блоки, ний . и счетчикэ ошибок сОединены .совпадения и счетчик запаздываний, при- соответственное.первым,вторымитретьин . чем выход тактового генераторе соединен с входами второго вычислителя, выход котоФходом таймера и первым входом управля рого соединен с входом регистрэторэ,1821144 Продолжение таблицы 2 г. оставитель Г.Федотоваехред. М. Моргентал Редактор В.Трубченко орректор М.Шарош Заказ 2076 7 ираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениями открытиям при ГКН 7 ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб;, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10