Устройство для оценки профессиональной пригодности операторов автоматизированных систем управления

(5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОФЕССИОНАЛЪНОЙПРИГОДНОСТИ ОПЕРАТОРОВ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХСИСТЕИ УПРАВЛЕНИЯ Изобретение относится к техническим средствам исследования психофизиологических возможностей человекаоператора и может быть использованодля периодического оперативного конроля работоспособности операторов,а также в сложных системах "человек-машина" при организации взаимноадаптации человека и техники, крометого, оно может быть применено дляразличных психофизиологических исследований,Известно устройство; содержащеевизуальные индикаторы, временныеустройства и стоп-индикаторы1.Недостатком устройства являетсяневозможность получения количественной оценки психофизиологическихвозможностей испытуемого.Известно также устройство, предназначенное для контроля работоспособности оператора и содержащеесветовой раздражитель, программнокоммутирующий блок, контрольные бло-,ки первой и второй ступеней, датчикобратной связи, блок стимулятора,.информационную шину, накопитель вре 5мени задержки решения блок контро"1ля времени решения и блок обновле, ния информации Я ,Недостатком данного устройства является низкая точность контроля,О так как время решения задач может неотражать итинного психофизиологического состояния оператора,Наиболее близким техническим решением к изобретению является уст 5 ройство, содержащее последовательно соединенные датчик случайных чисел, блок памяти,.дешиФратор, пультиспытуемого, блок сравнения, блокуправления, блок регистрации, электроуправляемую пишущую машину, блоквычисления, входы которого соединены,с вторым выходом блока памяти и вторым выходом пульта испытуемого, тречастоты первый счетчик и узел срав.нения, второй вход и выход которогоявляются первыми входоГ и выходомблока соответственно, а также узелпамяти, вход которого является тре-.тьим входом блока, а выход соединенс третьим входом узла сравнения,вход делителя частоты является вторым входом блока, а блок управлениясодержит последовательно соединенныевторой счетчик, первый элемент ИЛИ ипервый триггер, выход и второй входкоторого являются соответственно первым выходом и цетвертым входом блока, 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, второйвход первого элемента ИЛИ и второйвход первого триггера являются соответственно первым, вторым, третьими четвертым входами блока, выход вто.рого счетчика является третьим выходом блока,На чертеже приведена структурнаясхема устройства,Устройство содержит блок 1 управления, состоящий из счетчика 2 подтверждений прогнозов, элемента ИЛИ 3,триггера 4 управления элементаИЛИ 5 и триггера 6 Имитта блок 7моделирования вероятностных процессов (вероятностно-детерминированнойсреды) состоящий из формирователя8 одиночных импульсов, элемента 9 задержки, генераторов 10 псевдослучайной последовательности импульсовузла 11 элементов И и кольцевогосдвигающего регистра 12, блок 13сравнения, блок 14 анализа вероятностных характеристик оператора, состоящий из делителя 15 частоты счетчика 16 (циклов)узла 17 сравненияи узла 18 памяти, блок 19 регистрации и пульт 20 оператора, состоящийиз кнопок 21-22 прогнозов появленияи непоявления вспышки лампочки, индикатора 23 работы и стимулятора 24,представляющего собой индикатор.Формирование оценки работоспо -собности оператора осуществляетсяпутем анализа формально-динамических аспектов поведения оператора ввероятностно-детерминированной среде, Оценивается способность оператора предсказывать наступление одно 3 976472тий выход которого подклюцен к второму входу блока управления 1,3 "1,Недостатком данного устройства является низкая точность контроля,так как принцип работы устройства 5не позволяет учесть формально"динамические особенности интеллектуаль-.ного поведения оператора, в частности влияние факторов саморегуляциии активности, 0/Цель изобретения - повышение точности устройства путем анализа поведения оператора в бинарной вероятностно-детерминированной среде,Указанная цель достигается тем,что в устройство, содержащее блокрегистрации и последовательно включенные пульт оператора, блок сравнения и блок управления, второй входкоторого соединен с выходом пульта 20оператора, а первый и второй выходыс первым и вторым входами пульта оператора соответственно, введены блокмоделирования вероятностных процессови блок анализа вероятностных характеристик оператора, первый выход которого соединен со входом блока регистрации, второй выход - с третьим входом блока управления, первый входс третьим выходом блока управления,. 50второй вход - с четвертью выходомблока управления, подключенным к первому входу блока моделирования вероятностных процессов, второй входкоторого соединен с первым выходомблока управления, а выход - с вторымвходом блока сравнения и третьим входом пульта оператора, четвертый входблока управления и третий вход блокаанализа вероятностных характеристикоператора являются первым и вторымвходами устройства соответственно,причем блок моделирования вероятностных процессов содержит последовательно соединенные формирователь одиночных импульсов, генератор псевдослучайной последовательности импульсов,узел элементов И и кольцевой сдвигающий регистр, второй вход и выход которого являются соответственно первым50Входом и выходом блока, а также элемент задержки, вход которого подклюцен к выходу формирователя одиночныхимпульсов, а выход - к второму входуузла элементов И, вход формирователя55одиночных импульсов является вторымвходом блока, блок анализа вероятностных характеристик оператора. содержитпоследовательно включенные делитель9764значно-детерминированных событий всоответствии с гипотезой о формировании в .центральной нервной системе модели внешней среды, позволяющей экстраполировать события и ре- закции на основе накопленного опыта,Информация об условиях работы оператора с установкой задается инструкцией, которая содержит формулировку цели его деятельности и перечисле Вние разрешенных действий.Оператор должен, работая в удобном для него темпе, добиться полного подтверждения предсказаний появления или непоявления вспышки лам- фпы, При этом появление или непоявление вспышки лампы от действий опера- .тора не зависит и определяется соответствующим членом последовательности случайных сигналов, длина ко- Мторой равна 1, где 1 - число разря, дов или членов последовательности.Последовательность случайных сигналов циклически повторяется, причем впределах каждого цикла она сохраня Зется неизменной,Подсчитывается число циклов дотех пор, пока оператор не получитполного подтверждения своих прогнозов в пределах одного цикла, т.е. го- Зф, ка он не построит модель среды, адекватную заданной, которая на первомцикле для оператЬра может рассматриваться как вероятностная, Это числоциклов сравнивается с контрольнымили эталонным значением, полученнымдля оператора в состоянии оперативного покоя и по результатам сравнениясудят о текущей работоспособностиоператора.Устройство работает следующим образом,Командный сигнал на проведение контроля работоспособности оператора по,ступает на единичный вход триггера 4 и43и переводит его в одиночное состояние,При этом включается индикатор 23, ука"зывающий оператору на необходимостьвыполнения действий в соответствиис инструкцией. Кроме того, сигнал стриггера 4 поступает на вход формиМрователя 8, Сформированный единичныйимпульс запускает генератор 10 и через элемент 9 поступает на управляющий вход узла 11, который разрешаетзапись псевдослучайной последователь- ффности в регистр 12. Длина 1 псевдослучайной последовательности определена заранее при исследовании рабо 72 4тоспособности оператора в условияхоперативного покоя, а число разря"дов регистра 12 равно числу членовпсевдослучайной последовательности.Регистр 12 выполнен на О-триггерах, причем выходпоследнего 0-триг"гера соединен с О-входом первоготриггера, что обеспечивает циклическое управление стимулятором 24, авыходы С всех триггеров объединены иявляются входом синхронизации.Оператор предсказывает появлениевспышки лампочки стимулятора 24 нажа-.тием на кнопку 21 а непоявлениевспышки - на кнопку 22. При этом сиг"налы с .кнопок 21 и 22 поступают вблок 13 сравнения и через элементИЛИ 5 вна вход триггера 6, которыйпереводится в единичное состояние.Импульс с прямого выхода триггера6 поступает на управляющий вход стимулятора 24, на информационном входекоторого есть сигнал с прямого выхо"да Р-триггера последнего разряда ре"гистра 12. Если этот сигнал равен"1", то произойдет вспышка лампочкистимулятора 24, если "О", то вспышкине произойдет, Оператор визуально на"блюдает подтверждение или неподтверж.дение своего прогноза,Блок 13 сравнивает состояние последнего Р-триггера регистра 12 ссигналами кнопок 21 и 22, т.е, определяет правильность прогноза оператора, Например, если Р-триггер находится в состоянии "1", что соответ"ствует появлению вспышки, и операторпутем нажатия кнопки 21 также сделал прогноз о появлении вспышки, тона выходе подтверждения прогнозовблока 13 появится импульс, кото"рый поступает на вход счетчика 2для подтверждения прогнозов. Еслиоператор сделал неправильный прогноз,то импульс появится на выходе ошибочных прогнозов блока 13 и поступитна вход установки в "0" счетчика 2.При этом счетчик 2 устанавливаетсяв нулевое состояние. Через некоторое время, определяемое параметрами схемы, триггер 6 возвращается в исходное состояние, при котором снимается сигнал с управлякщего входа стимулятора 24, а передним фронтом сигнала с нулевого выхода осуществляется сдвиг содержимого регистра 12 вправо на один разряд, причем состояние последнего, 976472О-триггера запишется в первый разрядрегистра 12. Кроме того, сигнал снулевого выхода триггера 6 поступитна вход делителя 15, коэФфициент деления которого равен длине 1 псевдослучайной последовательности, выход ,которого соединен с счетчиком циклов.Оператор, получив подкрепление ссвоим действиям, формирует новый про-вгноз и реализует его путем нажатия на соответствующую кнопку 21 или 22, Работа устройства осуществляется аналогично описанному, При этом счетчик 16 подсчитывает число циклов обра фщения последовательности случайных сигналов, а счетчик 2 - чиспо 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, разрешит сравнение числа циклов, полу- фценных для оператора в состоянии оперативного 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 устройстао подготавливается к новому включению в соответ" ствии с программой,Устройство может быть выключенои в том случае, если оператор не смо вжет получить полного подтверждения прогнозов в пределах одного цикла, за разрешенное число циклов обраэования 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 14 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 пре"имуществ, 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 когни" тивному интересу к самому процессу деятельности и четко выраженной цели, Это дает воэможность использбвать устройство в системах "человек-машина" для периодического контроля работоспособности оператора, что позволяет обоснованно корректировать условия его деятельности.Формула изобретения1. 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, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью 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 управления, 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 и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в нем блок моделирования вероятностных процессов содержит последовательно соединенные формирователь одиночных им.ф пульсов, генератор псевдослучайнойаказ 9009/77 Тираж 47 одписное Проектная, 4 иал ППП "Патент", г. Ужгоро последовательности импульсов, узел элементов И. и кольцевой сдвигающий регистр, второй вход и выход которого 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.3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в нем блок анализа вероятностных характеристик оператора содержит поСледовательно включенные делитель частоты, первый счетчик и узел сравнения, второй вход и выход которого являются первыми входом и выходом блока содтветственно, а также узел памяти, вход которого является третьим входом блока, а выход соединен с третьим входом узла сравнения, вход делителя частоты является. вторым входом блока.4, Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в нем блок 76472 10управления содержит .последовательно соединенные второй счетчик, пер"вый элемент ИЛИ и первый триггер,выход и второй вход которого являются соответственно первым выходоми четвертым входом блока, а такжепоследовательно включенные второйэлемент ИЛИ, второй триггер, первыйи второй выходы которого являются 0 вторым и четвертым выходами блока,вход второго счетчика, вход вторьго элемента ИЛИ, второй вход первого элемента ИЛИ и второй вход первого триггера являются соответствен но первым, вторым, третьим и четвертым входами блока, выход второгосчетчика является третьим выходомблока. Источники инФормации,Зф принятые во внимание при экспертизе 1, Патент СЙА У 3744557,кл. 6 09 В 9/00, опублик, 1973. 2, Авторское свидетельство СССР У 743012, кл, С 09 В 9/00 ф 1977 е И 3, Авторское свидетельство СССР И 663377 кл. А 61 В 5/16, 1977