Тренажер оператора автоматизированной системы управления

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 985816(5)М. Кл. 6 09 В 9/00 9 твударстЮииый комитет СССР по делом иэобретеиий и открытий(72) Авторы нзобретенн аявнте 54) ТРЕНАЖЕР ОПЕРАТОРА АВТОИАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ Изобретение относится к тренаже- рам и может быть использованокак для оценки профессиональной пригодности операторов, так и для оценки их функционального состояния.Известен тренажер оператора авто,матизированной системы управления, содержащий блок сравнения, соединенный с пультом ответов и со счетчиком ошибок, блок управления, дат-, чик случайнцх событий, коммутаторы, блоки памяти, генератор тактовых импульсов, второй счетчик и элемент И 1 1.Недостатком тренажера является не высокая эффективность тренировки кратковременной памяти .Наиболее близким к изобретение является тренажер оператора автоматической системы управления, содержащий пульт оператора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнения, третий и чет" вертый входы которого подключены соответственно к первому и второмувыходам блока ввода эталонов, а выход - к первому входу блока регистрации, второй вход которого через ключ первым входом соединен с первым выходом триггера Шмитта, второй выход которого подключен к входу бло ка ввода эталонов, а вход через эле" мент ИЛИ - к выходам пульта операто ра, при этом выход элемента ИЛИ через делитель импульсов соединен с третьим входом блока регистрации 2 )Практика применения данного тренажера показала, что по мере приобрете ния навыков оператор старается первоначально работать только с помощью одной (чаще правой) кнопки. После то го, как алгоритм становйтся ему понятным, он воспроизводит его с помоаью двух кнопок. Такой подход значительно облегчает задачу оператора,динены соответственно с первым и вторым выходами пульта оператора,На чертеже представлена структурная схема тренажера оператора автоматизированной системы управления.Тренажер содержит блок 1 вводаэталонов, триггер 2 Шмитта, ключ 3,блок 4 сравнения, коммутатор 5 (логический пробник),. пульт 6 оператора,состоящий из индикатора 7 нулей, индикатора 8 единиц, кнопки 9 набора(формирователя) нулей и кнопки 10набора (формирователя) единиц, узел11 блокировки (неправильных действий),делитель 12 частоты, блок 13 регистрации .Узел 11 состоит из элементов И 14и 15, счетчиков 16 и 17, инверторов18 и 19 и элементов ИЛИ 20 и 21, аблок 13- из счетчиков 22 и 23 и индикатора 24.Тренажер работает следующим образом. 3 985816 позволяет ему сосредоточиться только на определении алгоритма предъявления стимулов, исключает проблему выбора моторных действий, При этом снижается качество исследования интеллектуальной саморегуляции, так как не фиксируются закономерности построения прогноза оператором, а также предвидения будущих событий, исключаются возможные эмоциональные реак О ции: неуверенность, сомнение, напряженность.Цель изобретения - повышение точности тренажа при,оценке профессиональной пригодности и функционально" 15 го состояния операторов за счет повышения качества исследования интеллектуальной саморегуляции путем исключения ситуаций, не требующих .участия процессов выбора при анализе поведения операторов в вероятностно-детермированной среде.1Поставленная цель достигается тем, что в известный тренажер, содержащий последовательно включенные блок ввода эталонов, блок сравнения и блок регистрации, последовательно соединенные триггер Шмитта, ключ, коммутатор и пульт оператора, а также делитель частоты, выход которого соединен с вторым входом блока регистрации, второй вход ключа подключен к одному из выходов блока ввода эталонов, вход которого соединен с вторым выходом триггера Шмитта, введены последовательно включенные первый элемент И, первый счетчик и первый инвертор, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, пос 4 О ледовательно включенные второй элемент И, второй счетчик и второй инвертор, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, и два элемента ИЛИ, выход одного из которых подключен к входам триггера Шмит 45 та и делителя частоты, а выход другого элемента ИЛИ соединен с третьим входом блока регистрации, первый и второй входы одного элемента ИЛИ подключены соответственно к выходам пер ф вого и второго элементов И, соединенным соответственно с вторыми входами второго и первого счетчиков и с вторым входом блока сравнения, первый и второй входы другого элемента ИЛИ подклечены к выходам первого и второго счетчиков соответственно, вторые входы первого и второго элементов И соеЭкспериментатор с помощью блока 1выбирает определенный "алгоритм предъявления стимулов (нулей и единиц)Оператору, Последний получает инструкцию формировать по тактам путейнажатия кнопки на пульте 6 свойалгоритм возможного предъявления стимулов, причем он на один такт опережает алгоритм экспериментатора, Оператору категорически запрещается формировать алгоритм путем нажатия только: одной любой из двух кнопок. Он предупреждает, что тренажер содержитустройство блокировки неправильныхдействий, Тем самым оператор при формировании своего алгоритма вынужденвключить процессы построения прогноза и предвидения будущих событий.Экспериментатор при необходимостиможет указать оператору число разрешенных последовательных нажатийодной кнопки (например 3,4,5),Это число определяетая длиной алгоритма, его характером и условиямиэксперимента.После каждого такта работы оператор с помощью индикаторов 7 и 8 может сравнить оба алгоритма. Путеманализа результатов сра.внения оператор корректирует свой алгоритм, .добиваясь. полного совпадения с алгоритмом экспериментатора,Необходимое количество циклов дополного совпадения обоих алгоритмовопределяется способностью оператора5 9858к логическому мышлению, параметрамиего кратковременной памяти, а такжеспособности к прогнозированию ситуаций и предвидению будущих событий,В процессе исследования создаются условия для возникновения у оператораэмоциональных реакций неуверенности,сомнения, напряженности .После включения тренажера экспериментатор в соответствии с программой испытаний устанавливает в блоке1, представляющем собой кольцевойсдвигающий регистР, длину и характер детермированной последовательности стимулов, а также устанавлива- фет счетчики 16 и 17 в нулевое состояние, Затем экспериментатор разрешает работу с тренажером оператору,Оператор, делая прогноз наступления событий предъявления стимула, нажимает кнопку 9 или кнопку 1 О, Принажатии кнопки 9 одиночный импульс с пульта 6 от кнопки 9 поступает на информационный вход элемента И 15 узла11. Так как счетчик 17 находится внулевом состоянии, то сигяал с его;выхода после инверсии на инверторе 19, поступает на управляющий вход элемента И 15 и переводит его в отк-рытое состояние, при котором импульс 30 от кнопки 9 подается на вход "Установка 0" счетчика 1 о на вход блока 4 сравнения и на вход элемента ИЛИ 20,С выхода элемента ИЛИ 20 импульс поступает на вход делителя 12 (коэф" з фициент деления которого равен длине детермированного алгоритма и устанавливается экспериментатором заранее) и на вход триггера 2 Шмитта.Если на втором выходе блока 1 запи 4 о сана единица, то блок 4 сравнения фиксирует ошибку и записывает единицу в счетчик 23 блока 13. Это значит. что текущий элемент алгоритма оператора не совпал с соответствующим эле- ез ментом детерминированной последовательности .Второй выход блока 1 также соединен с одним входом ключа 3, наэО другой (управляющий) вход которого поступает сигнал с выхода триггера 2 Шмитта. На время действия этого сигнала ключ 3 подключает к выходу блока 1 коммутатор 5, который в зависимости от того, каким был сигнал55 на втором выходе, включает либо индикатор 7 нулей, либо индикатор 8 единиц, В рассматриваемом примере на 16втором выходе сигнал соответствует единице, поэтому на пульте б оператора включается индикатор 8 единиц.Оператор визуально фиксирует первый элемент (в данном случае это единица) алгоритма экспериментатора и убеждается, что его алгоритм (а он выбрал в качестве первого элемента ноль) не совпадает.Возвращение триггера 2 Шмитта в исходное состояние отключает коммутатоо 5 от выхода блока 1, а сигнал с его инверсного выхода, поступая на тактовый вход блока 1 сдвигает со" . держимое кольцевого сдвигающего регистра вправо на один разряд,Если в качестве второго элемента своего алгоритма оператор выбрал единицу, то после нажатия им кнопки 10 набора единиц импульс с ее выхода поступает на один вход элемента И на другой вход которого поступает сигнал с выхода инвертора 18, подключенного к выходу счетчика 16. С вы хода элемента И 14 импульс, поступая на вход "Установка 0" счетчика 17, устанавливает последний в нулевое состояние. Кроме того, этот же импульс записывает. единицу в счетчик 16, поступает также на третий вход блока 4 сравнения и через элемент ИЛИ 20 - на вход делителя 12 и на вход триггера 2 Шмитта.Работа остальных элементов и блоков осуществляется аналогичноЕсли оператор определяет алгоритм экспериментатора только путем нажатия одной кнопки, например, кнопки 10 набора единиц, то после определенного числа нажатий (задаваемого экспериментатором в зависимости от длины и характера детерминированной последовательности стимулов) счетчик 16 переполняется, на его выходе появляется единица, которая через элемент ИЛИ 21 поступает на индикатор 24, предупреждая оператора и эксперимен-; татора о нарушении условий эксперимента., Кроме того, единица с выхода счетчика 16 инвертируется инвертором 18, поэтому на втором входе элемента И 14 сигнал равен нулю; прохождение импульсов через .элемент И 14 исключается,т,е. кнопка 10 набора единиц блокируется.Для продолжения эксперимента оператор должен обязательно нажать другую кнопку, в данном случае кноп 98587ку 9 набора нулей. При этом сигнал с выхода элемента И 15 устанавливает счет,чик 16 в нулевое состояние, т.е, разблокирует кнопку 10 набора единиц,Аналогичным образом тренажер ра ботает и в том случае, если оператор непрерывно нажимает только кнопку 9 набора нулей.При правильной работе оператор, сравнивая последующие члены обоих 10 алгоритмов и корректируя свой алгоритм, добивается их полного совпадения. Число циклов, необходимых оператору для полного определения алгоритма детерминированной последова- тельности стимулов, фиксируется счетчиком 22.Экспериментатор, анализируя информацию с блока 13 регистрации, определяет характеристики оператора, осо бенности процессов интеллектуальной саморегуляции. Затей в соответствии с программой испытаний экспериментатор переходит к исследованию нового алгоритма предъявления стимулов, по степенно усложняя его (например путем увеличения длины)Использование изобретения позволяет повысить качество исследования кратковременной памяти оператора авто матизированных систем управления, а также процессов его интеллектуальной саморегуляцииПоявляется возможность наблюдения у оператора возник 35 новения эмоциональных реакций неуверенности, сомнения, напряженности. В целом это способствует повышению эффективности получаемых оценок проФессиональной пригодности операторов 4 в уровня их подготовленности,В прототипе при исследовании интеллектуальной саморегуляции оператора возможны ситуации, при которых оператор выбирает алгоритм действий, не45 требующий участия процессов выбора.В этих ситуациях оценки профессиональной пригодности и функционального состояния, Формируемые с помощью прототипа, по существу характеризуют толь50 ко объем кратковременной памяти и не позволяют судить о процессах интел.лектуальной саморегуляции, В целом это снижает точность получаемых оценок на 30-10. Экспериментальные исследования показали, что при Оовтор.т 5 ных испытаниях более 804 всех операторов сознательно пользовались ситуациями, не требующими участия процес 16 8сов выбора, Прототип позволяет определить алгоритм предъявления стимуловпутем использования только одной кноп-ки и наблюдения за порядком зажиганияиндикаторов. При этом количество циклов, необходимых для указания алгоритмов предъявления стимулов, в среднемснижается на 30-ч 0 по сравнению сисходным, когда оператор работает сдвумя кнопками и вынужденно решаетпроблему выбора.В предлагаемом техническом решении исключается возможность узнавания алгоритма простыми действиями,не. требующими участия процессоввыбора. Непрерывная работа только содной кнопкой относится к неправильным действиям оператора и блокируется. Исключение ситуаций, не требующих участия процессов выбора, позволяет повысить точность формируемыхоценок на 30-401. При многократных испытаниях операторов в одинаковых условиях повышается стабильность оценок относительно некоторогоуровня, характерного для конкретногооператора. Изменение уровня болееточно отражает изменения определенных факторов, в частности изменениефункционального состояния оператора.Последнее обстоятельство позволяетиспользовать предлагаемое техническоерешение в системах "человек-машинас взаимной адаптацией, При этом благодаря своевременному и качественномуопределению Функционапьного состоянияопвратора повышается надежность и эффективность работы системы "человекВмашина",Предлагаемое техническое решениепозволяет также повысить точность оценок исследования. процессов интеллектуапьной саморегуляции у оператора.На этой основе повышается качестворекомендаций по рациональной организации операторской деятельности и каячество профессионального отбора. Вцелом это приводит к повышению эффективности обучения и практическойдеятельности операторов,Формула изобретенияТренажер оператора автоматизирован. ной системы управления, содержащий последовательно включенные блок ввода эталонов, блок сравнения и блок регистрации, последовательно соединенные триггер Щмитта, ключ, коммутатор и пульт оператора, а также делитель частоты, выход которого соеди нен с вторым, входом блока регистрации, второй вход ключа подключен к одному из выходов блока ввода этанолов, вход которого соединен с вто" рцм выходом триггера Шпетта, о тл ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повыаения точности тренажера, в 16 ,него введены последовательно включенные первый элемент И, первый счетчик и первый инвертор, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, последовательно включен ные второй элемент И, второй счетчик и второй инвертор, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, и два элемента ИЛИ, выход одно-, го из которых подключен к входам триг 20 гера Щмитта и делителя частоты, а вцхрд другого элемента ИЛИ соединенЬ Ж10с третьим входом блока регистрации,первый и второй входы одного элемента ИЛИ подключены соответственно квыходам первого и, второго элементов .И, соединенным соответственно с вторыми входаьи второго и первого счетчиков я с вторцм входом блока сравнения, первый и второй входы другогоэлемента ИЛИ подключены к выходампервого и второго счетчиков соответственно, вторые входы первого и,вто:рого элементов И соединены соответственно с первым и вторым выходамипульта оператора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРдо заявке И 2813925/18-24,кл. 6 09 8 9/00, 19792. Авторское свидетельство СССРпо заявке И 2927519/18-24,кл. О 09 В 9/00, 1980 (прототип).дакто Филиал ППП,Патент",г, Ужгород, ул. Проектная, 4 аказ 10169/70 ВНИИПИ Государ по делам.и 113035, НоскваТираж 4 ственного коми зобретений и о Ж, Рауаская 2.:. " Поета СССРкрцтийнаб., д. МБэюпом е е М еа е Е е и т е аВт в е ее е е ВВ в