Устройство для моделирования деятельности человека оператора эргатических систем

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 4 6 Г 1520 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ Р 21Б.Мур о СССР 1981. СССР 1982етельст Р 15/20 ельство Р 15/2 ОВАНИЯ РАТОРА числи и к уст- деятельГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА - ОПЭРГАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ(57) Изобретение относитсятельной технике, в частносройствам для моделирования ности человека - оператора эргатических систем. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования ошибок оператора с учетом влияния продолжительности его работы. Спомощью устройства возможно моделирование деятельности оператора по об-.служиванию заявок с учетом ошибок вего действиях по обслуживанию заявок.Временной интервал между моментамипоявления ошибок увеличивается полинейному закону на начальном этапеприработки, постоянен на этапе нормальной работы и уменьшается по линейному закону в период утомленияоператора. 2 ил.1 13159Изобретение относится к вычисли-а тельной технике, в частности к устройствам.для моделирования деятельности человека-оператора систем человек - машина (СЧМ).5Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей за счет моделирования ошибок оператора с учетом влияния продолжительности его работы, 10На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг,2 - схема блока формирования импульсов ошибок.Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов заявок, счетчик 2 заявок, второй элемент И 3, второй триггер 4, генератор 5 импульсов со случайным интервалом следования, таймер 6, третий триггер 7, третий элемент И 8, первый триггер 9, 20 первый элемент И 10, преобразователь 11 временной интервал-код, сумматор 12, элемент ИЛИ 13, счетчик 14 обслуженных заявок счетчик 15 необслуженФ25 ных заявок, четвертый элемент И 16, четвертый триггер 17, формирователь8 импульсов ошибок с тактовым входом 19 и входом 20 запуска. Формирователь 18 импульсов ошибок 30 содержит первую схему 21 сравнения, первый элемент ИЛИ 22, первый счетчик 23, второй счетчик 24, третий элемент ИЛИ 25, вторую 26 и третью 27 схемы сравнения, первый 28, второй 29 и третий 30 элементы И, преобразователь 31 код-временной инвервал, дифференцирующий элемент 32, генератор 33 импульсов, триггер 34, элемент 35 задержки, второй элемент ИЛИ 36, 40 четвертый элемент И 3 и регистр 38 памяти. Генератор 1 случайного потока импульсов имитирует входной поток заявок, вырабатывая импульсы со случайным интервалом следования. Счетчик 2 подсчитывает общее количество заявок, поступивших на обслуживание, Счетчик 14 подсчитывает количество заявок, обслуженных оператором, а счетчик 15- количество заявок, необслуженных изза ошибок оператора. С помощью генератора 5 импульсов со случайным интервалом следования и триггера 4 формируется временной интервал, имитирующий случайное время обслуживания заявки оператором от момента запуска генератора до выработки им импульса. 94 2Таймер 6 задает общее время моделирования, а также с него снимаются показания текущего времени моделирования в виде параллельного двоичного кода. Формирователь 18 импульсов ошибок имитирует возникновение ошибок оператора. В период адаптации частота следования импульсов ошибок уменьшается в соответствии с законом адаптации, в период устойчивой работы оператора частота импульсов ошибок минимальна и постоянна, а в период усталости увеличивается со временем в соответствии с законом усталости.Законы адаптации и усталости для Формирования импульсов ошибок считаются кваэилинейными. Импульс, имитирующий заявку на обслуживание, от генератора 1 поступает на триггер 4, после чего начинает Формироваться интервал времени обслуживания заявки оператором. Этот импульс запускает генератор 5, который через случайный интервал времени, соответствующий времени обслуживания заявки, вырабатывает импульс, который поступает на нулевой вход триггера 4, после чего интервал времени обслуживания заявки оператором заканчивается.В формирователе 18 импульсов ошибок Формируются импульсы, имитирующие ошибки оператора, причем в период адаптации с течением времени час.тота импульсов ошибок уменьшается, в период устойчивой работы она минимальна и постоянаа, а в период утомляемости частота импульсов ошибок, поступая на триггер 4, имитирует прекращение обслуживания заявки из-за ошибки оператора, Этн импульсы поступают также на счетчик 15,Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии на счетчиках и,на сумматоре 12 записан нуль. Триггеры 4, 9, 17 и 34 находятся в нулевом состоянии, На таймере 6 набирается примерное время моделирования. В регистр 38 заносится значение времени, соответствующее началу периода усталости. В счетчик 23 заносится. значение времени, соответствующее начальному периоду появления ошибок оператора при адаптации. В схему 26 сравнения заносится число, соответствующее периоду появления ошибок оператора в установившемся режиме, В1315994 счетчик 24 и схему 27 сравнения заносятся значения времени, соответствующие начальному и конечному периодампоявления ошибок оператора в периодусталости соответственно. Частота ге.нератора 33 импульсов выбирается таким образом, чтобы обеспечить изменение частоты появления ошибок оператора н соответствии с законами адаптации и усталости. 10По сигналу "Пуск" таймер 6 начинает отсчитывать время моделирования,двоичный код времени моделированияснимается с выхода таймера 6 и поступает на вход 2 формирователя 18 ьмпульсов ошибок (схему 21 сравнения).Сигнал Пуск поступает также натриггер 7, устанавливая ега в нулевое состояние, При этом на элементИ 8 подается запрещающий потенциал, 20Этот сигнал устанавлинает триггер 9в единичное состояние. При этом навходе элемента И 10 появляется потенциал, разрешающий потенциал, разрешающий прохождение импульсов с генерато ра 1 на счетчик 2 и первый вход элемента И 3, Кроме того, сигнал Пускпоступает на триггер 34,В исходном состоянии на вход элемента И 3 с инверсного выхода триггера 4 падается разрешающий потенциал, поэтому первый имгульс с генератора 1 проходит через элемент И 3 и перебрасывает триггер 4 в единичное состояние, а также запускает генератор 5 импульсов со случайным интервалом следования. Кроме того, этот импульс устанавливает в единичное состояние триггер 1740На входе элемента И 3 появляется потенциал с инверсного выхода триггера 4, запрещающий прохождение заявокчерез элемент И 3 во время обслуживания заявки. С прямого выхода триггера 4 потенциал подается на вход преобразователя 11 временной интервал - код, который обеспечивает начало формирования интервала обслуживания заявки оператором. Генератор 5 через слуО чайный момент времени вырабатывает импульс, имитирующий окончание обслуживания заявки, который через элемент ИЛИ 13 поступает на нулевой вход триггера 4 и перебрасывает его в нулевое состояние, снимая потенциал с входа преобразонателя 11 временной интервал - код, при этом обслуживание заянки заканчивается, На втором входе 4элемента И 3 появляется потенциал,разрешающий прохождение новой заявкиот генератора 1, в сумматор 12 записывается время обслуживания заявки.Импульс с выхода генератора 5 через элемент И 15 поступает на счетчик 14, подсчитывающий количествообслуженных заявок, а также перебрасывает триггер 17 в нулевое состояние,формирователь 18 импульсов ошибок обеспечивает появление импульсов, имитирующих возникновение ошибки оператора. Считается, что ошибка приводит к срыву обслуживания заявки.Формирователь работает следующим образом. Сигнал "Пуск" перебрасывает триггер 34 н единичное состояние, обеспечивая наличие разрешающих потенциалов на первых входах элементов И 28 и 29, запускает генератор 33 импульсов, а также через элемент ИЛИ 22 поступает на счетчик 23, при этом значение числа, записанного в счетчике 23, через элемент ИЛИ 25 поступает на нход преобразователя 31 кодвременной интервал, на выходе которого формируется временной интервал, соответствующий начальному периоду появления ошибок оператора при адаптации. По окончании этого временного интервала на выходе дифференцирующега элемента 32 появляется импульс, имитирующий ошибку оператора, Данный импульс через элемент ИЛИ 13 поступает на нулевой вход триггера 4, прекращая обслуживание заявки из-за ошибки оператора. Этот импульс через элемент И 16 поступает на счетчик 15, подсчитывающий количество ошибок оператора. Элемент И 16 открыт, так как на ныходе триггера 17 имеется разрешающий потенциал вследствие того, что он переброшен в единичное состаяние при поступлении импульса, имитирующего заявку с выхода элементаИ 3. Это соответствует тому, что ошибки оператора возможны лишь приобслуживании заявки, импульс ошибки через элемент ИЗП 1 15 перебрасываеттриггер 17 в нулевое состояние. Последующие импульсы ошибок не поступают на счетчик 15, так как элемент И 16 закрыт потенциалом с выходатриггера 17. Импульс ошибки поступает на вход генератора 5 импульсовсо случайным интервалом следованияи отключает его,Кроме того, импульс ошибки черезэлемент И 28 и элемент ИЛИ 22 поступает на счетчик 23. К этому моментув счетчике записано новое число,большее предыдущего, за счет того,что на суммирующий вход счетчика 23поступают импульсы от генератора 33через элемент И 2. Значение этого 10числа через элемент ИЛИ 25 поступаетна преобразователь 31 код - временной интервал. Временной интервал формируется продолжительностью больше,чем прерыдущий, что соответствует 15уменьшению частоты появления ошибокоператора, По окончании временногоинтервала на выходе дифференцирующего элемента 32 появляется импульсошибки и описанный цикл повторяется, 20Когда в счетчике 23 кмеется число,соответствующее частоте появленияошибок оператора в установившемсярежиме, на выходе схемы 26 сравнения появляется потенциал, запрещающий прохождение импульсов от генератора 33 через элемент И 29 на счетчик 23, До окончания установившегосярежима ошибки оператора появляютсяс постоянной частотой, 30 В момент начала периода усталости на выходе схемы 21 сравнения появляется импульс, который перебрасывает триггер 34. При этом на первых входах элементов И 30 и 37 появляется разрешающий потенциал, Этот же импульс, пройдя через элемент 35 задержки и элемент ИЛИ 36, поступает навход. счетчика 24, Значение числа, за писанное в счетчике 24, через элемент ИЛИ 25 поступает на преобразователь код - временной интервал. По окончании временного интервала, соответствующего начальному периоду появления ошибок оператора в период усталости, на выходе дифференцирующего элемента 32 появляется импульс ошибки, который через элемент ИЛИ 13 перебрасывает триггер 4, а также через элементы И 37, ИЛИ Зб поступает на вход счетчика 24, в котором записано уже другое число, меньше предыдущего, гак как на вычитающий вход счетчика 24 постоянно поступают импульсы от генератора 33 через элемент И 30, Это соответствует увели" чению частоты ошибок оператора со временем в период усталости. Значение числа через элемент ИЛИ 25 поступает на преобразователь 31 код - временной интервал и описанный цикл повторяется, Когда в счетчике 24 оказывается число, соответствующее максимальной частоте появления ошибокоператора, в режиме усталости на выходе схемы 27 сравнения появляетсяпотенциал, запрещающий прохождениеимпульсов от генератора 33 через элемент И 30. С этого момента частотапоявления ошибок оператора постоянна.По окончании времени моделирования импульс с выхода таймера 6 поступает на триггер 7, обеспечивая появление разрешающего потенциала навходе элемента И 8, На другой входэлемента И 8 через элемент ИЛИ 13поступает импульс окончания обслуживания заявки или импульс ошибКи.Этот импульс перебрасывает триггер9, при этом на входе элемента И 10появляется потенциал, запрещающийпоступление заявок от генератора 1,а также поступает на вход остановатаймера 6, фиксируя точное время моделированияПроцесс моделирования заканчивается. По показаниям счетчиков таймера6 и сумматора. 12 можно оценить статистические показатели деятельностичеловека-оператора в системе человекмашина с учетом возникновения ошибокоператора в различные периоды егодеятельности,Формула изобретенияУстройство для моделирования деятельности человека-оператора эргатических систем, содержащее генератор случайного потока импульсов заявок, первый, второй и третий триггеры, три элемента И, генератор импульсов со случайным интервалом следования, таймер, преобразователь временной интервал-код, счетчик заявок и счетчик обслуженных заявок, сумматор, выход генератора случайного потока импульсов заявок соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом первого триггера, а выход первого элемента И подключен к счетному входу счетчика заявок и к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, а выход подключенк единичному входу второго триггера, прямой выход которого соединен с входом преобразователя временной интервал-код, выход которого соединен с входом сумматора, вход запуска тай мера, нулевой вход третьего триггера и единичный вход первого триггера объединены и являются входом запуска устройства, информационный выход таимера соединен с единичным вхо- Оч10 дом третьего триггера, прямой выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с нулевым входом первого триггера и входом останова таймера,15 выход генератора импульсов со случайным интервалом следования подключен к счетному входу счетчика обслуженных заявок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет моделирования ошибок оператора с учетом влияния продолжительности его работы, оно дополнительно содержит элемент ИЛИ, четвертый элемент И, счетчик необслуженных заявок,четвертый триггер и формирователь импульсов ошибок, который содержит три схемы сравнения, регистр памяти, генератор импульсов, два счетчика импульсов, три элемента ИЛИ, четыре элемента И, триггер, элементы задержки, преобразователь код-временной интервал, дифференцирующий элемент, причем в формирователе импульсов оши 35 бок единичный вход триггера, вход запуска генератора импульсов и первый вход первого элемента ИЛИ объединены и подключены к В хОду запуска устрой 40 ства, первая группа входов первой схемы сравнения подключена соответственно к группе тактовых выходов таймера, в формирователе импульсов ошибок втоРая Группй ВхОдОВ пеРВОЙ схемы срав 45 нения подключена соответственно к разрядным выходам регистра памяти, а выход Равно первой схемы сравнения соединен с входом элемента задержки и с нулевым входом тРиггеРа, прямой выход которого подключен к первым прямым входам первого и второго элементов И формирователя импульсов ошибок, выходы которых соответственно подключены к второму входу первого элемента ИЛИ и к счетному входу первого счетчика импульсов формирователя импульсов ошибок, инверсный выход триггера которого соединен с первыми прямыми входами третьего и четвертого элементов И формирователяимпульсов ошибок, выходы которых подключены соответственно к вычитающемувходу второго счетчика импульсов и к первому входу второго элемента ИЛИ формирователя чмпульсов ошибок, вход считывания второго счетчика импульсов которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ формирователя импульсов ошибок, а разрядные выходы второго счетчика импульсов подключены соответственно к первой группе Входов третьего элемента ИЛИ, вторая группа входов которого соединена соответственно с разрядными выходамипервого счетчика импульсов формирователя импульсов ошибок, выход третьего элемента ИЛИ которого подключен к входу преобразователя код-временной интервал, выход которого соединенс входом дифференцирующего элемента, выход которого соединен с вторыми входами первого и четвертого элементов И формирователя импульсов ошибок,входом останова генератора импульсовсо случайным интервалом следованияустройства, первым входом элементаИЛИ устройства и первым входом четвертого элемента И устройства, выходгенератора импульсов формирователя импульсов ошибок соединен с вторыми прямыми входами второго и третьего элементов И формирователя импульсов ошибок, инверсные входы Второго и третьего элементов И которого соединены соответственно с выходами "Равно" второй и третьей схем сравнения формирователя импульсов ошибок, группы входов которых соответственно подключены к разрядным выходам первогои второго счетчиков импульсов, второй 1вход второго элемента ИЛИ формирователя импульсов ошибок соединен с выгходом элемента задержки, а вход считывания первого счетчика импульсовоподключен к выходу первого элементаИЛИ формирователя импульсов ошибок, единичный вход четвертого триггера устройства и вход запуска генератора импульсов со случайным интервалом следования соединены с выходом второго элемента И устройства, выход генератора импульсов со случайным интервалом следования соединен со счетным входом счетчика обслуженных заявок и вторым входом элемента ИЛИ9 1315994 10устройства, выход которого подключен устройства и нулевым входам второго к второму входу третьего элемента И и четвертого триггеров устройства. Составитель В,фукаловТехред Н.Глущенко Корректор Л Редактор О.Голов енк каз 236 ное 4/5 Ужгород, ул, Проектн роизводственно-полиграфическое предприяти Тираж 672 НИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, Ж, РПод омитета СССР открытий вская наб.,