Устройство для контроля уровня подготовки операторов

(51)4 С 09 В 9 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ль изобреических возм реализации рационально- боты операСССР78.УРОВ ехни жетровня ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯПОДГОТОВКИ ОПЕРАТОРОВ(57) Изобретение относится кческим средствам контроля ибыть использовано для оценк подготовки операторов. Ц тения - расширение дидак можно стей устройств а пут в нем возможности оценки го времени непрерывной р тора всистеме управлени содержит блок 1 выдачи и блок 2 анализа, блок 3 в блок 4 определения уровн оператора, блок 5 индика рабочее место 6 оператор и второй 10 формировател первый 9 и второй 13 сум Устроиствоформации,да ответов,подготовкиии оценок,первый 7импульсов,торы, блок1472937 8 регистрации, первый 11 и второй 12регулируемые усилители, источник 14эталонных напряжений, блок 15 сравнения. Рациональное время непрерывнойработы оператора определяется на основе выбора альтернативы, имеющеймаксимальную степень принадлежностинечеткому решению в зависимости отуровня потерь от ошибок оператора изатрат на его психологическую.и функциональную реабилитацию. Указанныеальтернативы задаются функциями при. надлежности цели и ограничения, формируемыми с помощью специальных функИзобретение относится к техническим средствам контроля и может бытьиспользовано для оценки уровня подготовки операторов.Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройствапутем реализации в нем возможностейопределения рационального времени не.прерывной работы оператора в системеуправления,На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства;на Фиг. 2 - блок-схема первого формирователя импульсов; на фиг, 3 - блоксхема второго Формирователя импульсов; на фиг. 4 - блок-схема блока. сравнения; на фиг. 5 - блок-схема блокаопределения уровня подготовки оператора; на фиг. 6 - блок-схема детектора минимума; на фиг. 7 - блок-схемаисточника эталонных напряжений; нафиг 8 - блок-схема первого второго)сумматора; на Фиг. 9 - график зави,симости напряжений на выходах интеграторов.Устройство (фиг. 1) содержит блок1 выдачи информации, блок 2 анализа,представляющий собой дешифратор,блок 3 ввода ответов оператора (наборклавиш), блок 4 определения уровняподготовки оператора, блок 5 индикации оценок, рабочее место б оператора, первый формирователь 7 импульсовблок 8 регистрации, первый сумматор9, второй формирователь .10 импульсов,первый 11 и второй 12 регулируемыеусилители, второй сумматор 13, источциональных преобразователей, управление которыми осуществляется на основеданных о числе ошибок, совершаемыхоператором в процессе тренировки.Изменение прогнозируемого времениработы оператора в определенном масштабе моделируется специальным генератором, число импульсов которого подсчитывается счетчиком. Определениемаксимума осуществляется в блоке сравнения, который производит срыв работы генератора. Время работы оператора определяется по показаниям счетчика. 9 ил. 2ник 14 эталонных напряжений и блок15 сравнения.Блок 1 предназнчен для предъявления содержания задачи оператору,блок 2 - для анализа безошибочностивыполнения заданий оператором, блок4 - для выработки сигналов, определящцих уровень подготовки оператора,Сдал", "Не сдал", "Продолжение ис 10 пытаний",Первый, формирователь 7 предназначен для формирования кода, соответствующего прогнозируемому рациональному времени работы данного операто 15 ра в рассматриваемой системе управления, а второй формирователь 10 импульсов - для выработки напряжения,пропорционального времени выполнениязадания оператором. Время выполнения20 задания измеряется от момента начала его предъявления оператору до момента получения сигнала "Сдал" с второго выхода блока 4 определения уровня подготовки оператора,Первый 9 и второй 13 сумматорыподключены для выработки напряжений,пропорциональных прогнозируемым значениям функций принадлежности цели(С,й) и ограничений (С ).З 0Блок 15 сравнения предназначендля определения на прогнозируемоминтервале времени экстремума ФункцииЫп1(Се): р, (С,)3.Второй формирователь 10 (фиг, 2)З 5 содержит последовательно соединенныесчетчик 1 б, цифроаналоговый преобразователь 17 и генератор 18 импульсов.Запуск генератора 18 осуществляетсяпо сигналу блока 1 с началом выдачипервого задания оператору. Срыв работы генератора 18 осуществляется покоманде Сдал с второго выхода блои и 5ка 4.Первый формирователь 7 импульсов(Фиг. 3) содержит счетчик 19, генератор 20 и тумблер 21 запуска.1 ОБлок 15 сравнения (фиг. 4) содержит первый интегратор 22, компаратор23, второй интегратор 24 и детектор25 минимума.Блок 4 определения уровня подготовки оператора содержит цифроаналоговый преобразователь 26, первый ивторой сумматоры 27 и 28, первую схему 29 сравнения, элемент И 30, вторуюсхему 31 сравнения, третий сумматор32, датчик 33 исходных условий, четвертый сумматор 34 и умножитель 35.Детектор 25 минимума (фиг. 6) содержит первый 36, второй 37 и третий38 инверторы, диоды Д 1 и Д 2 и нагру 25зочное сопротивление К.Источник 14 эталонных напряжений(фиг. 7) содержит регулируемые источники 39 и 40 эталонных напряжений,причем источник 39 предназначен дляФормирования напряжения, пропорционального коэффициенту (С) стоимостных затрат, связанных с устранением последствий одной ошибки оператора, а источник 40 - для формированиянапряжения, пропорционального коэффи 35циенту (С ) стоимо стных з атрат напсихологическую и функциональную реабилитацию оператора.Сумматор 13 (9) содержит усилитель41 и коммутатор 42, Коммутатор 4240обеспечивает подключение различныхсопротивлений из магазина сопротивлений в цепи обратной связи усилителя41, изменяя коэффициент его передачи.Коммутация сопротивлений осуществляется в соответствии с кодом числа, снимаемого с выхода первого формирователя 7 импульсов.Первый усилитель 11 управляетсяцифровым кодом, поступающим на вход50ЦАП 26, расположенный в блоке 4,Устройство работает следующим образом.Перед началом испытаний путем регулировки источников 39 и 40 эталонного напряжения в устройстве выставляются коэффициенты стоимостных затрат, связанных с устранением последствий одной ошибки оператора (С) в данной системе управления.и организацией его Функциональной и психологической реабилитации (С ). Параметрам С, и С в определенном масштабе соответствуют напряжения источников 39 и 40, Их значения рассчитываются заранее на основе анализа результатов деятельности оператора в системе управления, а также на основе анализа характеристик и эффективности применяемых средств психологической и функциональной реабилитации оператораКроме тото, в соответствии с законами изменения во времени функций принадлежности рд (С й) и(С ) ус танавливаются коммутируемые коммутаторами 42 сопротивления в цепях обратных связей усилителей 41 сумматоров 13 и 9, выполняющих вместе с соответствующими коммутаторами функцию функциональных преобразователей.Испытуемому через блок 1 выдается для решения задача, после решения к которой он вводит ответы через блок 3 ввода в блок 2 анализа, который на основе сравнения с эталоном, поступающим с блока 1, вырабатывает сигнал о введенном ответе и его ошибочности для блока 4 определения уровня подготовки. Блок 4 на основе анализа числа ошибок ш вырабатывает сигналы "Сдали или "Не сдал, поступающие на блок 5 индикации. Одновременно с началом выдачи первого задания по комаиде блока 1 осуществляется запуск генератора 18 формирователя 1 О, который вырабатывает импульсы счета времени, поступающие на вход счетчика 16. -По мере выполнения заданий с первого выхода блока 4 определенияуровня подготовки оператора на второй вход первого регулируемого усилителя 11 поступает напряжение, пронорциональное количеству ш ошибочных решений оператора при выполнении задания, Коэффициент усиления усилителя 11 изменяется обратно пропорционально величине напряжения, снимаемого с выхода цифроаналогового преобразователя 17 формирователя 1 О, величина которого соответствует коду времени й счетчика 1 6.Срыв работы первого генератора 18осуществляется по команде "Сдал" сблока 4.1472937 6отрицательной обратной связи на сопротивлении К выделяется максимальное инвертированное напряжение, которое вновь инвертируется инвертором 38, На выходе счетчика 16 выделяется ми-. нимальное напряжение, соответствующее минимальному значению функции принадлежности цели и ограничения, которое в соответствии с .изменением кода времени прогноза на счетчике 19 также изменяется во времени. Так как тенденция роста функций принадлежности цели и ограничения прямо противопо 5 10 15 ложны, то функция их минимума решения задачи имеет экстремум.Экстремум функции минимума в блоке 15 сравнения находится с помощью двух интеграторов 24 и 22 и компара 20 25 ЗО выходах интеграторов 24 и 22 будет 5Таким образом, по окончании испытания оператора на выходе первого усилителя 11 формируется напряжение, пропорциональное интенсивности ошибок испытуемого оператора, т.е. 71, = -- Напряжение снимаемое с выходаТЭусилителя 11, обеспечивает установку коэффициента усиления усилителя 12 пропорционально интенсивности ошибок оператора. На информационный второй вход усилителя 12 поступает напряжение с эталонного источника 39 На выходе усилителя 12 формируется напряжение, пропорциональное произведению С., = С , которое далее поступает на вход сумматора 13,После получения сигнала "Сдал" исследователь замыкает тумблер 21, через который напряжение внешнего источника поступает на генератор 20 формирователя 7 и запускает его. Генератор 20 вырабатывает импульсы, соответствующие в определенном масштабе прогноэируемому времени работы данного оператора в рассматриваемой системе управления. Количество импульсов генератора 20 подсчитывается счетчиком 19, сигналы с выхода которого управляют работой коммутаторов 42 в сумматорах 13 и 9. Под воздействием управляющих сигналов со счетчика 19 коммутаторы сумматоров 13 и 9 обеспечивают последовательное подключение в цепях обратных связей усилителей 41 различных сопротивлений,обеспечивая изменение коэффициентовпередач сумматоров 13 и 9. Таким образом, на выходе сумматоров 13 формируется напряжение, пропорциональное изменению функции принадлежности(С) во времени, которая зависитот стоимостных затрат на устранениепоследствий. ошибок оператора и от их интенсивности, а вид этой зависимости Фустанавливается путем смены соответствующих сопротивлений в магазинесопротивлений коммутатора сумматора13, Аналогично обеспечивается формирование зависимости функции принадлежности р (Сй) ограничений на выхо"де сумматора 9, В детекторе.25 минимума блока 15 напряжения, снимаемые с выходов сумматоров 13 и 9, сравни"ваются, Для этого сравниваемые напряжения с выходов первого и второго 35 40 45 50 тора 23. Так как функция минимума неразрывна, то напряжение, снимаемое с выхода второго интегратора, нарастает е ростом времени быстрее, чем на выходе первого интегратора, Зная форму зависимости функции минимумаот времени, можно подобрать параметры постоянных времени интегрированияинтеграторов 24 и 22, при которыхравенство напряжений (Б, и И ) на достигаться точно на максимуме этойфункции. На фиг. 9 показан пример зависимости напряжений на выходах первого У ивторого 11 интеграторов,дпя импульса прямоугольной формы длительностью Т. Выходы интеграторов 24 и 22 блока 15 подключены к входам компаратора 23. В момент совпадения напряжений компаратор 23 срабатывает и обеспечивает срыв работы генера- тора 18. В этом случае код, записанный на счетчике 19, будет определять рациональное время непрерывной рабо,ты оператора в системе, которое учитывает психологическое состояние оператора, его индивидуальные характеристики и характер стоимостных затрат. Показания счетчика 19 регистрируются блоком 8 регистрации в десятичной форме,Рассмотрим работу блока 4 определения уровня подготовки для случая двухбальной оценки уровня подготовки (фиг. 5).В этом случае в устройстве проводится проверка соотношений:ш 6 А, + Ао и;сумматоров интертируются инверторами36 и 37, а затем благодаря действию ш), А+ Ао и;1 и П - 1 и (1 - РД 1 иР (1-Р, Ц -1 ГР, (1-Р )1 А 1 и (1 - Р 1) - 1 и (1 - Р ) 1 Р,-Р,)1.ГР;1 Р;Т и ( и ГР (1-Р и О максимальная доля ошибокоценки Сдалмаксимальная доля ошибокоценки "Не сдал";наибольшая вероятносдействительно неуспе де Р 1я ть, чт вающий е сп ч личин Аоя по выдаются н О ныи вхо 0 ом случае соответствующая схем нения вырабатывает сигнал, полок 5 индикации оценок.нал поступает с блокаиндицирует оценку,тупакщии в сли этот с 1, то блок ученик оценен, как н у ев ающий;- наибольшая вероятность, то 20действительно неподготовленный ученик оценен, как подготовленныйЗначения коэффициентов веА Азаранее рассчитываютсше приведенным формулам и заэкспериментатором посредством датчика33 исходных условий контроля,Величина и, равная количествупредъявляемых задач, Формируется на 30выходе сумматора 27 и поступает напервый вход умножителя 35, На второй вход умножителя 35 поступает сигал о величине А с датчика 33 исходных условий контроля. Сигнал, равный А и, поступает на первые входысумматоров 34 и 32. На второй входсумматора 34 поступает сигнал с умножителя 35, равный А а на второйвход сумматора 32 - величина А. 4С выхода су 1 тора 34 сигнал, равА, + А, и, поступает на первыйд схемы 31 сравнения, а с выходасумматора 32 сигнал, равный А+ А хх и, поступает на первый вход схемы429 сравнения. На вторые входы схем29 и 31 сравнения поступает сигнал,равный количеству ошибочных решений,Формируемый на выходе сумматора 28,Схемы 31 и 29 сравнения осуществляютпроверку приведенных выше неравенств.При этом могут быть два исхода: либовыполняется одно из неравенств, либоне выполняются оба неравенства. В"Сдал", а если с блока 29 - то "Не сдал. Во втором случае схемы 31 и 29 вырабывают сигналы поступающие на входы элемента И 30, который вырабатывает сигнал о продолжении испытаний для блока 1.Цифровая информация о количестве ошибочных решений поступает с выхода сумматора 28 на вход цифроаналого вого преобразователя 26. Пропорциональное величине щ напряжение далее поступает в усилитель 11.Для случая 1-балльной оценки в датчике 33 исходных условий задаются исходные условия контроля и блок 4 определения уровня подготовки состоит не из двух цепочек (фиг. 2), а из 1 цепочек, т.е. содержит 1 блоков сумматоров и 1 блоков сравнения.Таким образом, изобретение позволяет одновременно с оценкой деятель ности оператора получить данные о рациональном времени его непрерывной работы обеспечивающие минимизацию стоимостных потерь, связанных с устранением последствий ошибок о ратора и восстановлением его психологического и функционального то яния,пе сос мула изобретеУстройство для контроля уровня подготовки операторов по авт. св.11 903940, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены первый и второй форми-. рователи импульсов, первый и второй регулируемые усилители, первый и второй сумматоры, блок сравнения, источник эталонных напряжений и блок регистрации, вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов и с первыми входами первого и второго сумматоров, второй вход пер вого сумматора соединен с первым выходом источника эталонных напряжений, выход блока выдачи информации - с входом пуска первого формирователя импульсов, вход останова которого соединен с первым выходом блока определения уровня подготовки оператора, вход обнуления объединен с входом обнуления второго формирователя импульсов и является входом обнуления устройства, выход первого формирователя импульсов соединен с информационным входом первого регулируемого усилите 1472937 1 Оля, управляющий вход которого соединен с вторым выходом блока определе-.1 ния уровня подготовки оператора, а выход - с информационным входом второго регулируемого усилителя, управляющий вход которого соединен с вторым выходом источника эталонных напряжеиий, а выход - с вторым входом второго сумматора, выход которого соединен с первым входом блока сравне ния, второй вход которого соединен с 5выходом первого сумматора, а выход - с входом запрета второго формирователя импульсов.1472937 Й 4 Составитель Г, ЛевинТехред Л.Олийнык Корректор едактор А. Леж ьев Подписн 7 Тир ГКНТ СС открытия д. 4/5 ский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина,101 оизводственно-и Заказ 1714/49 ВНИИПИ Государств 1