Устройство для контроля психофизиологических характеристик операторов систем управления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 983 А П 9) ЯО (1) 9 00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕХЦэСТ ОРСМОМУ СВИ М(56) 1. АвторскоВ 732970, кл. С юп. У 22в, И.И. Харина,Р.И. Купрадэе088,8)е свидетельство СССР09 В 7/00, 1977. елью ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИКОПЕРАТОРОВ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ, содержащее блок задания контрольных тестов, соединенный выходом с первымвходом счетчика номера задания, связанного первым выходом через последовательно подсоединенные коммутатор, узел регистрации тестов с входом индикатора, узел ввода ответов,подключенный выходом к второму входу счетчика номера задания, первомувходу блока анализа ответов и входублока индикации ввода информации,генератор сигналов, связанный первым выходом с входом счетчика тес-,тов, входом блока задания контропьных тестов, выходом элемента памятии первым входом элемента И, подключенного вторым входом к втарому выходу генератора сигналов, а вЪдсодомк входу блока регистрации времени,соединенного выходом с первым входом блока сравнения, связанноговторым входом с первым выходом шифратора, подключенного входом к вы"ходу счетчика тестов и второму входу блока анализа ответов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цповышения эффективности контроляпсихофизиологических характеристикоператора, оно имеет сумматор, регистратор правильных ответов, вычислитель, блок регистрации психофизиологических характеристик оператора иблок анализа психофизиологическиххарактеристик оператора, вход которого связан с выходом сумматора,соединенного входом с выходом вычислителя, который первым входомподключен к выходу регистратораправильных ответов, а вторым входом - к выходу блока сравнения ивходу элемента памяти, второй входсумматора соединен с выходом блокарегистрации психофизиологическиххарактеристик оператора, которыйвходом подключен к второму выходушиФратораИзобретение относится к тренажерам операторов систем управления и может быть использовано при подготовке операторов систем управления. 5Известно устройство для контроляпсихофизиологических характеристикоператоров систем управления, содержащее .блок задания контрольных тестов,соединечный выходом с первым входомсчетчика. номера задания, связанногопервым выходом через последовательноподсоединенные коммутатор, узел регистрации тестов с входом индикатора, узел ввода ответов, подключенный15выходом к второму входу счетчика номера задания, первому входу блокаанализа ответов и входу блока индикации ввода информации, генераторсигналов, связанный первым выходомс входом счетчика тестов, входомблока задания контрольных тестов,выходом элемента памяти и первымвходом элемента И, подключенноговторым входом к второму выходу гене 25ратора сигналов, а выходом - к входу блока регистрации времени, соединенного выходом с первым входом блока сравнения, связанного вторым входом с первым выходом шифратора, под- Зоключенного входом к выходу счетчикатестов и второму входу блока анализа ответов Щ ,Недостатком известного устройстваявляется невысокая эффективность .35контроля психофизиологических характеристик оператора,Цель изобретения - повышение эфФективности.контроля психофизиологических характеристик оператора. 46Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для контроляпсихофизиологических характеристикоператоров систем управления, содержащее блок задания контрольных тестов, соединенный выходом с первымвходом счетчика номера задания, свяэа.ного первым выходом через последовательно подсоединенные коммутатор, узел регистрации тестов с вхо Одом индикатора, узел ввода ответов,подключенный выходом к второму входу счетчика номера задания, первомувходу анализа ответов и входу блокаиндикации ввода информации, генератор сигналов, связанный первым выходом с входом счетчика тестов,входом блока задания контрольных тестов, выходом элемента памяти и первым входом элемента И, подключенноговторым входом к второму выходу генератора сигналов, а выходом - к входу блока регистрации времени, соединенного выходом с первым входом блока сравнения, связанного вторым входом с первым выходом шифратора, подключенного входом к выходу счетчикатестов и второму входу блока анализаответов, имеет сумматор регистраторправильных ответов, вычислитель, блокрегистрации психофизиологических характеристик оператора и блок анализа психофизиологических характеристик оператора, вход которого связанс выходом сумматора, соединенноговходом с выходом вычислителя, которыйпервым входом подключен к выходу регистрации правильных ответов, а вторым входом - к выходу блока сравнения и входу элемента памяти, второйвход сумматора соединен с выходомблока регистрации психофизиологических характеристик оператора, который входом подключен к второмувыходу шифратора.На чертеже приведена функциональная схема устройства для контроляпсихофизиологических характеристикоператоров систем управления,Устройство состоит из генератора1 сигналов, элемента И 2, элемента3 памяти, счетчика 4 тестов, блока 5задания контрольных тегтов, блока 6регистрации времени, шифратора 7,блока 8 сравнения, блока 9 анализаответов, узла 10 ввода отвечов, блока 11 индикации ввода информации,счетчика 12 номера задания, коммутатора 13, узла 14 регистрации тестов,индикатора 15, сумматора 16, регистратора 17 правильных ответов, вычислителя 18, блока 19 регистрации психофизиологических характеристик оператора, узла 20 анализа психофизиологических характеристик оператора иузла 21 регистрации результатов.Блок анализа психофизиологических характеристик оператора содержит узел 20 анализа психофизиологических характеристик оператора и узел 21 регистрации результатов. При этом вьиод блока анализа психофизиологических характеристик оператора связан с вьиодом сумматора 16, соединенного входом с выходом вычислителя 18, который первым входом подключен(5) З ,1161 к выходу регистратора 17 правильных ответов, а вторым входом - к выходу блока 8 сравнения и входу элемента 3 паияти, второй вход .сумматора 16 соединен с выходом блока 19 регистрации психофизиологических характеристик оператора, который входом подключен к второму выходу шифратора 7.Принцип действия устройства для 16 контроля психофизиологических характеристик операторов систем управления основан на определении скорости восприятия, переработки информации, эффективности зрительного восприятия информации и заключается в следующем.Оператору предъявляют несколько тестов. Каждый тест. предназначен для .получения количественной оценки одной из психофизиологических характеристик оператора. Предположим, что оператору предъявляется тест - "Текст", представляющий собой бессмысленный набор букв и цифрПри предъявлении ,ц теста оператору на узле 10 ввода ответов надо нажать любую иэ кнопок с буквенныи обозначением при появле" нии в тесте буквы и любую из кнопок с цифровым обозначением при появле Е нии цифры. Известно, что при чтении набора машинописных букв физиологический предел человека по пропускной способности зрительного канала составляет 50 бит/с. Это значение и принимается в качестве скорости восприятия инфориации "идеальным опера тором". Скорость восприятия информации испытуемым операт-рои определяется по количеству правильных ответов: она равна количеству правильных отве е тов, деленному на время выполнения заданияГв ( )6 43 где Ь - количество правильных отвеВтов;с - время выполнения заданиятеста. С помощью этого теста определяется скорость восприятия информации испытуемым бит/с (16).В устройстве пройзводится количественная оценка нескольких психо% физиологических характеристик опера-: тора путем использования различных тестов, Когччество и вид тестов,983 4предъявляемых испытуемьв, зависят от тех психофизиологических характеристик, которые необходимо оценить у испытуемого. В рассматриваемом устройстве полный набор тестов включает:"Т кст" (для определения скорости восприятия информации)"Кольца Ландольта" (для определения скорости восприятия и переработки а также скорости переработки инфориацюи) .Количественные оценки производят по формулам1 = (0,5936 И в , 2,807 и ) : й (2)1 п 1 а 1 в ф (3) где 1- скорость восприятия и переработки информации, бит/с 1;- время выполнения заданийтеста;К - фактическое число подсчитанных колец;по - число допущенных ошибок1 - скорость переработки испытуемым информации, бит/с;Х в .скорость восприятия испытуЭемыи информации, бит/с."Расстановка чисел" (для определения эффективности зрительного восприятия информации) где Р - общее количество воспроизведенных цифр;Р - количество правильно воспроизведенных цифрй - время выполнения заданийтеста;"Количественные отношения" (для определения скорости. переработки логической инФормации) где Р - общее количество решеюаахв .тесте задач;и - количество неправильнорешенных задач;с - время выполнения данноготеста.В процессе выполнения каждого теста определяется количественная оценка соответствующего психофизиологического свойства испытуемого. оператора.В данном устройстве имитируется не работа автоматизированной систе 116983мы управления (АСУ), а характер перерабатываемой при использовании АСУ,информации. Непосредственно предъявляемая испытуемому оператору информация вырабатывается в узле 14 регистрации тестов,Анализ ответов производится путем сравнения в блоке 9 сигналов,поступающих с выхода узла 10 вводаответов и сигналов правильных отве Отов по каждому тесту, записанныхв блоке 9 анализа ответов. Такимобразом, анализ ответов производится путем сравнения сигналов ответовиспытуемого с предварительно записанными сигналами правильных отве- .тов. Блок 9 анализа ответов представляет собой постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в ячейкипамяти которого записаны правильные 20значения ответов на все задания всехпредъявляемых тестов, и схему сравнения. С выхода ПЗУ на один иэ входов схемы сравнения поступает сигналправильного ответа иэ ячейки, которая выбирается по адресу, составленному сигналами блоков 3 и 7. На другой вход схемы сравнения поступаетсигнал с выхода блока 12,Блок 18 состоит иэ дешифратора, 30арифметико-логического устройства(АЛУ) и постоянного запоминающегоустройства, Арифметико-логическоеустройство производит расчет характеристик испытуемого, используя данные счетчики 7 правильных ответов,блока сравнения (времени) и константы, задаваемые ПЗУ, Кроме того, длярасчета о конкретной формуле нужнаинформация о виде используемого теста. Эта информация поступает на входблока (в дешифратор) с выхода счетчика 4 тестов через блоки 9 и 17. Дешифратор, в свою очередь, выдает вАПУ и ПЗУ код операции в зависимостиот вида выполняемого теста,Блок 19 также состоит иэ дешифратора, АЛУ и ПЗУ. С выхода счетчикатестов информация о виде используемого теста поступает на дешифраторчерез шифратор 7. После декодирования сигнал, определяющий работу блока поступает в ПЗУ для выбора эначе=ний констант и алгоритма решения,а в АЛУ - для выполнения арифмети 55ческих действий.Узел 20 состоит иэ АЛУ, ПЗУ, схемы сравнения и дешифратора, Сигнал блока 16 поступает н АЛУ, которое реализует формулу,а с его выхода на один из входов схемы сравнения на другой вход которой поступают сигналы константы иэ ПЗУ, Сигнал со схемы сравнения поступает в ДС, декодируется и выдает в блок 21 информацию о степени пригодности испытуемого.С помощью данного устройства определяется скорость восприятия информации оператором (с помощью теста "Текст" ) по формуле (11; скорость восприятия и переработки, а также скорость переработки информации (с помощью тестаКольца Ландольта) " по формулам (2 и 3); эффективность зрительного восприятия информации (с помощью теста "Расстановка чисел") по формуле (4); скорость переработки логической информации (с помощью теста "Количественные отношения) по формуле (5),Описание тестов., 1, "Текст". Тест представляет собой бессмысленный набор машинописных букв объемом 300- 400 знаков, среди которых в случайном порядке встречаются цифры. Испытуемому при появлении любой первой из букв серии (последовательности) букв надо нажать на любую из клавиш с обозна-. чением буквы, а при появлении любой первой из серии цифр нажать клавишу с изображением цифры.2. "Кольца Ландольта", Испытуемому предъявляются таблица, содержащая 450 колец с разрывами, Каждой ориентации разрыва кольца присвоен номер. В направлении разрыва кольца на 12 часов присваивается номер 12, дальней шая нумерация следует по часовой стрелке (1, 3, 5, 7, 9, 11). Соответственно этой нумерации составляется алфавит реагирования.Например:Направлениечасовой стрелки 12 1 3 5 6 7 9 11Алфавит реагирования 76415238Вариант меняется по. выбору на первом и втором этапах.Испытуемый должен, прослеживая последовательно слева направо таблицу с кольцами, нажать клавишу с обозначением цифры, определяемой алфавитом реагирования.П р и м е р, При появлении кольца с разрывом на 12 часов надо на1161983жать клавишу с цифрой 7, при появлении второго разрыва на 11 часов надо нажать клавишу с цифрой 8 и т.д,3. "Расстановка чисел". Испытуемому предъявляется последовательность из 25 расположенных в случайном порядке чисел от 1 до 99, Необходимо нажать кнопки па узле вводаответов, соответствующие предъявляемым цифрам в строго возрастающем 10порядке, При этом учитываются показатели - количество правильно набранных чисел (нажатых кнопок) и количество ошибок (пропущенные и непра.1чльно нажатые кнопки),154. "Количественные отношения",Испытуемому предлагается решить18 логических задач. Каждая задачаимеет по две посыпки, в которыхбуквы находятся в определенных взаимоотношениях между собой, Ориентируясь на эти взаимоотношения и рассуждая логически, необходимо решить,в каких взаимоотношениях находятсямежду собой буквы, стоящие под чертой, причем ответ надо давать нажатием кнопки "" или " ".1. А больше Б в 6 разБ меньше В в 7 разВ А30 10. А меньше Б в 2 раза Б больше В в 8 раэ А В11. А меньше Б в 3 раза Б больше В в 4 раза В А12А больше Б в 2 раза Б меньше В в 5 раз А В13. А меньше Б в 10 раз Б больше В в 3 раза В А14, А меньше Б в 5 раз Б больше В в 2 раза А В15, А больше Б в 4 раза Б меньше В в 3 раза В А16. А меньше Б в 3 раза Б больше В в 2 раза А В17. А больше Б в 4 раза Б меньше В в 7 раз18. А больше Б в 4 раза Б меньше В в 3 разаПосле включения устройство работает следующим образом.После ознакомпения испытуемого с правилами выполнения теста испытатель приводит в действие элемент 3 памяти, по сигналу которого:.включается блок 5 задания контрольных тестсв, и испытуемому предьявляется первый тест. При этом на вход счетчика номера задания 12 поступает с выхода блока 5 импульс, который переводит его в состояниесоответствующее номеру предъявляемого задания. Сигнал с выхода счетчика 12 поступаеъ через коммутатор 13 и узел 14 регистрации тестов на индикатор 15 предъявления содержания первого задания теста испытуемому;заносится единица в счетчик 4 тестов, сигнал с выхода которого настраивает на первый тест блока 9 анали-. за,ответов, запускает шифратор 7, с одного из выхОдов которого на вход блока сравнения поступает кодовая комбинация, соответствующая длительности экспозиции первого теста, а с другого на вход блока 19 поступа 1.161983 10ет кодовая комбинация, соответствующая тому объему информации, которуюнеобходимо переработать операторупри выполнении задания теста;запускается генератор 1 и черезэлемент И 2 сигналы импул.сов времени начинают поступать в блок 6регистрации времени.При этом начинается отсчет времени выполнения теста,Испьггуемый выполняет задание теста, используя, узел 1 О ввода ответов, При этом сигналы, поступающиес выхода узла 10 ввода ответов поступают в блок 9 анализа ответов,1где оценивается правильность решения данного задания, в блок 11 индикации, который сигнализирует испытуемому о факте ввода. При совпадении сигналов ответа испытуемогос эталонными ответами блок анализаответов выдает импульс в счетчикправильных ответов,Если время, затраченное на выполнение .:спытуемым заданий теста, меньше контрольного (;), то после завершения выполнения заданий он нажимает соответствующую кнопку на панели узла ввода ответов, при этом сигнал с выхода узла ввода ответов 3 О поступает на вход счетчика 12,номера задания, переводя его в новое состояние. При выполненич следующих заданий теста уртройство функционирует аналогично. По окончании выпол кения последнего задания теста сигнал с выхода счетчика номера задания запускает регистратор 17 правильных ответов, который вьдает сигнал о каиичестве правильных ответов нс пытуемого прп выполнении заданий теста,в блок 18. На другой вход блока 18 поступает сигнал с выхода блока 8 сравнения, соответствующий времени, затраченному испытуемым на вы полиение заданий теста. Си;нал с выхода блока 18 поступает на один вход сумматора 16, на другой вход которого поступают сигналы с выхода блока 19, На вьгоде сумматора 16 форми- Ю руется сигнал А Н; = Ь; - 1;Т 1С выхода сумматора 16 сигнал Ь Н;поступает на вход узла 20 анализа психофизиологических характеристик оператора. Сигналы с выхода узла 20 И ,поступают на вход узла 21 регистрации результатов. По окончании времени экспозиции первого теста срабатывает блок 8 сравнения сбрасывается элемент 3 памяти, отключается блок9 анализа ответов, и устройство переходит в режим предъявления следующеготеста,Если продолжительность выполнениязадания теста испытуемых велика, топо окончании времени г.;, отводимогона выполнение заданий -го теста изадаваемого шифратором 7, срабатывает блок 8 сравнения, сигнал с еговыхода поступает в счетчик 12 номера задания, переводя его в конечноесостояние для данного теста, котороесоответствует моменту завершения выполнения последнего задания данноготеста, При этом сигнал с выхода счетчика номера задания поступает на вход6 регистраичи времени и запускаетрегистратор 17 правильных ответов,который вьдает сигнал о количествеправильных ответов испытуемого привыполнении заданий данного тестав блок 18 и т.д, В результате всеустройство переводится в режим работы, соответствующий режиму завершения испьггуемым выполнения заданийтеста. При этом сигнал с выхода счетчика номера задания поступает навход счетчика правильных ответови т,д,После завершения ответов испытуемого на задание последнего тестас выхода счетчика 4 тестов поступает сигнал, который свидетельствуето завершении проверки характеристикиспытуемого.При выполнении теста "Количественные отношения" (для определенности будем считать, что по порядкуэтот тест следует первым) после ознакомления испытуемого с правилами выполнения тестов испытатель приводитв действие элемент 3 памяти, по сигналу которого все блоки устанавливаются в исходное состояние, включается блок смены тестов и испытуемому предъявляется первый тест"Количественные отношения",При этом на вход счетчика 12 номера задания поступает с входа блока 5 импульс, который переводит его в состояние "1", соответствующее номеру предъявляемого задания. Сигнал с выхода счетчика 12 поступает через коммутатор 13 и узел 14 на индикатор 15 предъявления содержания первого задания теста испытуемому: А боль12 ответов при выполнении теста "Количественные отношения", а также сигнал о виде используемого теста с выхода счетчика 4 тестов (через блоки 9 и 17) поступает на вход дешифратора и на вход АЛК блока 18. На другой вход АЛУ блока 18 поступает сигнал с выхода блока 8 сравнения, соответствующий времени, затраченному испытуемым на выполнение заданий теста, В блоке 18 по формуле (5) определяется скорость переработки испытуемым логической информации. С выхода блока 18 сигнал поступает на вход сумматора 16. На, другой вход сумматора 16 поступает сигнал с выхода блока 19 регистрации. На выходе блока 19 формируется сигнал. Этот сигнал поступает на вход узла ввализа, а его выход - на вход узла 21 регистрации результатов.Если продолжительность выполнения задания теста испытуемым велика, то по окончании времени с, отводимого на вьпюлнение заданий теста Количественные отношения" (10 мин) и задаваемого шифратором 8, срабатывает блок 8 сравнения, сигнал с его выхода поступает в счетчик 12 номера задания, переводя его в конечное состояние для данного теста, которое соответствует моменту завершения выполнения последнего, т.е. восемнадцатого задания теста. При этом сигнал с выхода счетчика 12 номера задания поступает на вход блока 6 регистрации времени и на зход элемента И 2, с выходов которых сигналы поступают в узел 20. В результате все устройство переводится в режим работы, соответствующий режиму завершения испытуемым выполнения заданий теста "Количественные отношения". После этого устройство переходит в режим работы со следующим тестом и т,д. После завершения ответов испытуемого на задание последнего теста с выхода счетчика 4 тестов поступает сигнал, который свидетельствует о завершении проверки характеристик испытуемого.Использование. изобретения повышает эффективность контроля психологических характеристик оператора. 11 1161983ше Б в 6 раз, Б меньше В в 7 раэ.В А.Заносится "1" в счетчик 4 тестов,сигнал с выхода которого настраиваетна первый тест блок 9 анализа ответов, запускает шифратор 7, с выходакоторого поступает кодовая комбинация, соответствующая рремени экспозиции первого теста (35 с) на входблока сравнения 8 и на вход дешиф- Юратора блока 19, для преобразования, затем в ПЗУ для выбора значений констант, затеи в АЛУ для определения количественных значенийвыражений; запускается генератор 1, 15с которого импульсы с определенными временными интервалами поступаютв блок 6 регистрации времени, начиная отсчет времени выполнения теста.Испытуемый выполняет задание тес 26та, используя узел 1 О ввода ответов(нажнмает кнопку " ) " или ""),Пусть при выполнении первого задания (А больше Б в 6 раз Б меньшеВ в 7 раз) испытуемый нажал кнопку 2(т.е. В T А). Тогда сигнал " 7 "с выхода узла 10 ввода ответов поступает на вход блока 9 анализа ответов, где оценивается правильностьрешения данного задания, в блок 11 щиндикации , который сигнализируетиспытуемому о факте ввода ответа.Так как ответ правильный, то с выхода бпока 9 анализа ответов импульспоступает на вход блока 17. Сразупосле нажатия кнопки "" испытуемый нажимает кнопку "готов" на панели узла ввода ответов и, если время выполнения первого задания испытуемьи меньше отведенного с , топосле нажатия кнопки "готов" сигналс выхода блока 10 поступает в блок12, переводя его в следующее состояние, при,Ротором предъявляется задание теста: А меньше Б в 10 раэ, Ббольше В в 6 раз, АБ. При выполнении следующих заданий теста устрой-.ство функционирует аналогично.По окончании выполнения последнего задания теста сигнал с выходасчетчика 12 номера задания открываетрегистратор 17 правильных ответов и.сигнал счета количества правильюас11 б 1983 ектор В. Синицкая 972/52 ТиражВНИЙИ Государственного по делам изобретений и13035, Москва, Ж, Рауш 52комитета ССоткрытийская наб.,Подписно ФФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул ктн Составитель С, АлексторИ. Ковальчук Техред М.Гергелье