Устройство для оценки деятельности операторов автоматизированной системы управления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН пюЯОаи 1203570 511409 В 9 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ти операт Иэобрет) Авторское свидетельство СССР45055, кл. С 09 В 9/00, 974.Авторское свидетельство СССР У 760166, кл. Й 09 В 9/ОО,. 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ДЕЯТЕХПГ НОСТИ ОПЕРАТОРОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к техническим средствам исследования деятельности операторов в человеко-машинных системах. Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей известных устройств за счет учета целевой координируеров группы управление позволяет проиэивную оценку целевойсти операторов в проестной деятельностии системой, опреденной суммой коэффициости изменения их одить опе координи цессе их при управ ляемую в ентов ри темповой но значен уе(56 мич яженности о емповой нап ля группы.устройства даний опера спределител яженности р учетом напр апр тиосряжеПолЬж тел носительгаютти руководит ные качества ся выдачей э введением р ора кодоботы расчетом нап операторов с работы руков торов, а так яже ст дителя группы опе весовым учетом2035 10 30 40 1 1Изобретение относится к техническим средствам исследования деятельности операторов в системечеловек - машина (СЧМ) и предназначено для оценки целевой координируемости действий операторов впроцессе совместного управлениянекоторой системой.Целью изобретения являетсярасширение дидактических возможностей устройства эа счет учетавеличины целевой координируемости операторов группы управления,На фиг. 1 приведена структурапредлагаемого устройства; нафиг. 2 - структура распределителякодов для вьдачи заданий операторам; на фиг. 3 - структура формиронателя сигналов оценки (напряженности работы оператора); на фиг. 4структура вычислителя оценок; нафиг. 5 - схема пульта преподавателя.Устройство (фиг, 1) содержитпульт 1 преподавателя, пульты 2 управления, коммутатор 3 пультов, формирователь 4 сигналов оценки (напряженности работы руководителя группы), вычислитель 5 оценок (действийоператоров), блок 6 весовых усилителей, сумматор 7, информационноетабло 8, распределитель 9 кодов,служащий для вьдачи заданий операторам,Пульт 1 преподавателя предназначен для набора с помощью тумблерных регистров кодов, определяющихварианты отрабатываемых операторами задач и распределения операторов по должностям в формируемойгруппе управления АСУ, Кроме того,с помощью тумблеров. пульта преподаватель вьдает команды на началосчитывания исходных данных с блокавьдачи заданий оператором на выдачу окончательных результатов оценки с сумматора устройства на информационное табло и на обнулениесчетчиков и регистров устройствапосле окончания выполнения очередного задания.Пульты.2 управления предназначены для визуального отображения заданий, считываемых с распределителя 9 для выполнения этих заданийоператорами и ввода путем нажатиясоответствующих тумблеров команд оначале и конце выполнения работ,связанных с решением назначенных 70 2задач, В совокупности пульты 2 образуют рабочие места операторов исследуемой группы управления АСУ. Распределение операторов по должностям определяет преподаватель. Результаты распределения с помощью тумблерного регистра вводятся в распределитель 9 и поступают на управляющие входы коммутатора 3 пультов, В соответствии с принятым законом распределитель 9 выдает на пульты 2 информацию, соответствующую штатно-должностному распределению операторов в группе.Коммутатор 3 предназначен для коммутации команд о начале и конце выполнения работы операторами. При этом команды с рабочего места оператора назначенного преподавателем руководителем группыкоммутируются на входы формирователя 4. Команды с рабочих мест подчиненных операторов группы коммутируются коммутатором 3 на входы вычислителя 5 в соответствии с их распределением по должностям.Формирователь 4 предназначен для выработки напряжения, пропорционального величине темповой напряженности работы оператора, назначенного руководителем группы.Вычислитель 5 предназначен для выработки напряжений, пропорциональных коэффицяептам ритмичности работы подчиненных операторов группы,Блок 6 и сумматор 7 обеспечивают суммирование напряжений, пропорциональных коэффициентам ритмичности. КоэФФициенты усиления блока б могут быть изменены в процессе настройки устройства. Результаты суммирования отображаются на информационном табло 8 и определяют уровень целевой координируемости операторов группы при данном варианте их распределения по должностям и при решении задач по выбранному преподавателем варианту.Распределитель 9 предназначен для записи, хранения и выдачи на пульты 2 заданий операторам в соответствии с их распределением, а также выдачи в формирователи 4 информации о величинах нормального времени выполнения заданий операторами группы. При этом выдаваемые операторам задания представляются в совокупности как единый3 1процесс управления имитируемой АСУ.Варианты заданий определяют содержание различных типов задач управления АСУ,Распределитель 9(фиг.2) содержит дешифратор 1 О заданий, блок 11памяти заданий, генератор 12 считывания, блок 13 памяти исходныхданных и дешифратор 14 распрецеления операторов. Дешифратор 10 предназначен для выработки управляющего напряжения на блок 11 по одному из выходов, соединенных с информационными входами блока 11,определяющего вариант задания выполняемого группой, код которогопоступил на вход дешифратора 1 Ос тумблерного регистра пульта 1.Выходы дешифратора 10 подключенык входам дешифратора 14 распределения операторов, другие входыкоторого подключены к выходам тумблерного регистра пульта 1. Всоответствии с кодовыми значениямисигналов на входах дешифраторов 14формирует управляющее напряжениена одном из выходов, номер которого определяет выбранный преподавателем вариант задания и соответствует распределению операторов подолжностям в группе управления АСУ,задаваемому кодов, набираемым преподавателем на тумблерном регистре пульта 1. Выходы дешифратора 14подключены к соответствующим информационным входам блока 13, Генератор 12 предназначен для синхронного считывания информации с блоков 11 и 13. При этом считываниеосуществляется с тех ячеек памяти,на.которые поступают управляющиеНапряжения с выходов дешифраторов 10 и 14. Процесс считыванияосуществляется последовательно, т.е.вначале 1,по первому импульсу с генератора 12) считывается информация для рабочего места руководителя группы, Информация поступает сблока 11 на пульт 2 оператора, назначенного преподавателем руководителем группы. Одновременно, информация о нормальном времени выполнениязадания считывается с блока 13 ипоступает в формирователь 4. В последующий период считывание информации осуществляется для рабочих мест.и формирователей 4, подчиненных операторов группы. После опроса всехячеек блока 11 (т.е. после считыва 203570 ания информации для всех операторовгруппы) с него на вход генератора 12поступает импульс, срывающий егоработу. Последуюший запуск генератора 12 может быть осуществлен покоманде с пульта 1.Формирователь 4 (фиг. 4 ) содержитэлемент ИЛИ 13, генератор 16, элемент ИЛИ 17, счетчик 8, регистр 19, О узел 20 и преобразователь 21 коднапряжение, Генератор 16 предназначен для выработки импульсов, число которых будет пропорционально,величине времени, затраченного оператором па выполнение задания. Запускгенератора 16 осуществляется в момент получения задания операторомсигналом в виде постоянного напряжения, поступающим на вход гене ратора 16 с тумблера, соответствующего пульта 2. Другой вход генератора 16 подключен к выходу элемента 15, который имеет два входа,На один вход элемента 15 с соответствующего тумблера пульта 2 поступает команда на срыв работы генератора 16, на обнуление счетчика 18и на выполнение операции деленияв узле 20, На другой вход элемента 15 с другого тумблера пульта 2 30поступает команда на срыв работыгенератора 16 в случае временногопрекращения работы оператором (например, в случае организации помощидругому оператору), Выход генератора 16 подключен к входу счетчика 18который подсчитЪвает количество импульсов, пропорциональное временивыполнения задания оператором, Дру-,гой обнуляющий вход счетчика 18 сое40 динен с выходом элемента 17, которыйимеет два входаОдин вход подключен к входу элемента 15, а другойсоединен с обнуляющим тумблером пуль,та 1, при замыкании которого счетчик 18 обнуляется Выходы . счетчика 18 подключены к одним входамузла 20, другие входы которого подключены к выходам регистра 19. Наодни входы узла 20 поступает цифровой код делителя , а на другиеделимого, По сигналу на управляющем входе узла 20 производится деле.ние чисел, хранимых в регистре 19на число, записанное в счетчике 18Регистр 19 предназначен для хранения кода числа, соответствующегонормальному времени выполнения зада.ния данным оператором, которое пос 5 12тупает в блок 13 на одни входы регистра 19, на другой вход которогопоступает Сигнал обнуления с пульта 1. Выходы узла 20 подключены квходам преобразователя 21. Такимобразом на выходе преобразователя 21 вырабатывается напряжение,пропорциональное величине темповойнапряженности работы оператора.Вычислитель 5 содержит(О) идентичных каналов оценок действий подчиненных операторов, каждый из которых содержит (Фиг. 4) формирователь 4 для оценки напряженности ра.боты подчиненного 1 -го операторагруппы, второй,вычитатель 22, квадратор 23, сумматор 24, первый вычитатель 25, коммутатор 26, счетчик 27, элемент ИЛИ 28 и датчик 29эталонных напряжений,На выходе формирователя 4 форми-руется напряжение, пропорциональное,величине темповой напряженности работы подчиненного оператора при выполнении задания. Зто напряжениепоступает на один вход вычитателя 22,который формирует на выходе напряжение, равное разности напряжений надвух его входах, которое далее вквадраторе 23 возводится в квадрат.Упраьляющие входы коммутатора 2 бподключены к выходам счетчика 27,на счетный вход которого поступаютсигналы с элемента 28. Сигнал навыходе элемента 28 имеет место припоступлении на его входы информациио нормальном времени выполнения нового задания оператором. Счетчик 27предназначен для подсчета числа ( ;,) заданий, выполняемых оператором совместно с руководителемгруппы,Датчик 29 предназначен для выработки напряжения, уровень которогопропорционаленТаким образом, на выходе вычитателя. 25 формируется напряжение,пропорциональное коэффициенту ритмичности работы отдельного оператора группы,Пульт 1 (фиг. 5) содержит тумблеры 30-32 и тумблерные регистры 33и 34Тумблерный регистр 34 предназначен для набора кода, соответствующего номеру варианта вйполняемогозадания, Тумблерный регистр 33 предназначен для набора кода, соответствующего номеру выбранного вариантараспределения операторов группы по03570 Ь 45 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 50 55 должностям. Тумблер 30 предназначендля выдачи команды на генератор 12о начале считывания информации израспределителя 9, Тумблер 31 предназначен для выдачи команды на сумматор 7 на суммирование коэффициентов ритмичности работы операторовгруппы, Тумблер 32 предназначендля выдачи команды обнуления на регистры и счетчики устройства,Поспе включения устройство рабо -тает следующим образом,Для руководства группой преподавателем из числа операторов назначается руководитель и осуществляется распределение операторов по должностям согласно требований инструкции по эксплуатации некоторой реальной системой управления. Кроме того, каждому оператору указываетсярабочее место (пульт 2) и выбираетс.я вариант выполняемого операторами задания. С помощью тумблерныхрегистров 33 и 34 в распределитель 9вводятся коды, соответствующиевыбранному заданию и варианту распределения операторов. После этого,путем замыкания тумблера 30 выдается команда на считывание информации с блоков 12 и 13. С началомсчитывания на пультах 2 отображается информация, содержащая задания,предназначенные для совместноговыполнения операторами группы, ко -торые они выполняют под руководством преподавателя. С началом получения задания каждый оператор путем включения соответствующего тумблера на пульте 2 выдает командуПуск", свидетельствующую о начале выполнения задания. После выполнения задания оператор аналогично, путем замыкания тумблера напульте 2 выдает команду "Конецвыполнения задания . В случае прерывания выполнения задания оператором включается специальный тумблер, выдающий команду Стоп",Перечисленные команды коммутируются коммутатором 3 в соответствии с принятым преподавателем вариантом распределения операторовпо должностям и рабочим местам,определяемый кодом, поступающим стумблерного регистра 33 на управляющие входы коммутатора 3. Коммутация сигналов управления с пультов 2 осуществляется таким образом, что управляющие сигналы с7пульта 2 оператора, назначенного преподавателем руководителем группы, поступают на соответствующие первые входы формирователя 4 (руководителя группы),а сигналы с пультов 2 подчиненных операторов коммутируются коммутатором 3 на входы соответствующих штатно-должностному распределению операторов блоков 5. Формирователь 4 вырабатывает напряжение, пропорциональное темповой напряженности выполнения им очередного задания, Для обеспечения работы формирователя 4 на его другие входы в момент получения задания с распределителя 9 поступает код, соответствующий нормальному времени выполнения данного задания руководителем. Аналогичные данные о работе подчиненных операторов поступают на входы вычислителя 5, который производит расчет коэффициентов ритмичности работы подчиненных операторов с руководителем группы, которые в виде соответствующих напряжений поступают на входы весовых усилителей. Руководитель группы и каждый оператор в соответствии о выполнении ими функциональными обязанностями в процессе исследований могут взаимно обмениваться информацией. Руководитель группы по полученному заданию корректирует и перераспределяет функциональные обязанности подчиненных операторов в соответствии с их индивидуальной подготовкой, добиваясь тем самым наиболее эффективного выполнения задания. Подобного рода руководство осуществляется голосом в процессе работы или до ее начала путем выдачи соответствующих указаний и установок. Смысл руководства операторами со стороны руководителя сводится к обеспечению целевой координации их действий во времени в соответствии с выполняемыми ими функциональными обязанностями. При этом руководитель, корректируя или отдавая команду на выполнение той или иной операции, добивается равномерной загруженности операторов с учетом их индивидуальной подготов. ки.В устройстве представляется возможность органиэации взаимопомощи между операторами в выполнении отдельных операций. Например, одинкаждого оператора, имеющего определенный уровень подготовки, требуемому времени выполнения данной операции,После выполнения всеми операторами группы нескольких заданий в соответствии с планом их подготовки в данном составе по команде с пульта 1 коэффициенты ритмичности отдельных операторов суммируются в сумматоре 7. Результаты суммирования отображаются на табло 8. Таким образом, напряжение на выхо 35 40 45 де сумматора 7 определяет уровень целевой координируемости группыоператоров в данном варианте,Вычислитель 5 работает следующим5 О образом. В момент получения задания оператором на входы формирователя 4-го оператора поступает информация о величине нормального времени выполнения полученного им задания, После поступления от оператора команды об окончании выполнения задания на выходе формирователя 1203570 8из операторов в определенный моменттренировки может получить команду отруководителя о выполнении части задания другого оператора, При этомвремя выполнения собственной программы работ оператором, оказывающимпомощь, уменьшается на величину,равную временй выполнения части задания другого оператора, что в свою1 О очередь вызывает увеличение напряженности его работы. Для учета этого в момент получения от руководителя команды о выполнении одной илинескольких операций другого оператора оператор, получивший команду,путем нажатия кнопки на пульте 2 выдает команду Стоп на генератор16 соответствующего формирователя 4, а после выполнения работ, несвязанных с выполнением собственных функциональных обязанностей,выдает команду на запуск генератора 16, Таким образом., на счетчиках 18 для каждого из операторов25.будет записано истинное время выполнения заданияУчет уровнейиндивидуальной подготовки операторов наиболее рационально может бытьвыполнен при сравнительной оценкеуровней,темповой напряженности работы отдельных операторов, которые,оПределяют степень соответствияструктуры алгоритма деятельностиформируется напряжение, пропорциональное величине напряженностиработы оператора при выполненииданного .задания, которое поступаетна один вход вычитателя 22. 11 адругой вход вычитателя 22 поступает напряжение с выхода формирова.теля 4 1,Г)иг. 1) . Разность этихнапряжений возводится в квадрат ипоступает в сумматор 24, которыйпроизводит суммирование напряжений с выхода квадратора 23 по выполнению нескольких заданий оператором. Суммирование производитсяс одновременным изменением масштаба суммирования, изменяемого путемпереключения коммутатором 26 сопротивлений в цепи обратной связисумматора 24. Масштаб изменениякоэффициента передачи сумматора 24определяется числом отработанныхоператором заданий, количество которых записывается в счетчике 27по сигналам элемента 28. Напряжение с выхода сумматора 24 поступает на вход вычитателя 26, на выходе которого Формируется напряжение, пропорциональное величинекоэффициента ритмичности-го оператора группы, которое далее используется для вычисления величины целевой координируемости операторов группы.Ритмичные изменения величин темповой напряженности работы операторов группы управления свидетельствуют о сложной, целенаправленнойдеятельности всего расчета операторов в целом,а наличие аритмии работы операторов говорит о направленном распределении функций между операторами или о неверной координации их действий,Таким образомизобретение поз - воляет расширить дидактические возможности устройства за счет учета целевой координируемости группы управления. Необходимость получения таких оценок в настоящее время определяется ростом влияния характеристик деятельности коллектива операторов на эффективность работы современных систем управления. Поэтому разработка устройств и способов оценки коллективной деятельности операторов в системах управления является важной и актуальной зада - чей, 1203.) 70 35 40 45 т,п,50 55 1 О 15 20 25 30 При этом указанные устройства и способы оценок коллективной деятельности операторов должны обеспечивать не только оценку интегральной эффективности управления системой в целом, но и определять качество их взаимодействия и степень согласованности их действий в процессе достижения целей управления. Ранее ичвестные устройства позно - ляют решать лишь первую группу задач, что не дает возможность в полной мере охарактеризовать качество работы операторов расчета с точки зрения оценки слаженности их действий. Отсутствие этих данных, в свою очередь, может служить причиной ошибок в оценке альтернативных реше. ний об организационной структуре расчета операторов.Реализуемый в предлагаемом устройстве метод оценки деятельности коллектива операторов позволяет производить оценку эффективности решения задач группой операторов по ее координируемости, определить с.тепень подготовленности каждого оператора группы и степень эффективности взаимных связей между Г)пера- торами, кроме того, позволяет установить соответствия принятого варианта распределения функций между операторами структуре задач решаемых операторами в системе управ.)Гения.Экспериментальная оценка позволяет установить, что эИективно - му (правильному и своевременноу) решению задач соответствуют уровни целевой координируемости, пре - вышаюшие значение, равное Г 1)= 0,6,11 рименение предлагаемого устройства целесообразно при текущей о:Генке качества деятельности кол лектива операторов, при Формировании и комплектовании групп управлеция, при проведении инженернопсихологических исследований груп -повой деятельности оГГераторов и Формула ичобретения 1, Устройство для оценки деятельности операторов а)томатизирсяаццой системы управлеция, содержащее пульт препГ);Гателя, )ерВый )ыхоп еоторГ)гГ) соед)п)ец с Вхо дом коммут;)тора пуи ов, вхГ)лы11 группы которого подключены к выходам соответствующих пультов управления, а выходы группы - к соответствующим входам группы вычислителя оценок, информационное табло вход которого соединен с выходом сумматора, вход которого подключен к второму выходу пульта преподавателя, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения его дидактических возможностей, в него введены блок весовых усилителейвходы которого соединены с соответствующими выходами вычислителя оценок, а выходы - с соответствующими входами группы сумматора, формирователь сигналов оценки, первый вход которого подключен к выходу коммутатора пультов, выход к первому входу вычислителя оценок, а второй вход - к третьему выходу пульта преподавателя, соединенному с вторым входом вычислителя оценок, и распределитель кодов, вход которого подключен к четвертому выходу пульта преподавателя, первый выход - к входам пультов управления, а второй выход - к третьим входам формирователя сигналов оценки и вычислителя оценок.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в нем формирователь сигналов оценки содержит последовательно включенные первый элемент ИЛИ, генератор, счетчик, узел деления кодов и преобразователь код - напряжение, выход которого является выходом формирователя, регистр, выход которого соединен с вторым входом узла 203570 2деления кодов, и второй элемент ИЛИ,выход которого подключен, к второмувходу счетчика, второй вход генератора, первый и второй входы первогоэлемента ИЛИ, первый вход второгоэлемента ИЛИ и третий вход узла делення кодов являются первым входомформирователя, первый вход регистраи второй вход второго элемента ИЛИ -1 О вторым входом формирователя, а второй вход регистра - третьим входом формирователя.3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в нем вычислитель оценок содержит датчикэталонных напряжений, цейочки ихпоследовательно включенных элементов ИЛИ, счетчика, коммутатора, сумматора и первого вычитателя, выходкоторого является выходом блока, авторой вход соединен с выходом соответствующего датчика эталонных напряжений, и цепочки из последовательно включенных формирователя сигналов25,оценки, второго вычитателя и квадратора, выход которого соединен с входом соответствующего сумматора, выход которого подключен к второмувходу соответствующего коммутатора,первые входы формирователей сигналовоценки являются соответствующими входами группы входов вычислителя, вторыевходы вторых вычитателей - первымвходом вычислителя, вторые входыформирователей сигналов оценки исчетчиков - вторым входом вычислителя, а третьи входы формирователей сигналов оценки и входы элементов ИЛИ - третьим входом вычислителя, 12035701203570 17 г 7, ГУ г,Х Составитель А.КарловРедактор Г.Волкова Техред,Т.Тулик Корректор В,Синицкая Заказ 8422 54 4 5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул.Прректная,4 Тираж 45 ВНИИПИ ГосудаР по делам изо 113035, Москва, Подписивенного комитета СССРретений и открытий