Устройство для оценки психофизиологических характеристик операторов систем управления

 

(19) SU(11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗсЯ) G 0 В 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к ABTopcKQMY свидете1чьстВу

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3428088/18-24 (22} 28.04.82 (46) 23.09.83.6юл. У 35 (72) Б.И. Ципко (71) Особое конструкторское бюро био логической и медицинской кибернетики -,.

Ленинградского ордена Ленина электро. технического института им.В.И.Ульянова (Ленина) (53) 681.3.071(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР 734792, xa. G 09 В 7/02, 1980.

2, Авторское свидетельство СССР

N 643957, кл. G 09 B 19/00, 1977 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ПС.ИХО

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК" ОПЕРА-, ТОРОВ СИСТЕИ УПРАВЛЕНИЯ, содержащее последовательно включенные блок вво- да ответных действий операторов, блок оценки деятельности операторов,- . блок контроля сигналов текущей ве" личины напряженности операторов и блок регистрации, второй вход кото-— рого через блок определения порого". вой величины напряженности операто-ров соединен с вторыми выходами бло- . ков оценки деятельности операторов .; и контроля сигналов текущей величины -напряженности операторов, информа,ционное табло, вход которого подключен к первому выходу блока формирования учебной информации, первый вход которого соединен с вторым выходом блока ввода ответных действий операторов, а второй и третий выходыс вторыми входами блоков оценки деятельности операторов и контроля сигналов текущей величины напряженности операторов, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности и расширения дидактических возможностей устройства, в него введены последовательно включенные формирователь кода, блок сравнения, пороговый блок и коммутатор, выход которого соединен с вторым входом блока формирования учебной информации, а второй, третий и четвертый входысоответственно с третьим выходом блока контроля сигналов текущей величины напряженности операторов, выходом блока сравнения и выходом формирователя кода, подключенным к третьему входу блока регистрации, четвертый вход которого соединен с выходом блока сравнения, второй вход которого подключен к четвертому выходу блока контроля сигналов текущей величины напряженности операторов.

1 1043

Изобретение относится к обучающим устройствам, тренажерам и исследовательским стендам и может быть использовано для контроля и исследования профессиональных навыков операторов как при одиночной, так и при групповой деятельности.

Известны устройства, позволяющие контролировать деятельность оператора, текущую напряженность состо- 10 яния, характер тестовых воздействий на оператора и на основе этих данных оценивать .и контролировать уровень навыков операторов, их профессиональную подготовленность, определить способности операторов.

Известно устройство, содержащее . блок формирования информации, состоящий иэ блоков задания программ, задания временных параметров, Формирования эталонных ответов и формирования эталонных временных параметров первый выход которого соединен с блоком управления, а второй выход сое динен с блоком оценки деятельности оператора, состоящего иэ блоков срав нения, определения весов ошибок, суммирования, счетчика временных параметров и функционального преобраэо» вателя, выход блока оценки. деятельности оператора соединен с блоком

9, регистрации, Данное устроиство позволяет осуществить оценку деятельности оператора по результатам сопоставления реакций оператора с эталонными ответами и регистрировать результаты З5 исследований в течение всего цикла наблюдения за оператором (1) .

Однако устройство не позволяет контррлировать текущую величину операционной направленности оператора и управлять темпом подачи и структурой формируемой информации в зависимости-от величины операционной напряженности, что не обеспечивает необходимую точность контроля навыков 45 оператора и ограничивает дидактичес" кие возможности устройства.

Наиболее близким к изобретению является = устройство, содержащее блок формирования информации (со@то- 50 ящий из коммутатора, блока управления, генератора, блока изменения скорости предъявления информации, счетчика числа предъявлений и дешифра° тора) первый выход которого соеди- 55 нен с табло предъявления информации, вход соединен с пультом управления, второй выход соединен с блоком конг721 2 роля сигналов текущей величины напряженности оператора, а третий выход соединен с блоком оценки деятель. ности оператора (состоящим из счетчика времени, блока определения ошибок и .измерителя быстродействия оператора), второй вход которого соединен с пультом управления, первый выход соединен с блоком определения пороговой величины напряженности оператора, а второй выход соединен с блоком контроля сигналов текущей величины напряженности оператора, первый выход которого соединен с блоком определения пороговой величины напряженности оператора., а второй выход соединен с блоком регистрации, второй вход которого соединен с блоком определения пороговой величины напряженности оператора (2) .

В рассмотренном устройстве на вход блока контроля сигналов текущей величины напряженности поступает информация об оценке деятельности оператора, и о характере информационных воздействий на оператора, на основании которой осуществляется оценка текущей направленности, Эта оценка сопоставляется с допустимым уровнем напряженности в блоке определения пороговой величины напряженности. В результате этого рассмотренное устройство позволяет контролировать объективную текущую величину операционной напряженности оператора, выделять ее пороговое значение и управлять темпом подачи информации в зависимости.от текущего значения напряженности, данное устройство может быть также использовано при контроле операторских навыков при групповой деятельности.

Для этого применяется сборка включенных параллельно табло предъявления информации и сборка включенных параллельно пультов управления. Тогда оценка величины текущей напря» женности операторов позволяет контролировать и управлять структурой ,распределения функций в группе операторов и характером взаимоотношений между операторами.

Однако оценка только объективной напряженности оператора в ряде случаев оказывается недостаточной, так как не позволяет учесть психические и эргономические аспекты вэаимодей1 I ствия оператора с техническими средствами исследования, что часто н

3 10437 позволяет выорать правильный план прсведения исследования или тренировки и не позволяет сделать правильное заключение по результатам исследования. Отмеченные недостатки могут быть устранены при учете психического дефекта напряженности, который . определяется как разность объективной и субъективной напряженностей оператора., Измерение величины психического дефекта напряженности и сопоставле, ние ее с заданным порогом позволяет уточнить структуру деятельности оператора, уровень подготовленности one ратора к конкретным видам деятельности., уровень согласования технических характеристик системы с воэможностями оператора, Целью изобретения является повышение точности и расширение дидактических возможностей устройства за счет учета психического дефекта напряженности, определяемого при совместной оценке объективной и субьективной напряженности работы одиночного оператора или оператора в

-составе группы.

Указанная цель достигается тем что в устройство для оценки психофизиологических характеристик операто ров систем управления, содержащее последовательно включенные блок вво- да ответных действий операторов, блок. оценки деятельности операторов блок контроля сигналов текущей величины напряженности операторов и .блок регистрации, второй вход которого . через блок определения пороговой ве" личины напряженности операторов сое- динен с вторыми выходами блоков оценки деятельности операторов и контроля сигналов текущей величины на:рвяженности операторов, информационное табло, вход которого подключен к первому выходу блока формирования учебной информации, первый вход ко торого соединен с вторым выходом блока ввода ответных действий опера- торов, а второй и третий выходы - с вторыми входами блоков оценки деятель50 ности операторов и контроля сигналов текущей величины напряженности опе раторов, введены последовательно включенные формирователь кода, блок сравнения, пороговый блок и коммута- И тор, выход которого соединен с вторым входом блока формирования учеб" ной информации, а второй, третий г1 4 и четвертый входы — соответственно с третьим выходом блока контроля сигналов текущей величины напряженности операторов, выходом блока сравнения и выходом формирователя кода, подключенным к третьему входу блока реги страции, четвертый вход которого соединен с выходом блока сравнения, вто; рой вход которого подключен к четвертому выходу блока контроля сигналов текущей величины напряженности операторов.

Дополнительные блоки и связи позволяют ввести в устройство субъективную оценку напряженности оператора, определить величину психического дефекта напряженности и сопоставить ее с заданным порогом, управлять процессом формирования информационных воз:действий на оператора и режимом исследования, и тренировки оператора.

При сопоставлении величины психи-, ческого дефекта напряженности д Q

1.. с заданным порогом возможны три ситуации:

1.taQ(.

Q может быть использована в качестве управляющего сигнала при формировании характера подаваемой данному оператору информации и при установлении темпа ее подачи. При группой деятельности, сопоставляя Ос различных операторов, можно управлять интенсивностью поступления информации к каждому из них в рамках групповой деятельности. На регистрацию выводится

Q и 5Q.

2. g Q > Я . Самооценка трудности вероятно занижена, возможно в результате неправильной мотивации оператора или в результате плохой согласованности табло предъявления информации с возможностями оператора по приему информации. Управление характером предъявляемой оператору информации и темпом ее предъявления осуществляется сигналом Q@. На регистрацию выводится 0 С и Ь Q.

3.- h R с- . Оператор работает с ощущением перенапряжения, В этом случае желательно для снятия отрицательного эмоционального настроя снизить плотность информационных и управляющих потоков на данного оператора. Управление характером информации,. темпом ее предъявления и объемом функциональных обязанностей (при группо1043721

15 вой деятельности) осуществляется сигналами Q u g Q. На регистрацию вывос дится Q< и д0

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит информационное табло 1, блок 2 формирования учебной информации„ блок 3 ввода ответного действия операторов, блок 4 оценки деятельности операторов, блок

5 контроля сигналов текущей величины напряженности операторов, блок 6 определения пороговой величины напряженности операторов, блок 7 регистрации, формирователь 8 кода (субъективной оценки), блок 9 сравнения .(оценок напряженности), пороговый блок 10, коммутатор 11.

Органы ввода субъективной оценки напряженности в формирователе 8 могут быть выполнены на линейных потенциометрах при аналоговой форме представления оценки или с использованием кнопочного наборного поля при дискретной форме. Блок 9 сравнения может быть выполнен по схеме компаратора или реверсивного счетчика. Блок 10 может быть построен аналогично блоку 6, на выходе которого формируются сигналы трех видов, соответствующие трем рассмотренным случаям, соотношения д0 с пороговым уровнем

Коммутатор 11 может представлять собой известные коммутирующие устрой ства с переключением трех каналов в соответствии с трехуровневой логикой выходного сигнала блока 10, Устройство для оценки психофизиологических характеристик операторов систем управления работает следующим образом., На индивидуальных индикаторах табло 1 операторам предъявляется иэ блока 2 информация .е соответствии с выполняемой ими задачей и их индивидуальными функциональными обязанностями. Характер информации и темп ее предъявления определяется блоком

2 в соответствии с заданной программой, сигналами операторской деятельности, поступающими с блока 3 и корректирующими программу сигнала" ми, поступающими с коммутатора 11.

Сигналы операторской деятельности (результат выполнения заданного алгоритма, время проявления реакции оператора, точность управления и т.n.) с блока 3 поступают со второго выхода на вход блока 4. В блоке

4 на основе сопоставления сигналов операторской деятельности с сигналами, отражающими текущие информацион- ные воздействия (блок 2), и в соответствии с заданным алгоритмом про изводится оценка деятельности или результатов деятельности операторов.

На основе этих оценок, поступающих из блока 4, и эталонных значений, поступающий из блока 2, в соответствии с алго ритмом работы в блоке 5 осуществляется контроль (оценка) текущей величины напряженности операторов. Для повышения точности контроля величины на-. пряженности могут использоваться дополнительно и физиологические показатели состояния организма оператора.

В блоке 6 производится сопоставление текущей величины напряженности, поступающей из блока 5, с заданным порогом, который устанавливается в зависимости от оценки деятельности операторов, поступающей от блока 4. Результаты контроля (блок 5} и сопоставления (6ROK 6) подаются на регистрацию в блок 7, где может осуществляться печать результатов, их графическое построение или другая форма запоминания.

В процессе выполнения задания каждый оператор в заранее обусловленные моменты времени или по специальному сигналу оценивает трудность выполняе. мого задания в шкале оценок .от 0 до

1. Субъективную оценку трудности каждый оператор устанавливает посредст1 вом органов, ввода блока 8, При определенной тренированности субъективные оценки напряженности становятся устойчивыми и могут быть использованы в качестве самостоятельного канала управления режимом, исследования и работы эргатической системы, Выходные сигналы формирователя 8 параллельно поступают на блок 7 для регистрации, на блок 9 для сопоставления субъективной оценкой напряженности и на блок 2 через коммутатор

11 ° В блоке 9 вычисляется разность

ЬС1=00 - QC. Аля этого иэ блока 5 в блок,9 поступает сигнал, равный величине Q0.Значение д Q подается на блок

7 для регистрации, на блок 10 для сопоставления с заданным .порогом и на блок 2 через коммутатор 11. В блоке 10 производится выявление ситуации, определяемой сопоставлением g О с порогом Е . Пороговый уровень Я задается в зависимости от характера дея-.

Заказ 7344/55: . Тираж 488 Подписное

° а

ВНИИПИ

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 1043 тельности операторов, принципа управления потоками информации, подавае-, мыми операторам, и вводится в блок

10 исследователем. На выходе блока

0 формируется сигнал, код которого соответствует одному из трех случаев:: .

)gQ(c. 1- д Q>1 или д 0 с- - . Этот сигнал подается на управляющий вход коммутатора 11, на три сигнальных входа которого подается: с блока 5 -- 10 величина Q<, с блока 8 - величина

Q и с блока 9 - величина 6 Q. 8 за"висимости от кода управляющего сигнала на выход коммутатора поступает л бо (}, либо Q< либо Ос и д Q., Выходной сигнал коммутатора 11 подается на блок 2, .где он по заданному алгоритму, воздействуя на программу работы схемы управления, генератор и схемы изменения скорости предъявления информации, изменяет темп подачи информации каждому оператору в отдельности, изменяет характер (со721 8 держание) информации и осуществляет перераспределение отдельных информационных потоков среди операторов группы.

Представляется возможным в блоке

2 осуществлять индикацию выходного сигнала коммутатора 11 с тем, чтобы исследователь имел возможность вносить дополнительные коррективы в работу блока 2..

Проверка работы устройства на действующем образце показала эффективность учета психического дефекта напряженности в автоматизации исследования свойств как отдельных операторов, так и нескольких операторов в групповой деятельности, Величина порога и алгоритм управления информационным воздействием устанавливается в зависимости от конкретной задачи исследования и выполняемой деятельности.