Устройство для оценки деятельности операторов автоматизированной системы управления

 

Изобретение относится к техническим средствам исследования деятельности операторов в человеко-машинных системах. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей известных устройств за счет учета целевой координируемости операторов группы управления . Изобретение позволяет производить оперативную оценку целевой координируемости операторов в процессе их совместной деятельности прИ управлении системой, определяемую взвешенной суммой коэффициентов ритмичности изменения их темповой напряженности относительно значений темповой напряженности руководителя группы. Полбжительные качества устройства достигаются выдачей заданий операторам, введением распределителя кодов, расчетом напряженности работы операторов с учетом напряженности работы руководителя группы операторов , а также весовым учетом оценок. 2 з.п. ф-лы 5 ил. е tasA. Ю О1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1203570 (5D4 4 09 В 9 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21} 3718520/24-24 (22) 27.03.84 (46 } 07.01.86. Бюл, !! 1 (72} С.А.Багрецов (53} 681.3.071 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР !! 445055, кл. (j 09 В 9/00, !974.

Авторское свидетельство СССР

Ф 760166, кл. Й 09 В 9/00,. 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ДЕЯТЕЛЬ

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 координируемости операторов группы управления, Изобретение позволяет производить оперативную оценку целевой координируемости операторов в процессе их совместной деятельности при управлении системой, определяемую взвешенной суммой коэффициентов ритмичности изменения их темповой напряженности относительно значений темповой напряженнос. ти руководителя группы. ПолЬжительные качества устройства достигаются выдачей заданий операторам, введением распределителя кодов, расчетом напряженности работы операторов с учетом напряженности работы руководителя группы операторов, а также весовым учетом оценок. 2 з.п. ф-лы 5 ил, 2035

15

40

1 1

Изобретение относится к техническим средствам исследования деятельности операторов в системе человек — машина (СЧ1"1) и предназначено для оценки целевой координируемости действий операторов в процессе совместного управления некоторой системой.

Целью изобретения является расширение дидактических возможноСтей устройства эа счет учета величины целевой координируемости операторов группы управления.

На фиг. 1 приведена структура предлагаемого устройства; на фиг. 2 — структура распределителя кодов для вьдачи заданий операторам; на фиг. 3 — структура формиронателя сигналов оценки (напряженности работы оператора); на фиг. 4 структура вычислителя оценок; на фиг. 5 — схема пульта преподавателя.

Устройство (фиг. 1) содержит пульт 1 преподавателя, пульты 2 управления, коммутатор 3 пультов, формирователь 4 сигналов оценки (напряженности работы руководителя группы), вычислитель 5 оценок (действий операторов), блок 6 весовых усилителей, сумматор 7, информационное табло 8, распределитель 9 кодов, служащий для вьдачи заданий операторам. Пульт 1 преподавателя предназначен для набора с помощью тумблерных регистров кодов, определяющих варианты отрабатываемых операторами задач и распределения операторов по должностям в формируемой группе управления АСУ, Кроме того, с помощью тумблеров пульта преподаватель вьдает команды на начало считывания исходных данных с блока вьдачи заданий оператором на выдачу окончательных результатов оценки с сумматора устройства на информационное табло и на обнуление счетчиков и регистров устройства после окончания выполнения очередного задания.

Пульты.2 управления предназначены для визуального отображения заданий, считываемых с распределителя 9 для выполнения этих заданий операторами и ввода путем нажатия соответствующих тумблеров команд о начале и конце выполнения работ, связанных с решением назначенных

7О 2 задач. 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 группы коммутируются 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 6 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 должíостям 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 единый

3 1 процесс управления имитируемой АСУ.

Варианты заданий определяют содержание различных типов задач управления АСУ.

Распределитель 9(фиг.2) содержит дешифратор 10 заданий, блок 11 памяти заданий, генератор 12 считывания, блок 13 памяти исходных данных 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 которого поступил на вход дешифратора 10 с тумблерного регистра пульта 1.

Выходы дешифратора 10 подключены к входам дешифратора 14 распределения операторов, другие входы которого подключены к выходам тумблерного регистра пульта 1. В соответствии с кодовыми значениями сигналов на входах дешифраторов 14 формирует управляющее напряжение на одном из выходов, номер которого определяет выбранный преподавателем вариант задания и соответствует распределению операторов по должностям в группе управления АСУ, задаваемому кодов, набираемым преподавателем на тумблерном регист— ре пульта 1. Выходы дешифратора )4 подключены к соответствующим информационным входам блбка 13. Генератор 12 предназначен для синхронного считывания информации с блоков 11 и 13. При этом считывание осуществляется с тех ячеек памяти, на.которые поступают управляющие

Напряжения с выходов дешифраторов 10 и 14. Процесс:считывания осуществляется последовательно, т.е. вначале (по первому импульсу с генератора 12) считывается информация для рабочего места руководителя группы. Информация поступает с блока 11 на пульт 2 оператора, назначенного преподавателем руководителем группы. Одновременно, информация о нормальном времени выполнения задания считывается с блока 13 и поступает в формирователь 4. В последующий период считывание информации осуществляется для рабочих мест .и формирователей 4, подчиненных опе. раторов группы. После опроса всех ячеек блока 11 (т.е. после считыва203570 4 ния информации для всех операторов группы) с него на вход генератора 12 поступает импульс, срывающий его работу. Последуюший запуск генератора 12 может быть осуществлен по команде с пульта 1.

Формирователь 4 (фиг. 4 1 содержит элемент ИЛИ IS, генератор 16, элемент ИЛИ 17, счетчик !8, регистр 19, узел 20 и преобразователь 21 код напряжение. Генератор 16 предназначен для выработки импульсов, число которых будет пропорционально ,величине времени, затраченного оператором па выполнение задания. Запуск генератора l6 осуществляется в момент получения задания оператором сигналом в виде постоянного напряжения, поступающим на вход генератора 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 посту25 пает команда на срыв работы генератора 16, на обнуление счетчика 18 и на выполнение операции деления в узле ?О. На другой вход элемента 15 с другого тумблера пульта 2

30 поступает команда на срыв работы генератора 16 в случае временного прекращения работы оператором (нап— ример, в случае организации помощи другому оператору). Выход генерато-. ра 16 подключен к входу счетчика 18 который подсчитЪ|вает. количество импульсов, пропорциональное времени выполнения задания оператором. Дру-. гой обнуляющий вход счетчика 18 coe-i

4О динен с выходом элемента 17, который имеет два входа ° Один вход подключен к входу элемента 15, а другой соединен с обнуляющим тумблером пуль,та 1, при замыкании которого счет45 чик 18 обнуляется.. Выходы . счетчика 18 подключены к одним входам узла 20, другие входы которого подключены к выходам регистра 19. На одни входы узла 20 поступает цифровой код делителя, а на другие делимого. По сигналу на управляющем входе узла 20 производится деление чисел, хранимых в регистре 19 на число, записанное в счетчике 18 °

Регистр 19 предназначен для хранения кода числа, соответствующего нормальному времени выполнения задания данным оператором, которое пос5 12 тупает в блок 13 на одни входы регистра 19, на другой вход которого поступает сигнал обнуления с пульта 1. Выходы узла 20 подключены к входам преобразователя 21. Таким образом на выходе преобразоватеl ля 21 вырабатывается напряжение, пропорциональное величине темповой напряженности работы оператора.

Вычислитель 5 содержит(п-1) идентичных каналов оценок действий подчиненных опебаторов, каждый из которых содержит (фиг. 4) формирователь 4 для оценки напряженности раI боты подчиненного 1 -ro оператора группы, второй,вычитатель 22, квадратор 23, сумматор 24, первый вычитатель 25, коммутатор 26, счетчик 27, элемент ИЛИ 28 и датчик 29 эталонных напряжений.

На выходе формирователя 4 форми- руется напряжение, пропорциональное, величине темповой напряженности работы подчиненного оператора при выполнении задания. Зто напряжение поступает на один вход вычитателя 22, который формирует на выходе напряжение, равное разности напряжений на двух его входах, которое далее в квадраторе 23 возводится в квадрат. управляющие входы коммутатора 2б подключены к выходам счетчика 27, на счетный вход которого поступают сигналы с элемента 28. Сигнал на выходе элемента 28 имеет место при поступлении на его входы информации о нормальном времени выполнения нового задания оператором. Счетчик 27 предназначен для подсчета чис— ла (m;,) заданий, выполняемых оператором совместно с руководителем группы, Датчик 29 предназначен для выработки .напряжения, уровень которого пропорционален

Таким 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 33 и 34 ° Тумблерный регистр 34 предназначен для набора кода, соответствующего номеру варианта вйполняемого задания, Тумблерный регистр 33 предназначен для набора кода, соответствующего номеру выбранного варианта распределения операторов группы по

03570 Ь

5

55 должностям. Тумблер 30 предназначен для выдачи команды на генератор 12 о начале считывания информации из распределителя 9. Тумблер 31 предназначен для выдачи команды на сумматор 7 на суммирование коэффициентов ритмичности работы операторов группы. Тумблер 32 предназначен для выдачи команды обнуления на регистры и счетчики устройства.

Поспе включения устройство paGo— тает следующим образом.

Для руководства группой преподавателем из числа операторов назначается руководитель и осуществляется распределение операторов по должностям согласно требований инструкции по эксплуа.тации некоторой реальной системой управления. Кроме того, каждому оператору указывается рабочее место (пульт 2) и выбираетс.я вариант выполняемого оператораt ми задания. С помощью тумблерных регистров 33 и 34 в распределитель 9 вводятся коды, соответствующие выбранному заданию и варианту рас— пределения операторов. После этого, путем замыкания тумблера 30 выдается команда на считывание информации с блоков 12 и 13. С началом считывания на пультах 2 отображается информация, содержащая задания, предназначенные для совместного выполнения операторами группы, ко— торые они выполняют под руководством преподавателя. С началом получения задания каждый оператор путем включения соответствующего тумблера на пульте 2 выдает команду

Пуск", свидетельствующую о начале выполнения задания. После выполнения задания оператор аналогично, путем замыкания тумблера на пульте 2 выдает команду "Конец выполнения 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 операторов по должностям и рабочим местам, определяемый кодом, поступающим с тумблерного регистра 33 на управляющие входы коммутатора 3. Коммутация сигналов управления с пультов 2 осуществляется таким образом, что управляющие сигналы с

I пульта 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 подготовки.

В устройстве представляется возможность органиэации взаимопомощи между операторами в выполнении отдельных операций. Например, один каждого 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 выхо35

45 де сумматора 7 определяет уровень целевой координируемости группы операторов в данном варианте.

Вычислитель 5 работает следующим

50 образом, В момент получения задания oneратором на входы формирователя 4

L-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 8 из операторов в определенный момент тренировки может получить команду от руководителя о выполнении части задания другого оператора, При этом время выполнения собственной программы работ оператором, оказывающим помощь, уменьшается на величину, равную временй выполнения части задания другого оператора-, что в свою очередь вызывает увеличение напряженности его работы. Для учета этого в момент получения от руководителя команды о выполнении одной или нескольких операций другого оператора оператор, получивший команду, путем нажатия кнопки на пульте 2 выдает команду Стоп на генератор

16 соответствующего формирователя 4, а после выполнения работ, не связанных с выполнением собственных функциональных обязанностей, выдает команду на запуск генератора 16. Таким образом., на счетчиках 18 для каждого из операторов

25.будет записано истинное время выполнения задания ° Учет уровней индивидуальной подготовки операторов наиболее рационально может быть выполнен при сравнительной оценке уровней,темповой напряженности работы отдельных операторов, которые ,оПределяют степень соответствия структуры алгоритма деятельности () формируется напряжение, пропорциональное неличине напряженности работы оператора при выполнении данного .задания, которое поступает на один вход нычитателя 22. 11а другой вход нычитателя 22 поступает напряжение с выхода формирователя 4 1,<1)иг. 1) . Разность этих напряжений возводится н квадрат и поступает в сумматор 24, который производит суммирование напряжений с выхода квадратора 23 по выполнению нескольких заданий оператором. Суммирование производится с одновременным изменением масштаба суммирования, изменяемого путем переключения коммутатором 26 сопротивлений в цепи обратной связи сумматора 24. Масштаб изменения коэффициента передачи сумматора 24 определяется числом отработанных оператором заданий, количество которых записывается н счетчике 27 по сигналам элемента 28. Напряжение с выхода сумматора 24 поступает на вход вычитателя 26, на выходе которого формируется напряжение, пропорциональное величине коэффициента 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, целенаправленной деятельности всего расчета операторов в целом,а наличие аритмии рабо— ты операторов говорит о направленном распределении функций между операторами или о неверной координации их действий.

Таким образом„изобретение поз— воляет расширить дидактические возможности устройства за счет учета целевой координируемости группы управления. Необходимость получения таких оценок в настоящее время on ределяется ростом влияния характе— ристик деятельности коллектива операторон 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

4» т,п.

5<;

При этом указанные устройства и способы оценок коллективной деятельности операторов должны обеспечинать не только оценку интегральной эффективности управления системой в целом, но и определять качество их взаимодействия и степень согласованности их действий н про— цессе достижения целей управления.

Ранее ичвестные устройства позно— ляют решать лишь первую группу задач, что не дает возможность н полной мере охарактеризовать качество работы операторов расчета с точки зрения оценки слаженности их действий. Отсутствие этих данных, н свою очередь, может служить причиной ошибок в оценке альтернативных реше. ний об организационной структуре расчета операторов.

Реализуемый в предлагаемом устройстве метод оценки деятельностн 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 ()пера-торами, кроме того, позволяет уста— нонить соответствия принятого варианта распределения функций между операторами структуре задач решаемых операторами в системе уп)ранления.

Экспериментальная оценка noir)оляет установить, что э4)фектинно— му (правильному и своевременному) решению задач cooòr)åòcòíóþò уровни целевой координируемости, пре— нышаюшие значение, равное g = О,6.

Применение предлагаемого vcT— ройства целесообразно при текущей о:(енке каче.ства деятельности кол-лектива операторов, при формирона— нии и комплектовании групп управ— ления, при проведении инженернопсихологических исследований груп— поной деятельности операторов и

Фор мул аичобретени я

1. Устройство для оценки деятельности операторов автоматизированной системы управления, содержащее пульт преподавателя, .-)ерный выход котopoi c) < .Ое Jj!III on (. Вх<). д<)м к<)ммутатора TI<

l1 1 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 усилителей входы 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.l 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 !2 деления кодов, и второй элемент ИЛИ, выход которого подключен. к второму входу счетчика, второй вход генератора, первый и второй входы первого элемента ИЛИ, первый вход второго элемента ИЛИ и третий вход узла деле. ння кодов являются первым входом формирователя, первый вход регистра и второй вход второго элемента ИЛИ—

l0 вторым входом формирователя, а второй вход регистра — третьим входом формирователя.

3. Устройство по п.l, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в нем вычислитель оценок содержит датчик эталонных напряжений, цейочки их последовательно включенных элементов ИЛИ, счетчика, коммутатора, сумматора и первого вычитателя, выход которого является выходом блока, а второй вход соединен с выходом соответствующего датчика эталонных напряжений, и цепочки из последовательно включенных формирователя сигналов

25 .оценки, второго вычитателя и квадратора, выход которого соединен с входом соответствующего сумматора, выход которого подключен к второму входу соответствующего коммутатора, первые входы формирователей сигналов оценки являются соответствующими входами группы входов вычислителя, вторые входы вторых вычитателей — первым входом вычислителя, вторые входы формирователей сигналов оценки и счетчиков — вторым входом вычислителя, а третьи входы формирователей сигналов оценки и входы элементов ИЛИ вЂ” третьим входом вычислите-. ля.

1203570

1203570

Фиг. @

1z z7, ГУ иг.

Ю,У

Заказ 8422/54

Тираж 451 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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

Составитель А.Карлов

Редактор Г.Волкова Техред.Т.Тулик Корректор В.Синицкая