Устройство для контроля уровня подготовки операторов

 

Изобретение относится к техническим средствам контроля и может быть использовано для оценки уровня подготовки операторов. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства путем реализации в нем возможности оценки рационального времени непрерывной работы оператора в системе управления. Устройство содержит блок 1 выдачи информации, блок 2 анализа, блок 3 ввода ответов, блок 4 определения уровня подготовки оператора, блок 5 индикации оценок, рабочее место 6 оператора, первый 7 и второй 10 формирователи импульсов, первый 9 и второй 13 сумматоры, блок 8 регистрации, первый 11 и второй 12 регулируемые усилители, источник 14 эталонных напряжений, блок 15 сравнения. Рациональное время непрерывной работы оператора определяется на основе выбора альтернативы, имеющей максимальную степень принадлежности нечеткому решению в зависимости от уровня потерь от ошибок оператора и затрат на его психологическую и функциональную реабилитацию. Указанные альтернативы задаются функциями принадлежности цели и ограничения, формируемыми с помощью специальных функциональных преобразователей, управление которыми осуществляется на основе данных о числе ошибок, совершаемых оператором в процессе тренировки. Изменение прогнозируемого времени работы оператора в определенном масштабе моделируется специальным генератором, число импульсов которого подсчитывается счетчиком. Определение максимума осуществляется в блоке сравнения, который производит срыв работы генератора. Время работы оператора определяется по показаниям счетчика. 9 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 09 В 9 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 903940 (21) 4292789/24-24 (22) 03.08.87 (46) 15.04.89. Бюл. Л"- 14 (72) С. А. Багрецов (53) 681 ° 3.071(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 903940, кл. G 09 В 9/00, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ

ПОДГОТОВКИ ОПЕРАТОРОВ (57) Изобретение относится к техническим средствам контроля и может быть использовано для оценки уровня

„„Я0.„1472937 A 2 подготовки операторов. Цель изобретения — расширение дидактических возможно стей устройств а путем реализ ации в нем возможности оценки рационального времени непрерывной работы опеpaтора в системе управления. Устройство содержит блок 1 выдачи информации, блок 2 анализа, блок 3 ввода ответов., блок 4 определения уровня подготовки оператора, блок 5 индикации оценок, рабочее место 6 оператора, первый 7 и второй 10 формирователи импульсов, первый 9 и второй 13 сумматоры, блок

1472937

8 регистрации, первый 11 и второй 12 регулируемые усилители, источник 14 эталонных напряжений, блок 15 сравнения. Рациональное время непрерывной работы оператора определяется на основе выбора альтернативы, имеющей максимальную степень принадлежности нечеткому решению в зависимости от уровня потерь от ошибок оператора и затрат на его психологическую,и функциональную реабилитацию. Указанные альтернативы задаются функциями при. надлежности цели и ограничения, формируемыми с помощью специальных функИзобретение относится к техническим средствам .контроля и может быть использовано для оценки уровня подготовки операторов.

Цель изобретения — расширение дидактических возможностей устройства путем реализации в нем возможностей определения рационального времени непрерывной работы оператора в системе управления.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - блок-схема первого форми. рователя импульсов; на фиг. 3 — блок. схема второго формирователя импульсов; на фиг. 4 — блок-схема блока ю . сравнения; на фиг. 5 — блок-схема блока определения уровня подготовки оператора; на фиг. 6 - блок-схема детектора минимума, на фиг. 7 — блок-схема источника э талонных напряжений; на фиг.. 8 — блок-схема первого второго) сумматора; на фиг. 9 — график зави° симости напряжений на выходах интеграторов.

Устройство (фиг. 1) содержит блок

1 выдачи информации, блок 2 анализа, представляющий собой дешифратор, блок 3 ввода ответов оператора (набор клавиш), блок 4 определения уровня подготовки оператора, .блок 5 индикации оценок, рабочее место б оператора, первый формирователь 7 импульсов,, блок 8 регистрации, первый сумматор

9, второй формирователь -10 импульсов, первый 11 и второй 12 регулируемые усилители, второй сумматор 13, источциональных преобразователей, управление которыми осуществляется на основе данных о числе ошибок, совершаемых оператором в процессе тренировки.

Изменение прогнозируемого времени работы оператора в определенном масштабе моделируется специальным генератором, число импульсов которого подсчитывается счетчиком. Определение максимума осуществляется в блоке сравнения, который производит срыв работы генератора. Время работы оператора определяется по показаниям счетчика. 9 ил.

2 ник 14 эталонных напряжений и блок

15 сравнения.

Блок 1 предназнчен для предъявления содержания задачи оператору, блок 2 — для анализа безошибочности выполнения заданий оператором, блок

4 — для выработки сигналов, определянзцих уровень подготовки оператора, Сдал", "Не сдал", "Продолжение ис10 пьгганий".

Первый, формирователь 7 предназна чен для формирования кода, соответствующего прогнозируемому рациональному времени работы данного операто16 ра в рассматриваемой системе управления, а второй формирователь 10 импульсов — для выработки напряжения, пропорционального времени выполнения задания оператором. Время выполнения

20 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 сумматоры подключены для выработки напряжений, пропорциональных прогнозируемым значениям функций принадлежности цели

P„(C,e) и ограничений p,(С t).

Блок 15 сравнения предназначен для определения на прогнозируемом интервале времени экстремума функции пп-п 1, р (С,е): р (С с)3 °

Второй формирователь 10 (фиг. 2)

35 содержит последовательно соединенные счетчик 1б, цифроаналоговый преобразователь 17 и генератор 18 импульсов.

1472937

3апуск генератора 18 осуществляется по сигналу блока 1 с началом выдачи первого задания оператору. Срыв работы генератора 18 осуществляется по команде Сдал с второго выхода блоlt II 5 ка 4.

Первый формироват.ель 7 импульсов (фиг. 3) содержит счетчик I9, генератор 20 и тумблер 21 запуска.

Блок 15 сравнения (фиг. 4) содержит первый интегратор 22, компаратор

23, второй интегратор 24 и детектор

25 минимума.

Блок 4 определения уровня подготовки оператора содержит цифроаналоговый преобразователь 26, первый и второй сумматоры 27 и 28, первую схему 29 сравнения, элемент И 30, вторую схему 31 сравнения, третий сумматор

32, датчик 33 исходных условий, четвертый сумматор 34 и умножитель 35.

Детектор 25 минимума (фиг. 6) содержит первый 36, второй 37 и третий

38 инверторы, диоды ДI и Д2 и нагру- 25 зочное сопротивление R °

Источник 14 эталонных напряжений (фиг. 7) содержит регулируемые источники 39 и 40 эталонных напряжений, причем источник 39 предназначен для формирования нап ряжения, пропорционального коэффициенту (С ) стоимостных затрат, связанных с устранением последствий одной ошибки оператора, а источник 40 — для формирования напряжения, пропорционального коэффи35 циенту (С ) стоимостных затрат на психологическую и функциональную реабилитацию оператора.

Сумматор 13 (9) содержит усилитель

41 и коммутатор 42. Коммутатор 42

40 обеспечивает подключение различных сопротивлений из магазина сопротивле» ний в цепи обратной связи усилителя

41, изменяя коэффициент его передачи. 45

Коммутация сопротивлений осуществляется в соответствии с кодом числа, снимаемого с выхода первого формирователя 7 импульсов.

Первый усилитель 11 управляется цифровым кодом, поступающим на вход

ЦАП 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 последстний одной ошибки оператора (С ) B данной системе управления.и организацией его функциональной и психологи ческой 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 оператора, Кроме тото, в соответствии с законами изменения во времени функций принадлежности p„(C,t) и р (С t) устанавливаются коммутируемые коммутаторами 42 сопротивления в цепях обратных связей усилителей 41 сумматоров 13 и 9, выполняющих вместе с соответствующими коммутаторами функцию функциональных преобразова телей.

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 m 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 10, который вырабатывает импульсы счета времени, поступающие на вход счетчика 16. -По мере выполнения заданий с первого выхода блока 4 определения уровня подготовки оператора на второй вход первого регулируемого усилителя 11 поступает напряжение, про орциональное количеству тп ошибочных решений оператора при выполнении задания. Коэффициент усиления усилителя 11 изменяется обратно пропорционально величине напряжения, снимаемого с выхода цифроаналоroвîro преобразователя 17 формирователя IО, величина которого соответствует коду времени t счетчика 16.

Срыв работы первого генератора 18 осуществляется по команде "Сдал" с блока 4.

1472937

10

15:ложны, то функция их минимума реше20

30 выходах интеграторов 24 и 22 будет

Таким образом, по окончании испытания оператора на выходе первого усилителя 11 формируется напряжение, пропорциональное интенсивности ошибок испытуемого оператора, т.е. 71, =

m — — Напряжение снимаемое с выхода

Т

Э усилителя 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 Р, 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 коэффициентов передач сумматоров 13 и 9. Таким образом, на выходе сумматоров 13 формируется напряжение, пропорциональное изменению функции принадлежности (С ) во времени, которая зависит от стоимостных затрат на устранение последствий, ошибок оператора и от их интенсивности, а вид этой зависимости устанавливается путем смены соответствующих сопротивлений в магазине сопротивлений коммутатора сумматора

13. Аналогично обеспечивается формирование зависимости функции принадлежности pc(Cgt) ограничений íà 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

6 отрицательной обратной связи на сопротивлении К выделяется максимальное инвертированное напряжение, которое вновь инвертируется инвертором 38, На выходе счетчика 16 выделяется минимальное 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 противопония задачи имеет экстремум.

Экстремум функции минимума в блоке 15 сравнения находится с помощью двух интеграторов 24 и 22 и компаратора 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 минимума от времени, можно подобрать параметры постоянных времени интегрирования интеграторов 24 и 22, при которых равенство напряжений (U и U ) на достигаться точно на максимуме этой функции. На фиг. 9 показан пример зависимости напряжений на выходах первого U и второго U> 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 генератора 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:

m А, + Ао n, сумматоров интертируются инверторами

36 и 37, а затем благодаря действию ш А + А, п;

1472937

1n n — 1п () — Р) 1n iP (!-Р, ) яния, 30

1n (P< (l P, )J-)n(P, (1-р )7

1n (! — Р1) — ln (1 — P ) 1n (I — P, ) — 1п а(А

1п ЕР (1-P, )) -1п(Р, (i -Р ) ) где P, — максимальная доля ошибок для оценки "Сдал";

P — максимальная доля ошибок для оценки "Не сдал"; (— наибольшая вероятность, что действительно неуспевающий ученик оценен, как неуспев ающий; — наибольшая вероятность, что действительно неподготовленный ученик оценен, как подготовленный

Значения коэффициентов величин Ао, А,, А заранее рассчитываются по выше приведенным формулам и задаются эксперимент ато ром по с редс твом датчика

33 исходных условий контроля.

Величина и равная количеству предъявляемых задач, формируется на выходе сумматора 27 и поступает на первый вход умножителя 35. На второй вход умножителя 35 поступает сигнал о величине А> с датчика 33 исходных условий контроля. Сигнал, равный А - и, поступает на первые входы сумматоров 34 и 32. На второй вход сумматора 34 поступает сигнал с умножителя 35, равный А,, а на второй вход сумматора 32 — величина А .

С выхода cyr 1тора 34 сигнал, равный А, + А, и, поступает на первый вход схемы 3l сравнения, а с выхода сумматора 32 сигнал, равный А + А х х и, поступает на первый вход схемы

29 сравнения. На вторые входы схем

29 и 31 сравнения поступает сигнал, равный количеству ошибочных решений, формируемый на выходе сумматора 28.

Схемы 31 и 29 сравнения осуществляют проверку приведенных выше неравенств.

При этом могут быть два исхода: либо выполняется одно из неравенств, либо не выполняются оба неравенства. В первом случае соответствующая схема сравнения вырабатывает сигнал, поступакщий в блок 5 индикации оценок.

Если этот сигнал поступает с блока

31, то блок 5 индицирует оценку.

"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.

Цифров ая инфо рм а ция о количестве ошибочных решений поступает с выхо!

О да сумматора 28 на вход цифроаналогового преобразователя 26 Пропорциональное величине ш напряжение далее поступает в усилитель l l .

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 деятельности оператора получить данные о рациональном времени его непрерывной работы обеспечивающие минимизацию стоимостных потерь, связанных с устранением последствий ошибок оператора и восстановлением его психологического и функционального состоФо рм ул а из о б р е т е ния

Устройство для контроля уровня подготовки операторов по авт. св.

- 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 сумм ато ры, блок ср ав не ния, ис то чник эталонных напряжений и блок регистрациии, вход ко то ро го со едине н с выходом первого формирователя импульсов и с первыми входами первого и второго сумматоров, второй вход пер вого сумматора соединен с первым выходом источника эч алонных напряжений, выход блока выдачи информации — с входом пуска первого формирователя импульсов, вход останова которого соединен с первым выходом блока определения уровня подго товки о пе ра тор а, вход обнуления объединен с входом обнуления второго формирователя импульсов и является входом обнуления устройства, выход первого формирователя импульсов соединен с информационным входом первого регулируемого усилите1472937

1О ля, управляющий вход которого соединен с вторым выходом блока определе-.

I 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 сравнения, второй вход которого соединен с

5 выходом первого сумматора, а выход— с входом запрета второго формирователя импульсов.

1472937

24

Фиг. 7/Я(/4)

Составитель Г. Левин

Редактор А. Лежнина Техред Л.Олийнык Корректор М. Васильева

Заказ 1714/49 Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101