Устройство для моделирования деятельности человека- оператора

 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам для моделирования деятельности человека-оператора в системе человек-машина. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования деятельности человека-оператора с учетом временной напряженности при выполнении заданий. При этом процесс выполнения заданий представляется системой массового обслуживания, в которой время обслуживания заявки зависит от текущих показателей обслуживания заявок. Устройство содержит имитатор 3 выполнения заданий, поступающих в него с генератора 1 заданий, счетчик 2 заданий, счетчик 7 выполненных заданий, блок 6 оценки загрузки оператора, таймер 8, блок 4 управления, а также датчик 9 чисел, задающий число заданий, которое необходимо выполнить оператору, время, за которое их надо выполнить, и среднее заданное время выполнения одного задания. Время выполнения задания, формируемое блоком 5 случайной временной задержки, зависит от того, сколько времени осталось в данный момент на выполнение оставшихся заданий. Эта зависимость формируется с помощью блока 13 оценки среднего времени выполнения работы, блока 12 вычисления коэффициента временной напряженности и блоков 10, 11 вычитания. 6 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 06 F 15/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ВННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГИНТ СССР

1 (21) 4382375/24-24 (22) 21.01.88 (46) 07.10.89. Бюл. ¹ 37 (71) Особое конструкторское бюро биологической и медицинской кибернетики (72) Г.М.Котлер, И.Ф.Рожанская, А.Я.Рац и В.A.Горячев (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1277 132, кл. G 06 Г 15/20,1985.

Авторское свидетельство СССР

N- 966701 кл. С 06 Р 15/20, 1981. (54) УСТРОЙСТВО PL× МОДЕЛИРОВАНИЧ

ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА-ОПЕРАТОРА (57) Изобретение относится к вычислительной технике, в частности, к устройствам для моделирования деятельности человека-оператора в. системе человек — машина. Цель иэобретения — . расширение функциональных возможностей за счет моделирования деятельности человека-оператора с учетом временной напряженности при выполнении заданий. При этом процесс выполне„„SU„„1513473 А1

2 ния заданий представляется системой массового обслуживания, в которой время обслуживания заявки зависит от текущих показателей обслуживания зая вок. Устройство содержит имитатор 3 выполнения заданий, поступающих в не,,го c генератора 1 заданий, счетчик 2 заданий, счетчик 7 выполненных заданий, блок 6 оценки загрузки оператора, таймер 8, блок 4 управления, а также датчик 9 чисел, задающий число, заданий, которое необходимо выполнитЬ оператору, время, за которое их надо, выполнить, и среднее заданное время выполнения одного задания. Время вы- полнения задания, формируемое блоком, 5 случайной временной задержки, эави сит от того, сколько времени осталось в данный момент на выполнение оставшихся заданий. Эта зависимость формируется с помощью блока 13 оцен" ки среднего времени выполнения работы, блока 12 вычисления коэффициента временной напряженности и блоков 10, 11 вычитания. 6 ил., 1 табл.

1513473

Состояние схемы управления

Состояние Сигнал триггера на первом выходе сх.упр.

Исходное С, Рабочее С, Завершения С

Конечное С з

1 0 0

0 1 1

1 1 1

1, О О з

Изобретение относится к вычисли- тельной технике, а именно к устройствам моделирования деятельности опе ратора в системе человек — машина. (СЧМ).

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования дея, тельности человека-оператора с учетом временной напряженности при вы-. 10 полнении заданий.

На фиг.1 приведена схема устройст ва; на фиг. 2 — схема блока вычисления коэффициента временной. напряженности; на фиг. 3 — схема блока оцен- 15 ки среднего времени выполнения задания; на фиг.4 — схема блока случайной временной задержки; на фиг. 5— схема блока управления; на фиг. 6— схема имитатора выполнения задания.

Устройство (фиг. 1) содержит генератор 1 заданий, счетчик 2 заданий, имитатор 3 выполнения заданий, блок 4 управления, блок 5 случайной времен", ной задержки (формирователь), блок 6 оценки загрузки оператора, счетчик 7 выполненных заданий, таймер 8, датчик ! 9 чисел, второй 10 и первый 11 блоки вычитания, блок 12 вычисления коэффициента временной напряженности и блок 13 оценки среднего времени вы полнения работы.

Блок 12 вычисления коэффициента, временной напряженности (фиг.2) со, держит узел 14 умножения и узел 15 де ления.

Блок 13 оценки среднего времени выполнения работы (фиг.3) содержит щ кусочно-линейный функциональный преобразователь 16 и узел 17 умножения.

Блок 5 случайной временной задержки (фиг.4) содержит триггер 18, датчик 19 случайных кодов, генератор 20 импульсов, элемент И 21, счетчик 22, сумматор 23 и схему 24 сравнения.

Блок 4 управления (фиг.5) содержит элемент ИЛИ 25, первый элемент И 26, первый 27 и второй 28 триггеры, вторую схему 29 сравнения, второй элемент И 30 и первую схему 31 сравнения.

Имитатор 3 выполнения задания (фиг.6) содержит элемент И 32 и триг- гер 33.

Устройство работает следующим образом.

Блок управления имеет четыре внутренних состояния: исходное-С ; рабочее — С„, завершения работы — C>, конечное — С . Этим состояниям соответствуют состояния триггеров, указанные в таблице.

Переход из состояния в состояние осуществляется при приходе импульса на входы: 1 — из Со-" С„ ; 4 — из

С вЂ” 1 Сд, 3 — из С„-+ C» (2JI5) из С - Сз.

Имитатор 3 имеет два внутренних

1 ,состояния: свободное состояние 0,1 (при этом на его втором выходе сигнал Лог.I") и состояние имитации выпол нения задания (при этом на его

1 втором выходе сигнал Лог.0").

В исходном состоянии таймер 8, все счетчики и сумматоры устройства обнулены, датчик 9 задает количество заданий, которое необходимо выполнить оператору N, нормативное время выполнения задания и время, выделенное оператору на выполнение всей работы Т „„1Н, функциональный преобразователь 16 реализует заданную функциональную зависимость I" (S). Блок 4 управления находится в состоянии С,, а имитатор 3 — в состоянии 0О . Триггер

18 блока 5 находится в нулевом состоянии, т.е. на выходе- блока 5 сигнал отсутствует.

По сигналу "Пуск" таймер 8 начина-. ет отсчитывать время моделирования, блок 4 переходит в состояние С,, на вход генератора 1 поступает сигнал, и на его выходе появляется случайная

1 последовательность импульсов, посту-, пающая на вход счетчика. 2 и вход запуска имитатора 3. Если последний находится в состоянии Оо,пришедший импульс переводит его в состояние Q „, а на втором выходе имитатора 3 появляется импульс, поступающий на первый вход формирователя 5, который через случайный интервал времени вырабатывает импульс, переводящий имита73

5 15134 тор 3 в состояние Q,è увеличивающий на единицу содержимое счетчика 7.

Если в момент прихода импульса от генератора 1ииитатор 3 находится в состоянии Я,, его состояние не меня5 ется, и импульс на второй его вход не проходит г (т.е. имитируется отказ от выполнения задания).

В момент прихода на первый вход формирователя 5 i --ro импульса (это соответствует моменту начала выполнения i --го задания) в счетчике 7 находится величина (i 1) и поскольку на первый вход блока 10 вычитания от датчика 9 поступает величина N,то на второй вход блока 12 поступает величина, равная количеству заданий, которое предстоит выполнить оператору T ° e ° BQJI HHa N = N i + 1 20

В блоке 11 вычитания выполняется операция определения разности между значением Т„,„„, и текущим временем

Т,. ;,поступающим с таймера 8, т,е. на выходе блока 4 формируется 25 величина Т ст = Т олн Т з„ р °

Узел 14 умножения, входящий в сос тав блока 12, вычисляет величину

Т „о „= i (М вЂ” i + 1), а на делителе

15, т.е. на выходе блока 12, форми-,, руется значение коэффициента времен. ной напряженности при выполнении

i-го задания S; = i (N — i + l)/ (Т „ „„ — Т,„,, ). Величина Я . поступает на второй вход блока 13, где на выходе функционального преобразо- . вателя.16 формируется величина F(S .), а на выходе узла умножения 17

+ F(S ) Таким образом, в момент прихода

i --го импульса на первый вход формирователя 5 на втором его входе,.имеется сигнал, соответствующий величине.

Пришедший на первый вход формиро- 45 вателя 5 (фиг. 6) импульс, переводит триггер 18 в единичное состояние, обнуляет счетчик 22 и запускает генератор 19 случайного кода, число с выхода которого суммируется в сумматоре

23 с величиной 7», а затем поступает на вход схемы 24 сравнения. Через открытый элемент И 21 импульс с генератора 20 поступает на счетчик 22 и затем на вход схемы 24 сравнения, которая в момент совпадения содержимого счетчика 22 с выходом- сумматора

23 вырабатывает импульс, который переводит триггер 18 в нулевое состояние ° Этот же импульс поступает на выход.

В процессе работы устройства на выходе блока 6 формируется сигнал, соответствующий времени нахождения имитатора 3 в состоянии Q а именно времени реальной занятости оператора выполнением заданий.

Завершение работы устройства происходит следующим образом. Если для выполнения всей работы потребовалось время, меньшее отведенного, пороговый элемент (схема сравнения 29) блока 4, на который поступает сигнал от блока 10, в момент завершения выполнения последнего задания сформирует импульс (в ответ на появление нуля на

его входе), который переведет блок 4 в состояние С > и остановит таймер 8.

Если время, отпущенное для выполнения всей работы, будет исчерпано ранее, чем выполнены все задания, на вход порогового элемента 31 с выхода блока 11 поступает нулевой сигнал, и элемент 31 вырабатывает импульс, который изменит состояние триггера 27 и переведет блок 4 в состояние С .

Если в этот же момент времени имитатор 3 находится в состоянии О,, через открытый элемент И 30 этот же импульс переведет блок 4 в состояние С и завершит моделирование остановкой таймера 8. Если же имитатор 3 в этот момент был в состоянии (),, то в момент его перехода в состояние Q импульс от формирователя 5 через теперь открытый элемент И 26 переведет блок 4 в состояние С> и остановит таймер 8.

В результате работы устройства на счетчике 2 сформируется сигнал, соот ветствующий количеству выданных, а на

:счетчике ? — количеству выполненных заданий. На таймере 8 зафиксируется ,общее время, затраченное оператором, а в блоке 6 — - время реальной занятости оператора выполнением заданий.

Устройство позволяет получить характеристики деятельности оператора при различном уровне дефицита времени в процессе работы и различной индивидуальной реактивности человекаоператора на данный стрессовый фактор. Рассматривая различные варианты характеристики F (S) и варьируя количество выдаваемых оператору заданий, вероятностные свойства потока этих заданий, а также величину времени, 1513473

Отпущенного на выполнение всей рабо ты, можно определить оптимальные условия деятельности для конкретного человека-оператора применительно к пецифическим условиям решаемой им задачи. о р м у л а изобретения

1О

Устройство для моделирования деяельности человека-оператора, содеращее генератор заданий, счетчик зааний, таймер, счетчик выполненных аданий, имитатор выполнения заданий, 15 остоящий из последовательно соедиенных элемента И и триггера, блок . ценки загрузки оператора, состоящий

1 з последовательно соединенных преобазователя временной интервал — код сумматора, блок случайной временной адержки и блок управления, состояий из первого и второго триггеров и ервого элемента И, первый вход коорого соединен с прямым выходом пер- gg . вого триггера, нулевой вход первого триггера, нулевой вход второго тригера и вход запуска таймера. объединены и являются входом запуска уст1» ойства, прямой выход второго тригireра блока управления подключен к ходу запуска генератора заданий, выход которого подключен, к счетному

Входу счетчика заданий и первому вхору элемента И имитатора выполнения за-. даний, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера имитатора выполнения заданий, инверсный выход которого подключен к входу преобразоВателя временной интервал — код блока оценки загрузки оператора, выход

40 элемента И имитатора выполнения заданий соединен с входом запуска блока случайной временной задержки, выход которого подключен к другому входу триггера имитатора выполнения заданий, счетному входу счетчика выполненных заданий и второму входу первого элемента И блока управления, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет моделирования деятельности человека-оператора с учетом временной напряженности при вы,полнении заданий, оно дополнительно содержит датчик чисел, два блока вычитания, блок оценки среднего времени выполнения работы, состоящий из после1 довательно соединенных кусочно-линейного функционального преобразователя и узла умножения, блок вычисления коэффициента временной напряженности, состоящий из последовательно соединенных узла умножения и узла деления,,ja блок управления дополнительно содер1 жит элемент ИЛИ, второй элемент И и ,две схемы сравнения, причем в блоке управления выход "Равно" первой схе,мы сравнения подключен к единичному входу первого триггера и первому входу второго элемента И, второй вход которого подключен к инверсному выхо,ду триггера имитатора выполнения за,даний, а выход второго элемента И ,блока управления соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И блока управления, третий вход элемента ИЛИ соединен с выходом

"Равно" второй схемы сравнения, а выход элемента ИЛИ подключен к единич-! ному входу второго триггера блока управления и входу останова таймера, выход которого подключен к первому

,входу первого блока вычитания, вто рой вход которого соединен с первым выходом датчика чисел, второй выход которого подключен к первому входу второго блока вычитания, второй вход которого подключен к информационному ,выходу счетчика выполненных заданий,,.а выход второго блока вычитания подI. включен к информационному входу второй ,схемы сравнения, блока управления и первому входу узла умножения блока вычисления коэффициента временной напряженности, второй вход узла умножения которого подключен к третьему

1 выходу датчика чисел и другому входу ,узла умножения блока оценки среднего, времени выполнения задания, вход кусочно-линейного функционального преобразователя которого соединен с выходом узла деления блока вычисления коэффициента временной напряженности, (выход первого блока вычитания подклю ;чен к информационному входу первой схемы сравнения блока управления и другому входу узла деления блока вычисления коэффициента временной напряженности, а выход узла умножения блока оценки среднего времени выполнения задания. соединен с установочным входом блока случайной временной задержки.

1513473

1513473

Составитель В.Фукалов

Техред М.Дидык Корректор Л,Патай

Редактор Н.Рогулич

Заказ 6081/49 Тираж 668 Подписное . фНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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