Устройство для предъявления информации оператору

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для управления уровнем бдительности человека-оператора эргатических систем, в частности при управлении уровнем бдительности водителя транспортного средства. Целью изобретения является повышение точности устройства с расширением его функциональных возможностей за счет организации динамической биологической обратной связи. Для этого устройство, содержащее формирователь сигналов физиологического состояния оператора с выделением фазической составляющей электрического сопротивления кожи, амплитудный селектор 2, индикатор 4 и элемент И 11, дополнено блоком измерения фазической составляющей, содержащим, кроме элемента И 11, также формирователи 5, 6 импульсов, счетчики 7, 8, генератор 9, блок 10 сравнения, элемент И 12, дешифратор 13. 2 ил.

„„Я0„„1571640 Д 1

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 09 В 9 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 ловека-оператора эргатических систем, в частности при управлении уровнем бдительности водителя транспортного средства. 1(елью изобретения является повьппение точности устройства с рас" ширением его функциональных возможностей за счет органиэации динамической биологической обратной связи.

Для этого устройство, содержащее формирователь сигналов физиологического состояния оператора с выделением фазической составляющей электрического сопротивления кожи, амплитудный селектор 2; индикатор 4 и элемент И 11, дополнено блоком измерения фазической составляющей, содержащим, кроме элемента И 11, также формирователь 5,6 импульсов, счетчики 7,8, генератор

9, блок 10 сравнения, элемент И 12, дешифратор 13. 2 ил. (21) 4470227/24-24 (22) . 11.08.88 (46) 15.06.90. Бюп. Р 22 (71) Институт технической кибернетики

АН БССР (72) Г.Г.даньшин, В.Н.Дашук, В.В.Савченко, О.А.Семенов, В.М.Шахнарович, В.А.Савицкий, Т.Е.Гончарова, С.В.Кирпич, А.В.Фролов, N.Ì.Èååðзон и Е.А.Траулько (53) 68 1.3.071 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 914360, кл. В 60 Т 7/12, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДЪЯВЛГНИЯ

ИНФОР11А1Ц1И ОПГРАТОРУ (57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для управления уровнем бдительности че>

ФиГ 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1571б40

Изобретение относится *к автоматике и может быть использовано длн управления уровнем бдительности чело: века-оператора эргатических систем, в частности при управлении уровнем бдительности водителя транспортного средства.

Целью изобретения является повышение точности устройства с расширением его функциональных возможностей за счет органиэации динамической биологической обратной связи, на основе которой осуществляется управление (саморегуляция) уровнем бдительности.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 - схема блока измерения фазической составляющей.

Устройство содержит формирователь

1 сигналов физиологического состояния оператора, выделяющий фазическую составляющую (ФС) электрического .сопротивления кожи, амплитудный селектор 2, блок 3 измерения ФС и индикатор 4 уровня ФС. Блок 3 содержит формирователи 5 и 6 импульсов, счетчики 7 и 8, генератор 9, блок 10 сравнения, элементы И 11 и 12, дешифратор 13..

Устройство работает следующим образом.

При нормальном функциональном состоянии оператора на выходе формирова- 3 теля 1 формируется физический сигнал, поступающий на амплитудный селектор

2, а с его выхода нормированные по амплитуде импульсы — на блок 3, который реализует функцию определения 40 времени t между последним и и преди последним и-1 импульсами (ФС), сравнивает время t> ño значением ФС (to), отображенным на индикаторе 4, и обеспечивает управление отображением дина-45 мики изменения ФС на индикаторе 4.

При этом, если время t„ ) t,, то на индикатор 4 выдается значение, соответствующее времени t» если же „(t на величину, большую чем

ht то показания индикатора 4 уменьшаются на величину 5 t.

Рассмотрим, как осуществляется работа устройства при управлении ,уровнем бодрствования, например, у операторов машинистов желеэнодорожного локомотива. Вначале в стационарных условиях вырабатывают навык на адаптивное преобразование состояния типа "потеря бдительности — бдительность", от которого зависит адекватность и своевременность восприятия информации (предупреждающие, констатирующие, запрещающие сигналы, оценивание обстановки на железнодорожном полотне и т.д), и как следствие, своевременность и правильность распознавания ситуации, принятия решений и отработка определенных алгоритмов деятельности по поступающей информации (например, изменение сигналов светофора с зеленого на желтый предписывают локомотиву проследователь определенный участок дороги со скоростью Х км/ч и т.д). Уровень бдительности оператора-машиниста определяется на основе характеристики электрического сопротивления кожи (3CK), из которого выделяется ФС (практически это кожно-гальваническая реакция), по которой и вырабатывают навык на саморегуляцию (адаптивное преобразование состояния).

Управление уровнем бодрствования непосредственно на рабочем месте, во время выполнения алгоритмов деятельности осуществляется по значениям ФС, которые получают, например, с выхода селектора 2.

На индикаторе 4 отображается динамика изменения ФС (практически организуется динамическая зрительная биологическая обратная связь), и оператор-машинист в оптимальный момент времени (когда он меньше всего загружен отработкой алгоритма деятельности) управляет (на основе саморегуляции) уровнем своей бдительности, т.е. не допускает выхода ФС за установленные граничные значения (на индикаторе зона выполненная в оранжевом цвете). При этом оператор осознает, что если он не допустит выхода значений ФС на уровень предельно допустимых значений или превышающий его, то исключается необхрдимость в отработке дополнительной функции, обусловленной срабатыванием прибора для контроля бдительности, что само по себе является мотивацией — важным фактором при управлении состоянием человека-оператора. Отсутствие необходимости в выполнении дополнительной функции (любого вида) не отвлекает оператора от выполнения алгоритма деятельности и исключает воэможность неоправданного перехода эргатической

157!б40

20 системы машинист-локомотив на аварийный режим работы (например, включение тормозной системы на транспортном средстве) . Отрабатывая дополнительную функцию типа нажатие на рукоятII

l ку бдительности", которая входит в состав автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия и в локомотивах установлена»а пульте управления и в передней верхней части кабины (над ветровым стеклом), для нажатия последней оператору-машинисту предварительно необходимо встать, поднять руку и только затем нажать первую рукоятку, причем время на отработку дополнительной функции ограничено несколькими секундами.

Ксли оператор просрочит время ввиду срочности и важности отработки других. алгоритмов деятельности, приоритетность которых высокая (например, распознавание и оценивание ситуации на железнодорожном полотне, переезде и др.), также включается тормозная система, что может стать причиной аварийной обстановки.

В промежутках времени между приходом импульсов ФС с выхода селектора 2 счетчик 7 подсчитывает импульсы генератора 9. По приходу импульса ФС запрещается работа счетчика 7 и разрешается работа счетчика 8. Импульс формирователя 5 поступает на входы элементов 11 и 12. При этом в зависимости от результата сравнения содержимого счетчиков 7 и 8 в момент прихода импульса ФС этот импульс проходит на счетчик 8 либо через элемент 11 и устанавливает в счетчике 8 показание счетчика 7, ког,да число счетчика 7 больше числа в счетчике 8, либо через элемент 12 и уменьшает показания счетчика 8 на один дискрет, когда число счетчика 7 меньше числа в счетчике 8. Информация с выхода счетчика 8 поступает через дешифратор 13 на выход блока 3 для последующего отображения на индикаторе 4 уровня ФС.

По концу импульса формирователя 5 формирователь 6 генерирует одиночный импульс, поступающий на счетчик 7 и подготавливающий его для измерения следующего уровня ФС. Счетчик 7 soзобновляет счет с начального значения. !

Использование предлагаемого уст- . ройства позволяет сократить количест во отработок дополнительной функции, вызванных срабатыванием прибора дйя контроля бдительности, или совсем ее исключить за время деятельности оператора-маипшиста в случае, если он успешно управлял уровнем своей бдительности °

Таким образом, предлагаемое уст-: ройство имеет повышенную точность предъявления информации и расширенные функциональные возможности, что поэволяет управлять уровнем бдительности оператора и тем самым повысить надежность и эффективность функцио- . нирования человека-оператора и, как следствие, эргатической системы в целом.

Формул а из обр етения

Устройство для предъявления информации оператору, содержащее формирователь сигналов физиологического состояния оператора, вход которого является входом устройства, а выход подключен к входу амплитудного селектора, индикатор и первый элемент И, о т л и ч а,ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства за счет саморегуляции уровня бдительности оператора, в него введены первый и второй формирователй импульсов, первый и второй счетчики, генератор, дешифратор, второй элемент И и блок сравнения, один вход которого соединен с выходом первого счетчика и информационным входом второго счет" чика, другой вход — с выходом второго счетчика и входом дешифратора, а первый и второй выходы подключены к одним входам соответственно первого и второго элементов И, выходы которых соединены с входом разрешения записи и вычитающим входом сооТ ветственно второго счетчика, а другие входы — с выходом первого формирователя импульсов, подключенным к входу второго формирователя импульсов, выход которого соединен с установочным входом первого счетчика, С-вход которого подключен к выходу генератора, а вход запрета — к входу первого формирователя импульсов, С-входу второго счетчика и выходу амплитудного оелектора, выход дешифратора соединен с входом индикатора.

Составитель A.Êàðëîâ

Редактор Е.Копча Техред N.Ходанич Корректор 0.Иипле

Заказ 1515 Тираж 400 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