Виртуальный мультимедийный тренажер коллектива операторов системы управления динамическими объектами

 

Изобретение относится к компьютеризированным виртуальным мультимедийным тренажерам операторов систем управления (СУ) динамическими объектами (ДО), в частности дистанционно пилотируемыми летательными аппаратами, и может быть использовано при обучении и тренировке, оценке подготовленности операторов и оптимизации процессов их профессиональной подготовки. Тренажер коллектива операторов СУ ДО содержит пульты обучаемых, обучающего, коммутатор пультов, блоки памяти, ввода, вывода информации, формирования аудиоинформации, видеоинформации, имитации объектов управления, возмущающих воздействий, воспроизведения мультимедийной информации, программного управления, отображения информации коллективного пользования, приоритета, контроля действий обучаемых, программируемый таймер, формирователь управляющих импульсов, распределители кодов. Технический результат - расширение парка виртуальных мультимедийных учебно-тренировочных средств для профессиональной подготовки операторов СУ ДО в различных сферах деятельности, повышение уровня обученности и тренированности операторов типовых СУ ДО. 14 ил.

Изобретение относится к компьютеризированным мультимедийным учебно-тренировочным средствам (УТС), в частности к виртуальным тренажерам операторов систем управления (СУ) динамическими объектами (ДО), например дистанционно пилотируемыми летательными аппаратами (ДПЛА), применяемыми в сложных, включая экстремальные, условиях в реальном масштабе времени (РМВ) при ограничениях на время выполнения соответствующими лицами оперативного персонала СУ ДО возложенных на них интеллектуальных и моторных функций. Изобретение может быть использовано при индивидуальной и коллективной профессиональной подготовке соответствующих специалистов с применением мультимедийных технологий обучения и тренировки, при контроле (оценке) их подготовленности (обученности и тренированности) путем определения текущего уровня теоретических знаний, умений и практических навыков профессиональной деятельности в условиях негативного воздействия различного рода возмущающих факторов естественного и искусственного происхождения, а также при оптимизации управления учебно-тренировочными процессами, осуществляемыми с помощью перепрограммируемых обучающих и тренирующих мультимедийных комплексов, применяемых автономно и в составе СУ ДО при реализации тренажерных режимов их функционирования.

Предваряя формулирование технических результатов, на получение которых направлено данное изобретение, кратко охарактеризуем основные особенности построения и функционирования рассматриваемых СУ ДО. Подобные системы управления создаются во многих сферах человеческой деятельности на основе широкого применения средств компьютерной техники и коммуникации, прежде всего, локальных сетей персональных ЭВМ (ПЭВМ) и микроЭВМ, встраиваемых непосредственно в аппаратуру контролируемых физических, технологических, информационных ДО и процессов для реализации современных технологий обработки информации и управления, обеспечения их безопасности (см, например, Информационно-управляющие человеко-машинные системы: Исследование, проектирование, испытания. Справочник / А.Н.Адаменко, А.Т.Ашеров, И.Л.Бердников и др. - М.: Машиностроение, 1993; Безопасность функционирования автоматизированных объектов / А.В.Майоров, Г.К.Москатов, Г.П. Шибанов. - М.: Машиностроение, 1988; Системы адаптивного управления летательными аппаратами / А.С.Новоселов, В.Е.Болнокин, П.И.Чинаев, А.Н.Юрьев. - М.: Машиностроение, 1987; Динамическое проектирование систем управления автоматических маневренных летательных аппаратов / Е.А.Федосеев, В.Т.Бобронников, М.Н.Красильщиков и др. - М.: Машиностроение, 1997, Лебедев В.А., Чернобровкин Л.С. Динамика полета беспилотных летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 1973; патенты РФ № 2021165 "Способ управления дистанционно пилотируемым летательным аппаратом и система управления для его реализации", № 2025411 "Способ дистанционного управления динамическими объектами с помощью двух рычагов управления от операторов и устройство для его осуществления", № 2124688 "Способ комбинированного управления летательным аппаратом", № 2137678 "Автоматизированный способ дистанционного управления бортовым комплексом и системами летательного аппарата", № 2156496 "Способ оперативного динамического анализа нечеткого состояния многопараметрического объекта или процесса", № 2163732 "Система для прогнозирования результатов натурных испытаний беспилотного летательного аппарата" и др.).

В связи с высокой подверженностью типовых СУ ДО и каналов связи с соответствующими ДО различного рода естественным и искусственно создаваемым возмущающим воздействиям необходимо подчеркнуть, что их эффективное использование во многих сферах профессиональной деятельности, к которым относятся, прежде всего, беспилотная и пилотируемая авиация, военное дело и др., возможно лишь при условии своевременного создания на основе современных информационных, в частности мультимедийных, технологий и широкого применения при подготовке их операторов компьютеризированных УТС со структурой и возможностями, адекватными функциональной структуре и возможностям моделируемых ими систем и объектов управления. Такие технические средства профессиональной подготовки должны обеспечивать возможность гарантированного достижения и поддержания требуемых, как правило, весьма высоких уровней индивидуальной и коллективной подготовленности операторов СУ ДО к согласованному выполнению в предопределенном или ситуационно обусловленном порядке в РМВ возлагаемых на них весьма разнообразных интеллектуальных и моторных функций обработки информации и принятия управляющих решений с целью реализации максимально возможного качества (эффективности, устойчивости, безопасности) функционирования таких систем в потенциально конфликтных условиях. Типовыми из таких функций, определяющих роль и место человека-оператора в конкретной СУ ДО, являются контроль (проверка) работоспособности (исправности) разнообразных входящих в ее состав и управляемых ею ДО, приборов, аппаратуры и другого оборудования и их подготовка к использованию по назначению, оценка текущего состояния контролируемых физических и информационных процессов в динамике их осуществления, принятие своевременных и правильных решений по управлению соответствующими ДО, реализация таких решений и контроль качества их выполнения с целью обеспечения возможности адекватного реагирования на изменения состояний контролируемых процессов, поддержание СУ и управляемых ею ДО в работоспособном состоянии, своевременное обнаружение негативного воздействия возмущающих факторов, предотвращение и оперативное устранение последствий таких воздействий, а также осуществление учебно-тренировочной деятельности в тренажерных режимах функционирования автоматизированных рабочих мест (АРМ) операторов эргатических (человеко-машинных) функционально-структурных элементов системы, в частности наземных пунктов дистанционного управления соответствующими ДО, например ДПЛА.

Создание и применение современных компьютеризированных УТС для подготовки операторов характеризуемых таким образом типовых СУ ДО должно обеспечить возможность обучаемым под руководством квалифицированных обучающих (инструкторов, преподавателей) с помощью соответствующих рабочих мест (пультов) обучаемых получать требуемые им теоретические знания и практические умения, формировать и постоянно совершенствовать профессиональные навыки выполнения возлагаемых на них функций управления соответствующими ДО. Требуемый уровень профессионализма операторов СУ ДО может быть гарантированно достигнут лишь при условии широкого использования при создании компьютеризированных УТС одного из важнейших достижений современного этапа развития компьютерных технологий - мультимедийных технических (аппаратурных и программных) средств (АПС) для осуществления так называемой виртуальной реальности (ВР). Под виртуальной (лат. virtualis - возможный) реальностью при этом обычно понимается создаваемая компьютерными мультимедийными средствами трехмерная модель окружающей среды, обеспечиваемая трехмерными же (стерео) звуковыми (аудио) эффектами и реалистично взаимодействующими с пользователями (например, операторами СУ ДО) средствами обеспечения их тактильной обратной связи с моделируемыми объектами. Технической основой формирования ВР являются мультимедийные технологии и АПС компьютерного моделирования и компьютерной имитации, которые в сочетании с трехмерной визуализацией объектов управления и окружающей среды в РМВ позволяют адекватно отображать динамику их функционирования. Для этого в созданных к настоящему времени системах ВР широко применяются головные шлемы со встроенными стереоскопическими дисплеями (очками), устройства формирования и воспроизведения трехмерной мультимедийной (аудио и видео) информации, различного рода манипуляторы с пространственно управляемыми курсорами для ввода трехмерных данных, устройства обеспечения тактильной обратной связи с пользователем, соответствующие устройства ввода-вывода мультимедийной информации (адаптеры, интерфейсы) и специальные программные средства для обработки мультимедийной информации и управления такими устройствами (см., например, Курило А. Виртуальная реальность: Где? Когда? Как? / "Открытые системы". Мир ПК, 1998, № 3; Системы виртуальной реальности / http://www.mpcclub.ru/ ?action=list&page=l&category=80&f=c; Попов С.П. Аппаратные средства мультимедиа. Видеосистема PC. СПб.: БХВ-Петербург, Арлит, 2000; Людиновсков С.В. Музыкальный видеоклип своими руками. - СПб.: БХВ-Петербург, 2000).

Сформулированным общим требованиям к компьютеризированным УТС и путям их технической реализации на основе применения при их создании современных информационных технологий и АПС формирования ВР соответствует предлагаемый виртуальный мультимедийный тренажер коллектива операторов СУ ДО, функционирующими в сложных условиях в РМВ. Данное изобретение направлено, прежде всего, на расширение весьма немногочисленного арсенала известных отечественных виртуальных мультимедийных УТС для подготовки операторов типовых СУ ДО в ряде сфер профессиональной деятельности. Это позволяет определить основной технический результат, на получение которого направлено данное изобретение, как заключающийся в реализации назначения предлагаемого виртуального мультимедийного тренажера коллектива операторов СУ ДО. Оно состоит в обеспечении возможности обучающему и коллективу обучаемых им операторов каждой конкретной рассматриваемой СУ ДО совместной отработки до требуемого уровня подготовленности при минимальных затратах времени определенной совокупности конкретных учебно-тренировочных заданий (КУТЗ), соответствующих конкретным интеллектуальным и моторным функциям операторов моделируемой с применением традиционных и мультимедийных АПС реальной системы. При определении существа использованного здесь ключевого понятия КУТЗ предполагается, что необходимость выполнения каждым конкретным обучающим и их коллективом каждого такого задания обусловлена соответствующей конкретной информационной ситуацией (КИС), складывающейся во внешней и внутренней среде конкретной рассматриваемой СУ ДО и требующей непосредственного участия ее соответствующих операторов в разрешении (отработке) этой ситуации на основе своевременной оценки соответствующей компьютерной информационной модели (КИМ), формируемой с помощью традиционных и мультимедийных АПС на устройствах отображения информации коллективного и индивидуального пользования, принятия правильных (адекватных) решений, их своевременного и правильного ввода в СУ ДО с помощью соответствующих органов управления и последующей своевременной и правильной реализации с помощью соответствующих АПС тренажера. Еще одним техническим результатом, достигаемым при осуществлении (создании) и использовании виртуального мультимедийного УТС, воплощающего предлагаемое изобретение, является существенное повышение адекватности условий учебно-тренировочной деятельности как отдельных обучаемых так и их коллектива реальным условиям профессиональной деятельности соответствующих операторов конкретной СУ ДО. Это достигается, прежде всего, за счет использования мультимедийных технологий и АПС виртуальной реальности, что является главным условием и классификационным признаком для отнесения данного компьютеризированного УТС к виртуальным мультимедийным тренажерам. Кроме того, при его осуществлении создаются, а при применении реализуются необходимые предпосылки к оптимизации управления процессом подготовки операторов СУ ДО с целью получения требуемых значений используемых показателей их индивидуальной и коллективной подготовленности с протоколированием динамики процессов обучения и тренировки и документированием их результатов.

В настоящее время известно множество зарубежных и ряд отечественных компьютеризированных УТС для обучения и тренировки операторов эргатических систем обработки информации, контроля, управления ДО во многих сферах профессиональной деятельности, созданных с использованием мультимедийных технологий и АПС формирования ВР (см., например. Combined Arms Tactical Trainer-Тактический тренажер боя с использованием различных видов вооружений / http://www.peostri.anny.mil/ РМ-САТТ; Киселев В.Ф. Концепция построения программно-аппаратных учебных комплексов на основе технологии виртуальной реальности и мультимедиа приложений // Тренажерные технологии и симуляторы - 2002: Материалы научно-технической конференции /Под ред. Е.И. Юревича. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2002. С.21-23; Латыпов П.П., Латыпов Н.Н., Мачкин П.И. Тренажерные комплексы на базе использования виртуальной сферы и виртуальной реальности / Информационно-аналитический журнал "Вооружение, политика, конверсия", 1997, № 3-4, с. 28-31; Тренажеры с использованием технологии виртуальной реальности / http:// www.item.ru/netscver/web-trn/rus /ri00.htm; патенты РФ № 2191432 "Виртуальный тренажер самолета", № 2149462 "Виртуальный тренажер вертолета ", № 2087037 "Унифицированный многофункциональный авиационный тренажер", № 2176108 "Тренажер коллектива операторов системы управления" и др.).

В частности, известен созданный на основе мультимедийных технологий и соответствующих АПС виртуальный тренажер (см. патент РФ № 2149462 от 20.05.2000 г. по кл. МПК⁷ G 09 В 9/46), предназначенный для обучения летчиков вертолетов, являющихся, по существу, операторами бортовых систем управления соответствующими ДО, к выполнению их профессиональной деятельности, в частности полетов над сушей или над водной поверхностью в экстремальных условиях, например в ночное время суток. Этот тренажер содержит общие с предлагаемым устройством пульт (рабочее место) обучаемого (летчика), блок имитации (моделей динамики) объектов управления (силовой установки), блок формирования видеоинформации (изображений для очков ночного видения), блок формирования аудиоинформации (звука в окружающей среде), блок ввода-вывода мультимедийной информации (адаптер), блок программного управления (контроля и управления режимами тренажа), блок вывода (отображения и документирования) информации (оценок рациональности деятельности в полете), а также присущие только устройству-аналогу блок виртуальной реальности, защитный шлем летчика с виртуальными очками, систему объективного контроля, систему управления вооружением, блок позиционирования. Следует отметить, что с неформальной точки зрения присущие только тренажеру-аналогу блок виртуальной реальности и защитный шлем летчика с виртуальными очками функционально эквивалентны входящим в состав предлагаемого виртуального мультимедийного тренажера блоку формирования мультимедийной информации и блоку воспроизведения мультимедийной информации соответственно.

Известный виртуальный тренажер по патенту РФ № 2149462 обладает рядом недостатков, препятствующих получению названных выше технических результатов. Основной из таких недостатков заключается в отсутствии возможности использования тренажера-аналога для осуществления коллективной подготовки операторов соответствующих СУ ДО. Другой связанный с названным недостаток данного устройства состоит в невозможности определения значений показателей и критериев коллективной подготовленности обучаемых операторов. В тренажере-аналоге не предусмотрена также возможность имитации возмущающих воздействий естественного и искусственного происхождения, что не позволяет воспроизводить условия профессиональной деятельности операторов СУ ДО с требуемой для ее последующего эффективного осуществления адекватностью. Кроме того, тренажер-аналог не позволяет оценивать уровень индивидуальной и коллективной подготовленности обучаемых непосредственно в процессе тренировки и оперативно управлять этим процессом с целью его оптимизации.

Известен также унифицированный многофункциональный авиационный тренажер (см. патент РФ № 2087037 от 10.08.97 г. по кл. 6 G 09 В 9/08), предназначенный для подготовки летчиков-операторов бортовых СУ ДО летательных аппаратов (самолетов, вертолетов). Этот тренажер содержит общие с предлагаемым устройством пульт (унифицированное рабочее место) обучающего (инструктора), пульты (унифицированные рабочие места) обучаемых, два блока памяти (для хранения баз данных сценариев и результатов тренировок) и блок (устройство) ввода информации (полетной), блок отображения информации (экран) коллективного пользования, а также присущую только аналогу компьютерную (вычислительную) систему. Последняя в свою очередь оснащена рядом конкретных программных модулей (ПМ), обеспечивающих реализацию конкретных хранящихся в соответствующей базе данных сценариев проведения подготовки, осуществление контроля действий обучающего и обучаемых путем оценки с помощью конкретных показателей уровней их знаний, умений и навыков до проведения занятия и после его окончания, определение абсолютного приращения знаний, умений и навыков обучаемых за время занятия и их относительного приращения за единицу времени.

Известный тренажер по патенту РФ № 2087037 имеет ряд недостатков, препятствующих получению названных выше технических результатов. Основные из таких недостатков заключается в следующем. В тренажере-аналоге отсутствуют средства моделирования процессов функционирования объектов управления, внешних и внутренних источников естественных и искусственных возмущающих воздействий на них, что негативно влияет на адекватность воспроизведения условий осуществления профессиональной деятельности обучаемых операторов (летчиков) и на возможность достижения требуемого уровня их профессионализма. В устройстве-аналоге отсутствуют также АПС формирования и воспроизведения трехмерных видеоизображений объектов окружающей среды бортовой информационно-управляющей системы и ее объектов управления, а также создаваемых ими аудиоэффектов, что не позволяет адекватно информировать обучаемых о их состоянии и затрудняет возможность достижения требуемого уровня профессиональной подготовленности операторов. В тренажере-аналоге не могут быть использованы показатели и критерии подготовленности, отличные от реализуемых с помощью соответствующих постоянных ПМ его вычислительной системы. Кроме того, при применении тренажера-аналога не обеспечивается возможность протоколирования и вывода (документирования) конечных результатов занятий (тренировок).

Наиболее близким к предлагаемому виртуальному мультимедийному тренажеру коллектива операторов системы управления динамическими объектами по совокупности существенных признаков (прототипом) является известный тренажер коллектива операторов системы управления (см. патент РФ № 2176108 от 20.11.2001 г. по кл. 7 G 09 В 9/00), содержащий общие с предлагаемым устройством пульт обучающего (преподавателя), коммутатор пультов, два блока ввода информации, пульты обучаемых, блок программного управления, блок совпадений, формирователь управляющих импульсов, блок приоритета, программируемый таймер, два распределителя кодов, два блока памяти, блок контроля действий обучаемых и не имеющий присущих только прототипу блоков (узлов).

Тренажер-прототип по патенту РФ № 2176108 обладает рядом недостатков - причин, препятствующих получению требуемых технических результатов. Эти недостатки (причины) состоят в следующем. Во-первых, в устройстве-прототипе предусмотрены весьма громоздкие процедуры предварительной подготовки необходимых для его практического использования априорных данных (АД) об условиях применения типовых СУ ДО и вариантах их построения и функционирования в штатных и нештатных (аварийных) ситуациях и преобразования таких данных в исходные (ИД), управляющие (УД) и контрольные (КД) данные, в то время как их подготовку существенно проще осуществлять путем компьютерного моделирования соответствующих процессов и объектов управления с использованием соответствующих ПМ. Во-вторых, в тренажере-прототипе не предусмотрены возможности имитации (моделирования динамики функционирования) объектов управления и имитации естественных и искусственных внешних и внутренних возмущающих воздействий на них и на систему управления в целом, что существенно снижает адекватность воспроизведения условий осуществления профессиональной деятельности обучаемых операторов СУ ДО и негативно влияет на возможность достижения требуемого уровня их профессионализма. В-третьих, в тренажере-прототипе отсутствуют возможности автоматического формирования и воспроизведения с использованием мультимедийных технологий и соответствующих АПС необходимых для эффективного обучения операторов СУ ДО трехмерных видеоизображений окружающей среды и объектов управления, а также соответствующих стереоаудиоэффектов с целью обеспечения обучаемых реалистичными изображениями соответствующих объектов и пространственным звуковым сопровождением процессов их функционирования. Это не позволяет всесторонне информировать обучаемых о текущем состоянии управляемых ДО и препятствует достижению требуемого уровня их профессиональной подготовленности. В-четвертых, в тренажере-прототипе весьма ограничены возможности накопления регистрируемых данных (РД) о временных и точностных характеристиках деятельности ее операторов, соответствующих эргатических процессов и других результатов функционирования СУ ДО, включая значения используемых показателей индивидуальной и коллективной подготовленности ее операторов, что не позволяет оперативно реагировать на ход процесса подготовки. В-пятых, в устройстве-прототипе не автоматизированы процессы корпоративного информирования обучающего и обучаемых операторов СУ ДО о текущих состояниях объектов управления, уровнях и динамике изменения их индивидуальной и коллективной профессиональной подготовленности, что не позволяет стимулировать рост мотивации обучаемых к достижению лучших результатов на основе организации и использования весьма эффективных состязательных режимов при их обучении (см., например. Таран В.А. Эргатические системы управления: оценки качества эргатических процессов. М.: Машиностроение, 1976), принимать и реализовывать соответствующие управляющие решения. И, наконец, в-шестых, в составе тренажера-прототипа отсутствуют средства документирования (вывода) результатов его применения по назначению, что затрудняет возможность их накапливать и анализировать вне занятий (тренировок), прогнозировать возможные варианты дальнейшего развития процессов обучения и тренировки, принимать соответствующие управляющие решения и на этой основе оптимизировать управление этими процессами.

Сущность предлагаемого виртуального мультимедийного тренажера коллектива операторов системы управления динамическими объектами, свободного от названных недостатков устройства-прототипа, заключается в решаемой тренажером задаче и в характеризующих его существенных признаках, обеспечивающих получение требуемых технических результатов.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в существенном расширении функциональных и дидактических возможностей тренажера-прототипа, прежде всего, за счет введения в его состав узлов и блоков, реализующих мультимедийные технологии формирования и воспроизведения ВР с одновременной автоматизацией процедур формирования ИД, УД и КД, необходимых для определения значений используемых показателей индивидуальной и коллективной подготовленности обучаемых, имитацией различного рода возмущающих воздействий на процессы функционирования СУ ДО и ее объекты управления, накопления, отображения и вывода (документирования) информации. В конечном счете эта задача решается с целью существенного повышения адекватности условий учебно-тренировочной деятельности коллектива операторов СУ ДО условиям профессиональной деятельности лиц оперативного персонала любой конкретной СУ ДО и обеспечения возможности оптимизации процессов их профессиональной подготовки с применением предлагаемого тренажера.

Существенными признаками, характеризующими изобретение и обеспечивающими получение требуемых технических результатов во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, являются признаки прототипа, содержащего пульт обучающего, коммутатор пультов, два блока ввода информации, пульты обучаемых, блок программного управления, блок совпадений, два распределителя кодов, формирователь управляющих импульсов, блок приоритета, программируемый таймер, два блока памяти и блок контроля действий обучаемых, причем последовательно соединены программируемый таймер, блок совпадений, блок приоритета, блок программного управления, коммутатор пультов, пульт обучающего, первый распределитель кодов, второй распределитель кодов, первый блок памяти и блок контроля действий обучаемых, ко второму входу которого подключен выход второго блока памяти, вход которого соединен со вторым выходом первого распределителя кодов, второй вход которого соединен с первым выходом программируемого таймера, вход которого соединен со вторым выходом блока программного управления, а второй выход - со вторым входом блока приоритета, третий вход которого соединен со вторым выходом второго распределителя кодов, ко второму входу которого подключен выход формирователя управляющих импульсов, а к третьему выходу - третий вход блока контроля действий обучаемых, выход которого соединен со вторым входом первого блока памяти, второй выход которого соединен со вторым входом блока программного управления, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго блоков ввода информации, а его третий вход является первым (пусковым) входом устройства, вторым и третьим входами которого являются вторые входы первого и второго блоков ввода информации соответственно, при этом ко вторым выходам коммутатора пультов подключены первые входы соответствующих пультов обучаемых, первые выходы которых соединены с соответствующими третьими входами первого распределителя кодов, а вторые выходы - с соответствующими входами формирователя управляющих импульсов, а также отличительные от прототипа признаки - блок вывода информации, выход которого является выходом устройства, блоки формирования видеоинформации, блок формирования аудиоинформации, блок имитации возмущающих воздействий, блок имитации объектов управления, блоки воспроизведения мультимедийной информации, блок ввода-вывода мультимедийной информации, блок формирования мультимедийной информации, третий блок памяти и блок отображения информации коллективного пользования, причем первый выход блока программного управления соединен со входами блока вывода информации, блока имитации возмущающих воздействий, с первыми входами блока формирования аудиоинформации, блока имитации объектов управления и третьего блока памяти, второй и третий входы которого соединены с выходами второго блока ввода информации и блока имитации объектов управления соответственно, а первый и второй выходы - соответственно со вторым входом блока имитации объектов управления, третий вход которого соединен с первым выходом блока имитации возмущающих воздействий, и с четвертым входом блока программного управления, третий выход которого соединен со вторым входом коммутатора пультов, вторые выходы которого соединены со входами соответствующих блоков формирования видеоинформации, выходы которых соединены с соответствующими первыми входами блока ввода-вывода мультимедийной информации, первый выход которого связан с четвертым входом третьего блока памяти, третий выход которого соединен с первым входом блока формирования мультимедийной информации, второй вход которого подключен к четвертому выходу блока программного управления, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый выходы которого соединены соответственно со вторым входом блока совпадений, с четвертым входом первого распределителя кодов, с четвертым входом блока контроля действий обучаемых, со вторым входом блока ввода-вывода мультимедийной информации и со входом блока отображения информации коллективного пользования, при этом выход первого блока ввода информации подключен ко второму входу блока формирования аудиоинформации, третий вход которого соединен со вторым выходом блока имитации возмущающих воздействий, а выход - с третьим входом блока ввода-вывода мультимедийной информации, четвертый вход которого связан с выходом блока формирования мультимедийной информации, а вторые выходы - со входами соответствующих блоков воспроизведения мультимедийной информации, выходы которых подключены ко вторым входам соответствующих пультов обучаемых.

Существенные признаки, характеризующие предлагаемый виртуальный мультимедийный тренажер коллектива операторов системы управления динамическими объектами лишь в частных случаях, в конкретных формах выполнения или при особых условиях его использования, не заявляются. Поэтому приводимые ниже общие и частные выражения для АД, ИД, УД, КД и РД для определения значений используемых показателей подготовленности, а также сведения о вариантах технического выполнения и алгоритмах работы входящих в состав устройства блоков в основном имеют иллюстративный характер и рассматриваются исключительно в порядке доказательства возможности их осуществления при промышленном создании тренажера.

Между совокупностью названных выше существенных признаков заявляемого устройства и достигаемыми техническими результатами существует причинно-следственная связь, поскольку совокупность изложенных в отличительной части формулы изобретения признаков не выявлена ни в одном из аналогов, а положительные свойства (качества) предлагаемого виртуального мультимедийного тренажера коллектива операторов системы управления динамическими объектами, обусловленные, прежде всего, введенными в состав прототипа функциональными блоками и их связями, достигаются лишь совместным использованием всех без исключения признаков ограничительной и отличительной частей формулы изобретения.

На фиг.1-14 приведены структурная схема предлагаемого устройства, схемы основных его блоков (узлов) и алгоритмов их работы, общего алгоритма функционирования тренажера во всех режимах его работы, а именно:

на фиг.1 - виртуального тренажера коллектива операторов СУ ДО, содержащего пульт обучающего 1, коммутатор пультов 2, первый блок ввода информации 3, второй блок ввода информации 4, блок вывода информации 5, блоки формирования видеоинформации 6, блок имитации объектов управления 7, блок имитации возмущающих воздействий 8, блок формирования аудиоинформации 9, блоки воспроизведения мультимедийной информации 10, блок ввода-вывода мультимедийной информации 11, блок формирования мультимедийной информации 12, третий блок памяти 13, пульты обучаемых 14, блок программного управления 15, блок совпадений 16, первый распределитель кодов 17, формирователь управляющих импульсов 18, блок отображения информации коллективного пользования 19, блок приоритета 20, программируемый таймер 21, второй распределитель кодов 22, первый блок памяти 23, блок контроля действий обучаемых 24 и второй блок памяти 25;

на фиг.2 - пульта обучающего 1 и пульта обучаемого 14;

на фиг.3 - коммутатора пультов 2;

на фиг.4 - блока формирования видеоинформации 6 и блока формирования аудиоинформации 7;

на фиг.5 - блока имитации возмущающих воздействий 8;

на фиг.6 - алгоритма работы блока имитации объектов управления 9;

на фиг.7 - блока совпадений 16;

на фиг.8 - первого распределителя кодов 17;

на фиг.9 - формирователя управляющих импульсов 18;

на фиг.10 - блока приоритета 20;

на фиг.11 - программируемого таймера 21;

на фиг.12 - второго распределителя кодов 22;

на фиг.13 - алгоритма работы блока контроля действий обучаемых 24;

на фиг.14 - общего алгоритма функционирования тренажера.

Предлагаемое устройство в статическом состоянии характеризуется приведенной выше и в формуле изобретения совокупностью его существенных признаков - блоков (узлов) и взаимосвязей между ними, показанных на фиг.1.

Возможность осуществления (создания) предлагаемого тренажера подтверждается приводимыми ниже выражениями для используемых АД, ИД, УД, РД и КД, для определения значений конкретных показателей подготовленности, сведениями о назначении, вариантах технического выполнения и алгоритмах работы перечисленных и показанных на фиг.1 блоков, а также описанием процессов функционирования устройства в целом при реализации основных режимов его работы. Для этого вводятся необходимые формальные обозначения соответствующих переменных - параметров тренажера и определяются их типовые значения.

Через Δ T=(t₀... Т] обозначается заранее определяемый полуинтервал времени t₀<t≤ T, T>>t₀, в течение которого начиная с момента времени t₀, t₀≥ 0 и до момента времени t_M=Т (например, T=20... 25 часов) ведется подготовка обучаемых операторов конкретной СУ ДО с применением предлагаемого тренажера, регистрируются и накапливаются в его блоках памяти 23 и 25 значения характеризующих этот процесс временных параметров и кодов (номеров) принятых обучаемыми решений. Значение индекса М в моменте времени t_M при этом определяется по правилу М=[T/Δ t₀], т.е. как целое общее количество не перекрывающих друг друга подинтервалов Δ t_m,m=1... М, исходного интервала Δ T, т.е. Δ t_m∈ Δ T, длиной Δ t₀ каждый (например, 1 час), в совокупности образующих полуинтервал Δ T, т.е. где Δ t_m-1∩ Δ t_m=⊘ , ⊘ - символ пустого множества. Переменной t_m, значение которой определяется по правилу t_m=t_m-1+Δ t₀, обозначается момент времени t_m∈ Δ T, окончания m-го, m=1... M, подинтервала Δ t_m=(t_m-1... t_m], Δ t_m∈ Δ T. Далее, переменной W обозначается количество обучаемых в составе коллектива операторов СУ ДО, количество соответствующих пультов обучаемых 14 в составе предлагаемого тренажера, количество соответствующих им блоков воспроизведения мультимедийной информации 10, а также количество блоков формирования видеоинформации 6. Для определенности предполагается, что значение переменной W удовлетворяет логическому условию (ЛУ) W_min≤ W≤ W_max -, которое означает, что в составе тренажера одновременно может находиться не менее W_min=2 и не более W_max=2⁵-8=24 пультов обучаемых 14. Переменной w, w∈ [0... W], обозначается логический номер (код) w-гo пульта (обучающего, обучаемого) в составе тренажера. При этом значение переменной w=0 определяет логический номер (код) пульта обучающего 1, а значения этой же переменной, удовлетворяющие ЛУ 1≤ w≤ W, являются логическими номерами (кодами) пультов обучаемых 14 в составе предлагаемого тренажера, соответствующих им блоков формирования видеоинформации 6 и блоков воспроизведения мультимедийной информации 10. Значениями переменной w∈ [ 0... W] , w=25, w=26, w=27, w=28, w=29, w=30 и w=31 обозначаются логические номера (коды) соответственно коммутатора пультов 2, первого блока ввода информации 3, второго блока ввода информации 4, блока вывода информации 5, блока формирования аудиоинформации 7, блока имитации возмущающих воздействий 8, блока имитации объектов управления 9 и третьего блока памяти 13. Переменной R обозначается номер (код) режима работы тренажера из перечня Н={Н_R, R=1... 5} их наименований, включающего следующие режимы и их наименования: Н₁ - "Настройка тренажера"; Н₂ - "Индивидуальная подготовка"; Н₃, - "Коллективная подготовка"; Н₄ - "Анализ подготовленности"; H₅ - "Вывод результатов". Основными из этих режимов являются H₂ и H₃, а вспомогательными - Н₁, Н₄, и H₅. Переменной tt_R, начальное значение которой равно t₀, обозначается относительное текущее время работы тренажера в определяющем значением R основном режиме, переменной s - номер (код) s-го, s=1... S_R, сценария подготовки обучаемых в основных режимах, а переменной S_R - общее количество (например, 8... 10) соответствующих сценариев подготовки обучаемых. Переменной ψ _jRsw(t_m) обозначается значение j-го, j=1... J, используемого в предлагаемом тренажере показателя подготовленности w-гo, w=1... W, оператора СУ ДО при отработке s-го, s=1... S_R, сценария подготовки в основном режиме Н_R работы тренажера, определенное в момент времени t_m∈ Δ T, m=1... М, переменной J - общее количество (например, 5... 7) таких показателей, а переменной ψ _0jRs - их требуемые (пороговые) значения, ψ _0jRs=1... J (например, 0,75). Дополнительно к определенным параметрам процесса подготовки обучаемых вводятся следующие обозначения для остальных его параметров:

F_0Rsw(t_M) - общее количество КУТЗ w-му, w=1... W, обучаемому оператору СУ ДО, подлежащих выполнению им при отработке s-гo, s=1... S_R, сценария подготовки в основном режиме Н_R работы тренажера к моменту t_M окончания подготовки обучаемых;

F_1Rsw(t_m) - текущее количество КУТЗ, выполненных w-м, w=1... W, обучаемым при отработке s-го, s=1... S_R, сценария подготовки в основном режиме Н_R работы тренажера к моменту времени t_m, т.е. за период времени Δ t_0m=(t₀... t_m), m=1... M;

F_2Rsw(t_m) - количество последних выполненных w-м, w=14... W, обучаемым при отработке s-го, s=1... S_R, сценария подготовки в основном режиме Н_R работы тренажера к моменту времени t_m∈ Δ t_0m, m=1... m, КУТЗ, учитываемых при определении значений используемых показателей подготовленности и удовлетворяющих ЛУ 2≤ F_2Rsw(t_m)≤ F_1Rsw(t_m);

F_2Rsw(t_m)=F_1Rsw(t_m)-F_2Rsw(t_m)+1 - номер первого из F_2Rsw(t_m) КУТЗ, учитываемого при определении текущих значений показателей подготовленности;

σ _Rswƒ - признак своевременности решения, принятого w-м, w=1... W, обучаемым при выполнении ƒ -го, ƒ =1... F_0Rsw(t_M), КУТЗ при отработке s-го, s=1... S_R, сценария подготовки в основном режиме Н_R работы тренажера, принимающий значения "1" или "0";

δ _Rswƒ - признак правильности решения, принятого w-м, w=1... W, обучаемым при выполнении ƒ -го, ƒ =1... F_0Rsw(t_M), КУТЗ при отработке s-го, s=1... S_R, сценария подготовки в основном режиме Н_R работы тренажера, принимающий значения "1" или "0";

β _Rswƒ - коэффициент важности решения, принятого w-м, w=1... W, обучаемым при выполнении ƒ -го, ƒ =1... F_0Rsw(t_M), КУТЗ при отработке s-го, s=1... S_R, сценария подготовки в основном режиме Н_R работы тренажера, значение которого удовлетворяет ЛУ 0,0<β _{Rswƒ ≤} 1,0;

α _Rsw - коэффициент индивидуальной значимости w-го, w=1... W, оператора в составе коллектива обучаемых при отработке s-го, s=1... S_R, сценария подготовки в основном режиме Н_R работы тренажера, значения которого удовлетворяют

ЛУ 0,0≤ α _Rsw≤ 1,0,

В предположении, что стартовые (принимаемые по умолчанию) значения названных выше системных параметров, а именно: t₀, T, Δ t₀, M, W, A_w, R, H_R, S_R, tt_R, J, ψ _0jRsw(t_M), m, F_2Rsw(t_M), β _Rswƒ , α _Rsw для всех возможных значений индексных переменных R, S, w и ƒ задаются как относящиеся к АД, ниже определяются выражения для других АД, вводимых и обрабатываемых в режиме Н₁, формируемых при этом ИД, УД и КД, а также выражения для РД, показателей подготовленности, алгоритмов оценки их значений, используемых в остальных режимах.

Исходя из предположения, что ƒ -му, ƒ =1... F_0Rsw(t_M) КУТЗ, выполняемому w-м, w=1... W, обучаемым оператором СУ ДО при отработке s-го, s=1... S_R, сценария подготовки в основном режиме Н_R работы тренажера, соответствует КИС, требующая (предусматривающая) его участие в ее разрешении, АД G(Δ Т), используемые для генерации необходимых ИД, УД и КД, формально представляются в виде

В этом выражении g0_Rs, - содержательное описание s-го, s=1... S_R, сценария подготовки операторов СУ ДО в основном режиме Н_R работы тренажера; g1_Rsw - перечень КИС во внешней и внутренней среде СУ ДО, в условиях которых предстоит действовать w-му, w=1... W, обучаемому при реализации s-го сценария подготовки в основном режиме Н_R; g2_Rswƒ - набор конкретных данных, включая аудиоданные, необходимых для генерации описаний КИС во внешней и внутренней среде СУ ДО, соответствующих ƒ -му КУТЗ, выполняемому w-м обучаемым при реализации S-го сценария подготовки в основном режиме Н_R работы тренажера, а g3_Rswƒ - набор соответствующих разнообразных программно-технических и учебно-справочных сведений (информации) в сфере использования конкретной рассматриваемой СУ ДО, которые могут потребоваться обучаемым для успешного усвоения необходимых им знаний, умений и навыков выполнения соответствующих КУТЗ и которые могут запрашиваться ими при необходимости уточнить содержание и порядок действий в отрабатываемой КИС.

Описание Q(Δ T) формируемого с использованием АД (1) множества КИС, в которых предстоит действовать обучаемым операторам СУ ДО с применением предлагаемого устройства в течение интервала времени Δ T, формально представляется в виде

Здесь q0_Rsw - перечень КИС, в которых предстоит действовать w-му, w=1... W, обучаемому оператору СУ ДО при реализации s-го, s=1... _R, сценария подготовки в основном режиме Н_R работы тренажера, a q_Rswƒ - набор данных, характеризующих КИС, соответствующую ƒ -му, ƒ =1... F_0Rsw(t_M), КУТЗ, подлежащему выполнению w-м обучаемым при реализации s-го сценария подготовки в основном режиме Н_R работы тренажера. Набор данных q_Rswƒ , используемых соответствующими ПМ при формировании необходимых обучаемым КИМ на используемых устройствах отображения (воспроизведения) информации формально описывается выражением

в котором ql_Rswƒ - l-й, l=1... L, блок разнотипных данных, a L - количество типов данных, используемых при формировании КИМ соответствующих КИС.

Исходными являются также данные, используемые при определении значений показателей коллективной подготовленности обучаемых и представляемые в виде коэффициентов α _Rsw индивидуальной значимости w-го, w=1... W, обучаемого в составе коллектива обучаемых операторов СУ ДО при реализации s-го, s=1... S_R, сценария подготовки в основном режиме Н_R работы тренажера. Значения этих коэффициентов задаются в качестве постоянных, т.е. α _Rsw=const, или изменяемых в процессе подготовки ИД, т.е. α _Rsw=α _Rsw(t_m), R=2... 3, s=1... S_R, w=1... W, m=1... M. В общем случае эти данные представляют собой последовательность W чисел, имеющую вид

Совокупность U(Δ T) УД, формируемых с использованием АД (1), представляется последовательностью троек чисел

упорядоченных по возрастанию первого из них и определяющих, когда (в момент времени t0_Rswƒ ), куда (на w-й пульт обучаемого 14) и что (ИД об ƒ -й КИС) должно быть выдано w-му, w=1... W, обучаемому для обеспечения ему возможности выполнить ƒ -е, ƒ =1... F_0Rsw(t_M), КУТЗ в соответствии со сценарием s подготовки в режиме работы тренажера с номером R=3.

Основными регистрируемыми результатами работы w-го, w=1... W, обучаемого при выполнении в соответствующей КИС ƒ -го, ƒ =1... F_0Rsw(t_M), КУТЗ при реализации s-го, s=1... S_R, сценария подготовки в основном режиме Н_R работы тренажера являются, прежде всего, значения признаков своевременности σ _Rswƒ и правильности δ _Rswƒ принимаемых решений.

Значение признака своевременности σ _Rswƒ определяется по правилу

в котором Δ t_Rswƒ - регистрируемое время отработки ƒ -й КИС w-м обучаемым при реализации s-го сценария подготовки в основном режиме Н_R работы тренажера от момента t1_Rswƒ получения им всей информации, необходимой для принятия решения в данной КИС, до момента t2_Rswƒ его принятия, т.е.

а Δ τ _Rswƒ - ресурс времени, характеризуемый наименьшим τ _{Rswƒ 1} и наибольшим τ _{Rswƒ 2} значениями времени выполнения соответствующим оператором СУ ДО соответствующей функции при отработке соответствующего норматива его профессиональной деятельности, задаваемый в виде полуинтервала

границы τ _{Rswƒ 1} и τ _{Rswƒ 2} которого удовлетворяют ЛУ 0,0<τ _{Rswƒ 1}<τ _{Rswƒ 2}.

Значение признака правильности δ _Rswƒ определяется по правилу

в котором r_Rswƒ - регистрируемый код (номер) решения, принятого w-м обучаемым при выполнении ƒ -го КУТЗ при реализации s-го сценария подготовки в основном режиме Н_R работы тренажера, a ρ _Rswƒ - код (номер) правильного решения оператора в соответствующей КИС.

Кроме названных, при выполнении ƒ -го КУТЗ в соответствии с s-м сценарием подготовки в основном режиме Н_R работы тренажера w-м обучающим могут быть получены и другие результаты, имеющие конкретный прикладной характер и подлежащие в общем случае документированию и последующему анализу. Такие так же регистрируемые результаты условимся обозначать через Y_Rswƒ и считать их соответствующими названным основным.

Совокупность Z(t_M) РД, являющихся результатами выполнения обучаемыми КУТЗ в соответствующих КИС в течение интервала времени Δ T, представляется в виде упорядоченных по возрастанию значений переменных R=2... 3, s=1... S_R, w=1... W и ƒ =1... F_0Rsw(t_M) наборов данных

а совокупность D(t_M) используемых при определении их значений КД - в виде упорядоченных таким же образом наборов троек чисел

включающих и значение коэффициента β _Rswƒ важности решения, принимаемого w-м, w=1... W, обучаемым при выполнении ƒ -го,ƒ =1... F_0Rswƒ (t_M), КУТЗ в соответствующей КИС при реализации s-го, s=1... S_R сценария подготовки в основном режиме Н_R работы тренажера.

С использованием описываемых выражениями (1)-(11) АД, ИД, УД, РД и КД определяются выражения для используемых показателей индивидуальной и коллективной подготовленности операторов рассматриваемых СУ ДО.

Индивидуальная подготовленность w-го, w=1... W, обучаемого в момент времени t_m∈ Δ t_0m может оцениваться, например, с использованием показателей своевременности (оперативности) и правильности (безошибочности) своевременно принятых им решений при выполнении КУТЗ в соответствующих КИС при реализации соответствующих сценариев подготовки в соответствующих режимах работы тренажера. Значения ψ _1Rsw(t_m) и ψ _2Rsw(t_m) этих показателей находятся с использованием F_2Rsw(t_m) последних определенных к моменту времени t_m∈ Δ t_0m значений признаков своевременности σ _Rswƒ и правильности δ _Rswƒ , например, в соответствии с выражениями

Для обеспечения возможности оценивать не только оперативность и безошибочность своевременно принятых к текущему моменту времени t_m∈ Δ t_0m, w-м, w=1... W, обучаемым решений при выполнении соответствующих КУТЗ, но и их совокупную важность, может использоваться также зависящий от значений признаков σ _Rswƒ , δ _Rswƒ и β _Rswƒ показатель, значения ψ _3Rsw(t_m) которого могут определяться, например, в соответствии с выражением

Значения ψ _3Rws(t_m) этого показателя могут использоваться в определенных ситуациях в качестве дополнительной к описываемым выражениями (12) и (13) характеристики подготовленности обучаемых операторов СУ ДО. Примером такой ситуации может служить достижение основными показателями (12) и (13) достаточных для окончания подготовки значений ψ _01Rs и ψ _02Rs в то время как совокупная важность всех принятых решений остается относительно малой величиной. Это снижает значимость полученных к моменту времени t_m∈ Δ t_0m результатов процесса подготовки и требует его продолжения применительно к более важным функциям обучаемых операторов СУ ДО.

Помимо выражений (12) и (13) для определения значений названных показателей индивидуальной профессиональной подготовленности обучаемых и выражения (14) для определения совокупной важности оперативно и безошибочно принятых ими к текущему моменту времени t_m∈ Δ t_0m решений могут использоваться и другие соотношения. Например, при необходимости учета всех F_1Rsw(t_m) определяемых согласно выражениям (6) и (9) к текущему моменту времени t_m∈ Δ t_0m значений признаков σ _Rswƒ и δ _Rswƒ , соответствующие формулы будут отличаться от описываемых выражениями (12)-(14) тем, что в них в качестве начального значения индекса f суммирования будет использована единица, т.е. F_3Rsw(t_m)=1. Очевидно, что в случае использования других выражений ПМ, включаемые в библиотеку ПМ тренажера для реализации выражений вида (12)-(14), должны быть заменены модулями, соответствующими фактически используемым выражениям.

Определяемые в соответствии с приведенными или иными выражениями значения показателей индивидуальной подготовленности операторов рассматриваемой СУ ДО могут использоваться при оценке подготовленности коллектива из W обучаемых по показателям средневзвешенных своевременности (оперативности) и правильности (безошибочности) своевременно принятых ими при выполнении КУТЗ решений в соответствующих режимах работы тренажера при реализации соответствующих сценариев подготовки. С использованием коэффициентов вида (4) значения ψ _4Rs(t_m) и ψ _5Rs(t_m) названных показателей могут определяться, например, в соответствии с выражениями

Соответствующая значениям показателей (15) и (16) средневзвешенная совокупная важность безошибочных решений, своевременно принятых коллективом обучаемых при выполнении КУТЗ, может быть определена с использованием значений показателя (14) согласно выражению

Помимо выражений (15)-(17) для определения значений показателей коллективной профессиональной подготовленности обучаемых и совокупной важности оперативно принятых ими при выполнении КУТЗ безошибочных решений могут использоваться и другие соотношения. Например, в случае, когда коллектив обучаемых состоит из W равнозначимых операторов СУ ДО, что формально описывается ЛУ α _Rs1=α _Rs2=... =α _RsW=W^-1 то выражения (15)-(17) должны быть надлежащим образом скорректированы, реализующие их ПМ заменены соответствующими скорректированным выражениям, а задание последовательности (4) и ее изменение в ходе подготовки исключены.

При осуществлении (создании) предлагаемого виртуального тренажера коллектива операторов СУ ДО вместо описываемых выражениями (12)-(17) могут быть использованы другие конкретные показатели индивидуальной и коллективной подготовленности обучаемых. Значения таких показателей должны вычисляться с использованием как данных вида (1)-(11), так и других АД, ИД, УД, РД и КД, характеризующих условия, содержание и особенности деятельности конкретных обучаемых операторов СУ ДО, что должно найти свое отражение при разработке соответствующих ПМ. Кроме того, для обеспечения возможности получения интегральных оценок подготовленности обучаемых операторов СУ ДО с применением предлагаемого тренажера по совокупности реализуемых режимов его работы и сценариев подготовки в перечень используемых показателей и в состав соответствующих ПМ могут быть введены соответствующие элементы.

Учитывая изложенное и предваряя рассмотрение назначения, путей и основных особенностей аппаратурно-программной реализации входящих в состав предлагаемого виртуального тренажера блоков, узлов и процессов его функционирования в соответствии с названными выше типовыми режимами его работы, отметим два весьма важных аспекта этой сугубо технической задачи.

Первый из них состоит в констатации того очевидного обстоятельства, что при осуществлении предлагаемого изобретения все его блоки и узлы, реализующие традиционные функции автоматизированных УТС, могут быть выполнены (изготовлены) с использованием типовых элементов цифровой вычислительной техники (см., например. Справочник по цифровой вычислительной технике: Электронные вычислительные машины и системы / Б.Н.Малиновский, В.Я.Александров, В.П.Боюн. - К.: Технiка, 1980), микропроцессорных наборов и комплектов (см., например, Справочник по микропроцессорным устройствам / А.А.Молчанов, В.И.Корнейчук, В.П.Тарасенко, Д.А.Россошинский. - К.: Технiка, 1987), стандартных устройств ввода-вывода информации (клавиатур, манипуляторов, дисплеев, накопителей на гибких и жестких магнитных и оптических дисках, отображения, документирования и др.), входящих в состав микроЭВМ, типовых ПЭВМ и комплексов технических средств АСУ (см., например, Персональные ЭВМ и микроЭВМ. Основы организации: Справочник / А.А.Мячев, В.Н.Степанов. - М.: Радио и связь, 1991; Алиев Т.М., Вигдоров Д.И., Кривошеев В.П. Системы отображения информации. - М.: Высшая школа, 1988), широко применяемых при построении различного рода УТС (см., например, Обучающие машины, системы и комплексы: Справочник / В.К.Самофалов, В.Г.Слипченко, В.А.Новиков, В.И.Корнейчук, В.Н. Сороко. - К.: Вища школа, 1986) на базе вычислительных комплексов, систем и локальных сетей (см., например, Вычислительные комплексы, системы и сети / А.М.Ларионов, С.А.Майоров, Г.И.Новиков. -Л.: Энергоатомиздат, 1987), а также при создании автоматизированных тренажерных и обучающих систем (см., например, Тренажерные системы / В.Е.Шукшунов, Ю.А.Бакулов, В.Н.Григоренко и др. - М.: Машиностроение, 1981; Справочник по инженерной психологии / С.В.Борисов, В.А.Денисов, Б.А.Душков и др. - М.: Машиностроение, 1983).

Второй аспект рассматриваемой технической задачи заключается в интегральной оценке реализуемости при создании предлагаемого виртуального мультимедийного тренажера его функций, соответствующих блоков, узлов и ПМ, необходимых для формирования виртуальных объектов, их трехмерной визуализации, озвучивания и манипулирования ими. Целесообразность такой оценки обусловлена тем, что в отечественной практике компьютерного тренажеростроения технологии ВР и соответствующие АПС пока еще не получили такого распространения, при котором их применимость при создании предлагаемого виртуального тренажера коллектива операторов СУ ДО представлялась бы очевидной. Это обусловлено, прежде всего, тем, что российская промышленность практически не производит необходимого для создания виртуальных тренажеров оборудования, а соответствующая продукция его зарубежных изготовителей отличается весьма высокими по российским меркам ценами и поэтому пока еще не находит широкого применения в отечественной практике виртуального тренажеростроения. Вместе с тем, в этой связи уместно сослаться на мировой опыт создания виртуальных тренажеров, в рамках которого мультимедийные технологии, средства формирования и воспроизведения ВР давно уже приобрели статус многократно проверенного инструментария для создания высокоэффективных компьютерных УТС во многих сферах профессиональной подготовки, обеспечивающих возможность обучения и тренировки одновременно до 700 обучаемых с весьма точным воспроизведением условий внешней среды и процессов функционирования используемых ими разнообразных технических средств (см., например, Combined Arms Tactical Trainer - Тактический тренажер боя с использованием различных видов вооружений / http://www.peostri.army.mil/PM-CATT/).

Учитывая это обстоятельство и наблюдающийся в последние годы весьма интенсивный рост заинтересованности отечественных специалистов по проектированию компьютерных тренажеров в использовании мультимедийных технологий и средств ВР (см., например, Киселев В.Ф. Концепция построения программно-аппаратных учебных комплексов на основе технологии виртуальной реальности и мультимедиа приложений // Материалы НТК "Тренажерные технологии и симуляторы-2002". - СПб.: СПбГПУ, 2002. - С.21-23; Вавилова Н.И. Проектирование виртуальных тренажеров / http:// ckto.narod.ru/stvirttr.htm), а также принимая во внимание многообразие созданного к настоящему времени зарубежными производителями необходимого для этого специального оборудования, средств программного обеспечения и простоту их практического использования (см., например, Попов С.П. Аппаратные средства мультимедиа. Видеосистема PC. - СПб.: БХВ-Петербург, Арлит, 2000; Людиновсков С.В. Музыкальный видеоклип своими руками. -СПб.: БХВ-Петербург, 2000), техническую реализуемость указанных функций, блоков, узлов и ПМ предлагаемого виртуального тренажера можно считать не вызывающей сомнений. Об этом свидетельствует и отечественный опыт разработки технических решений по построению виртуальных тренажеров (см. упомянутые выше статью Латыпова Н.Н., Латыпова Н.Н. и Мачкина П.И., патенты РФ № 2191432 и № 2149462).

Учитывая изложенное, перейдем к непосредственному описанию основных особенностей технической реализации практически всех блоков и узлов, входящих в состав предлагаемого виртуального мультимедийного тренажера коллектива операторов системы управления динамическими объектами.

Пульт обучающего 1, имеющий логический номер (код) w=0, предназначен для обеспечения обучающему возможности управления процессами подготовки обучаемых с применением предлагаемого тренажера во всех режимах его функционирования путем приема от коммутатора пультов 2 адресованных обучающему сообщений, содержащих, в частности, необходимые ПМ и стартовые значения всех перечисленных выше системных параметров, их отображения на соответствующих устройствах, корректировки (задания) их конкретных значений, выбора обучающим режимов работы тренажера из их скорректированного перечня H, формирования ответных сообщений, содержащих соответствующие данные, и их выдачи первому распределителю кодов 17, формирования и выдачи через этот распределитель кодов адресованных блоку программного управления 15 сообщений с запросами текущих результатов контроля действий обучаемых и оценки их индивидуальной и коллективной подготовленности, контроля за ходом процессов обучения и тренировки с использованием данных и результатов, представляемых блоком отображения информации коллективного пользования 19, их анализа и принятия решений по управлению индивидуальной и коллективной подготовкой обучаемых операторов СУ ДО в интересах оптимизации соответствующих процессов, формирования управляющих сообщений, содержащих соответствующие команды и данные, и их выдачи первому распределителю кодов 17. Для обеспечения возможности обучающему выполнять названные его функции пульт обучающего 1 содержит программируемый управитель 26, функциональную клавиатуру 27, алфавитно-цифровую клавиатуру 28, таймер 29, формирователь кодов данных и команд 30, устройство отображения числовых и текстовых данных 31, устройство отображения графических (картографических) данных 32 и запоминающее устройство 33, соединенные, как показано на фиг.2 (за исключением показанных пунктиром связей, о которых речь пойдет ниже при описании пульта обучающего 14). В процессе функционирования предлагаемого тренажера программируемый управитель 26, функциональное назначение которого полностью определяется составом постоянных и заменяемых ПМ обеспечения деятельности обучающего, принимает поступающие с первого выхода коммутатора пультов 2 сообщения, записывает содержащиеся в них ПМ и данные в участки (зоны, области) запоминающего устройства 33, выделяемые для хранения ПМ формирования КИМ и соответствующих им данных, выдаваемых соответствующим устройствам отображения 31 и 32, информирует обучающего о текущем времени подготовки обучаемых путем определения его значений с помощью таймера 29 и их выдачи на устройства отображения 31 и 32, а также формирует и выдает на первый вход первого распределителя кодов 17 ответные сообщения, содержащие данные и команды, формируемые формирователем 30 по сигналам от клавиатур 27 и 28, с помощью которых обучающим вводятся данные и принимаемые им решения. Пульт обучающего 1 может быть выполнен на базе типовой ПЭВМ, оснащаемой необходимыми постоянными и заменяемыми ПМ обеспечения деятельности обучающего.

Коммутатор пультов 2, имеющий многозначный логический номер (код) w, w∈ [0... W] , предназначен для приема и выполнения поступающих на его первый и второй входы соответственно с первого и третьего выходов блока программного управления 15 команд "Подключение пульта" (C₁) и соответствующих данных. Каждая их таких команд включает соответствующий логический номер (код) w=0 пульта обучающего 1 или w∈ [1... W] пульта обучаемого 14 и соответствующего ему блока формирования видеоинформации 6, физически подключенных к первому (при w=0) или к соответствующему одному их W вторых выходов описываемого блока (при w∈ [1... W] . Команда С₁ выполняется путем логического подключения пульта обучающего 1 (при w=0) или соответствующих заданному значению w (при w∈ [1... W] пульта обучаемого 14 и блока формирования видеоинформации 6, соответственно к первому или к соответствующему одному из W вторых выходов описываемого блока. Этим обеспечивается возможность выдачи сообщения, поступающего на его второй вход с третьего выхода блока программного управления 15 и адресованного пульту обучающего 1 (при w=0) или соответствующим пульту обучаемого 14 и блоку формирования видеоинформации 6 (при w∈ [1... W] на соответствующий выход описываемого блока. Описываемый коммутатор содержит два входных буферных регистра 34 и 35, дешифратор логических номеров 36, W+1 (по количеству адресатов) схем копирования 37 и W+1 выходных буферных регистров 38, соединенных, как показано на фиг.3. В процессе функционирования тренажера входной буферный регистр 35 описываемого коммутатора принимает поступающие с третьего выхода блока программного управления 15 сообщения, адресованные одному из коммутируемых блоков (пульту обучающего 1 или пульту обучаемого 14 и блоку формирования видеоинформации 6). Код идентифицирующего команду С₁ логического номера w соответствующего пульта (блока) записывается блоком программного управления 15 через его первый выход во входной буферный регистр 34, откуда он поступает в дешифратор логических номеров 36, осуществляющий преобразование этого номера в W+1 - разрядный код, все разряды которого, за исключением w-го, w∈ [0... W], получающего значение "1", получают значение "0". Формируемый таким образом W+1 - разрядный код с выхода дешифратора логических номеров 36 поступает одновременно на входы всех W+1 схем копирования 37, из которых срабатывает только w-я, w∈ [0... W], перенося находящееся во входном буферном регистре 35 сообщение в соответствующий выходной буферный регистр 38. С выхода этого регистра передаваемое сообщение далее поступает на вход пульта обучающего 1 (при w=0) или на входы w-го пульта обучаемого 14 и соответствующего блока формирования видеоинформации 6 (при w∈ [1... W] .

Первый блок ввода информации 3, имеющий заранее зафиксированный логический номер (код) w=25, предназначен для выполнения поступающей на его первый вход с первого выхода блока программного управления 15 команды "Ввод описаний аудиоданных"(С₂). Во время работы предлагаемого тренажера по этой команде производится ввод находящихся на соответствующем внешнем носителе, вставляемом в описываемый блок через его второй вход, являющийся вторым входом тренажера, блоков (массивов) АД (1), необходимых для звукового оформления (сопровождения) КИС во внешней и внутренней среде СУ ДО при выполнении обучаемыми соответствующих КУТЗ в рамках соответствующих сценариев подготовки, а также выдача вводимых описаний на второй вход блока формирования аудиоинформации 7. Описываемый блок может быть выполнен на основе стандартного программно управляемого устройства считывания данных с гибкого или жесткого магнитного или оптического диска, на котором заранее должны быть размещены описания всех подлежащих воспроизведению во время занятий (тренировок) звуковых эффектов, в частности тексты различных речевых сообщений и внешних команд.

Второй блок ввода информации 4, имеющий заранее зафиксированный логический номер (код) w=26, предназначен для выполнения поступающих на его первый вход с первого выхода блока программного управления 12 команд "Ввод библиотеки ПМ" (С₃) и "Ввод АД" (С₄). Во время работы предлагаемого тренажера по этим командам производится ввод находящихся на соответствующем внешнем носителе информации, вставляемом в описываемый блок через его второй вход, являющийся третьим входом тренажера, библиотеки ПМ обеспечения процессов его функционирования и АД (1) о сценариях подготовки операторов рассматриваемой СУ ДО и о КИС в ее внешней и внутренней среде (за исключением необходимых для звукового сопровождения соответствующих КУТЗ), а также занесение (запись) библиотеки ПМ и АД в соответствующие зоны третьего блока памяти 13 через его второй вход. Как и первый блок ввода информации 3, описываемый блок может быть выполнен на основе стандартного программно управляемого устройства считывания данных с гибкого или жесткого магнитного или оптического диска, на котором должны быть заранее размещены библиотека ПМ обеспечения работы тренажера во всех режимах, а также соответствующие АД.

Блок вывода информации 5, имеющий заранее зафиксированный логический номер (код) w=27, предназначен для выполнения поступающих на его вход с первого выхода блока программного управления 15 команд "Вывод информации" (С₅). В процессе функционирования тренажера по этой команде производится вывод значений содержащихся в ней перечисленных выше постоянных и варьируемых параметров процесса подготовки, АД (1), ИД (2)-(4), УД (5), РД (10), КД (11), промежуточных (12)-(17) и окончательных (в виде соответствующих таблиц и графиков роста подготовленности обучаемых) результатов подготовки операторов СУ ДО. Описываемый блок может быть выполнен на основе стандартного программно управляемого накопителя данных на гибком или жестком магнитном или оптическом диске, данные с которого могут быть впоследствии распечатаны с помощью стандартного печатающего устройства (например, принтера). Такое устройство может быть включено в состав тренажера вместо указанного накопителя и непосредственно использовано в качестве блока вывода информации 5. С помощью данного блока при любом варианте его выполнения в процессе функционирования предлагаемого тренажера должен быть получен полный протокол его работы в течение рассматриваемого интервала времени Δ Τ , являющийся результирующим документом (электронным и/или бумажным), формируемым на выходе устройства.

Блок формирования видеоинформации 6 предназначен для приема через коммутатор пультов 2 сообщений от блока программного управления 15, содержащих необходимые для функционирования описываемого блока ПМ, обработки с их помощью поступающих от блока программного управления 15 ИД (числовых, графических, картографических) об объектах управления и среде на рабочем месте соответствующего обучаемого оператора СУ ДО, преобразования этих данных с помощью соответствующих ПМ в статические изображения соответствующих отрабатываемой обучаемым КИС трехмерных сцен и выдачи формируемых цифровых изображений на соответствующий первый вход блока ввода-вывода мультимедийной информации 11. Описываемый блок содержит управитель 39, запоминающее устройство 40, входной буферный регистр 41, программируемый преобразователь данных 42 и выходной буферный регистр 43, соединенные, как показано на фиг.4 (за исключением показанных пунктиром связей, о которых речь пойдет ниже при описании блока формирования аудиоинформации 7). В процессе функционирования предлагаемого тренажера управитель 39 принимает поступающие с соответствующего второго выхода коммутатора пультов 2 ПМ и ИД, записывает их соответственно в запоминающее устройство 40 и во входной буферный регистр 41, инициирует работу программируемого преобразователя данных 42 в изображение, который с помощью соответствующего ПМ, считываемого из запоминающего устройства 40, осуществляет обработку хранящихся во входном буферном регистре 41 данных, формирование (синтез) соответствующего цифрового изображения и его запись в выходной буферный регистр 43. Описываемый блок может быть выполнен на основе использования части ресурсов типовой ПЭВМ, оснащаемой соответствующими мультимедийными аппаратурными средствами, постоянными и заменяемыми ПМ обработки мультимедийной информации и управления.

Блок формирования аудиоинформации 7, имеющий заранее зафиксированный логический номер (код) w=28, предназначен для выполнения поступающих от блока программного управления 15 команд "Настройка блока" (С₆) с необходимыми для функционирования описываемого блока ПМ, обработки с их помощью по команде "Преобразование аудиоданных" (С₇) поступающих от первого блока ввода информации 3 текстовых данных о звуковых эффектах (речевых сообщениях), подлежащих воспроизведению на рабочем месте соответствующего обучаемого оператора СУ ДО в частично искаженном виде за счет использования псевдослучайных чисел, вырабатываемых блоком имитации возмущающих воздействий 8, а также для выдачи формируемых (синтезируемых) цифровых представлений аудиоданных на третий вход блока ввода-вывода мультимедийной информации 11. Описываемый блок структурно идентичен блоку формирования видеоинформации 6 и содержит такие же функциональные узлы, соединенные друг с другом такими же связями. Отличия между блоком формирования аудиоинформации 7 и блоком формирования видеоинформации 6 заключаются в наличии у блока формирования аудиоинформации 7 дополнительных входов для приема от блока программного управления 15 команд и ПМ, а от блока имитации возмущающих воздействий 8 - вырабатываемых им псевдослучайных чисел (на фиг.4 эти входы показаны пунктиром), а также в программном обеспечении входящих в состав указанных блоков соответствующих управителей 39 и программируемых преобразователей данных 42. В отличие от рассмотренного выше функционирования в составе блока формирования видеоинформации 6 управителя 39 в данном случае в процессе функционирования тренажера этот функциональный узел принимает и инициирует выполнение поступающих от блока программного управления 15 команд и ПМ, принимает поступающие от первого блока ввода информации 3 текстовые данные, записывает их соответственно в запоминающее устройство 40 и во входной буферный регистр 41, инициирует работу программируемого преобразователя данных 42 в звуковой ряд. Этот преобразователь с помощью соответствующего ПМ, считываемого из запоминающего устройства 40, осуществляет обработку хранящихся во входном буферном регистре 41 текстовых данных, формирование (синтез) соответствующего звукового ряда и его запись в выходной буферный регистр 43. При обработке текстовых данных их преобразователем 42 используются поступающие от блока имитации возмущающих воздействий 8 коды псевдослучайных чисел, с помощью которых в формируемое речевое сообщение вносятся различного рода искажения для снижения качества последующего воспроизведения формируемой аудиоинформации и повышения тем самым степени ее подобия реальной, т.е. искажаемой естественными помехами информации. Описываемый блок может быть выполнен на основе использования части ресурсов типовой ПЭВМ, оснащаемой соответствующими мультимедийными аппаратурными средствами, постоянными и заменяемыми ПМ синтеза (формирования) речевых сообщений по их текстам и управления соответствующими процессами.

Блок имитации возмущающих воздействий 8, имеющий заранее зафиксированный логический номер (код) w=29, предназначен для выполнения поступающих от блока программного управления 15 команд "Настройка блока" (С₈) с необходимыми для функционирования описываемого блока ПМ, формирования с их помощью по команде "Имитация воздействий" (С₉) элементов двух последовательностей псевдослучайных чисел и их выдачи соответственно блоку формирования аудиоинформации 7 и блоку имитации объектов управления 9. Описываемый блок содержит управитель 44, два регистра 45 и 46, запоминающее устройство 47, программный генератор последовательностей псевдослучайных чисел 48 и два выходных регистра 49 и 50, соединенных, как показано на фиг.5. В процессе функционирования предлагаемого тренажера управитель 44 принимает поступающие от блока программного управления 15 команды, ПМ и параметры подлежащих формированию двух псевдослучайных последовательностей чисел, записывает ПМ в запоминающее устройство 47, а параметры - в соответствующие регистры 45 и 46, а также инициирует работу программного генератора последовательностей псевдослучайных чисел 48. Этот генератор с помощью соответствующего ПМ, считываемого из запоминающего устройства 47, формирует с использованием значений параметров, хранящихся в регистрах 45 и 46, две последовательности псевдослучайных чисел и записывает их значения в соответствующие выходные регистры 49 и 50. Описываемый блок может быть выполнен на основе использования части ресурсов типовой ПЭВМ, оснащаемой соответствующими постоянными и заменяемыми ПМ имитации возмущающих воздействий и управления соответствующими процессами.

Блок имитации объектов управления 9, имеющий заранее зафиксированный логический номер (код) w=30, предназначен для выполнения поступающих от блока программного управления 15 команд "Настройка блока" (С₁₀) с необходимыми для функционирования описываемого блока ПМ, имитации с их помощью по команде "Имитация" (С₁₁) поведения управляемых ДО с использованием поступающих от третьего блока памяти 13 ИД, а от блока имитации возмущающих воздействий 8 - формируемой им последовательности псевдослучайных чисел, записью получаемых результатов в соответствующие зоны третьего блока памяти 13 для их хранения и последующего использования. Описываемый блок может быть выполнен на основе процессора и блоков памяти ПЭВМ, оснащаемой необходимыми для ее работы постоянными и заменяемыми ПМ. Блок-схема одного из возможных алгоритмов его работы представлена на фиг.6. Заметим, что на этой и последующих блок-схемах нумерация элементов (логических, вычислительных и др.) алгоритма работы описываемого блока продолжает нумерацию элементов ранее рассмотренных блоков тренажера. В соответствии с этим алгоритмом описываемый блок функционирует следующим образом (см. фиг.6). При поступлении с первого выхода блока программного управления 15 на первый вход описываемого блока очередной команды, прежде всего, проверяется (51) является ли она командой С₁₀. Если результатом проверки является "да", то с помощью соответствующего постоянного ПМ реализуется процедура приема (52) с первого выхода блока программного управления 15 через первый вход описываемого блока всех необходимых для его работы ПМ, после чего - процедура подготовки их к работе (53) путем соответствующей настройки адресных кодов. Выполнение команды С₁₀ завершается переходом на "Выход" из описываемого алгоритма. В противном случае, т.е. если "нет", то выполняется команда С₁₁ имитации объектов управления путем считывания (54) из третьего блока памяти 13 через его первый выход и второй вход описываемого блока всех необходимых для начала работы описываемого блока ИД. Эти данные передаются соответствующему ПМ имитации объектов управления (55), который с использованием псевдослучайных чисел, поступающих от блока имитации возмущающих воздействий 8, реализует соответствующий алгоритм моделирования. При имитации, в частности, процесса функционирования ДПЛА соответствующий ПМ может реализовывать известный алгоритм моделирования процессов выполнения конкретной целевой задачи ДПЛА: его полета из исходного в заданный район, поиска определенных наземных объектов (целей), их фотографирования с помощью установленной на его борту аппаратуры, возвращения в район его запуска и посадки (см., например, Системы адаптивного управления летательными аппаратами / А.С.Новоселов, В.Е.Болнокин, П.И.Чинаев, А.Н.Юрьев. - М.: Машиностроение, 1987, с.122-145). После имитации получаемые результаты записываются в соответствующую зону памяти третьего блока памяти 13 (56), а управление передается на "Выход" из описываемого алгоритма. Описываемый блок может быть выполнен на основе использования части ресурсов типовой ПЭВМ, оснащаемой соответствующими постоянными и заменяемыми ПМ имитации рассматриваемых ДО с учетом действующих на них различного рода возмущающих воздействий.

Блок воспроизведения мультимедийной информации 10 предназначен для обеспечения обучаемого оператора СУ ДО поступающей на вход описываемого блока от блока ввода-вывода мультимедийной информации 11 трехмерной видео и аудиоинформацией о текущем состоянии внешней среды СУ ДО, среды на рабочем месте ее соответствующего оператора и управляемых им моделируемых ДО, а также для выдачи фрагментов такой информации соответствующему пульту обучаемого 14. Описываемый блок может быть выполнен на основе серийно выпускаемого оборудования для создания и воспроизведения ВР. Каталог такого оборудования приведен в упомянутой выше работе (см. Курило А. Виртуальная реальность: Где? Когда? Как? / "Открытые системы". Мир ПК, 1998, № 3), а описания его типовых образцов - в другой также ранее упомянутой работе (см. Попов С.Н. Аппаратные средства мультимедиа. Видеосистема PC. - СПб: БХВ-Петербург, Арлит, 2000, с.158-198). В процессе функционирования предлагаемого тренажера описываемый блок получает мультимедийную информацию от блока ввода-вывода мультимедийной информации 11 и воспроизводит ее с помощью соответствующих устройств, обеспечивая тем самым обучаемого трехмерной согласованной видео- и аудиоинформацией, необходимой ему для приобретения и совершенствования навыков управления соответствующими ДО.

Блок ввода-вывода мультимедийной информации 11 предназначен для выполнения операций приема аудиоинформации от блока формирования аудиоинформации 7, видеоинформации - от блоков формирования видеоинформации 6, выдачи принятых данных третьему блоку памяти 13, приема от блока формирования мультимедийной информации 12 соответствующих аудиовидеоданных и выдачи их блокам воспроизведения мультимедийной информации 10. Описываемый блок в процессе функционирования предлагаемого тренажера в режиме Н₁ вводит формируемые блоком формирования аудиоинформации 7 стереозвуковые цифровые данные, а в режимах H₂ и H₃ - формируемые блоками формирования видеоинформации 6 трехмерные статические изображения и записывает их в соответствующие зоны третьего блока памяти 13. В режимах H₂ и H₃, кроме того, описываемым блоком вводятся синтезируемые блоком формирования мультимедийной информации 12 трехмерные динамические изображения с соответствующим звуковым сопровождением и выводятся в соответствующие блоки воспроизведения мультимедийной информации 10. Описываемый блок может быть выполнен с использованием непосредственно управляемых блоком программного управления 15 стандартных АПС (устройств сопряжения, адаптеров, интерфейсов, ПМ) обслуживания различного рода источников мультимедийной информации и ее потребителей, широко применяемых при реализации мультимедийных технологий и построении систем ВР на базе ПЭВМ. Описания типовых образцов таких устройств и особенностей их функционирования приведены в упомянутой выше работе (см. Попов С.Н. Аппаратные средства мультимедиа. Видеосистема PC. - СПб.: БХВ-Петербург, Арлит, 2000, с.209-383).

Блок формирования мультимедийной информации 12 предназначен для выполнения аппаратурно-программно реализуемых операций считывания из соответствующих зон третьего блока памяти 13 видео- и аудиоданных, их объединения (совмещения, синтеза) в единый поток трехмерных мультимедийных данных и их выдачи блоку ввода-вывода мультимедийной информации 11 для последующей передачи соответствующему блоку воспроизведения мультимедийной информации 10. Описываемый блок может быть выполнен на основе непосредственно управляемых блоком программного управления 15 в режимах H₂ и H₃, специализированных АПС, используемых в качестве технической основы создания мультимедийных видеосистем и систем ВР для типовых ПЭВМ. Весьма подробные описания таких средств, соответствующих комплектов ПМ и особенностей их функционирования и применения приведены в упомянутой выше работе (см. Людиновсков С.В. Музыкальный видеоклип своими руками. - СПб.: БХВ-Петербург, 2000, с.13-47, 273-313).

Третий блок памяти 13, имеющий заранее зафиксированный логический номер (код) w=31, предназначен для приема по командам блока программного управления 15 "Прием библиотеки ПМ" (С₁₂), "Прием АД" (С₁₃) информации, поступающей от второго блока ввода информации 4, ее хранения, и выдачи блоку программного управления 15 по его командам "Выдача ПМ" (С₁₄) и "Выдача АД" (C₁₅), приема от блока программного управления 15 по его командам "Прием ИД, УД, КД" (С₁₆) результатов преобразования им АД в ИД, УД и КД, их хранения и выдачи соответствующих ИД блоку имитации объектов управления 9, приема от него и от блока ввода-вывода мультимедийной информации 11 результатов их работы, их хранения и выдачи блоку формирования мультимедийной информации 12, выдачи запрашиваемых данных блоку программного управления 15 по его командам " Выдача ИД, УД, КД " (С₁₇), приема по него же по командам "Прием результатов" (С₁₈), хранения результатов работы тренажера и их выдачи ему же по командам "Выдача результатов" (C₁₉). В структурном отношении описываемый блок может быть выполнен как состоящий из семи зон (А, Б, В, Г, Д, Е, Ж) оперативной памяти в общем случае с автономной адресацией, предназначенных для хранения соответственно: А) поступающей от второго блока ввода информации 4 библиотеки ПМ; Б) поступающих от второго блока ввода информации 4 АД; В) поступающих от блока программного управления 15 результатов преобразования им АД в ИД и КД; Г) поступающих от блока программного управления 15 результатов формирования им УД; Д) поступающих от блока имитации объектов управления 9 результатов моделирования соответствующих ДО; Е) поступающих от блока ввода-вывода мультимедийной информации 11 результатов работы блоков формирования видеоинформации 6 и блока формирования аудиоинформации 7; Ж) поступающих от блока программного управления 15 подлежащих протоколированию результатов работы тренажера. В процессе реализации режимов функционирования H₁... H₅ предлагаемого тренажера описываемый блок памяти работает в соответствии по следующей общей схемой его взаимодействия с непосредственно связанными с ним блоками. В режиме Н₁ по поступающим на его первый вход с первого выхода блока программного управления 15 соответствующим командам описываемый блок памяти принимает через его второй вход с выхода второго блока ввода информации 4 библиотеку ПМ обеспечения работы программно реализуемых блоков тренажера и соответствующие АД. Эта информация через второй выход описываемого блока памяти по соответствующим командам блока программного управления 15 выдается на его четвертый вход. Через первый вход описываемого блока принимаются и записываются в соответствующие им зоны поступающие с первого выхода блока программного управления 15 результаты преобразования им АД в УД и КД. В режимах Н₂... Н₃ эти данные выдаются блоку программного управления 15, а от него в режиме H₄ принимаются подлежащие протоколированию результаты работы тренажера. В режиме H₅ эти же данные через второй выход описываемого блока выдаются блоку программного управления 15 для формирования протокола работы тренажера на выходе блока вывода информации 5. Описываемый блок памяти в техническом плане может быть выполнен на базе серийно выпускаемых оперативных запоминающих устройств, функциональные возможности и характеристики которых подробно описаны в ряде названных выше источников. Конструктивно эти запоминающие устройства могут входить в состав устройств и ресурсов памяти центральной ЭВМ предлагаемого тренажера.

Пульт обучаемого 14, имеющий логический номер (код) w, w∈ [1... W] , предназначен для обеспечения возможности соответствующему обучаемому осуществлять его учебно-тренировочную деятельность с помощью постоянных или заменяемых ПМ путем приема от коммутатора пультов 2 адресованных данному пульту сообщений, содержащих, в частности, необходимые для его работы ПМ, формирования КИМ, соответствующих содержащимся в них КУТЗ, с использованием данных, поступающих от блока воспроизведения мультимедийной информации 10, регистрации принимаемого обучаемым решения и временных параметров процесса его принятия, формирования и выдачи первому распределителю кодов 17 инициативных и ответных сообщений, а формирователю управляющих импульсов 18 - значения содержащегося в них параметра μ . Инициативные сообщения соответствующего обучаемого содержат запросы на выдачу ему соответствующих выполняемому КУТЗ дополнительных программно-технических и учебно-справочных сведений g3_Rswƒ в сфере использования конкретной рассматриваемой СУ ДО, необходимых для его успешного выполнения. Для различения ответных и инициативных сообщений используется параметр (признак) μ , принимающий значения μ =1 ("решение"), если формируется ответное сообщение, и значение μ =2 ("запрос"), если формируемое сообщение является инициативным. По каждому сообщению пультом обучаемого 14 формирователю управляющих импульсов 18 выдается только значение содержащегося в нем параметра μ , а первому распределителю кодов 17 - значения и остальных параметров. При μ =1 ("решение") таковыми являются код (номер) r_Rswƒ принятого соответствующим обучаемым решения, величина затраченного им на выполнение соответствующего КУТЗ времени Δ t_Rswƒ и, возможно, другие полученные при этом результаты, т.е. массив Y_Rswƒ . При μ =2 ("запрос") других параметров в сообщении нет. Пульт обучаемого 14 структурно идентичен пульту обучающего 1 и содержит такие же функциональные узлы, соединенные друг с другом такими же связями. Отличия между пультом обучаемого 14 и пультом обучающего 1 заключаются в наличии у пульта обучаемого 14 дополнительного (второго) входа для обеспечения соответствующего обучаемого данными, выдаваемыми ему блоком воспроизведения мультимедийной информации 10 (на фиг.2 этот вход показан пунктиром), дополнительного (второго) выхода для подключения к соответствующему входу формирователя управляющих импульсов 18 (на фиг.2 этот выход также показан пунктиром), а также в программном обеспечении входящих в состав пультов соответствующих программируемых управителей 26. Функциональное назначение программируемого управителя 26 пульта обучаемого 14 полностью определяется составом постоянных и заменяемых ПМ обеспечения деятельности обучаемого. В отличие от рассмотренного выше функционирования в составе пульта обучаемого 1 программируемого управителя 26 в данном случае в процессе функционирования тренажера этот функциональный узел принимает поступающее с соответствующего второго выхода коммутатора пультов 2 сообщение, записывает содержащиеся в них ПМ и подлежащие выполнению с их помощью КУТЗ в соответствующие зоны запоминающего устройства 31, принимает поступающие от блока воспроизведения мультимедийной информации 10 данные, формирует с помощью соответствующих ПМ КИМ, описывающие требующие оперативного вмешательства соответствующего оператора КИС, применительно к которым обучаемый должен принимать соответствующие решения, выдает формируемые КИМ на устройства отображения 31 и 32, регистрирует с помощью таймера 29 момент времени t1_Rswƒ выдачи w-му обучаемому всей информации, необходимой ему для выполнения с использованием клавиатур 27, 28 и формирователя кодов данных и команд 30 ƒ -го КУТЗ при реализации s-го сценария подготовки в основном режиме Н_R работы тренажера, а также момент времени t2_Rswƒ принятия соответствующего отрабатываемой КИС решения и ввода его кода (номера) r_Rswƒ определяет в соответствии с выражением (7) затраченное обучаемым на выполнение КУТЗ по отработки данной КИС значение времени Δ t_Rswƒ . Это значение в общем случае включает также затраты времени на формирование, отправку инициативного сообщения с признаком "запрос" (параметр μ =2), ожидание запрашиваемых дополнительных сведений g3_Rswƒ , их получение и использование. В инициативное сообщение включается только параметр μ , а в ответное с признаком "решение" (параметр μ =1), кроме того, - код (номер) r_Rswƒ принятого решения, код (значение) затраченного времени Δ t_Rswƒ , а также другие полученные при выполнении соответствующего КУТЗ результаты. При их наличии в ответное сообщение с параметром μ =1 может быть включен соответствующий массив Y_Rswƒ данных. Сформированное сообщение передается на соответствующий описываемому пульту третий вход первого распределителя кодов 17, а значение параметра μ - еще и на соответствующий описываемому пульту вход формирователя управляющих импульсов 18. Как и пульт обучающего 1, пульт обучаемого 14 также может быть выполнен на базе типовой ПЭВМ, оснащаемой необходимыми для ее работы постоянными и заменяемыми ПМ обеспечения деятельности обучаемого оператора СУ ДО.

Блок программного управления 15 является центральным блоком (функциональным узлом, элементом) предлагаемого тренажера, непосредственно или через посредство других блоков управляющим всеми его другими блоками и функциональными узлами во всех режимах работы, а также процессом функционирования тренажера в целом. Блок программного управления 15 может быть выполнен на основе процессора и элементов оперативной памяти центральной ЭВМ предлагаемого тренажера, оснащенной необходимой для его функционирования библиотекой ПМ, создаваемой заранее и размещаемой на внешнем носителе информации, вставляемом перед началом работы тренажера во второй блок ввода информации 4. Помимо процессора и элементов оперативной памяти в состав центральной ЭВМ тренажера должны входить все необходимые стандартные системные устройства (монитор, клавиатура, манипулятор типа "мышь" и т.п., а также интерфейсные элементы сопряжения с функциональными блоками и узлами тренажера). Названные и, возможно, другие стандартные системные устройства ЭВМ непосредственно не относятся к числу показанных на фиг.1 функциональных блоков (узлов) предлагаемого тренажера, так как они предназначены для выполнения соответствующими лицами технического персонала вспомогательных операций: технического обслуживания тренажера и его поддержания в работоспособном состоянии. Вместе с тем, некоторые функциональные возможности названных и других системных устройств центральной ЭВМ предлагаемого тренажера могут использоваться и при осуществлении процесса функционирования блока программного управления 15 и тренажера в целом. В частности, центральная ЭВМ тренажера и входящие в ее состав системные устройства территориально могут располагаться в непосредственной близости от оборудования пульта обучающего 1 и составлять основу его построения. Принимая во внимание, что описываемый блок занимает особое положение в структуре тренажера, что подчеркивается его увеличенным по сравнением с другими изображением на фиг.1, и имея в виду, что алгоритм функционирования блока программного управления 15 с использованием указанной библиотеки ПМ в значительной степени связан с алгоритмами работы других рассмотренных выше и пока еще не рассмотренных функциональных блоков (узлов) предлагаемого тренажера, процесс функционирования описываемого блока для исключения дублирования соответствующих описаний рассмотрим ниже в контексте изложения алгоритма работы тренажера в целом во всех режимах, учитывая при этом приведенные описания остальных его функциональных блоков (узлов).

Блок совпадений 16 предназначен для приема в режиме Н₃, кодов моментов текущего времени tt_R работы тренажера и времени t0_Rswƒ , поступающих соответственно с первого выхода программируемого таймера 21 и с пятого выхода блока программного управления 15, сравнения этих кодов и выдачи блоку приоритета 20 соответствующих совпадающим моментам времени логического номера w∈ [1... W] пульта обучаемого 14 и номера ƒ предназначенного для него набора q_Rswƒ ИД, характеризующих КИС, соответствующую ƒ -му, ƒ =1... F_0Rsw(t_M), КУТЗ, подлежащему выдаче на этот пульт блоком программного управления 15 (через коммутатор пультов 2). Блок совпадений 16 содержит первый входной регистр 57, второй входной регистр 58, третий входной регистр 59, схему сравнения 60, схему копирования 61 и выходной регистр 62, соединенные, как показано на фиг.7. В процессе функционирования тренажера первые два входных регистра описываемого блока принимают поступающие от блока программного управления 15 коды номера w пульта обучаемого 14, номера ƒ набора q_Rswƒ подлежащих выдаче ему ИД и соответствующего им момента времени t0_Rswƒ их выдачи на первый вход блока приоритета 20. При этом коды номеров w и ƒ записываются блоком программного управления 15 через его пятый выход в первый входной регистр 57, а код момента времени t0_Rswƒ - во второй входной регистр 58. В третий входной регистр 59 с первого выхода программируемого таймера 21 постоянно записывается код текущего времени t_тек работы тренажера в текущем основном режиме Н₃, т.е. tt_R=t_тек Схема сравнения 60 сравнивает коды t0_Rswƒ и tt_R, находящиеся во втором 58 и в третьем 59 входных регистрах соответственно. При их совпадении на выходе схемы сравнения 60 вырабатывается импульс, по которому срабатывает схема копирования 61, перенося находящиеся в первом входном регистре 57 коды номера w пульта обучаемых 14 и номера ƒ набора q_Rswƒ ИД в соответствующий выходу описываемого блока его выходной регистр 62, откуда указанные коды поступают на первый вход блока приоритета 20.

Первый распределитель кодов 17 предназначен для приема информации от пульта обучающего 1, от программируемого таймера 21, от пультов обучаемых 14 и от блока программного управления 15, а также для распределения принятых кодов (данных) между вторым распределителем кодов 22 и вторым блоком памяти 25. В процессе функционирования тренажера от пульта обучающего 1 принимаются его команды и содержащиеся в них данные, в частности, скорректированные стартовые значения всех необходимых для работы тренажера системных параметров, от блока программного управления 15 - номер R режима, номер s сценария подготовки, номер w пульта обучаемого 14, которому этим блоком выдано КУТЗ, номер ƒ этого задания и соответствующий названным номерам набор d_Rswƒ КД, от w-го пульта обучаемого 14 - сообщение, всегда содержащее параметр μ , а при μ =1 ("решение") еще и код (номер) r_Rswƒ принятого решения, величину затраченного им на выполнение соответствующего КУТЗ времени Δ t_Rswƒ и, возможно, другие полученные при этом результаты, т.е. массив Y_Rswƒ , а от программируемого таймера 21 - код (значение) tt_R=t_тек текущего времени в текущем режиме. Второму распределителю кодов 22 описываемым блоком выдаются код текущего времени tt_R, данные, поступающие от пульта обучающего 1, запросы и решения обучаемых и соответствующие номера w пультов обучаемых 14, а также, возможно, другие полученные ими результаты выполнения соответствующих КУТЗ, т.е. массив Y_Rswƒ . Второму блоку памяти 25 выдаются данные, поступающие от блока программного управления 15 и от пультов обучаемых 14, а именно: номер R режима, номер s сценария подготовки, номер w пульта обучаемого 14, которому выдано КУТЗ, номер f задания, а из соответствующего этим номерам набора d_Rswƒ КД - значение норматива реального времени Δ τ _Rswƒ принятия решения и номер ρ _Rswƒ правильного решения, а также код (номер) r_RSwƒ принятого решения и значение (код) времени Δ t_Rswƒ , затраченного соответствующим обучаемым на его принятие. Первый распределитель кодов 17 содержит первый входной буферный регистр 63, входной регистр 64, W вторых входных буферных регистров 65, третий входной буферный регистр 66, распределитель данных 67, первый выходной буферный регистр 68 и второй выходной буферный регистр 69, соединенные, как показано на фиг.8. В процессе функционирования тренажера в первый входной буферный регистр 63 от пульта обучающего 1 поступают его команды и содержащиеся в них данные, во входной регистр 64 от программируемого таймера 21 - коды текущего времени tt_R=t_тек, в W вторых входных буферных регистров 65 от соответствующих пультов обучаемых 14 - их сообщения, а в третий входной буферный регистр 66 от блока программного управления 15 - текущий номер (код) R режима, номер (код) s сценария подготовки, номер (код) w пульта обучаемого 14, которому выдано КУТЗ, номер (код) ƒ задания и соответствующий названным номерам набор d_Rswƒ КД. Распределитель данных 67 пересылает названные данные из входных регистров в выходные. При этом в первый выходной буферный регистр 68 записываются значение (код) текущего времени tt_R=t_тек, команды от пульта обучающего 1 и содержащиеся в них данные или запросы от пультов обучаемых 14, а во второй выходной буферный регистр 69 - текущий номер (код) R режима, номер (код) s сценария подготовки, номер (код) w пульта обучаемого 14, которому выдано КУТЗ, номер (код) ƒ задания, а из соответствующего этим номерам набора d_Rswƒ КД - значение норматива реального времени Δ τ _Rswƒ принятия решения и номер (код) ρ _Rswƒ правильного решения, а также код (номер) r_Rswƒ принятого решения и значение (код) времени Δ t_Rswƒ , затраченного соответствующим обучаемым на его принятие.

Формирователь управляющих импульсов 18 предназначен для приема от пультов обучаемых 14 содержащихся в их сообщениях значений параметров μ , их анализа и преобразования в соответствующие управляющие коды, а также для выдачи этих кодов второму распределителю кодов 22. Формирователь управляющих импульсов 18 содержит W двухбитовых входных регистров 70, анализатор-преобразователь 71, выходной регистр 72 и схему копирования 73, соединенные, как показано на фиг.9. В процессе функционирования тренажера двухбитовые входные регистры 70 запоминают и кратковременно хранят поступающие со вторых выходов соответствующих пультов обучаемых 14 значения параметра μ . Анализатор-преобразователь 71 последовательно опрашивает состояния двухбитовых входных регистров 70, выявляя те из них, которые в момент опроса имеют ненулевые значения. Применительно к каждому такому двухбитовому входному регистру 70 анализатор-преобразователь 71 определяет его номер w, присваивает этому номеру знак (признак) ξ ="+" если значение хранящегося в нем параметра μ равно "1" ("решение") или знак (признак) ξ ="-" если μ =2 ("запрос"), записывает полученный таким образом управляющий код ξ w в выходной регистр 72, очищает (обнуляет) обработанный двухбитовый входной регистр 70 и выдает управляющий импульс на вход схемы копирования 73. По этому импульсу схема копирования 73 выдает записанный в выходной регистр 72 управляющий код ξ w на выход описываемого формирователя управляющих импульсов, с которого этот код поступает на второй вход второго распределителя кодов 22.

Блок отображения информации коллективного пользования 19 предназначен для отображения поступающей от блока программного управления 15 в соответствующем виде (текстовом, табличном, графическом и т.п.) информации, хранящейся в первом 23 и третьем 13 блоках памяти. Описываемый блок может быть выполнен на основе серийно выпускаемых промышленностью программно управляемых (в данном случае - блоком программного управления 15) больших жидкокристаллических экранов (панелей), позволяющих оперативно отображать разнообразные текстовые и графические (картографические) данные в черно-белом, цветном, плоском и объемном виде.

Блок приоритета 20 предназначен для приема от блока совпадений 16 (только в режиме H₃), программируемого таймера 21 и второго распределителя кодов 22 запросов на прерывание работы блока программного управления 15, содержащихся в этих запросах данных, формирования системных заявок на их обработку и их выдачи блоку программного управления 15 по соответствующим сигналам прерывания его работы. От блока совпадений 16 принимается логический номер w∈ [1... W] пульта обучаемого 14 и номер ƒ предназначенного ему набора q_Rswƒ ИД, характеризующего ƒ -е,ƒ =1... F_0Rsw(t_M), подлежащее выдаче на этот пульт КУТЗ, от программируемого таймера 21 - время т_пр=t_тек формирования очередной системной заявки, а от второго распределителя кодов 22 - очередная команда обучающего или очередной управляющий код ξ w. По этим данным описываемым блоком формируются запросы на прерывания работы блока программного управления 15 и выдачу ему данных в соответствии с приоритетами обслуживаемых блоков. Описываемый блок содержит первый входной регистр 74, второй входной регистр 75 и третий входной регистр 76, контроллер прерываний 77 и выходной регистр 78, соединенные, как показано на фиг.10. В процессе работы тренажера первый 74, второй 75 и третий 76 входные регистры принимают соответствующие коды от блока совпадений 16 (только в режиме H₃), программируемого таймера 21 и второго распределителя кодов 22 соответственно, контроллер прерываний 77 анализирует состояния входных регистров, формирует сигналы прерывания работы блока программного управления 15 и выдает их ему в соответствии с их приоритетами через выходной регистр 78 вместе с данными, поступившими от указанных блоков.

Программируемый таймер 21 предназначен для приема от блока программного управления 15 и выполнения команд "Задание начального времени" (C₂₀) t_нач и "Задание времени прерывания" (С₂₁) t_пр формирования текущего времени t_тек и выдачи его блоку совпадений 16 (только в режиме H₃) и первому распределителю кодов 17, а t_тек и сигнала о необходимости прерывания работы блока программного управления 15 - блоку приоритета 20. Программируемый таймер 21 содержит входной регистр 79, первый счетчик 80, второй счетчик 81, первый выходной регистр 82, второй выходной регистр 83, управитель 84 и генератор тактовых импульсов 85, соединенные, как показано на фиг.11. В процессе функционирования тренажера входной регистр 79 принимает от блока программного управления 15 поступающее с командой С₂₀ начальное значение времени t_нач, а с командой С₂₁ - заданное время t_пр, прерывания его работы через блок приоритета 20, первый счетчик 80 отсчитывает время, оставшееся до заданного t_пр, второй счетчик 81 отсчитывает текущее время t_тек, первый выходной регистр 82 выдает блоку приоритета 20 значение времени t_тек и сигнал о необходимости прерывания работы блока программного управления 15, второй выходной регистр 83 выдает блоку совпадений 16 (только в режиме H₃) и первому распределителю кодов 17 текущее время t_тек. Управитель 84 управляет счетчиками и выходными регистрами с использованием упомянутых данных, поступающих от блока программного управления 15 через входной регистр 79, и тактовых импульсов, выдаваемых их генератором 85. Это осуществляется следующим образом. Каждое поступившее от блока программного управления 15 значение кода времени преобразуется управителем 84 в двоично-восьмеричный код с ценой младшего разряда, равной периоду выдачи импульсов генератором 85. Первое полученное таким образом значение tt_R рассматривается как начальное значение текущего времени t_тек в текущем режиме работы тренажера и записывается во второй счетчик 81, а каждое последующее - как ближайшее время прерывания t_пp работы блока программного управления 15 и используется для переустановки первого счетчика 80 путем записи в него разности между полученным значением и текущим состоянием второго счетчика 81. По каждому поступившему от генератора 85 импульсу управитель 84 увеличивает на "1" значение второго счетчика 80, переносит результат во второй выходной регистр 83, выдавая тем самым текущее время блоку совпадений 16 и первому распределителю кодов 17, и уменьшает на "1" значение первого счетчика 80. При получении в этом счетчике нулевого значения управитель 84 записывает в первый выходной регистр 82 код текущего времени t_тек и сигнал блоку приоритетов 20 о необходимости прерывания работы блока программного управления 15.

Второй распределитель кодов 22 предназначен для приема данных от первого распределителя кодов 17 и управляющих кодов от формирователя управляющих импульсов 18, а также для распределения принимаемых кодов (данных) между первым блоком памяти 23, блоком приоритета 20 и блоком контроля действий обучаемых 24. В процессе функционирования тренажера от первого распределителя кодов 17 принимаются значение (код) текущего времени tt_R=t_тек, команды обучающего и содержащиеся них данные, запросы и решения обучаемых и номера (коды) w их пультов, другие полученные ими результаты, т.е. массив Y_Rswƒ , а от формирователя управляющих импульсов 18 - управляющие коды ξ w, каждый из которых содержит признак ξ ="+" ("решение") или ξ ="-" ("запрос") и номер (код) w пульта обучаемого 14, от которого поступило соответствующее сообщение. В результате распределения этих данных первому блоку памяти 23 выдаются код текущего времени tt_R=t_тek, данные, поступающие в соответствующих командах обучающего, а также другие полученные обучаемым результаты - массив Y_Rswƒ , блоку приоритета 20 - коды команд обучающего, запросов обучаемых и номеров w пультов обучаемых 14, которые запросили дополнительные сведения, а блоку контроля действий обучаемых 24 - управляющие коды ξ w с номерами w пультов обучаемых 14, принявших решения, т.е. при ξ ="+". Второй распределитель кодов 22 содержит входной буферный регистр 86, входной регистр 87, распределитель данных 88, выходной буферный регистр 89, первый выходной регистр 90 и второй выходной регистр 91, соединенные, как показано на фиг.12. В процессе функционирования тренажера входной буферный регистр 86 принимает от первого распределителя кодов 17 команды обучающего и содержащиеся в них данные, запросы обучаемых и номера (коды) w пультов, на которых обучаемыми приняты решения с номерами (кодами) r_Rswƒ , другие полученные при этом результаты (массив Y_Rswƒ ), а входной регистр 87 принимает от формирователя управляющих импульсов 18 управляющие коды ξ w. Распределитель данных 88 пересылает принятые данные в выходные регистры. При этом в выходной буферный регистр 89 записываются код текущего времени tt_R=t_тек, содержащиеся в командах обучающего данные и другие полученные обучаемым результаты (массив Y_Rswƒ ), в первый выходной регистр 90 - коды команд обучающего, запросов обучаемых и номеров w пультов обучаемых 14, запросивших дополнительные сведения, а во второй выходной регистр 91 - коды номеров w пультов обучаемых 14 с признаком ξ ="+" ("решение").

Первый блок памяти 23 предназначен для приема и хранения данных, поступающих от второго распределителя кодов 22, и результатов, поступающих от блока контроля действий обучаемых 24, для выдачи ему необходимых для работы данных, а также для выдачи результатов, текущего времени tt_R=t_тек и других данных блоку программного управления 15. В структурном отношении описываемый блок может быть выполнен как состоящий из трех соответствующих режимам Н₁, Н₂ и Н₃ зон А, Б и В оперативной памяти в общем случае с автономной адресацией, предназначенных для приема и хранения соответственно:

А) поступающих в режиме Н₁ от второго распределителя кодов 22 значений системных параметров; Б) поступающих в режиме H₂ от блока контроля действий обучаемых 24 результатов его работы; В) поступающих в режиме Н₃ от этого же блока результатов его работы. Первая из названных зон памяти частично может быть организована, например, в виде сплошного массива запоминающих элементов для хранения поступающих от второго распределителя кодов 22 откорректированных обучающим стартовых значений таких системных параметров, как t₀, T, Δ t₀, M, W, A_w, R, H_R, S_R, tt_R, J, m для всех возможных значений индексных переменных w, R и j. Для других системных параметров более предпочтительной формой организации памяти является ее представление в виде совокупности трехмерных и двумерных соответствующим образом индексируемых массивов для хранения значений соответствующих переменных. Помимо индекса R, указывающего на все три зоны описываемого блока памяти, такие массивы имеют еще несколько индексов, используемых для идентификации данных, соответствующих ƒ -му, ƒ =1... F_1Rsw(t_M), КУТЗ, выполняемому w-м, w=1... W, обучаемым при отработке s-гo, s=1... S_R, сценария подготовки в соответствующем режиме работы тренажера. Такой переменной являются, прежде всего, коэффициенты β _Rswƒ важности решений, принимаемых соответствующими обучаемыми, а также ряд других системных параметров-переменных, имеющих статус АД (ψ _0jRs, F_0Rsw(t_M), F_2Rsw(t_m), α _Rsw). В виде совокупности трехмерных и двумерных соответствующим образом индексируемых массивов для хранения соответствующих переменных могут быть организованы и две другие зоны описываемого блока памяти. Прежде всего, речь идет о переменных-признаках своевременности σ _Rswƒ , и правильности δ _Rswƒ принятых решений, значения которых поступают от блока контроля действий обучаемых 24, о полученных обучаемыми дополнительных результатах - массиве Y_Rswƒ , значения которых поступают от второго распределителя кодов 22, о переменных для хранения значений вычисляемых в блоке контроля действий обучаемых 24 в соответствии с выражениями вида (12)-(14) для показателей их индивидуальной подготовленности, а также о переменных для хранения значений вычисляемых в этом же блоке в соответствии с выражениями вида (15)-(17) для показателей коллективной подготовленности обучаемых. Описываемый блок может быть выполнен, в частности, и как содержащий вместо двух последних зон (Б и В) одну общую зону памяти, используемую в обоих основных режимах работы тренажера. Однако при этом исключается представляющая практический интерес возможность поочередной реализации режимов индивидуальной и коллективной подготовки обучаемых с переходом из одного в другой в течение одного занятия без прекращения процессов накопления и анализа получаемых в этих режимах результатов. В процессе функционирования тренажера описываемый блок памяти работает в соответствии по следующей основанной на использовании текущих значений переменных-индексов R, s, w, ƒ общей схемой его взаимодействия с непосредственно связанными с ним блоками. От второго распределителя кодов 22 с его первого выхода в описываемый блок через его первый вход поступают текущее время tt_R=t_тек, откорректированные обучающим стартовые значения всех названных выше системных параметров, а также другие полученные обучаемым результаты (массив Y_Rswƒ ). Через первый выход описываемого блока и первый вход блока контроля действий обучаемых 24 последнему выдаются текущие значения переменных R, s, w, ƒ , необходимые для идентификации данных, используемых в нем при вычислении значений признаков своевременности σ _Rswƒ и правильности δ _Rswƒ принятого решения, а также для вычисления значений используемых показателей подготовленности обучаемых, а с его выхода через второй вход описываемого блока принимаются результаты указанных вычислений. Блоку программного управления 15 на его второй вход описываемым блоком через его второй выход выдаются текущее время tt_R=t_тек и все хранящиеся данные (результаты) для их последующего преобразования в соответствующие форматы для выдачи блоку отображения информации коллективного пользования 19 и блоку вывода информации 5 для формирования результирующего протокола работы тренажера (выходного документа). В техническом плане первый блок памяти 23 может быть выполнен на базе серийно выпускаемых оперативных запоминающих устройств, функциональные возможности и характеристики которых подробно описаны в ряде названных выше источников. Конструктивно эти запоминающие устройства могут входить в состав устройств и ресурсов памяти центральной ЭВМ предлагаемого тренажера.

Блок контроля действий обучаемых 24 предназначен для выполнения поступающей от блока программного управления 15 команды "Настройка блока" (С₂₂), для обработки с использованием необходимых для этого соответствующих ПМ управляющих кодов и данных, поступающих от второго распределителя кодов 22, от первого 23 и второго 25 блоков памяти, для записи получаемых при этом результатов контроля действий обучаемых в первый блок памяти 23, а также для выполнения поступающих от блока программного управления 15 команд "Контроль действий" (С₂₃). Описываемый блок может быть выполнен на основе процессора и блоков памяти ПЭВМ, оснащаемой необходимыми для ее работы постоянными и заменяемыми ПМ. Блок-схема одного из возможных алгоритмов его работы представлена на фиг.13. В соответствии с этим алгоритмом блок контроля действий обучаемых 24 работает следующим образом (см. фиг.13). При поступлении с седьмого выхода блока программного управления 15 на четвертый вход данного блока очередной команды, прежде всего, проверяется, является ли она командой С₂₂ (92). Если результатом проверки является "да", то с помощью соответствующего ПМ реализуется процедура приема (93) с седьмого выхода блока программного управления 15 через четвертый вход описываемого блока всех необходимых для его работы ПМ, после чего - процедура подготовки их к работе (94) путем соответствующей настройки адресных кодов. Выполнение команды С₂₃ завершается переходом на "Выход" из описываемого алгоритма. В противном случае, т.е. если "нет", то выполняется команда С₂₂, параметром которой является номер m подинтервала исходного интервала Δ Τ , относительно которого необходимо провести соответствующие вычисления. При этом проверяется (95) наличие в буферной внутренней памяти (96) описываемого блока поступивших через его третий вход с третьего выхода второго распределителя кодов 22 подлежащих обработке управляющих кодов. Каждый такой поступивший код, представляющий собой снабженный признаком "решение" номер w пульта обучаемого 14, т.е. ξ w, где ξ ="+" далее ("да") используется для вычисления (по номеру w и поступающим от первого блока памяти 23 значениям переменных R, s и ƒ ) требуемого адреса в соответствующей зоне второго блока памяти 25 (97). Из нее считывается норматив реального времени Δ τ _Rswƒ принятия решения, номер (код) ρ _Rswƒ правильного решения, затраченное на выполнение ƒ -го КУТЗ время Δ _tRswƒ и код (номер) ρ _Rswƒ принятого решения (98). Далее по правилам (6) и (9) определяются значения признаков своевременности σ _Rswƒ и правильности δ _Rswƒ принятого решения, количество F_1Rsw(t_m) КУТЗ, выполненных w-м, w=1... W, обучаемым при отработке s-го, s=1... S_R, сценария подготовки в основном режиме Н_R работы тренажера к моменту времени t_m, считываемое из соответствующей зоны первого блока памяти 23, увеличивается на "1". Новое значение F_1Rsw(t_m) и полученные значения признаков σ _Rswƒ и δ _Rswƒ записываются через выход описываемого блока в соответствующую зону первого блока памяти 23 через его второй вход (99). Затем через первый вход описываемого блока из первого блока памяти 23 через его первый выход в определенном порядке считываются все данные, необходимые для вычисления значений ψ _jRsw(t_m) всех J используемых показателей индивидуальной и коллективной подготовленности (100), проводятся такие вычисления, а их результаты записываются в соответствующую зону первого блока памяти 23 через его второй вход (101). В частности, при использовании определяемых выражениями (12)-(14) показателей своевременности ψ _1Rsw(t_m) правильности ψ _2Rsw(t_m) и совокупной важности ψ _3Rsw(t_m) принятых отдельными обучаемыми решений и определяемых выражениями (15)-(17) показателей своевременности ψ _4Rs(t_m), правильности ψ _5Rs(t_m) и совокупной важности ψ _6Rs(t_m) принятых коллективом обучаемых решений соответствующие операции производятся в следующем порядке. Вначале считываются последние F_2Rsw(t_m) хранящиеся в соответствующей зоне первого блока памяти 23 значения σ _Rswƒ , δ _Rswƒ , β _{Rswƒ , ƒ} =F_3Rsw(t_m)... F_1Rsw(t_m). Далее искомые значения ψ _1Rsw(t_m), ψ _2Rsw(t_m), ψ _3Rsw(t_m) вычисляются по формулам (12)-(14), а результаты записываются в соответствующую зону первого блока памяти 23. Затем с использованием считываемых из этого блока памяти значений ψ _1Rsw(t_m), ψ _2Rsw(t_m), ψ _3Rsw(t_m) и α _Rsw, w=1... W, no формулам (15)-(17) вычисляются значения своевременности ψ _4Rs(t_m), правильности ψ _5Rs(t_m) и совокупной важности ψ _6Rs(t_m) принятых коллективом обучаемых решений, а полученные значения записываются в соответствующую зону первого блока памяти 23. Таким образом обновляются не только соответствующие w-му обучаемому значения ψ _1Rsw(t_m), ψ _2Rsw(t_m) и ψ _3Rsw(t_m) используемых показателей индивидуальной подготовленности, но и зависящие от них значения ψ _4Rs(t_m), ψ _5Rs(t_m) и ψ _6Rs(t_m) используемых показателей коллективной подготовленности обучаемых. Затем осуществляется переход к проверке наличия управляющих кодов в буферной внутренней памяти (96) описываемого блока. Если в результате этой проверки (95) установлено, что не обработанных управляющих кодов вида ξ w, где ξ ="+" в буферной внутренней памяти (96) описываемого блока больше нет, то управление передается на "Выход" из него.

Второй блок памяти 25 предназначен для приема и хранения данных, поступающих от первого распределителя кодов 17, а также для их выдачи блоку контроля действий обучаемых 24. В структурном отношении описываемый блок может быть выполнен как состоящий из двух соответствующих режимам Н₂ и Н₃ зон А и Б оперативной памяти в общем случае с автономной адресацией, предназначенных для хранения данных, поступающих соответственно в указанных режимах от первого распределителя кодов 17 и используемых блоком контроля действий обучаемых 24 при вычислении признаков своевременности σ _Rswƒ и правильности δ _Rswƒ принятого решения. Наиболее предпочтительной формой организации описываемого блока памяти также является его представление в виде совокупности трехмерных соответствующим образом индексируемых массивов для хранения данных, необходимых для вычисления значений этих признаков. Такими данными являются нормативы реального времени Δ τ _Rswƒ принятия решений, номерами ρ _Rswƒ правильных решений, коды r_Rswƒ принятых решений и затраченное на выполнение соответствующих КУТЗ время Δ t_Rswƒ . Описываемый блок может быть выполнен, в частности, и как содержащий вместо названных двух зон одну общую зону памяти, используемую в обоих основных режимах работы тренажера. Однако при этом, как уже отмечалось в контексте описания первого блока памяти 23, не обеспечивается возможность ситуационного перехода из одного режима в другой в течение одного занятия. В процессе функционирования тренажера описываемый блок памяти работает в соответствии со следующей общей схемой его взаимодействия с непосредственно связанными с ним блоками. После выдачи w-му обучаемому ƒ -го КУТЗ согласно s-му сценарию подготовки в основном режиме Н_R от первого распределителя кодов 17 принимаются значения переменных R, w, s, ƒ , а также соответствующие им норматив реального времени Δ τ _Rswƒ принятия решения и номер ρ _Rswƒ правильного решения, а после того, как указанное КУТЗ выполнено, от того же блока принимается код r_Rswƒ принятого обучаемым решения и затраченное им на отработку соответствующей ƒ -й КИС время Δ t_Rswƒ . Полученные значения Δ τ _Rswƒ , ρ _Rswƒ , r_Rswƒ и Δ t_Rswƒ заносятся в соответствующие индексам R, w, s, ƒ зоны и элементы памяти описываемого блока и лишь после этого выдаются на второй вход блока контроля действий обучаемых 24 для определения в нем значений признаков своевременности σ _Rswƒ и правильности δ _Rswƒ принятого решения и используемых показателей. Как и рассмотренные выше, описываемый блок памяти в техническом плане может быть выполнен на базе серийно выпускаемых оперативных запоминающих устройств, функциональные возможности и характеристики которых подробно описаны в ряде названных выше источников. Конструктивно эти запоминающие устройства также могут входить в состав устройств и ресурсов памяти центральной ЭВМ описываемого тренажера.

Учитывая изложенное, блок-схему общего алгоритма функционирования предлагаемого тренажера, соответствующую приведенным описаниям его функциональных блоков (узлов) 1... 25 и частных алгоритмов их работы, можно представить в виде, показанном на фиг.14. Так как алгоритмы работы отдельных блоков тренажера (за исключением блока программного управления 15) весьма подробно рассмотрены выше, при описании процесса его функционирования в целом основное внимание уделяется особенностям общего алгоритма, обусловленным, прежде всего, порядком и продолжительностью времени выполнения тех или иных действий (операций) соответствующими блоками тренажера под управлением его блока программного управления 15 в соответствующих режимах его работы с возможным участием лиц обслуживающего персонала.

С учетом этого замечания процесс функционирования предлагаемого тренажера охарактеризуем, начиная с момента поступления на третий (пусковой) вход его блока программного управления 15 внешней команды "Пуск" (С₀), подаваемой одним из лиц обслуживающего персонала тренажера путем включения соответствующей аппаратуры. По этой команде производится инициализация технических (аппаратурных и программных) средств тренажера путем автоматической очистки ("обнуления") его первого 23, второго 25 и третьего 13 блоков памяти, запоминающих регистров и всех локальных элементов памяти других блоков (узлов), загрузки в оперативную память центральной ЭВМ необходимых для работы блока программного управления 15 системных и постоянных ПМ. Далее с помощью загруженных ПМ выполняется процедура автоконтроля работоспособности этого блока. При этом оценивается состояние его локальных технических средств (запоминающих устройств, системной функциональной и алфавитно-цифровой клавиатур, системного устройства отображения информации, системного таймера и др.), идентифицируются и распределяются его локальные ресурсы, а также проверяется (контролируется) работоспособность и правильность реагирования на системные запросы всех непосредственно связанных с блоком программного управления 15 блоков (узлов) тренажера (элемент 102 на фиг.14). Такими блоками, как видно из фиг.1, являются, прежде всего, подключенные к первому выходу блока программного управления 15, но имеющие различные логические номера (коды) w коммутатор пультов 2 (w∈ [0... W] ), первый 3 (w=25), второй 4 (w=26) блоки ввода информации, блок вывода информации 5 (w=27), блок формирования аудиоинформации 7 (w=28), блок имитации возмущающих воздействий 8 (w=29), блок имитации объектов управления 9 (w=30) и третий блок памяти 13 (w=31), а также подключенные соответственно ко второму, третьему,... , девятому выходам блока программного управления 15 программируемый таймер 21, коммутатор пультов 2, блок формирования мультимедийной информации 12, блок совпадений 16, первый распределитель кодов 17, блок контроля действий обучаемых 24, блок ввода-вывода мультимедийной информации 11 и блок отображения информации коллективного пользования 19. Непосредственно взаимодействующими с блоком программного управления 15 и контролируемыми им являются также соединенные с его первым, вторым и четвертым входами соответственно блок приоритета 20, первый блок памяти 23 и третий блок памяти 13.

По окончании проверки (контроля) работоспособности названных непосредственно связанных с блоком программного управления 15 блоков (узлов) тренажера анализируется количество выявленных ошибок и неисправностей (103). При их наличии ("да") формируется и выдается на системное устройство отображения информации, используемое, в частности, лицами обслуживающего персонала тренажера, соответствующее диагностическое сообщение (104), а управление передается на "Выход" из описываемого алгоритма. В противном случае, т.е. если ошибок "нет", переменной R присваивается значение "1" и тем самым тренажер автоматически переходит во вспомогательный режим работы Н₁ - "Настройка тренажера". При этом производится начальная установка в исходное состояние всех задействованных в этом режиме блоков тренажера, используемых параметров и массивов для хранения данных (105).

Порядок дальнейшего функционирования перечисленных выше и остальных блоков тренажера в названном вспомогательном и других режимах его работы определяется, прежде всего, ранее рассмотренными внутренними командами C₁, С₂,... , С₂₃, формируемыми блоком программного управления 15 и выдаваемыми им следующим непосредственно управляемым блокам:

коммутатору пультов 2-C₁ ("Подключение пульта");

первому блоку ввода информации 3-С₂ ("Ввод описаний аудиоданных");

второму блоку ввода информации 4-С₃ ("Ввод библиотеки ПМ") и C₄, ("Ввод АД");

блоку вывода информации 5-C₅ ("Вывод информации");

блоку формирования аудиоинформации 7-C₆(, ("Настройка блока") и C₇ ("Преобразование аудиоданных");

блоку имитации возмущающих воздействий 8-С₈ ("Настройка блока") и С₉ ("Имитация воздействий");

блоку имитации объектов управления 9-C₁₀ ("Настройка блока") и С₁₁ ("Имитация");

третьему блоку памяти 13-C₁₂ ("Прием библиотеки ПМ"), С₁₃ ("Прием АД"), С₁₄ ("Выдача ПМ"), С₁₅ ("Выдача АД"), С₁₆, ("Прием ИД, УД, КД"), С₁₇ ("Выдача ИД, УД, КД)", C₁₈ ("Прием результатов"), C₁₉ ("Выдача результатов");

программируемому таймеру 21-С₂₀ ("Задание начального времени") и C₂₁ ("Задание времени прерывания");

блоку контроля действий обучаемых 24-С₂₂ ("Настройка блока") и С₂₃ ("Контроль действий").

Из этого перечня, в частности, видно, что наиболее интенсивный обмен информацией блок программного управления 15 осуществляет с третьим блоком памяти 13, с другими же блоками обмен имеет менее активный характер.

В режиме Н₁ работы тренажера под управлением блока программного управления 15 в соответствующие зоны третьего блока памяти 13 вводятся библиотека ПМ и АД. Это осуществляется путем формирования блоком программного управления 15 соответствующих команд С₃, С₄, С₁₂, С₁₃, их выдачи и исполнения вторым блоком ввода информации 4 и третьим блоком памяти 13 (106). Сформировав и выдав третьему блоку памяти 13 команду С₁₄, блок программного управления 15 принимает от него запрашиваемые ПМ и распределяет их между непосредственно или опосредованно связанными с ним другими блоками. При этом ПМ, обеспечивающие функционирование блока программного управления 15, принимаются им и используются по назначению непосредственно в данном блоке. Формируя и выдавая коммутатору пультов 2 на его первый вход команду С₁, а после чего на его второй вход - сообщение, содержащее, в частности, соответствующие ПМ, предназначенные для пультов обучающего 1 и обучаемых 14, блок программного управления 15 таким образом распределяет ПМ между всеми пультами. Путем формирования и выдачи команд C₆, С₈, С₁₀ и С₂₂, параметрами которых являются соответствующие ПМ, блок программного управления 15 выдает их блоку формирования аудиоинформации 7, блоку имитации возмущающих воздействий 8, блоку имитации объектов управления 9 и блоку контроля действий обучаемых 22. По мере поступления выдаваемых ПМ в перечисленные программно реализуемые блоки тренажера в каждом из них производится настройка ПМ путем соответствующей корректировки их адресных кодов (107).

Функционирование тренажера в описываемом вспомогательном режиме Н₁ продолжается путем формирования блоком программного управления 15 и выдачи первому блоку ввода информации 3 команды С₂ ввода описаний аудиоданных, блоку формирования аудиоинформации 7 - команды C₇ преобразования этих данных, а блоку имитации возмущающих воздействий 8 команды С₉ на формирование таких воздействий и их выдачу блоку формирования аудиоинформации 7. Выполнив команду C₇, блок формирования аудиоинформации 7 передает результаты своей работы через блок ввода-вывода мультимедийной информации 11 в третий блок памяти 13, в котором они записываются в соответствующую зону. Далее блок программного управления 15 формирует и выдает третьему блоку памяти 13 команду C₁₅, принимает поступающие в ответ на нее АД, обрабатывает их с помощью соответствующих ПМ, преобразовывая их в ИД, УД и КД. Определяемые при этом и включаемые в соответствующие наборы УД (5) данные учитывают затраты времени на доставку каждому обучаемому соответствующего сообщения через коммутатор пультов 2. Упорядочиваемая по возрастанию значений t0_Rswƒ моментов времени выдачи соответствующих КУТЗ w-му пульту обучаемому 14 результирующая последовательность образует временную диаграмму согласованной индивидуальной деятельности операторов СУ ДО по реализации соответствующего алгоритма коллективного выполнения множества их интеллектуальных и моторных функций. Для сохранения получаемых ИД, УД и КД блок программного управления 15 формирует и выдает третьему блоку памяти 13 команду C₁₆, по которой они записываются в соответствующие зоны этого блока памяти. Полученные ИД далее используются, в частности, блоком имитации объектов управления 9. Для инициирования соответствующего процесса блок программного управления 15 формирует и выдает блоку имитации объектов управления 9 соответствующую команду С₁₁. По этой команде этот блок с использованием ИД, поступающих от третьего блока памяти 13, и псевдослучайных чисел, формируемых блоком имитации возмущающих воздействий 8, с помощью соответствующих ПМ имитирует процессы функционирования объектов ДО и записывает получаемые результаты в соответствующие зоны третьего блока памяти 13 для их хранения и последующего использования в основных режимах работы тренажера (108).

Описываемый режим Н₁ продолжается путем формирования блоком программного управления 15 и выдачи третьему блоку памяти 13 команды C₁₇ на выдачу стартовых значений всех системных параметров, необходимых для работы тренажера в основных режимах. Приняв от третьего блока памяти 13 запрошенные данные, блок программного управления 15 формирует и выдает коммутатору пультов 2 команду С₁ на подключение пульта обучающего 1, формирует и выдает ему сообщение, содержащее стартовые значения всех необходимых для работы тренажера системных параметров. При этом на устройствах отображения информации пульта обучающего 1 формируются соответствующие КИМ, а обучающий производит корректировку представленных в них данных, вводя их требуемые значения или оставляя стартовые. Откорректированные таким образом значения системных параметров обучающим отправляются в виде соответствующих сообщений (через первый 17 и второй 22 распределители кодов) в первый блок памяти 23, где они размещаются в соответствующей зоне и массивах и откуда могут быть выбраны блоком программного управления 15 для использования по назначению (109).

Описываемый вспомогательный режим Н₁ работы тренажера завершается комплексной проверкой работоспособности всех W пультов обучаемых 14 и их готовности к работе в составе тренажера в основных режимах его функционирования. С этой целью блоком программного управления 15 формируются и выдаются коммутатору пультов 2 соответствующие команды С₁ на поочередное подключение каждого из W пультов обучаемых 14, для каждого из которых формируется и через коммутатор пультов 2 отправляется контрольное сообщение. Оно может содержать, в частности, предложение (задание) ввести персональную информацию соответствующего обучаемого (его категорию, фамилию, имя, отчество, пароль, номер учебной группы и т.п. данные). В соответствии с этим сообщением на устройствах отображения информации соответствующего пульта обучаемого 14 формируется соответствующая КИМ. Отрабатывая это задание, соответствующий обучаемый с использованием клавиатуры своего пульта обучаемого 14 формирует ответное сообщение и отправляет его в блок программного управления 15 через первый 17 и второй 22 распределители кодов, формирователь управляющих импульсов 18 и первый блок памяти 23 (110).

С целью информирования обучающего о полученных во вспомогательном режиме Н₁ работы тренажера результатах (в частности, о выполненной комплексной проверке работоспособности тренажера, о полученных от всех W пультов обучаемых 1 данных и о их готовности к работе в других режимах), а также для получения от обучающего номера R основного режима и номера s сценария подготовки обучаемых в режиме H₂ или Н₃,, блок программного управления 15 формирует и выдает коммутатору пультов 2 команду С₁ на подключение пульта обучающего 1, формирует и выдает ему соответствующее сообщение. С использованием содержащихся в нем данных на соответствующих устройствах отображения информации пульта обучающего 1 формируется соответствующая КИМ, обучающий принимает решение об основном режиме работы тренажера и, как и выше, отправляет соответствующее ответное сообщение в блок программного управления 15(111).

Далее блоком программного управления 15 анализируется тип (основной или вспомогательный) заданного обучающим режима режим работы тренажера (112). В случае задания одного из основных режимов при этом уточняется, какой именно основной режим задан: Н₂ - "Индивидуальная подготовка" или Н₃ - "Коллективная подготовка" (113). Применительно к заданному основному режиму независимо от того, какой режим ему предшествовал (Н₁, H₂ или Н₃,), далее производится начальная установка в исходное состояние всех задействованных в нем блоков тренажера, восстановление значений ранее использовавшихся параметров и массивов для хранения данных, в частности, времени tt_R работы тренажера соответственно в режиме H₂ (114) или в режиме H₂ (115). В случае задания режима H₂ при этом автоматически "обнуляются" значения коэффициентов α _Rsw, индивидуальной значимости каждого из W обучаемых операторов СУ ДО (4) в составе их коллектива при реализации любого из S_R сценариев подготовки, чем создается предпосылка к получению нулевых значений не актуальных в заданном режиме показателей коллективной подготовленности при их вычислении в блоке контроля действий обучаемых 24 в соответствии с выражениями вида (15)-(17). В противном случае, т.е. если задан режим H₃, такое "обнуление", разумеется, не производится, так как вычисление значений этих показателей, непосредственно свидетельствующих о степени достижения цели коллективной подготовки обучаемых, является одним из существенных отличий режима Н₃ от режима Н₂. Дальнейшее функционирование тренажера в этих режимах его работы на схеме фиг.14 представлено общими для них элементами алгоритма (116, 117, 118). Другие особенности и отличия основных режимов работы тренажера рассматриваются ниже в соответствующих контекстах их более детального описания.

Оба основных режима работы тренажера продолжаются запоминанием блоком программного управления 15 заданного обучающим номера s сценария подготовки в заданном основном режиме Н_R, R=2 3, заданием этим блоком значений временных параметров _тек=tt_R и t_пр=t_тек+Δ τ его работы в этом режиме, формированием соответствующих команд С₂₀ и С₂₁ и их выдачей программируемому таймеру 21. По этим командам в него загружаются эти данные и разрешаются прерывания по соответствующим сигналам от блока приоритета 20. Блок программного управления 15 переходит в состояние ожидания прерываний от возможных их источников и обработки таких прерываний (116).

В режиме H₂ источниками прерываний являются программируемый таймер 21 и второй распределитель кодов 22, а в режиме Н₃, - еще и блок совпадений 16. Обслуживание любого прерывания в этих режимах начинается с проверки блоком программного управления 15 принадлежности значения tt_R текущего времени работы тренажера текущему подинтервалу Δ t_m∈ Δ T. Если значение tt_R вышло за правую границу этого подинтервала, т.е. tt_R>t_m, что может произойти только после обработки этим блоком очередного прерывания от программируемого таймера 21, то путем формирования соответствующей заявки на обработку такого прерывания создаются необходимые предпосылки к выполнению блоком контроля действий обучаемых 24 его приуроченной к этому событию соответствующей функции по соответствующей команде С₂₃ блока программного управления 15 с одновременным определением номера следующего временного подинтервала процесса подготовки обучаемых путем увеличения на единицу его текущего номера m. В противном случае такая заявка блоком программного управления 15 не формируются и номер текущего подинтервала не увеличивается. Далее в этом же блоке производится идентификация источника, вызвавшего обрабатываемое прерывание, формируется и записывается в очередь соответствующая заявка с соответствующим приоритетом (высший, средний, низший). С учетом его значения далее поступившая заявка выбирается блоком программного управления 15 из очереди и соответствующим образом выполняется (117). Если выполненной была заявка, поступившая по прерыванию от программируемого таймера 21, и при этом установлено (118), что заданное время t_M=Т подготовки еще не истекло ("нет"), то состояние ожидания блоком программного управления 15 прерываний от их источников возобновляется передачей управления соответствующему элементу (117) описываемого алгоритма. В противном случае ("да") заданный режим работы тренажера блоком программного управления 15 завершается передачей управления соответствующему элементу (111) описываемого алгоритма для организации и осуществления обмена сообщениями с обучающим и получения от него данных для нового режима.

Если в результате анализа поступивших данных установлено (112), что обучающим задан один из вспомогательных режимов, то далее уточняется (119), какой вспомогательный режим задан: Н₅ - "Анализ подготовленности" или H₄ - "Вывод результатов". Применительно к заданному режиму H₄ далее в предположении, что в связи с истечением времени подготовки в предыдущем основном режиме работы в общем случае могут оказаться не обработанными последние управляющие коды и данные, поступившие в блок контроля действий обучаемых 24 от второго распределителя кодов 22, блоком программного управления 15 формируется и выдается блоку контроля действий обучаемых 24 команда С₂₃ на выполнение соответствующих действий (120). Далее блоком программного управления 15 из первого блока памяти 23 считываются все накопленные в нем результаты контроля действий обучаемых, включая и полученные при выполнении соответствующих КУТЗ дополнительные результаты Y_Rswƒ , формируются и выдаются третьему блоку памяти 13 команды C₁₈ на прием этих результатов для их хранения(121). Основные из этих результатов в виде соответствующих сообщений выдаются (через коммутатор пультов 2) на пульт обучающего 1 для их анализа и принятия решений (122). Работа в описываемом режиме H₄ завершается проверкой не актуальности режима Н₅, (123) и передачей управления соответствующему элементу (111) алгоритма, т.е. на организацию и осуществление обмена сообщениями с обучающим с целью получения от него данных для другого режима (если "да") или на начало (125) реализации заданного режима H₅ (если "нет"). Применительно к этому режиму проверяется (124), выполнялся ли непосредственно перед его заданием режим Н₄. Если не выполнялся ("да"), то управление передается на начало (120) реализации режима H₄. В противном случае выполняется заданный вспомогательный режим Н₅. При этом, выполняя формируемые и выдаваемые блоком программного управления 15 команды С₁₇ и С₁₉, третий блок памяти 13 выдает ему все хранящиеся в соответствующих зонах памяти подлежащие протоколированию АД, ИД, КД, УД и результаты работы тренажера (125). Эти данные и результаты преобразуются блоком программного управления 15 в соответствующие разделы выходного документа (126) и выдаются блоку вывода информации 5 (127). В результате реализации этого режима на накопителе данных на гибком или жестком магнитном или оптическом диске или непосредственно на бумажном рулоне печатающего устройства блока вывода информации 5 будет получен полный протокол работы тренажера, включающий все подлежащие протоколированию АД, ИД, КД, УД и результаты и являющийся результирующим документом за весь рассматриваемый интервал времени Δ T обучения (тренировки).

С целью более детального изложения общего алгоритма работы тренажера, иллюстрируемого фиг.14, рассмотрим основные особенности процессов его функционирования в основных режимах H₂ и Н₃.

Главная особенность режима H₂ состоит в том, что он организуется и осуществляется блоком программного управления 15 в виде совокупности из W+2 практически независимых основных замкнутых циклических (контурных) процессов Ω _w, w=0... W+1, сбора, обработки информации и управления. При этом процесс Ω ₀ обеспечивает деятельность обучающего, процессы Ω _w, w=1... W, - индивидуальную деятельность соответствующих обучаемых, а процесс Ω _w+1 непосредственно связан с функционированием программируемого таймера 21. В отличие от основных процессов Ω ₀ и Ω _w+1, которые описывают отдельные соответствующие им последовательности выполнения алгоритмов соответствующих блоков тренажера, процессы Ω _w, w=1... W, описываются одним общим для всех обучаемых контуром (последовательностью) частных алгоритмов и реализующих их блоков формирования соответствующих команд, их выдачи, выполнения и сохранения результатов.

Первый из названных основных циклических процессов Ω ₀ - информационное обеспечение деятельности обучающего - реализуется следующей замкнутой последовательностью задействованных в нем блоков (см. фиг.1): {"пульт обучающего 1", "первый распределитель кодов 17", "второй распределитель кодов 22", "параллельно работающие первый блок памяти 23 и блок приоритета 20", "блок программного управления 15", "коммутатор пультов 2", "пульт обучающего 1"}. В этом контуре обучающий периодически формирует запросы на выдачу пульту обучающего 1 или блоку отображения информации коллективного пользования 19 текущих результатов оценки подготовленности обучаемых, анализирует их, принимает соответствующие решения и реализует их в виде команд управления этим процессом, выполняемых другими блоками. Это осуществляется следующим образом. Обучающий формирует запрос блоку программного управления 15 на выдачу пульту обучающего 1 или блоку отображения информации коллективного пользования 19 сообщения, содержащего текущие результаты оценки подготовленности одного конкретного или нескольких обучаемых по одному конкретному или нескольким показателям. Это сообщение обучающим отправляется блоку программного управления 15 (через первый распределитель кодов 17, второй распределитель кодов 22, параллельно работающие первый блок памяти 23 и блок приоритета 20). По соответствующему сигналу прерывания от блока приоритета 20 блок программного управления 15 считывает из первого блока памяти 23 запрашиваемые данные, формирует соответствующее сообщение (или информационную модель) и отправляет его (или ее) пульту обучающего 1 (через коммутатор пультов 2 с его предварительной установкой в соответствующее положение с помощью команды С₁) или блоку отображения информации коллективного пользования 19. Получив и проанализировав это сообщение, обучающий запрашивает результаты оценки подготовленности других обучаемых, или по другим показателям, или принимает соответствующее решение по управлению процессом подготовки, например, задает номер (код) s другого сценария подготовки и отправляет его блоку программного управления 15 в виде команды для исполнения, или не предпринимает в течение определенного времени никаких действий, обдумывая сложившуюся в ходе подготовки ситуацию. Этот процесс информирования обучающего (а с помощью блока отображения информации коллективного пользования 19 - и обучаемых) о ходе подготовки, принятия им управляющих решений, их реализации и контроля результатов выполнения периодически повторяется по приведенной его общей схеме в течение всего времени подготовки. Заметим, что обучающий своим решением может задать и другой режим использования блока отображения информации коллективного пользования 19, в частности, путем автоматического обновления информационной модели в случае изменения значений отображаемых на ней текущих результатов подготовки.

Каждый из следующих W указанных выше основных циклических процессов Ω _w, w=1... W, обеспечивающих индивидуальную деятельность соответствующих обучаемых, реализуется следующей последовательностью задействованных в нем блоков (см. фиг.1): {"блок программного управления 15", "третий блок памяти 13", "блок программного управления 15", "коммутатор пультов 2", w-й "блок формирования видеоинформации 6", "блок ввода-вывода мультимедийной информации 11", "третий блок памяти 13", "блок программного управления 15", "блок формирования мультимедийной информации 12", "блок ввода-вывода мультимедийной информации 11", "блок воспроизведения мультимедийной информации 10", w-й "пульт обучаемого 14", "параллельно работающие первый распределитель кодов 17 и формирователь управляющих импульсов 18", "параллельно работающие второй распределитель кодов 22 и второй блок памяти 25", "параллельно работающие первый блок памяти 23, блок контроля действий обучаемых 24 и блок приоритета 20", "блок программного управления 15", "блок отображения информации коллективного пользования 19"}.

Применительно к реализуемому сценарию s индивидуальной подготовки w-го обучаемого в текущем режиме R работы тренажера эта последовательность блоков выполняется следующим образом. Процесс обработки информации в ней инициируется блоком программного управления 15, который формирует и выдает третьему блоку памяти 13 соответствующую команду C₁₇. Выполняя ее, третий блок памяти 13 выдает блоку программного управления 15 ИД, необходимые для формирования ƒ -го, ƒ =1... F_0Rsw(t_M), КУТЗ, а также соответствующий набор d_Rswƒ КД к этому КУТЗ. С использованием ИД блок программного управления 15 формирует и через коммутатор пультов 2 (с его предварительной установкой в соответствующее положение с помощью команды С₁) выдает w-му пульту обучаемого 14 очередное КУТЗ, w-му блоку формирования видеоинформации 6 - соответствующие ИД об объектах управления и среде на рабочем месте w-го обучаемого, а первому распределителю кодов 17 - номер R режима, номер s сценария подготовки, номер w пульта обучаемого 14, номер ƒ выданного ему КУТЗ, а также соответствующий набор d_Rswƒ КД для их последующей выдачи второму блоку памяти 25. Для обеспечения w-го обучаемого соответствующей выданному КУТЗ мультимедийной информацией блок формирования видеоинформации 6 с помощью соответствующих ПМ преобразует поступившие ИД в статические цифровые изображения соответствующих трехмерных сцен и выдает их блоку ввода-вывода мультимедийной информации 11. Этот блок передает поступившие данные третьему блоку памяти 13 для записи в соответствующие зоны. Далее блок программного управления 15 инициирует работу блока формирования мультимедийной информации 12, который считывает из соответствующих зон третьего блока памяти 13 видео- и аудиоданные, объединяет их в единый поток трехмерных мультимедийных данных и выдает их блоку ввода-вывода мультимедийной информации 11, который передает их w-му блоку воспроизведения мультимедийной информации 10. В этом блоке мультимедийные данные воспроизводятся с помощью входящих в его состав соответствующих средств создания ВР в виде трехмерной видео- и аудиоинформации о текущем состоянии внешней среды СУ ДО, среды на рабочем месте соответствующего обучаемого оператора и управляемых им ДО. Количественные характеристики текущего состояния моделируемых объектов и фрагменты воспроизводимой мультимедийной информации о них в виде двухмерных их проекций выдаются на соответствующие устройства отображения информации w-го пульта обучаемого 14, дополняя сформированную на них КИМ, характеризующую КИС, соответствующую выданному КУТЗ.

При возникновении у w-го обучаемого во время выполнения текущего задания трудностей с принятием правильного решения в этой КИС он может запросить необходимые ему соответствующие дополнительные сведения. Для этого обучаемый с помощью соответствующей клавиатуры формирует и отправляет блоку программного управления 15 (через первый 17, второй 22 распределители кодов, формирователь управляющих импульсов 18, первый блок памяти 23 и блок приоритета 20) сообщение с признаком "запрос", по которому блок приоритета 20 формирует сигнал прерывания работы блока программного управления 15. При обработке данного прерывания блок программного управления 15 с помощью формируемых соответствующим образом команд запрашивает у третьего блока памяти 13 и получает от него необходимые w-му обучаемому дополнительные сведения, формирует предназначенное для него соответствующее сообщение и отправляет его w-му пульту обучаемого 14 через коммутатор пультов 2 (с его предварительной установкой в соответствующее положение с помощью команды С₁). Получив дополнительные сведения и проанализировав их с учетом непрерывно воспроизводимой соответствующим блоком мультимедийной информации, обучаемый принимает соответствующее отрабатываемой КИС решение, формирует ответное сообщение с признаком "решение" блоку программного управления 15 и отправляет его тем же путем, что и запрос на дополнительные сведения. Это сообщение содержит все полученные обучаемым результаты, прежде всего, код принятого им решения и значение времени, затраченного на его принятие, включая время ожидания дополнительных сведений (если они запрашивались). Содержащиеся в этом сообщении данные поступают в первый блок памяти 23, в блок контроля действий обучаемых 24, в блок приоритета 20 и в конечном счете в виде сигнала прерывания - в блок программного управления 15. Поступившие в блок контроля действий обучаемых 24 данные обрабатываются в нем в соответствии с рассмотренным выше алгоритмом работы, а получаемые результаты записываются им в соответствующую зону первого блока памяти 23. По сигналу прерывания от блока приоритета 20 блок программного управления 15 в рассмотренном выше порядке формирует и выдает освободившемуся обучаемому очередное КУТЗ, сопровождаемое аналогично формируемой соответствующей мультимедийной информацией. При необходимости отображения текущих результатов подготовки описываемый циклический процесс завершается считыванием блоком программного управления 15 необходимых для этого данных из первого блока памяти 23, формированием соответствующей информационной модели и выдачей ее блоку отображения информации коллективного пользования 19.

Описанный циклический процесс реализации данного контура функционирования тренажера в рассматриваемом основном режиме его работы продолжается таким образом в течение всего заданного интервала времени.

Оставшийся из рассматриваемых основных циклических процессов Ω _W+1 - поддержание функционирования программируемого таймера 21 - реализуется следующим коротким замкнутым контуром задействованных в нем блоков (см. фиг.1): {"блок программного управления 15", "программируемый таймер 21", "блок приоритета 20", "блок программного управления 15"}. В этом контуре блоком программного управления 15 формируются, а программируемым таймером 21 и блоком приоритета 20 выполняются заявки на прерывание работы блока программного управления 15 для формирования заявок блоку контроля действий обучаемых 24, для анализа оставшегося времени до конца подготовки, определения времени очередного прерывания с помощью программируемого таймера 21, формирования и выдачи ему соответствующей команды. Заметим, что при необходимости в этот циклический процесс решением обучающего может быть включен и блок отображения информации коллективного пользования 19, который может обслуживаться с определенным периодом аналогично тому, как это описано выше в контексте обработки соответствующих запросов обучающего на отображение текущих результатов оценки подготовленности обучаемых.

Резюмируя изложенное, отметим, что не задействованным в рассмотренных циклических процессах является единственный блок предлагаемого тренажера - блок совпадений 16, используемый только в основном режиме Н₃.

При осуществлении описанного выше общего алгоритма функционирования тренажера в режиме Н₃ "Коллективная подготовка" реализуется весьма специфический процесс обеспечения коллективной подготовки обучаемых операторов типовых СУ ДО. Специфичность этого процесса обусловлена целью такой подготовки - формирование и отработка до автоматизма навыков согласованного (скоординированного, слаженного) выполнения соответствующим коллективом операторов индивидуальных алгоритмов их групповой деятельности в различных условиях, включая экстремальные, и режимах функционирования системы, включая парирование возмущающих воздействий естественного и искусственного происхождения на нее и на ее объекты управления.

В этой связи в режиме Н₃ дополнительно к рассмотренным выше W+2 практически независимым друг от друга основным замкнутым циклическим процессам сбора, обработки информации и управления реализуется еще один, W+3-й, интегрирующий (объединяющий) их циклический процесс Ω _W+2 - согласование (синхронизация) работы всех W пультов обучаемых 14 при выполнении ими индивидуальных алгоритмов при осуществлении их коллективной деятельности. Такая синхронизация осуществляется путем выдачи обучаемым подлежащих выполнению КУТЗ в соответствии со сформированной ранее в режиме Н₁ и реализуемой с помощью блока совпадений 16 и программируемого таймера 21 временной диаграммой функционирования тренажера в рассматриваемом режиме. Благодаря такой диаграмме совокупность W независимых в режиме Н₂ частных процессов обеспечения индивидуальной деятельности соответствующих обучаемых Ω _w, w=1... W, в режиме Н₃ становится согласованным процессом осуществления их коллективной учебной деятельности с применением предлагаемого тренажера. Соответствующий этому процессу Ω _W+2 контур реализуется следующей также весьма короткой замкнутой последовательностью задействованных в нем блоков (см. фиг.1): {"блок программного управления 15", "блок совпадений 16", "блок приоритета 20", "блок программного управления 15"}. В информационном отношении эта последовательность блоков обеспечивается третьим блоком памяти 13, хранящим в соответствующей его зоне все УД (5), необходимые для организации функционирования тренажера в режиме Н₃, в соответствии со сформированной временной диаграммой этого процесса.

Согласование (синхронизация) рассмотренных выше W частных процессов Ω _w, w=1... W, обеспечения индивидуальной деятельности обучаемых операторов СУ ДО в соответствии с любым возможным сценарием их коллективной подготовки осуществляется в режиме Н₃, следующим образом. Блок программного управления 15 на каждом цикле согласования выдает третьему блоку памяти 13 команду C₁₇ на выдачу очередного набора ранее сформированных УД (5). В ответ на эту команду третий блок памяти 13 выдает блоку программного управления 15 очередной такой набор, содержащий номер (код) w пульта обучаемого 14 и номер (код) ƒ КУТЗ, которое должно быть выдано соответствующему обучаемому в ближайший момент времени t0_Rswƒ , значение (код) которого также содержится в этом наборе, для обеспечения ему возможности своевременно выполнить его соответствующую индивидуальную функцию при реализации алгоритма коллективной деятельности операторов СУ ДО в соответствии с текущим сценарием. Блок программного управления 15 выдает этот набор блоку совпадений 16, который, получив эти данные, сравнивает содержащееся в них значение t0_Rswƒ с непрерывно поступающими от программируемого таймера 21 значениями текущего времени tt_R работы тренажера в режиме H₃ и в момент их совпадения выдает блоку приоритета 20 содержащиеся в отрабатываемом наборе УД (5) номер (код) w пульта обучаемого 14 и номер (код) ƒ предназначенного для него КУТЗ. Получив эти данные, блок приоритета 20 формирует сигнал прерывания работы блока программного управления 15 и выдает ему эти данные в соответствии с приоритетом их источника. Блок программного управления 15 использует полученные данные для формирования соответствующей заявки самому себе на выдачу w-му пульту обучаемых 14 ƒ -го КУТЗ и соответствующих необходимых для его выполнения мультимедийных данных. Выполнив эту заявку в соответствии с ее приоритетом, блок программного управления 15 инициирует тем самым описанный выше соответствующий частный процесс обеспечения индивидуальной деятельности w-го обучаемого в составе коллектива обучаемых операторов СУ ДО. Следующий за выполненным таким образом цикл синхронизации работы обучаемых в режиме Н₃ начинается формированием блоком программного управления 15 и выдачей третьему блоку памяти 13 очередной, аналогичной только что выполненной им команды выдать очередной набор УД (5), чем обеспечивается продолжение описываемого процесса согласования выполнения индивидуальных алгоритмов коллективной деятельности обучаемых операторов СУ ДО.

Из приведенного исчерпывающего описания предлагаемого тренажера следует, что он обладает существенно расширенными по сравнению с тренажером-прототипом функциональными возможностями. Это позволяет в полном объеме реализовать его назначение как виртуального тренажера коллектива операторов СУ ДО путем обеспечения возможности обучающему и обучаемым операторам каждой конкретной СУ ДО с использованием соответствующей открытой библиотеки ПМ совместно отрабатывать до требуемого уровня подготовленности обучаемых любые КУТЗ, соответствующие реальным интеллектуальным и моторным функциям операторов моделируемой СУ ДО. При использовании тренажера это достигается за счет пополнения указанной библиотеки ПМ путем включения в нее применяемых в моделируемых СУ ДО и специально разрабатываемых новых модулей, автоматического извлечения из этой библиотеки необходимые для выполнения конкретных функций обучаемых операторов СУ ДО ПМ и пересылки на пульты обучаемых 14 для последующего выполнения при отработке соответствующих КУТЗ. Функциональные возможности предлагаемого тренажера позволяют обеспечить требуемую адекватность условий осуществления деятельности обучаемых условиям профессиональной деятельности операторов любой конкретной СУ ДО, получать на этой основе требуемые значения ψ _0jRs, j=1... J, используемых показателей индивидуальной и коллективной подготовленности обучаемых, протоколировать ход процессов подготовки, а в конечном счете обеспечить возможность применения данного устройства при подготовке операторов широкого класса эргатических СУ ДО.

Реализация в полном объеме названных функциональных возможностей предлагаемого виртуального тренажера коллектива операторов СУ ДО при его создании является именно тем техническим результатом, который может быть получен при осуществлении данного изобретения. При его применении в качестве технического обеспечения индивидуальной и коллективной подготовки операторов конкретных СУ ДО обучающий получает возможность анализировать значения используемых показателей индивидуальной и коллективной подготовленности обучаемых в течение ряда прошедших моментов времени, судить о достигнутых уровнях индивидуальной и коллективной подготовленности обучаемых, о их соответствии требуемым уровням ψ _0jRs, j=1... J и принимать направленные на оптимизацию соответствующих процессов решения по управлению профессиональной подготовкой коллектива операторов СУ ДО в том или ином из основных режимов функционирования предлагаемого тренажера.

Резюмируя изложенное и принимая во внимание, что входящая в состав предлагаемого виртуального мультимедийного тренажера коллектива операторов СУ ДО его центральная ЭВМ в процессе его функционирования выполняет функции локального учебно-тренировочного сервера для подготовки до W=24 операторов типовых СУ ДО, что предъявляет повышенные требования к ее надежности, описание данного изобретения завершим формулированием ряда обоснованных в ходе проектной проработки технических путей создания промышленного образца этого тренажера и направленных на выполнение таких требований частных и общих практических рекомендаций по некоторым важным аспектам и особенностям его осуществления и применения. Одна из таких рекомендаций заключается в использовании в качестве первого 23, второго 25 и третьего 13 блоков памяти предлагаемого тренажера так называемых энергонезависимых запоминающих устройств, на длительное время сохраняющих записанные в них данные после выключения питания, что позволит многократно продолжать индивидуальную или коллективную подготовку обучаемых операторов после остановки (приостановки) соответствующего процесса по тем или иным организационным или техническим причинам. Другая рекомендация состоит в том, что в общем случае каждому эпизоду практического использования тренажера в соответствии с его назначением должен предшествовать программный контроль наличия всех необходимых для его работы системных и постоянных ПМ на соответствующем носителе информации входящего в состав центральной ЭВМ системного устройства ввода информации, а в случае их отсутствия - размещение (установка) соответствующих ПМ. В качестве такого устройства может использоваться как специально включаемое в состав центральной ЭВМ тренажера стандартное программно управляемое устройство считывания данных с гибкого или жесткого магнитного или оптического диска, так и каждый из двух входящих в состав тренажера блоков ввода информации. И, наконец, еще одна рекомендация состоит в использовании в качестве блока вывода информации 5 в случае его отказа по крайней мере одного из двух блоков ввода информации 3, 4. Это возможно при условии, что в составе тренажера в качестве по крайней мере одного из этих двух блоков используется пишущее, т.е. работающее и в режиме записи (вывода) устройство.

Осуществление организационных и технических мероприятий, соответствующих этим предложениям, обеспечит возможность не только многократного продолжения процесса индивидуальной и коллективной подготовки обучаемых после его прекращения по тем или иным причинам, но и существенного повышения устойчивости наиболее уязвимых блоков предлагаемого тренажера к воздействию типовых негативных факторов. В конечном счете это позволит обеспечить требуемую дидактическую и технико-экономическую эффективность применения предлагаемого тренажера при подготовке операторов типовых СУ ДО в рассматриваемых сферах деятельности.

Формула изобретения

Виртуальный мультимедийный тренажер коллектива операторов системы управления динамическими объектами, содержащий пульт обучающего, коммутатор пультов, два блока ввода информации, пульты обучаемых, блок программного управления, блок совпадений, два распределителя кодов, формирователь управляющих импульсов, блок приоритета, программируемый таймер, два блока памяти и блок контроля действий обучаемых, причем последовательно соединены программируемый таймер, блок совпадений, блок приоритета, блок программного управления, коммутатор пультов, пульт обучающего, первый распределитель кодов, второй распределитель кодов, первый блок памяти и блок контроля действий обучаемых, ко второму входу которого подключен выход второго блока памяти, вход которого соединен со вторым выходом первого распределителя кодов, второй вход которого соединен с первым выходом программируемого таймера, вход которого соединен со вторым выходом блока программного управления, а второй выход - со вторым входом блока приоритета, третий вход которого соединен со вторым выходом второго распределителя кодов, ко второму входу которого подключен выход формирователя управляющих импульсов, а к третьему выходу - третий вход блока контроля действий обучаемых, выход которого соединен со вторым входом первого блока памяти, второй выход которого соединен со вторым входом блока программного управления, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго блоков ввода информации, а его третий вход является первым (пусковым) входом устройства, вторым и третьим входами которого являются вторые входы первого и второго блоков ввода информации соответственно, при этом ко вторым выходам коммутатора пультов подключены первые входы соответствующих пультов обучаемых, первые выходы которых соединены с соответствующими третьими входами первого распределителя кодов, а вторые выходы - с соответствующими входами формирователя управляющих импульсов, отличающийся тем, что в него введены блок вывода информации, выход которого является выходом устройства, блоки формирования видеоинформации, блок формирования аудиоинформации, блок имитации возмущающих воздействий, блок имитации объектов управления, блоки воспроизведения мультимедийной информации, блок ввода-вывода мультимедийной информации, блок формирования мультимедийной информации, третий блок памяти и блок отображения информации коллективного пользования, причем первый выход блока программного управления соединен со входами блока вывода информации, блока имитации возмущающих воздействий, с первыми входами блока формирования аудиоинформации, блока имитации объектов управления и третьего блока памяти, второй и третий входы которого соединены с выходами второго блока ввода информации и блока имитации объектов управления соответственно, а первый и второй выходы - со вторым входом блока имитации объектов управления, третий вход которого соединен с первым выходом блока имитации возмущающих воздействий, и с четвертым входом блока программного управления, третий выход которого соединен со вторым входом коммутатора пультов, вторые выходы которого соединены со входами соответствующих блоков формирования видеоинформации, выходы которых соединены с соответствующими первыми входами блока ввода-вывода мультимедийной информации, первый выход которого связан с четвертым входом третьего блока памяти, третий выход которого соединен с первым входом блока формирования мультимедийной информации, второй вход которого подключен к четвертому выходу блока программного управления, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый выходы которого соединены соответственно со вторым входом блока совпадений, с четвертым входом первого распределителя кодов, с четвертым входом блока контроля действий обучаемых, со вторым входом блока ввода-вывода мультимедийной информации и со входом блока отображения информации коллективного пользования, при этом выход первого блока ввода информации подключен ко второму входу блока формирования аудиоинформации, третий вход которого соединен со вторым выходом блока имитации возмущающих воздействий, а выход - с третьим входом блока ввода-вывода мультимедийной информации, четвертый вход которого связан с выходом блока формирования мультимедийной информации, а вторые выходы - со входами соответствующих блоков воспроизведения мультимедийной информации, выходы которых подключены ко вторым входам соответствующих пультов обучаемых.

РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14