Тренажер оператора автоматизированных систем управления

 

Союз Советсиик

Социалистическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 140380 (21) 2891763/18-24 (1)М

G 09 В 9/00

A 61 В 5/16 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.12.8), Бюллвтеиь N9 45

Дата опубликования описания 071281 () ЮК 681.3.071 (088. 8) 1 (72) Авторы изобретения

А. Сиротин

В. Г. Брусенцов, В.К.Вернигоров и О

Харьковский инстит т инжене ов ж зно орожного

У р G3Ig Д транспорта им. С. И. Кирова (7 l) Заявитель (54) ТРЕНАЖЕР ОПЕРАТОРА АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ

CHCTEM УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной технике и может быть использовано при эксплуатации АСУ, в инженерной, спортивной и общей психологии, в частности для тренировки операторов АСУ, предрабочего контроля работоспособности операторов, контроля психофизического состояния спортсменов и рофессиональ. ного отбора.

Известны устройства (15 и 2) предназначенные для подобных целей и содержание программный блок, блок подачи раздражителя, кнопки реагирования и измерительные устройства. т5

Эти устройства формируют определенные раздражители и фиксируют результат реакции. Однако они не могут автоматически определить момент снижения работоспособности оператора, 20 определяемой по успешности реагирования,и измерять психофизические параметры оператора. Таким образом, исследователь не может по результатам обследования определить причину сни- 25 жения работоспособности оператора, определить звенья в организме, на которые необходимо воздействовать с целью оптимизации его работоспособности, и определить, какой ценой да- 30 ется ойератору данная работоспособность.

Из известных устройств наиболее близким к изобретению является устройство 1,3 ), содержащее датчик испытуемого, формирователь сигналов реакции, измеритель времени реакции, генератор развертки, лучевую трубку, генератор инфранизких частот, фазбвращающие каскады, коммутатор, синхронизатор, блок автоматики, формирователь импульса сброса и два каскада автоматической индикации опережения и запаздывания реакции, входы которых соединены с соответствующими выходами блока автоматики. Генератор инфранизких частот соединен с фазовращающими каскадами, коммутатором и входом формирователя импульса сброса, а другой вход которого соединен с одним из входов блока автоматики, второй вход которого соединен с выходом формирователя сигналов реакции.

Это устройство не позволяет автоматически определить момент ухудшения результатов испытания, что заметно снижает эффективность исследования и вынуждает экспериментатора эенн маться непродуктивным механическим трудом, не позволяет определить ухуд888173

d0

65 шение результатов испытания и не дает информации о том, ценой какого напряжения достигается результат испытания. целью изобретения является расширение дидактических возможностей тренажера, а также повышение точности определения момента ухудшения работоспособности оператора и расширения функциональных возможностей эа счет получения сведений о состоянии оператора в определенный момент.

Поставленная цель достигается тем, что н тренажер, содержащий имитатор реальных процессов, соединенный первым входом с первым выходом блока ввода ответных действий оператора, первым выходом — с первым входом анализатора правильности реакций, а вторым выходом — со вторым входом анализатора правильности реакций и с первым входом формирователя сигналов оценки, выход которого подключен ко входу блока регистрации, введены блок контроля вегетативных функций, блок регистрации тонуса высшей нервной деятельности и первый формирователь импульсов, соединенный первым входом с выходом. анализатора правильности реакций, вторым входомс первым выходом блока контроля вегетативных функций, третьим входом с первым выходом блока регистрации тонуса высшей нервной деятельности, а выходами — с первыми входами блока контроля вегетатинных функций, вторыми входами формирователя сигналов оценки и вторым входом имитатора реальных процессов. Вторые и третьи входы блока контроля негетатинных функций и блока регистрации тонуса высшей нервной деятельности подключены соответственно ко второму, третьему, четвертому и пятому выходам блока ввода ответных действий оператора. Вторые выходы блока контроля негетативных функций и блока регистрации тонуса высшей нервной деятельности соединены соответственно с третьим и четвертым входами формирователя сигналов оценки. Первый формирователь импульсов содержит последовательно включенные элемент

ИЛИ первый счетчик и дешифратор, выходы которого соединены с соответствующими выходами формирователя.

Анализатор правильности реакций сод ржит последовательно включенные н орой и третий счетчики и последоват лнно включенные узел ввода эталонных кодов и узел сравнения, второй вход которого соединен с выходом третьего счетчика. Блок контроля вегетативных функций содержит регистратор параметров пульса, регистратор электрического сопротивления кожи и второй формирователь импульсов, выходы которых соединены с соответствукщими входами первого коммутатора, S I0

tS

ЗО

Блок регистрации тонуса высшей нервной деятельности содержит регистратор времени реакций, регистратор критической частоты предъявления ин4к мации и,третий формирователь импульсов, соединенные с выходами с соответствующими входами второго коммутатора.

Структурная схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.

Оно содержит имитатор реальных.процессов, в качестве которого может быть использован, например, блок

"Реакция на движущийся объект" (РДО), анализатор 2 правильности реакций, состоящий из узла 3 ввода эталонных кодов, узла 4 сравнения, счетчиков

5 и б, а т акже формирователь 7 импульсон, состоящий из счетчика 8, дешифратора 9 и элемента ИЛИ 10.

Формирователь 7 снязан с блоком

11 контроля вегетативных функций оператора, состоящим из регистратора 12 параметров пульса, регистратора 13 электрического сопротивления кожи (оператора), формирователя 14 импульсов, коммутатора 15, блоком 16 регистрации тонуса высшей нервной деятельности, состоящим иэ регистратора

17 времени реакций, регистратора 18 критической частоты предъявления информации, третьего формирователя 19 импульсов и коммутатора 20.

Тренажер содержит также формирователь 21 сигналов оценки, связанный с блоком 22 регистрации. Связь тренажера с испытуемым оператором осуществляется через блок 23 ввода ответных действий оператора.

Порядок работы с тренажером следующий. Испытуемому оператору предлагают работу на имитаторе 1 реальных процессов, в частном случае это может быть блок РДО, представляющий собой модель сложной операторской деятельности.

Блок РДО формирует светящуюся точку движущегося с определенной скоростью на определенной траектории объекта. Обследуемый нажатием кнопки должен оСтановить ее в нужном месте. Результат ошибки регистрируется.

Сеанс состоит иэ одного или нескольких циклов по 10 испытаний. Если результат работы окажется не хуже эталона, заданного экспериментатором, оператор может быть допущен к работе, если же результат хуже эталона, тренажер автоматически определит этот факт и проведет обследование состояния важнейших подсистем организма оператора с целью выяснения причины неудовлетворительной работоспособности оператора, потенциальных воэможностей его в данный момент и путей возможной оптимизации его состояния.

888173

Алгоритм работы тренажера задает формирователь 7 путем выдачи соответ;— находится в нулевом состоянии, и напходе дешифратора 9 обеспечивает включение блока 16 и отключение блока 11.

По сигналу в "0" вновь начинает работу имитатор 1.

Управляющие сигналы с дешифратора

Формирователь 14 управляет регистраторами 12 и 13 и коммутатором 15, подачей на них соответствующих напрясчет автоматического принятия pemeния о факте снижения работоспособ35 ности оператора по результатам испыформирователя 7,.переводит его в состояние, при котором управляющее напобеспечивает его работу. При подаче напряжения на управляющие входы коммутатора 15 подключается к входу фор40 мирователя 21 регистратор 12. Вторым сигналоьГ на вход формирователя 14 является сигнал о выдаче результата реследующее состояние,при котором от ключится регистратор 12 и подключится регистратор 13.По сигналу с форми45

Формула изобретения

Формирователь 19 блока 16 работает аналогично и обеспечивает выполнествующих напряжений на блоки тренажера.

В исходном состоянии счетчик 8 ряжение дешифратора 9 поступает на имитатор 1, обеспечивая его работу.

При поступлении сигнала с анализатора 2 о неудовлетворительной работоспособности счетчик 8 переходит в состояние "1", и управляющее напряжение подается на блок 11. При этом начинает работать блок 11, и отключается имитатор 1. После подачи сигнала с формирователя 14 об окончании работы блока 11 счетчик 8 переходит в состояние "2", и напряжение на вы9 поступают на управляющие входы формирователя 21 и обеспечивают прохождение на блок 22 сигналов с того блока, который в данное время работает.

Блок 11 работает следующим образом. жений. Он может быть выполнен аналогично формирователю 7.Первый сигнал, поданный на вход формирователя 14 с ряжение подается регистратору 12.Это гистратором 12. Счетчик 8 переходит в рователя 14 коммутатор 15 подключает регистратор 13 ко входу формирователя 21. Сигнал о выдаче результата регистратором 13 переводит формирователь 14 в исходное состояние и переводит формирователь 14 в следующее состояние (блок 11 отключается, и включается блок 16). ние программы узлами блока 16.

Коммутаторы 15 и 20 могут быть интегральными микросхемами мультип-. лексора, причем сигналы с узлов управления поступают на управляющие входы, с коммутируемых узлов на сигнальные.

Формирователь 21 представляет собой такой же мультиплексор, но может

5 !

О

20 иметь дополнительные устройства, фор- мирующие сигналы для блока 22.

Блок 23 представляет собой пульт, на котором расположены кнопки реагирования и датчики от имитатора 1 и блоков 11 и 16.

Анализатор 2 предназначен для сравнения результата испытания с допустимям, который задается исследователем с помощью узла 3, который может быть выполнен, например, в виде набора переключателей.

Результаты испытаний суммируются на счетчике 5. Счетчик 6 считает количество испытаний, счетчик 5 сбрасы" вается через каждые 10 испытаний.

Узел 4 сравнивает результат, полученный на счетчике 5, с эталоном и выдает сигнал на формирователь 7, если результат превышает эталон.

В качестве регистраторов 12,13,17 и 18 могут быть использованы устройства, применяемые в инженерной и общей психологии. Например, регистратор 12 может быть пульсотахометром, регистратор 13 — килоометром, регистратор 17 — рефлексоометром, регистратор 18 — измерителем критической частоты слияния световых мельканий.

Предлагаемое устройство позволяет повысить эффективность научно-исследовательской, а также практической работы, например, при диагностике работоспособности оператора за тания, позволяет определить причину снижения работоспособности оператора непосредственно в момент снижения путем обследования состояния ряда важнейших подсистем организма оператора, что также позволяет определить пути оптимизации состояния оператора.

Скорость исследования повышена за счет того, что экспериментатор может заранее выставить пределы допустимого результата.

1. Тренажер оператора автоматизированных систем управления, содержа- щий имитатор реальных процессов, сое. диненный первым входом с первым выходом блока ввода ответных действий оператора, первым выходом — с первым входом анализатора правильности реакций, а вторым выходом — с вторым входом анализатора правильности реакций и с первым входом формирователя сигналов оценки, выход которого подключен к входу блока регистрации, отличающийся тем, что, с. целью расширения дидактических воэ можностей тренажера, он содержит блок контроля вегетативных функций, 888173 блок регистрации тонуса высшей нервной деятельности и первый формирователь импульсов, соединенный первым входом с выходом анализатора правильности реакций, вторым входом-с первым выходом блока контроля вегетативных функций, третьим выходом-с первым выходом блока регистрации тонуса высшей нервной деятельности, а выходами — с первыми входами блока контроля негативных функций, вторыми входами формирователя сигналов оценки и вторым входом имитатора реальных процессов, при этом вторые и третьи входы блока контроля вегетативных функций и блока регистрации тонуса высшей нервой деятельности подключены соответственно ко второму, третьему, четвертому и пятому выходам блока ввода ответных действий оператора, вторые выходы блока контроля вегетативных функций и 20 блока регистрации тонуса высшей нервной деятельности соединены соответственно с третьим и четвертым входами формирователя сигналов оценки. 25

2. Тренажер по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что первый формирователь импульсов содержит последовательно включенные элемент

ИЛИ, первый счетчик и дешифратор, выходы которого соединены с соответствукицими выходами формирователя.

3. Тренажер по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что анализатор правильности реакций содержит последовательно включенные второй и третий счетчики и последовательно включенные узел ввода эталонных кодов и узел сравнения, второй вход которого соединен с выходом третьего счетчика.

4. Тренажер по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что блок контроля вегетативных функций содержит регистратор параметров пульса, ре-— гистратор электрического сопротивления кожи, второй формирователь импульсов, выходы которых соединены с соответствующими входами первого коммутатора.

5. Тренажер по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что блок регистрации тонуса высшей нервной деятельности содержит регистратор времени реакций, регистратор критической частоты предъявления информации и третий формирователь импульсов, соединенные выходами с соответствующими входами второго коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 522.84.7, кл. A 61 В 5/16, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 254005, кл. A 61 В 5/16, 1963.

3. Авторское свидетельство СССР

У 540627, кл. А 61 В 5/16, 1976 (прототип) °

888173

Составитель А. Карлов

Редактор Л. Утехина Техред Т. Маточка Корректор М. Еост а

Закаэ 10730/15 Тирак 487 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Уягород, ул. Проектная, 4