Устройство для оценки профессиональной пригодности операторов автоматизированных систем управления

 

H M E (и) 936012

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистически«

Рес ублик (61) дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 20.10.80 (21) 2990000/18-24 (5!)Я. Кд с присоединением заявки J% (23) Приоритет

G 09 B 9/00

3ЪсударстюныИ «оинтат

СССР

Ilo AelaM нзобретеннй н открытнй

r=

Опубликовано 15.06.82.Бюллетень №22

Дата опубликования описания 15.06,82 (53) УДК 681. 3. .071(088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. А. Козак и В. И. Львов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ

ПРИГОДНОСТИ ОПЕРАТОРОВ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕИ

УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к техническим средствам для эргономических исследований и может быть использовано для обоснования требований к информационным модулям на ранних стадиях проектирования АСУ и оценки психофизиологических характеристик операторов.

Известно устройство, предназначенное для исследования реакции человека на различные раздражители, сигналы. Устройства этого типа позволяют Классифицировать простейшие раздражители по количеству ошибочных и правильных реакций человека, по статическим характеристикам времени его реакций (1).

Однако с помощью известных устройств невозможно исследовать осо- 2о бенности памяти и мышления операторов

АСУ и оценивать правильность построения информационных моделей для обеспечения деятельности оператора.

Наиболее близким к изобретению является устройство, предназначенное для исследования деятельности операторов АСУ, работающих со статическими и динамическими информационными моделями. 3ro устройство содержит узел управляющих сигналов, соединенный с узлом регистрации правильных ответов и через электронный распределитель с информационным табло, подключенным к клавишному наборному полю. Деятельность операторов в процессе экспериментальных исследований с применением устройств подоб" ного типа близка к реальной. Использование устройств позволяет получить объективные оценки качества деятельности операторов АСУ при работеих с различными информационными моделями (23.

Однако получаемые результаты недостаточны для оптимизации информационных моделей, так как представляют из себя значения косвенных пока9360 I эателей качества информационного обеспечения. А для процесса оптимизации необходимы также и значения прямых показателей, не связанных с характеристиками деятельности операторов °

Кроме того, ручная установка значений информационных признаков, сос тавляющих информационную модель, экспериментатором перед каждым экспериментом не позволяет производить оперативную оценку информационных моделей даже по косвенным показателям, Цель изобретения — расширение ди дактических воэможностей устройства за счет автоматического формирования информационных моделей и их оперативной оценки в процессе экспериментательных исследований деятельности операторов АСУ.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее noñëåäoâàтельно включенные блок ввода ответов-и блок регистрации, а также последовательно включенные фор- мирователь управляющих импульсов, распределитель импульсов и информационное табло, введены блок анализа информационной модели и последовательно соединенные Формирователь кодов,перзо вый дешифратор и блок элементов И, второй вход которого соединен с вторым выходом блока ввода ответов, а выход — с вторым входом блока регистрации, третий вход которого подключен к первому выходу формирователя кодов, а четвертый вход — к выходу блока анализа информационной модели, первый и второй входы которого соединены соответственно со вторым и третьею им выходами формирователя управляющих импульсов, а третий вход - с первым выходом формирователя кодов, второй выход которого подключен к второму входу информационного табло, причем формирователь кодов содержит последовательно соединенные генератор, блок сравнения, блок ключей и блок регистров, а также последовательно включенные счетчик и второй дешифратор, выход которого соединен с вторым входом блока ключей, выходы блока регистров и блока сравнения являются соответственно первым и вторым выходами формирователя, а входы генератора и блока регистров являются входом формирователя, блок анализа информационной модели содержит последгвательно соединенные узел памя2 4 ти эталонов, первый узел сумматоров, третий дешифратор, сумматор, узел ключей, формирователь импульсов, первый узел деления и узел памяти, узел счетчиков и последовательно соединенные второй узел сумматоров и второй узел деления, выход которого соединен со вторым входом узла памяти, а второй вход - с выходом узла счетчиков, подключенным к второму входу первого узла делителей кодов, входы второго узла сумматоров и узла счетчиков подключены к второму выходу третьего дешифратора, входы узла памяти эталонов, узла памяти и первого узла сумматоров являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока.

Формирователь кодов предназначен для автоматического "Формирования по сигналам электронного распределителя значений параметров информационной модели и выдачи соответствующих им сигналов на информационное табло и блок анализа информационной модели в определенные моменты времени.

Дешифратор предназначен для соотнесения имитированной Формирователем комбинации значений информационных признаков к одному из классов и может быть собран на логических элементах И и ИЛИ. Блок элементов И оп. ределяет правильность принятия решения оператором путем соотнесения его ответов и сигналов дешифратора.

Блок анализа информационной модели .. предназначен для определения значений показателей информативности и стереотипности набора информационных признаков, составляющих информационную модель.

Введение новых существенных признаков позволяет автоматически формировать s динамике различные информационные потоки для предъявления оператору и в процессе оценки качества его деятельности автоматически оп-. ределять эргономические характеристики информационных моделей. В результате повышается быстродействие устройства,. и в процессе исследований устройство выдает все исходные данные, необходимые для оптимизации информационных моделей. Все это расширяет его функциональные возможности.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема формирователя кодов

5 " 9360 (информационной модели) на фиг. 3 функциональная схема блока. анализа информационной модели; на фиг. 4 структурная схема блока анализа информационной модели при 4-х информационных признаках и 3-х классах принятия решений.

Устройство содержит распределитель 1 импульсов, формирователь 2 кодов (информационной модели), де- 10 шифратор 3, блок 4 элементов И, блок 5 регистрации, формирователь б управляющих импульсов, блок 7 анализа информационной модели, блок 8 ввода ответов и информационное табло 9.

Формирователь 2 содержит генератор 10 (случайных напряжений), блок

11 сравнения, блок 12 ключей и блок

13 регистров, а также счетчик 14 и дешифратор 15.

Блок 7 анализа информационной модели содержит узел 16 эталонов (эталонных значений информационных признаков), узел 17 сумматоров, дешиф ратор 18, узел 19 счетчиков, узел

20 деления, узел 21 сумматоров, сумматор 22, узел 23 ключей, формирователь 24 импульсов, узел 25 деления, узел 26 памяти и узел 27 сравнения.

Блок 7 строится из одинаковых ли1 неек по числу классов принятия решений оператором. На фиг. 4 показаны три линейки (при наличии 3-х классов). Соответственно все блоки (фиг.3)

35 кроме узла 27 и сумматора 22 по своей структуре состоят из независимых однотипных схем, количество которых равно числу линеек,. В узле 16 каждая такая схема состоит. из независимых регистров 28-31, выходы которых подключены к соответствующим сумматорам 32-35 узла 17. Выходы сумматоров 32-35 соединены со входами сумматора 36 узла 17. Выход сумматора и

36 подключен к одному из входов ключей 37 и 38 дешифратора 18. Выходы ключей 38 всех линеек подключены ко входам сумматора 22. Выход ключа 37 в каждой линейке подключен к накап50 ливающему сумматору 39 узла 21 к счетчику 40 узла 19 и ключу 41 узла

23.Выходы накапливающего сумматора 39 и счетчика 40 подключены к делителю 42 узла 20, а выход ключа 41 - к

55 входу накапливающего сумматора 43 узла 24. Выходы счетчика 40 и накапливающего сумматора 43 подключены к входам делителя 44 узла 25. Выходы

12 6 делителей 42 и 44 соединены с входами регистров 45 и 46 узла 26. Узел

27 содержит два последовательно соединенных элемента сравнения 47 и

48,- выходы которых подключены к соответствующим входам элементов И 37 и

38 дешифратора 18.

Устройство работает следующим образом.

Экспериментатор на узле управляющих сигналов формирователя О устанавливает эталонные значения информационных призиаков для каждого класса решений. В качестве эталонных могут быть взяты средние значения информационных признаков, характеризующих сообщения, принадлежащие данному классу. Сигналы, соответствующие установленным значениям поступают в блок.7 на регистры 28-31. После нажатия кнопки "Пуск" в формирователе

6 запускается генератор тактовых импульсов, который регулирует работу распределителя 1. После прихода первого импульса от генератора вырабатывается управляющий сигнал на первом выходе распределителя 1, который

C поступает на генератор 10 и счетчик 14 формирователя 2 и шину первой строки информационного табло 9. Генератор 10 вырабатывает случайный сигнал, который поступает на блок

11, имеющий число выходов, равное числу градаций информационных признаков (числу столбцов информационного табло 9). Каждый выход блока 11 соединен с соответствующей шиной столбца табло 9. B зависимости от величины случайного напряжения на входе блока 11 вырабатывается управляющий сигнал на одном из его выходов и в результате подсвечивается соответствующая ячейка в первой строке табло 9. Подсвет длится в течение времени работы первой ячейки расйределителл 1. Затем первая ячейка распределителя 1 отключается и начинает работать вторая ° Посредством отключения части выходов ячеек распределителя 1 можно регулировать время между высвечиванием элементов информационных потоков на табло 9.

При поступлении очередного управляющего сигнала от распределителя 1 происходит смена состояния счетчика 14. При этом, его содержание поступает на дешифратор 15 формирователя 2, который,в зависимости от количества запомненного на счетчике 14

7 936gl сигналов, формирует сигнал на одном из своих выходов, который открывает соответствующий ключ блока 12. Количество выходов дешифратора 15 и количество ключей блока 12 равно числу информационных параметров. 4ерез открытый ключ сигнал с любого из выходов блока ll поступает на соответствующий регистр блока 13 и запоми- нается там. После прихода управля- 1о ющего сигнала при подключении последней ячейки распределителя 1 содержимое всех выходных регистров поступает в блок 7 на первые входы сумматоров 32"35, на блок 5 и дешифратор 3, 15 который определяет по вектору значений информационных признаков номер класса и выдает соответствующий сигнал на первый вход одного из эле-. ментов И блока 4 и на элемент 47 бло.- щ ка 7. После последовательного предьявления оператору сформированного информационного потока на табло 9, он анализирует предъявленное сообщение и принимает решение о соотнесении его2 к одному из априорно известных классов, нажав определенную клавишу в блоке 8, При этом, на одном из выхо" дов блока 8 формируется сигнал, поступающий на второй вход соответству-, Зо ющего элемента И блока 4. Если на пер" вый вход этого элемента одновременно поступает сигнал от дешифратора 3, то на его .выходе вырабатывается сигнал, указывающий на правильность принятия решения оператором, который фиксируется в блоке 5.

На вторые входы сумматоров 32-35 поступают напряжения, соответствующие содержимому входных регистров

28-31. На .выходах сумматоров 32-35 формируются сигналы, равные модулю разности эталонных значений информационных признаков 0;.э(1-ый параметр

j-го класса) и сформированных 01ф формирователем 2. Эти сигналы (U-. — Ul ) поступают на сумматор 36, цэ где суммируются и усредняются. В результате на его выходе формируется сигнал

U.= .1 который поступает на первые входы . ключей 37 и 38. Элемент сравнения

47 в зависимости от величины сигнала, соответствуюшего номеру класса, поступающего от дешифратора 3, вырабатывает либо сигнал, откры2 8 вающий ключ 37 первой линейки и ключи 38 второй и третьей линейки (при номере класса, равном 1), либо сигнал, равный поступившему на вход элемента 47. В последнем случае этот сигнал поступает на вход второго элемента сравнения 48, который при номере класса, равном 2, вырабатывает сигнал, открывающий ключ 37 второй линейки и ключи 38 первой и третьей линейки. При номере класса, равном 3, элемент 48 вырабатывает сигнал, открывающий ключ 37 третьей линейки и ключи 38 первой и второй линейки. Сигналы, равные U . с выходов сумматора 36 через открытые ключи 37 поступают на счетчики 40, а через открытые ключи 3о - на общий для всех трех линеек сумматор 22. Как следует из работы элементов сравнения 47 и 48 они могут вырабатывать сигналы, открывающие один из 3-х ключей 37 и два из 3-х ключей 38. Таким образом, на сумматор 22 поступают сигналы Од через два ключа 38 от сумматоров 36. Рассмотрим случай, когда формирователь 2 вырабатывает комбинацию значений информационных признаков, соответствующих l-му классу (j=l). В других случаях блок 7 работает аналогично. Тогда сигнал U поступает на счетчик 10, накапливающий сумматор 39 и ключ 41 через ключ 37 от сумматора 36 первой линейки а сигналы U и 0 через ключи 38 оТ сумматоров 36 .второй и третьей лйнейки — на сумматор 22.

На выходе сумматора 22 формируется

О + О сигиаЛ е При этом, содержи" мое счетчика 40, предназначенного для подсчета количества сообщений первого класса предъявленных оператору, увеличивается на единицу, а ключ 41 открывается. На накапливающем сумматоре 39 к его содержимому прибавля,09 О ется сигнал О, а сигнал, с вы хода сумматора 22 через откр тый ключ 41 поступает нв вход накапливающего сумматора 43. Так как выходы сумматоров 39 и 43 подключены соответ. ственно к первым входам делителей

42 и 44 а выход счетчика 40 - к их вторым входам, то на выходе делителей 42 и 44 вырабатываются сигналы, соответствующие усредненным значениФормула изобретения

9 9360 ям содержимого сумматоров 39 и 43 °

При этом на выходе сумматора 39 Фор-. мируется сигнал, соответствующий усредненной разности между эталонными значениями информационных признаков и сформированными значениями информационных признаков в сообщениях, относящихся к 1-му классу, что характеризует стереотипность сообщений, а на выходе сумматора 43- сигналы, 1 соответствующие усредненной разности между эталонными значениями информационных признаков Z-го и 3-го классов и сформированными значениями информационных признаков в сообщениях, относящихся к 1-му классу, что характеризует информативность сообщений.

Содержимое делителей 42 и 44 пересылается на выходные регистры 45 и

46, с которых после последовательного предъявления оператору заданность количества сообщений передается по сигналу узла управ щющих сигналов 6 в блок 5.

Положительный эффект изобретения заключается в расширении дидактических возможностей устройства за счет обеспечения возможности оценки рдновременно вероятности правильного принятия решения оператором в многоальтернативных ситуациях и стереотипности и информативности информационной модели. Эти данные позволяют при, нять обоснованное решение о рацинальных вариантах информационных моделей и обосновать критериальные зна35 чения эргономических показателей, учитываюшие возможности .человека-оператора в АСУ по объему и составу перерабатываемой информации. Изобретение так." же обеспечивает возможность автомати» ческой имитации значений информационных признаков, составляющих информационную модель, по заданному случайному закону, что повышает оперативность получе45 ния необходимых оценок, исключает влияние мешающих факторов.

1. Устройство для оценки профессиональной пригодности операторов автоматизированных систем управления, содержащее последовательно включенные блок ввода ответов и блок регистрации, а также последовательно, включенные формирователь управляющих импульсов, распределитель импульсов

12 10 и инФормационное табло, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства - в него введены блок анализа информационной модели и последовательно соединенные формирователь кодов, дешифратор и блок элементов И, второй вход которого соединен со вторым выходом блока ввода ответов, а выход - со вторым входом блока регистрации, третий вход которого подключен к первому выходу формирователя кодов, а чет" вертай вход - к выходу блока аыализа информационной модели, первый и второй входы которого соединены соответственно со вторым и третьим выходами формирователя управляющих импульсов, а третий вход - с первым выходом формирователя кодов, второй вход которого подключен ко второму входу информационного табло.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что s нем формирователь кодов содержит последовательно соединенные генератор, блок сравнения, блок ключей и блок регистров, а также последовательно включенные счетчик и дешифратор, выход которого соединен со вторым входом блока ключей; выходы блока регистрами и блока сравнения являются соответственно первым и вторым выходами формирователя, а входы генераторе и блока регистров являются входом формирователя.

3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в нем блок анализа информационной модели содержит последовательно соединенные узел памяти эталонов, первый узел сумматоров, дешифратор, сумматор, узел ключей, формирователь импульсов, первый узел деления, узел памяти, узел счетчиков и последовательно соединенные второй узел сумматоров и .второй узел деления, выход которого соединен со вторым входом узла памяти, а второй вход - с выходам узла счетчиков, подключенным ко второму входу первого узла деления, входы второго узла сумматоров ,и узла счетчиков подключены ко второму выходу дешифратора блока, входы узла памяти эталонов, узла памяти и первого узла сумматоров явля936012 ются соответственно первым, вторым и третьим входами блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 439842, кл. G 09 В 7/02, 1972 °

2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2728612/28-12, кл. G 09 В 7/00, 1979 (прототип).

936012

Тираж 472 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4219/55

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А. Карлов

Редактор Т. Парфенова Техред С.Мигунова Корректор Г Ot ap