Устройство для профилактического обслуживания системы человек-машина

 

Союз Советсник

Социапис тически и

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i I>960900 (61) Дополнительное к авт, с вид-ву (22) Заявлено 06. 03,81 (21) 3252998/18-24 с присоелинением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 23.09.82. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 25.09.82 (51) М. Кл.

G 09 В 7/00

9еуаврстнсне4 квинтет

СССР ав двлам нэейретеннй н втнрытнй (53) УДК 621. 3.. 071(088. 8) С.Н. Акулов, А.А. Арзангулян, Г.Г. Маньшин и В.И. Мартынюк (72) Авторы изобретения

Институт технической кибернетики

АН Белорусской ССР (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕК"МАШИНА

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в технике эргономического контроля автоматизированных систем.

Известно устройство, содержащее пульт контроля, пульты операторов, датчики биотоков, генераторы тактовых импульсов, амплитудные селекторы, логические элементы И, ИЛИ, счет- „, чики времени, сумматор, индикаторы, схемы сравнения, увел определения средней трудоемкости задания и позволяющее контролировать состояние и результаты деятельности операторов. В этом устройстве контроль состояния операторов производится по результатам замера альфа-ритмов мозга $1).

Однако измерение альфа-ритмов го в условиях реальной системы человек машина не обеспечивает объективной информации с состоянии оператора из- эа неизбежного искажения показаний датчиков биотоков вследствие помех электрического и механического проис" хождения. Кроме того, устройство не обеспечивает оптимальных режимов труда и отдыха операторов, что снижает эффективность работы системы человек-машина.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для обучения, содержащее пульт контроля, пульты операторов, генераторы тактовых импульсов, датчики электробиолюминисценции, амплитудные селекторы, логические элементы И, ИЛИ, счетчики времени, сумматор, индикаторы времени выполнения работы, индикаторы работоспособности, блок сравнения, блок определения средней. производительности труда операторов. Устройство позволяет предупредить переутомление оператора, которое ведет к снижению его производи тельности. Это осуществляется путем выбора оптимального режима труда и

96090 отдыха операторов на основе контроля их утомления (2).

Однако известное устройство имеет ограниченные функциональные возможности, так как не позволяет во время работы периодически оценивать степень утомления оператора, а также точно определять время окончания перерыва в работе оператора по восстановлению его рабочего состояния. 10

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для профилак- 15 тического обслуживания системы человек-машина, содержащее индикаторы работоспособности, пульт контроля, е соединенный выходом с входом генератора тактовых импульсов и с входами щ пультов операторов, соединенных первыми выходами с входами первого счетчика, вторыми выходами - с первыми входами соответствующих первых элементов И, соединенных вторыми входами с выходом генератора тактовых импульсов, выходами - непосредственно с соответствующими входами ,первого элемента ИЛИ и через соответствующие первые счетчяки - с первыми входами блока сравнения, подключенного выходами к первым входам индикатора, вторым входом - к первому выходу сумматора, соединенного входом через блок оценки средней производительности с выходом первого элемен", .та ИЛИ, вторым выходом — с вторым входом индикатора, соединенного тре" тьим входом с выходом первого счетчика, генераторы высокой частоты, подключенные выходами к входам датчи46 ков электробиолюминисценции, соеди-. ненных выходами с входами соответствующих амплитудных ограничителей, введены по числу пультов операторов источники питания, выключатели, пере„43 ключатели, световые и звуковые сигнализаторы, триггеры, первые и вторые инверторы, вторые и третьи элементы И, вторые и третьи элементы ИЛИ, элементы запрета, третьи и четвертые счетчики, дешифраторы, генераторы случайных импульсов и кнопки, механически связанные с соответствующими выключателями и переключателями, причем выходы датчиков элек- М тролюминисценции соединены с первыми входами соответствующих элементов запрета, соединенных выходами с вхо0 1 дами звуковых сигнализаторов, вторыми входами - с первыми выходами соответствующих третьих счетчиков и с первыми входами вторых элементов ИЛИ, соединенных вторыми входами с выходами генераторов случайных импульсов, третьими входами через первый инвертор - с выходами амплитудных ограничителей, с первыми входами триггеров и с первыми входами третьих элементов ИЛИ, выходом - с вторыми входами триггеров, подключенных выходами к входам световых сигнализаторов и к первым входам вторых элементов И, вторые входы которых подключены к вторым входам первых элементов И и к первым входам третьих элементов И, выходы - к входам четвертых счетчиков, соединенных выходами через соответствующие дешифраторы со вторыми входами третьих элементов ИЛИ, соединенных выходами через вторые инверторы с вторыми входами элементов И, соединенных выходами с входами третьих счетчиков, выходы третьих элементов ИЛИ соединены с входами индикаторов работоспособности и с первыми выводами переключателей, вторые выводы которых соединены с третьими входами первых элементов И, третьи выводы - с выходами источников питания и через выключатель— с входами генераторов высокой частоты.

На фиг. 1 дана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - датчик электробиолюминисценции; на фиг. 3схема генератора случайных импульсов.

Система содержит пульт 1 контроля, пульты 2 операторов, первый счетчик

3, генератор 4 тактовых импульсов, генератор 5 высокой частоты, датчики

6 электробиолюминисценции, амплитудные селекторы 7, источники 8 питания, выключатели 9, первые элементы И 1О, вторые счетчики 11, первый элемент

ИЛИ 12, блок 13 оценки средней производительности, сумматор 14, индикатор 15, блок 16 сравнения, вторые элементы И 17, первые инвесторы 18., вторые элементы ИЛИ 19, генератор

20 случайных импульсов, содержащий последовательно соединенныв генератор шума, фильтр низкой частоты, амплитудный ограничитель и усилитель импульсов. Устройство содержит также третьи счетчики 21, триггеры 22, сигнализаторы 23, четвертые счетчики 24, дешифраторы 25, третьи элементы ИЛИ 26, f

30 дМ

5 96 индикаторы 27 работоспособности, переключатели 28, вторые инверторы 29, третьи элементы И 30, элементы 31 за. прета, звуковые сигнализаторы 32, кнопки 33.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы на устройстве каждый оператор нажимает на кнопку 33. За счет механической связи кнопки 33 с выключателем 9, контакты выключателя 9 замыкаются, всле ствие чего подается питание на генератор 5, возникает напряжение на выходе датчика 6, пропорциональное исходному уровню электробиолюминисценции оператора, и осуществляется индивидуальная регулироька порога срабатывания каждого регулируемого амплитудного ограничителя 7. Затем с пульта 1 контроля включаются блоки устройства и.операторы начинают работу,. отжав кнопку 33, при этом тактовые импульсы от генератора 4 поступают на первые входы первых элементов И 10, на вторые входы каждого из которых до момента окончания выполнения оператором задания поступает сигнал с пульта 2 опера,тора, а на третьи входы (при отжатой ., кнопке 33) через нормально замкнутый контакт переключателя 28 - разрешаю ций потенциал от источника 8 питания.

Тактовые импульсы через первый элемент И 10 поступают на второй счетчик 11 и через первый элемент .!

ИЛИ 12, блок 13 оценки средней производительности, обеспечивающий деление на число операторов в группе, поступают на сумматор 14. С выходов сумматора 14 сигнал поступает на вторые входы блока 16 сравнения .и индикатор 15. Однако индикатор 15 не обеспечивает визуальной индика ции из-за отсутствия сигнала разре шения из nepeoro счетчика 3 до мо,мента окончания работы всеми операторами.

Во время работы оператора осуществляется периодический контроль степени его утомления по команде от светового сигнализатора 23, который включается в неизвестные заранее оператору моменты времени при поступлении на вход триггера 22 импульса от генератора 21. Оператор, восприняв световой сигнал, нажимает на кнопку

33, контакты выключателя 9 замыкают0900 6 ся, включается генератор 5, датчик

6 измеряет уровень электробиолюминисценции.

На выходе ограничителя 7 будет сигнал в случае превышения.порогового значения уровня электробиолюминисценции (оператор не утомлен). Одно временно с измерением уровня электробиолюминисценции оператора оценивается время его зрительно-моторной реакции, представляющее собой интер" вал от включения светового сигнализа" тора 23 до нажатия оператором кнопки 33.

Наличие потенциала на входе светового сигнализатора 23 приводит к тому, что через второй элемент

И 17 импульсы от генератора 4 поступают на вход четвертого счетчика 24.

В момент нажатия кнопки 33 вследствие появления сигнала от датчика

6 появляется напряжение на выходе ограничителя 7, которое поступает на второй вход триггера 22, что приводит к исчезновению сигнала .на его выходе,и, соответственно, выключению светового сигнализатора 23 и прекращению поступления импульсов от генератора 4 на четвертый счетчик 24, в котором, таким образом, фиксируется время зрительно-моторной реакции.

Дешифратор 25 подключен к выходам четвертого счетчика 24 таким образом, что на выходе дешифратора 25 сигнал появляется при записи в четвертый счетчик 24 числа,:меньшего некоторого порогового значения, свидетельствующего об утомлении оператора. На 1входы третьего элемен. та 26 ИЛИ таким образом поступают сигналы с выходов ограничителя 7 и дешифратора 25, и если уровень электробиолюминисценции превосходит порог или время реакции не превышает порогового, на выходе третьего элемента ИЛИ 26 имеется сигнал, поступающий на индикатор 27 работоспособности и первый элемент И 10.

8 момент утомления прекращается поступление на входы третьего эле ". мента ИЛИ 26 сигналов с ограничителя

7 и дешифратора 25, что вызывает отключение индикатора 27 работоспособности и прекращение работы второго счетчика 11, так как при отключении индикатора 27 работоспособности оператор прерывает работу до восстановления работоспособности.

Во время перерыва также происходит контроль состояния оператора. При этом, так как внимание оператора во время перерыва отвлечено от пульта, команда о необходимости контроля S состояния подается с помощью звуковой сигнализации. Для осуществления этого используются третий элемент

И 30 и третий счетчик 21. В момент исчезновения напряжения на индикато- 1в ре 27 работоспособности появляется потенциал на выходе второго инвертора 29, и через третий элемент И 30 .на вход третьего счетчика 21 начинают. поступать импульсы от генератора 4. 1S

При отсчете заданного числа импульсов на сигнальный вход элемента

31 запрета подается сигнал от третьего счетчика 21, который, ввиду отсутствия запрещающего сигнала с 20 датчика 6, поступает на звуковой сигнализатор 32. По звуковому сигналу оператор нажимает на кнопку

33, при этом на выходе датчика 6 возникает сигнал, который поступает 2S

На запрещающий вход элемента.31 запрета, и звуковой сигнализатор 32 отключается. Сигнал с выхода датчика

6 устанавливает на "0" третий счетчик 21. Если этот сигнал не превос- рр ходит порога, то ограничитель 7 не срабатывает, индикатор 27 работоспособности не включается, возобновляется отсчет импульсов в третьем счетчике 2 l, перерыв в работе оператора продолжается до следующего звукового сигнала. Если же сигнал на. выходе датчика 6 превосходит пороговый уровень, что свидетельствует о восстановлении работоспособности оператора, индикатор 27 работоспо собности включается, сигнал на выходе второго инвертора 29, разрешающий работу третьего счетчика 21, исчезает, цепь звукового сигнала отключается, оператор возобновляет работу, тактовые импульсы вновь поступают через первый логический элемент И 10 на второй счетчик 11. Так работа будет проходить до момента выполнения оператором задания. В этом случае иэ пульта 2 оператора сигнал выполнения задания поступает в первый счетчик 3, а сигнал запрета - на первый логический элемент И 10, К моменту выполнения задания оператором во второй счетчик 11 записано время его активной работы. В сумматор

14 из канала данного оператора череэ первый элемент ИЛИ 12 и блок 13

I оценки средней производительности записано время активной работы данного оператора, деленное на число операторов в группе. Укаэанная оценка работы каждого оператора поступает на входы блока 15, но не индицируется из-эа отсутствия разрешения от счетчика 3. Когда все операторы выполнят задание, в первых счетчиках 11 будет записано время активной работы каждого оператора, а в сумматоре 14 - общее время активной работы всех операторов, деленное на число операторов в группе, т.е. средняя трудоемкость выполнения работы. Одновременно из первого счетчика 3, подсчитывающего число операторов, заканчивающих работу, поступает сигнал разрешения на индикатор 1 . В этом случае индикатор 15 обеспечивает визуальную индикацию средней трудоемкости работы каждого оператора, поступающей с сумматора 14, и качества работы каждого оператора, оцениваемого путем сравнения в блоке 16 средней трудоемкости, заданной с сумматора 14 с индивидуальной, под-, считанной счетчиками 11.

Таким образом, в предлагаемом устройстве возможно обеспечение оптимальных режимов труда и отдыха операторов в сочетании с точным учетом трудоемкости, что расширяет его функ-, циональные возможности.

1 формула изобретения

Устройство для профилактического обслуживания системы человек-машиI на, содержащее индикаторы работоспособности, пульт контроля, соединенный выходом с входом генератора тактовых импульсов и с входами пультов операторов, соединенных первыми выходами с входами первого счетчика, вторыми выходами - с первыми входами соответствующих первых элементов И, соединенных вторыми входами с выходом генератора тактовых импульсов, выхо дами - непосредственно с соответствующими входами первого элемента ИЛИ и через соответствующие первые счетчики - с первыми входами блока сравнения, подключенного выходами к первым входам индикатора, вторым входом - к первому выходу сумматора, соединенного входом

9 96090 через блок оценки средней производи-. тельности с выходом первого элемент та ИЛИ, вторым выходом - с вторым входом индикатора, соединенного третьим входом с выходом первого 5 счетчика, генераторы высокой частоты, подключенные выходами к. входам датчиков электробиолюминисценции, соединенных выходами - с входами соответствующих амплитудных ограничителей, о т - в л и ч а ю щ е е с я тем,что,с целью расширения функциональных возможнос тей устройства, в него введены по чи- . слу пультов операторов источники питания, выключатели, переключатели, 1З световые и звуковые сигнализаторы, триггеры первые и вторые инверторы, вторые и третьи элементы И, вторые и третьи элементы ИЛИ, элементы запре та, третьи и четвертые счетчики, де- 20 шифраторы, генераторы случайных импульсов и кнопки, механически связанные с соответствующими выключателями и переключателями, причем выходы датчиков электробиолюминисценции соеди- 25 иены с первыми входами соответствующих элементов запрета, соединенных выходами с входами звуковых сигнализаторов, вторыми входами - с первыми . выходами соответствующих третьих Зв счетчиков и с первыми входами вторых элементов ИЛИ, соединенных вторыми входами с выходами генераторов слу- . чайных импульсов, третьими входами

0 10 через первый инвертор - с выходами амплитудных ограничителей, с первыми входами триггеров и с первыми входами третьих элементов ИЛИ, выходом - с вторыми входами триггеров, подключенных выходами к входам световых сигнализаторов и к первым входам вторых элементов И, вторые входы которых подключены к вторым входам первых элементов И и к первым входам третьих элементов И, выходык входам четвертых счетчиков, соединенных выходами через соответствующие дешифраторы с вторыми входами третьих элементов ИЛИ, соединенных выходами через вторые инверторы с вторыми входами третьих элементов И, соединенных выходами с входами третьих счетчиков, выходы третьих элементов ИЛИ соединенй с входами индикаторов работоспособности и с первыми выводами переключателей, вторые выводы которых соединены с третьими входами первых элементов И, третьи выводы - с выходами источников питания и через выключатель - с входами генераторов высокой частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

1г 546926, кл. G 09 В 7/07> 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

И 750547, кл. G 09 В 7/07, 1980 (прототип).

960900

Составитель 8. Дворкин .

Редактор П. Коссей Техред И.Tenep . Ко ректор М. емчик

Заказ 7292/ 3 Тираж 72 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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