Тренажер оператора автоматизированной системы управления

 

О Il И С А Н И Е (((985816

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополннтельное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 20 07 ° 81 (21) 3318110/18 "24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30. 12.82. Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 30 . 12 .82 (ы)М. Кл.

G 09 В 9/00

9твударстЮииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (53) УДК 681.3. .071(088.8) Н. ° И. Кудряшов, А. А. Сляднев, А. l0

- и А. Ф. Чипига (72) Авторы нзобретення (71) Заявитель (54) ТРЕНАЖЕР ОПЕРАТОРА АВТОИАТИЗИРОВАННОЙ

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к тренаже-. рам и может быть использовано как для оценки профессиональной пригодности операторов, так и для оценки их функционального состояния.

Известен тренажер оператора авто.матизированной системы управления, содержащий блок сравнения, соединенный с пультом ответов и со счетчиком ошибок, блок управления, дат-. чик случайных событий, коммутаторы, блоки памяти, генератор тактовых импульсов, второй счетчик и эле: ментт И (1 ).

Недостатком тренажера является не высокая эффективность тренировки кратковременной памяти .

Наиболее близким к изобретению является тренажер оператора автоматической системы управления, содержащий пульт оператора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым вхо2 дами блока сравнения, третий и чет. вертый входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам блока ввода эталонов, а выход - к первому входу блока регистрации, второй вход которого через ключ первым входом соединен с первым выходом триггера Шмитта, второй выход которого подключен к входу блока ввода эталонов, а вход через элемент ИЛИ - к выходам пульта операто« ра, при этом выход элемента ИЛИ через делитель импульсов соединен с третьим входом блока регистрации f2 ).

Практика применения данного тренажера показала, что по мере приобретения навыков оператор старается первоначально работать только с помощью

zo одной (чаще правой) кнопки. После того, как алгоритм становтттся ему понятным, он воспроизводит его c помовью двух кнопок. Такой подход значительно облегчает задачу оператора, динены соответственно с первым и вторым выходами пульта оператора.

На чертеже представлена структурная схема тренажера оператора автоматизированной системы управления.

Тренажер содержит блок 1 ввода эталонов, триггер 2 Шмитта, ключ 3, блок 4 сравнения, коммутатор 5 (логический пробник), . пульт 6 оператора, состоящий из индикатора 7 нулей, индикатора 8 единиц, кнопки 9 набора (формирователя) нулей и кнопки 10 набора (формирователя) единиц, узел

11 блокировки (неправильных действий), делитель 12 частоты, блок 13 регистрации.

Узел 11 состоит из элементов И 14 и 15, счетчиков 16 и 17, ииверторов

18 и 19 и элементов ИЛИ 20 и 21, а блок 13- из счетчиков 22 и 23 и индикатора 24.

Тренажер работает следующим образом, 3 985816 позволяет ему сосредоточиться только на определении алгоритма предъявления стимулов, исключает проблему выбора моторных действий, При этом снижается качество исследования интеллек туальной саморегуляции, так как не фиксируются закономерности построения прогноза оператором, а также предвидения будущих событий, исключаются возможные эмоциональные реакции: неуверенность, сомнение, напряженность °

Цель изобретения - повышение точности тренажа при,оценке профессио.нальной пригодности и функционального состояния операторов за счет повышения качества исследования интеллектуальной саморегуляции путем исключения ситуаций, не требующих .участия процессов выбора при анализе поведения операторов в вероятностно-детермированной среде.

Поставленная цель достигается тем, что в известный тренажер, содержащий последовательно включенные блок ввода эталонов, блок сравнения и блок регистрации, последовательно соединенные триггер Шмитта, ключ, коммутатор и пульт оператора, а также делитель частоты, выход которого соединен с вторым входом блока регистрации, второй вход ключа подключен к одному из выходов блока ввода эталонов, вход которого соединен с вторым выходом триггера Шмитта, введены последовательно включенные первый элемент И, первый счетчик и первый инвертор, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, пос о ледовательно включенные второй элемент И, второй счетчик и второй инвертор, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, и два элемента ИЛИ, выход одного из которых подключен к входам триггера Шмит45 та и делителя частоты, а выход другого элемента ИЛИ соединен с третьим входом блока регистрации, первый и второй входы одного элемента ИЛИ подключены соответственно к выходам пер- 5 вого и второго элементов И, соединенным соответственно с вторыми входами второго и первого счетчиков и с вторым входом блока сравнения, первый и второй входы другого элемента ИЛИ под- клвчены к выходам первого и второго счетчиков соответственно, вторые входы первого и второго элементов И соеЭкспериментатор с помощью блока 1 выбирает определенный -алгоритм предъявления стимулов (нулей и единиц)

Оператору, Последний получает инструкцию формировать по тактам путей нажатия кнопки на пульте 6 свойалгоритм возможного предъявления стимулов, причем он на один такт опережает алгоритм экспериментатора, Оператору категорически запрещается формировать алгоритм путем нажатия только: одной любой из двух кнопок. Он предупреждает, что тренажер содержит устройство блокировки неправильных действий. Тем самым оператор при формировании своего алгоритма вынужден включить процессы построения прогноза и предвидения будущих событий.

Экспериментатор при необходимости может указать оператору число разрешенных последовательных нажатий одной кнопки (например 3,4,5...).

Это число определяетая длиной алгоритма, его характером и условиями эксперимента.

После каждого такта работы оператор с помощью индикаторов 7 и 8 может сравнить оба алгоритма. Путем анализа результатов сра.внения оператор корректирует свой алгоритм, .добиваясь. полного совпадения с алгоритмом экспериментатора, Необходимое количество циклов до полного совпадения обоих алгоритмов определяется способностью оператора

5 9858 к логическому мышлению, параметрами его кратковременной памяти, а также способности к прогнозированию ситуаций и предвидению будущих событий, В процессе исследования создаются ус- $ ловия для возникновения у оператора эмоциональных реакций неуверенности, сомнения, напряженности .

После включения тренажера экспериментатор в соответствии с программой испытаний устанавливает в блоке

1, представляющем собой кольцевой сдвигающий регистр, длину и характер детермированной последовательности стимулов, а также устанавливает счетчики 16 и 17 в нулевое состояние, Затем экспериментатор разрешает работу с тренажером оператору, Оператор, делая прогноз наступления событий предъявления стимула, íà- 20 жимает кнопку 9 или кнопку l0. При нажатии кнопки 9 одиночный импульс с пульта 6 от кнопки 9 поступает на информационный вход элемента И 15 узла

11. Так как счетчик 17 находится в нулевом состоянии, то сигяал с его; выхода после инверсии на инверторе !

19, поступает на управляющий вход элемента И 15 и переводит его в отк- рытое состояние, при котором импульс 30 от кнопки 9 подается на вход "Установка 0" счетчика 16„ на вход блока 4 сравнения и на вход элемента ИЛИ 20, С выхода элемента ИЛИ 20 импульс поступает на вход делителя 12 (коэф- з$ фициент деления которого равен длине детермированного алгоритма и устанавливается экспериментатором заранее) и на вход триггера 2 Шмитта.

Если на втором выходе блока 1 запи 4в сана единица, то блок 4 сравнения фиксирует ошибку и записывает единицу в счетчик 23 блока l3, Это значит. что текущий элемент алгоритма оператора не совпал с соответствующим эле- а$ ментом детерминированной последовател ьности .

Второй выход блока l также соединен с одним входом ключа 3, на

$0 другой (управляющий) вход которого поступает сигнал с выхода триггера

2 Шмитта. На время действия этого сигнала ключ 3 подключает к выходу блока 1 коммутатор 5, который в зависимости от того, каким был сигнал

$$ на втором выходе, включает либо индикатор 7 нулей, либо индикатор 8 единиц, В рассматриваемом примере на

16 втором выходе сигнал соответствует единице, поэтому на пульте 6 оператора включается индикатор 8 единиц.

Оператор визуально фиксирует первый элемент (в данном случае это единица) алгоритма экспериментатора и убеждается, что его алгоритм (а он выбрал в качестве первого элемента ноль) не совпадает.

Возвращение триггера 2 Шмитта в исходное состояние отключает коммутатоо 5 от выхода блока 1, а сигнал с его инверсного выхода, поступая на тактовый вход блока 1 сдвигает со- . держимое кольцевого сдвигающего ре/ гистра вправо на один разряд.

Если в качестве второго элемента своего алгоритма оператор выбрал единицу, то после нажатия им кнопки

10 набора единиц импульс с ее выхода поступает на один вход элемента И на другой вход которого поступает сигнал с выхода инвертора 18, подключенного к выходу счетчика 16. С вы хода элемента И 14 импульс, поступая на вход "Установка 0" счетчика 17, устанавливает последний в нулевое состояние. Кроме того, этот же импульс записывает. единицу в счетчик

16, поступает также на третий вход блока 4 сравнения и через элемент

ИЛИ 20 - на вход делителя 12 и на вход триггера 2 Шмитта.

Работа остальных элементов и блоков осуществляется аналогично

Если оператор определяет алгоритм экспериментатора только путем нажатия одной кнопки, например, кнопки

10 набора единиц, то после определенного числа нажатий (задаваемого экспериментатором в зависимости от. длины и характера детерминированной последовательности стимулов) счетчик 16 переполняется, на его выходе появляется единица, которая через элемент

ИЛИ 21 поступает на индикатор 24, предупреждая оператора и эксперимен--. татора о нарушении условий эксперимента., Кроме того, единица с выхода счетчика 16 инвертируется инвертором

18, поэтому на втором входе элемента И 14 сигнал равен нулю; прохождение импульсов через .элемент И 14 исключается,т,е. кнопка 10 набора единиц блокируется.

Для продолжения эксперимента оператор должен обязательно нажать другую кнопку, в данном случае кноп9858

7 ку 9 набора нулей. При этом сигнал с выхода элемента И 15 устанавливает счет.чик 16 в нулевое состояние, т.е. разблокирует кнопку 10 набора единиц, Аналогичным образом тренажер работает и в том случае, если оператор непрерывно нажимает только кнопку 9 набора нулей.

При правильной работе оператор, сравнивая последующие члены обоих алгоритмов и корректируя свой алгоритм, добивается их полного совпадения. Число циклов, необходимых оператору для полного определения алгоритма детерминированной последова тельности стимулов, фиксируется счетчиком 22.

Экспериментатор, анализируя информацию с блока 13 регистрации определяет характеристики оператора, осо- 20 бенности процессов интеллектуальной саморегуляции. Затем в соответствии с программой испытаний экспериментатор переходит к исследованию новогс алгоритма предъявления стимулов, постепенно усложняя его (например путем увеличения длины)

Использование изобретения позволяет повысить качество исследования кратковременной памяти оператора авто. матизированных систем управления, а также процессов его интеллектуальной саморегуляции. Появляется возможность наблюдения у оператора возник35 новения эмоциональных реакций неуверенности, сомнения, напряженности. В целом это способствует повышению эффективности получаемых оценок профессиональной при годности операторов 40 уровня их подготовленности.

В прототипе при исследовании инт еллектуальной саморегуляции оператора возможны ситуации, при которых оператор выбирает алгоритм действий, не

4S требующий участия процессов выбора.

В этих ситуациях оценки профессиональной пригодности и функционального состояния, формируемые с помощью прототипа, по существу характеризуют толь.

50 ко объем кратковременной памяти и не позволяют судить о процессах интел.лектуальной саморегуляции, В целом это снижает точность получаемых оценок на 30-403. Экспериментальные исследования показали, что при вовтор..т ных испытаниях более 80 всех опера- торов сознательно пользовались ситуациями, не требующими участия процес16 8 сов выбора. Прототип позволяет определитт ь алгоритм предъявления стимулов путем использования только одной кноп- ки и наблюдения за порядком зажигания индикаторов. При этом количество циклов, необходимых для указания алгоритмов предъявления стимулов, в среднем снижается на 30-403 по сравнению с исходным, когда оператор работает с двумя кнопками и вынужденно решает проблему выбора.

В предлагаемом техническом решении исключается возможность узнавания алгоритма простыми действиями, не. требующими участия процессов выбора. Непрерывная работа только с одной кнопкой относится к неправильным действиям оператора и блокируется. Исключение ситуаций, не требующих участия процессов выбора, позволяет повысить точность формируемых оценок на 30-40 . При многократных испытаниях операторов в одинаковых условиях повышается стабильность оценок относительно некоторого уровня, характерного для конкретного оператора. Изменение уровня более точно отражает изменения определенных факторов, в частности изменение функционального состояния оператора.

Последнее обстоятельство позволяет использовать предлагаемое техническое решение в системах "человек-машина с взаимной адаптацией. При этом благодаря своевременному и качественному определению функционапьного состояния опвратора повышается надежность и эффективность работы системы "человекi машина".

Предлагаемое техническое решение позволяет также повысить точность оценок исследования, процессов интеллекту апьной саморегуляции у оператора.

На этой основе повышается качество рекомендаций по рациональной организации операторской деятельности и ка1 чество профессионального отбора. В целом это приводит к повышению эффективности обучения и практической деятельности операторов. формула изобретения

Тренажер оператора автоматизированной системы управления, содержащий последовательно включенные блок ввода эталонов, блок сравнения и блок регистрации, последовательно соедиСоставитель А. Карло

Техред И. Иадь- . Корре ктор и, Буря

Редактор А. Ворович

Ь» Ю ° 4Ю

Заказ 10169/70 Тираж 472.:.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д.

» °

Подписное

»»

«»»»»»»»

Филиал ППП !,Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ненные триггер Щмитта, ключ, коммутатор и пульт оператора, а также делитель частоты, выход которого соеди нен с вторым, входом блока регистрации, второй вход ключа подключен к S одному из выходов блока ввода этанолов, вход которого соединен с вторым выходом триггера Шпетта, о тл ич а ю шийся тем, что, с целью повыаения точности тренажера, в ,него введены последовательно включенные первый элемент И, первый счетчик и первый инвертор, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, последовательно включен- 1 ные второй элемент И, второй счетчик и второй инвертор, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, и два элемента ИЛИ, выход одно-, го из которых подключен к входам триго гера @митта и делителя частоты, а выхрд другого элемента ИЛИ соединен

16.

10 с третьим входом блока регистрации, первый и второй входы одного элемента ИЛИ подключены соответственно к выходам первого и. второго элементов .

И, соединенным соответственно с вторыми входаьи второго и первого счетчиков я с вторым входом блока срав« нения, первый и второй входы другого элемента ИЛИ подключены к выходам первого и второго счетчиков соответственно, вторые входы первого и,вто:рого элементов И соединены соответственно с первым и вторым выходами пульта оператора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР ао заявке И 2813925/18-24, кл. G 09 8 9/00, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 11 2927519/18-24, кл. G 09 В 9/00, 1980 (прототип).