RU2063651C1

RU2063651C1 - Process of automated training and estimation of level of training of crews and trainer for its implementation

Info

Publication number: RU2063651C1
Application number: RU93030183A
Authority: RU
Inventors: С.Н. Богданов; Ю.К. Гусев; А.М. Казанджи; В.Н. Морозов; В.Ю. Пиктурно; Ю.Е. Сойтанен; И.Н. Щербакова; С.К. Ямковой
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт транспортного машиностроения
Priority date: 1993-05-19
Filing date: 1993-05-19
Publication date: 1996-07-10

Abstract

FIELD: aviation. SUBSTANCE: proposed process consists in introductory demonstration of correct actions in front of trainees and subsequent automatic control of correctness of performance of these actions with repetition of demonstration of correct actions if so desired by trainees. In this case estimation of quality of training of crews is carried out automatically in agreement with frequency of reference of trainees to promoting and significance of errors made by them. Trainer for implementation of proposed process is fitted with pickups of position of controls, videomonitors at each working place of crew members and videorecorders with recorded correct actions of crew members during performance of various educational tasks. Control over videorecorders and over positions of controls is carried out with the aid of device for acquisition and processing of signals and instructor's desk. Device for acquisition and processing of signals is reprogramming storage composed of module of commutation control and module of digital output, each one being connected to controller. Search for needed fragment of prompting is conducted with the help of videorecorder by means of control device assembled from key stages, registers of start and finish of frame, digital comparators and logic circuit. Device simulating readings of test instruments and sounds of working systems presents device of digital input and controller with output through scale amplifier to panel of test instruments of trainer and through module of digital output to acoustic system. EFFECT: improved process, enhanced operational reliability of trainer. 4 dwg

Description

Изобретение относится к средствам обучения экипажей сложных систем управления, например, танков, эффективность использования которых определяется четкостью и слаженностью действий всех членов экипажа. The invention relates to means for training crews of complex control systems, for example, tanks, the effectiveness of which is determined by the clarity and coherence of the actions of all crew members.

В настоящее время для обучения подобных экипажей в части привития навыков по управлению и обслуживанию используется метод непосредственного показа инструктором соответствующих действий с последующей проверкой правильности их выполнения обучаемыми. Currently, for training such crews in terms of instilling management and maintenance skills, the instructor uses the direct method of showing the appropriate actions by the instructor, followed by verifying the correctness of their performance by the students.

Недостатком такого способа обучения и создаваемых на его основах средств является то, что качество обучения определяется уровнем методической и технической подготовки самого инструктора, а продолжительность обучения ограничивается его психофизиологическими возможностями. При этом инструктор одновременно может работать только с одним экипажем. Для реализации процесса обучения методом показа используется ряд учебно-тренировочных средств (УТС). Например, известен способ обучения и учебное средство, где контроль последовательности действий механика-водителя танка и их своевременность определяются с помощью заложенных в память аналоговых ЭВМ алгоритмов (например, семейство динамических кинотренажеров типа ТТВ-172, ТТВ-219 и т.п. см. "Изделие ТТВ-172М.508.000.9.0000.00.Е07ФТ4344. Техническое описание", завод им. Орджоникидзе, г. Муром). В процессе обучения вождению на такого рода средствах инструктор контролирует действия обучаемого по пульту, на котором дублируются контрольные приборы механика-водителя и фиксируются ошибки обучаемого. Через аппаратуру внутренней связи и коммутации танка (АВСК) инструктор может указать обучаемому на его неправильные действия. Недостатком такого рода учебных средств является то, что без помощи инструктора обучаемый не может определить, в чем заключалась его ошибка, а инструктор не может продемонстировать правильное выполнение операций без выхода обучаемого со своего рабочего места. Существует также способ обучения, при котором обучаемый может предварительно ознакомиться непосредственно на рабочем месте с порядком выполнения операции. Этот способ использован на тренажере водителя танков марки ТР. оборудованным обучающей приставкой (см. журнал "Техника и вооружение", 7, 1981 г. с.14. Авт.В.Кавун, Б. Потапов "Тренажер с обучающей приставкой"). На этом тренажере обучаемому выдается задание, в соответствии с которым он и действует. При безошибочном действии обучаемого приставка автоматически выдает очередное задание. В случае ошибки обучаемый может обратиться за консультацией к приставке, которая с помощью барабана, снабженного демонстрационными карточками, показывает обучаемому правильное действие. УТС с обучающей приставкой имеет преимущество в части разгрузки инструктора. Однако оно оставляет элемент условности в связи с тем, что обучение водителя осуществляется в отрыве от командира и наводчика, а обучающая приставка является по существу удобно расположенной перед глазами обучаемого инструкцией по очередности воздействия на органы управления при отработке различных учебных вопросов, контролирующей правильность их выполнения. Наличие такой приставки не выводит инструктора из контура обучения, поскольку информация, представленная только в виде рисунков и текста, затрудняет запоминание и не исключает ситуаций, в которых обучаемый вынужден обращаться к инструктору. К тому же УТС такого типа не позволяет хранить в себе информацию о степени подготовки обучаемых по результатам отработки учебных вопросов и на этой основе формировать экипажи танков. The disadvantage of this method of training and the means created on its basis is that the quality of training is determined by the level of methodological and technical training of the instructor himself, and the duration of training is limited by his psychophysiological capabilities. In this case, the instructor can only work with one crew at a time. To implement the learning process by the show method, a number of training aids (TCBs) are used. For example, a training method and a training tool are known where control of the sequence of actions of the tank driver and their timeliness are determined using analog algorithms stored in the memory (for example, a family of dynamic motion simulators like TTV-172, TTV-219, etc. see "Product TTV-172M.508.000.9.0000.00.E07FT4344. Technical description", plant named after Ordzhonikidze, Murom). In the process of learning to drive using this kind of means, the instructor controls the learner’s actions using the remote control, on which the control devices of the driver’s driver are duplicated and the learner’s errors are recorded. Through the tank’s internal communication and switching equipment (ABSC), the instructor can indicate to the student his incorrect actions. The disadvantage of this kind of training tools is that without the help of an instructor, the student cannot determine what his mistake was, and the instructor cannot demonstrate the correct execution of operations without leaving the student from his workplace. There is also a method of training in which the student can preliminarily familiarize himself with the procedure for performing the operation directly at the workplace. This method was used on a TR tank brand driver simulator. equipped with a training attachment (see the journal "Equipment and armament", 7, 1981, p.14. Auth. V. Kavun, B. Potapov "Simulator with a training attachment"). On this simulator, the student is given a task in accordance with which he acts. With the error-free action of the learner, the prefix automatically issues the next task. In the event of an error, the student can seek advice from the set-top box, which, using a drum equipped with demonstration cards, shows the student the correct action. TCB with a training attachment has the advantage of unloading the instructor. However, it leaves an element of conditionality in connection with the fact that the driver is trained in isolation from the commander and gunner, and the training console is essentially a conveniently located instruction in front of the learner’s eyes regarding the sequence of actions on the controls when working out various training issues that controls the correctness of their implementation. The presence of such a prefix does not take the instructor out of the training circuit, since the information presented only in the form of drawings and text makes it difficult to remember and does not exclude situations in which the student is forced to contact the instructor. In addition, the TCB of this type does not allow you to store information about the degree of training of students according to the results of training training issues and on this basis to form crews of tanks.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности обучения за счет автоматизации процесса обучения и вывода инструктора из контура обучения, проведение совместного обучения целого экипажа, объективной оценки правильности выполнения отдельной операции, учебной задачи и учебного курса, а по результатам объективной оценки качества подготовки обучаемого осуществить оптимизацию процесса формирования экипажей. The aim of the present invention is to increase the effectiveness of training through automation of the learning process and the withdrawal of the instructor from the training loop, conducting joint training of the whole crew, an objective assessment of the correctness of the performance of a single operation, a training task and a training course, and, based on the results of an objective assessment of the quality of training a student, to optimize the formation crews.

Указанная цель достигается новым способом автоматического обучения, заключающимся в предварительной демонстрации перед обучаемыми правильных действий с органами управления и контроле правильности выполнения действий обучаемых с указанием на допущенные ими ошибки, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности обучения демонстрацию правильных действий производят показом видеоизображений, регистрируют воздействия обучаемых на органы управления, воздействуют на обучаемых внешними факторами имитируемых действий, оповещают обучаемых о допущенных ошибках, предлагают фрагменты видеозаписи с правильным выполнением данного действия, фиксируют количество ошибок, допущенных обучаемыми, и в соответствии с назначенным рангом ошибок, определяют качество подготовки экипажа по выражениям
Э=Э₁+Э₂+.+Э_q,
где q- количество членов экипажа.This goal is achieved by a new method of automatic learning, which consists in a preliminary demonstration before the trainee of the correct actions with the controls and control of the correctness of the trainees' actions with an indication of the mistakes made by them, characterized in that in order to increase the effectiveness of training, the demonstration of the correct actions is performed by displaying video images, the effects are recorded trainees on governing bodies, act on trainees by external factors of simulated actions, inform about learn about the mistakes made, offer fragments of the video with the correct execution of this action, record the number of mistakes made by the trainees, and in accordance with the assigned rank of errors, determine the quality of training of the crew by expressions
E = E ₁ + E ₂ +. + E _q ,
where q is the number of crew members.

Тогда качество выполнения операции каждого члена экипажа определяется по выражению

где P_ji количество типов ошибок в i-ой операции j-ой учебной задачи,
i номер операции,
k номер типа ошибки,
n количество допущенных ошибок.Then the quality of the operation of each crew member is determined by the expression

where P _{ji is the} number of types of errors in the i-th operation of the j-th training task,
i operation number
k error type number,
n the number of errors made.

Аналогичным образом оценивается качество выполнения учебной задачи. При этом оценка качества выполнения учебной задачи имеет вид

где A количество операций в учебной задаче.Similarly, the quality of the educational task is evaluated. In this case, the assessment of the quality of the educational task is

where A is the number of operations in the training task.

По выполнению общего курса обучения качество подготовки обучаемого оценивается по выражению

где M количество учебных задач в курсе обучения.For the implementation of the general course of study, the quality of the student’s training is evaluated by

where M is the number of training tasks in the training course.

Ниже в таблице представлен фрагмент примера оценки учебной задачи механика-водителя "Пуск двигателя стартер-генератором на танке Т-72". The table below shows a fragment of an example of the assessment of the training task of the driver-mechanic "Starting the engine with a starter-generator on the T-72 tank".

Предлагаемая оценка качества подготовки может быть получена на любом этапе обучения. Это позволяет оценить динамику усвоения материала и своевременно вносить корректировку в учебную программу, а по завершении курса обучения оптимальным образом формировать экипаж. The proposed assessment of the quality of training can be obtained at any stage of training. This allows you to evaluate the dynamics of assimilation of material and make timely adjustments to the curriculum, and at the end of the training course, optimally form the crew.

Для реализации указанного способа обучения предлагается создание комплексного учебного действующего стенда (УДС) с автоматизированной системой обучения и контроля (АСОК) для обучения экипажа танка Т-72. To implement this method of training, it is proposed to create a comprehensive training operational stand (UDS) with an automated training and control system (ASOK) for training the crew of the T-72 tank.

УДС представляет собой каркасный корпус, в котором расположены основные сборочные единицы, определяющие функции объекта управления. К этим сборочным единицам подведено электропитание от внешнего источника (например, от промышленной электрической сети), и они реально функционируют (за исключением тех сборочных единиц, функционирование которых в условиях стенда не представляется возможным, для танка, например, это двигатель и подогреватель). В УДС предусмотрены следующие места обучаемых: штатные места экипажа и места для обучения членов экипажа, выполняющих работы снаружи корпуса. На каждое рабочее место обучаемого устанавливается пульт обучаемого и видеомонитор. Каждый орган управления, на который воздействует обучаемый, оборудован датчиком положения органа управления. Демонстрация правильных действий членов экипажа с соответствующим дикторским сопровождением записана на видеомагнитофоны (ВМ). UDS is a frame case in which the main assembly units are located that determine the functions of the control object. These assembly units are supplied with power from an external source (for example, from an industrial electric network), and they actually function (with the exception of those assembly units which cannot be operated in a stand, for a tank, for example, an engine and a heater). The following places for trainees are provided in the UDS: regular crew places and training places for crew members performing work outside the hull. A trainee’s console and a video monitor are installed on each student’s workplace. Each control that the learner acts on is equipped with a position sensor for the control. Demonstration of the correct actions of the crew with the appropriate speaker accompaniment recorded on video recorders (VCRs).

ВМ с помощью устройства сбора и отработки сигналов (УСОС) соединены с видеомониторами и пультами обучаемых. В состав ACОK входит пульт инструктора, который с помощью УСОС связан с местами обучаемых и через устройства управления видеомагнитофонами с видеомагнитофонами. Пульт инструктора представляет собой ЭВМ с набором периферийных устройств. Поскольку в предлагаемом УДС некоторые сборочные единицы не функционируют, в УДС необходима система имитации внешних факторов работы этих систем, например, звука, и выработки сигналов, поступающих на контрольные приборы. VMs using a signal collection and processing device (USOS) are connected to video monitors and remotes of the trainees. ACOK includes an instructor console, which, with the help of USOS, is connected to the places of students and through control devices for VCRs and VCRs. The instructor's console is a computer with a set of peripheral devices. Since some assembly units do not function in the proposed UDS, in the UDS, a system is needed to simulate the external factors of these systems, for example, sound, and generate signals arriving at the control devices.

Эта система имитации соединена с УСОС и контрольными приборами члена экипажа. На фиг. 1 представлена блок-схема тренажера для обучения экипажа, реализованная для танка Т-72; на фиг.2 блок-схема устройства сбора и обработки сигналов; на фиг.3 блок-схема устройства управления ВМ; на фиг.4 блок-схема системы имитации контрольных приборов и звука. This simulation system is connected to the ASOS and crew member monitoring devices. In FIG. 1 shows a block diagram of a simulator for crew training, implemented for the T-72 tank; figure 2 is a block diagram of a device for collecting and processing signals; figure 3 is a block diagram of a control device for VM; figure 4 is a block diagram of a system for simulating control instruments and sound.

Представленный на фиг.1 УДС с АСОК состоит из 4-х рабочих мест: рабочее место N 1 механика водителя, рабочее место N 2 место члена экипажа, выполняющего работу снаружи корпуса танка, рабочее место N 3 место командира, рабочее место N 4 место наводчика. Места N 1,3 и 4 состоят из соответствующих штатных рабочих мест 1 членов экипажа танка. Каждое рабочее место (в том числе и место N 2) оборудовано видеомониторами 2, расположенными в поле зрения обучаемого. Все органы управления, на которые воздействуют обучаемые, оборудованы датчиками 3, определяющими их положение. В пределах достигаемости руки на каждом месте обучаемых установлены пульты обучаемых 4. В состав УДС также входят два УСОС 5 и 3 видеомагнитофона 6, каждый из которых снабжен соответствующим устройством управления 7 магнитофона. В предлагаемом устройстве обучения предусматривается использование двух устройств сбора и обработки сигналов (УСОС). Это определяется типовой конструкцией танка, при которой верхняя часть (башня с размещенным в ней вооружением) должна вращаться относительно корпуса. В случае использования только одного УСОС, установленного, например, в корпусе, сигналы от датчиков, установленных в башне, не удалось бы передать на это УСОС через штатное вращающееся контактное устройство (ВКУ) танка, посредством которого осуществляется электрическая связь корпуса с башней, и пришлось бы создавать новое ВКУ. Создание и установка дополнительного ВКУ неизбежно привели бы к необходимости перекомпоновки боевого отделения танка. Использование же раздельных УСОС для башни и корпуса позволило значительно (в 10 раз) уменьшить число линий связи между верхней и нижней частью устройства обучения и ограничиться применением штатного ВКУ. The UDS with ASOK shown in Fig. 1 consists of 4 workplaces: a driver’s workstation No. 1, a driver’s workplace, a crew member’s workplace outside the tank’s workplace, a workplace No. 3 commander’s position, and a gunner’s workplace No. 4 . Places N 1,3 and 4 consist of the corresponding full-time jobs of 1 tank crew members. Each workplace (including place N 2) is equipped with video monitors 2 located in the field of view of the student. All controls on which the students act are equipped with sensors 3 that determine their position. Within the reach of the hands at each place of the trainees, the student’s consoles are installed 4. The UDS also includes two USOS 5 and 3 video recorders 6, each of which is equipped with a corresponding control device 7 of the tape recorder. The proposed training device provides for the use of two devices for collecting and processing signals (USOS). This is determined by the typical design of the tank, in which the upper part (the tower with the weapons placed in it) must rotate relative to the hull. In the case of using only one USOS installed, for example, in the hull, the signals from the sensors installed in the tower would not be able to transmit USOS through the standard rotating contact device (VKU) of the tank, through which the hull is electrically connected with the tower, and to create a new VKU. The creation and installation of an additional VKU would inevitably lead to the need for a rearrangement of the fighting compartment of the tank. The use of separate USOS for the tower and the hull made it possible to significantly (10 times) reduce the number of communication lines between the upper and lower parts of the training device and limit itself to the use of a regular VKU.

В составе устройства обучения 4 рабочих места и только 3 видеомагнитофона. Это определяется тем, что два места (место механика-водителя и место снаружи корпуса танка) используется одним членом экипажа - механиком-водителем при отработке различных задач, и вся необходимая информация по этим задачам может быть записана на один видеомагнитофон. The training device consists of 4 workplaces and only 3 video recorders. This is determined by the fact that two places (a driver’s position and a place outside the tank’s hull) are used by one crew member — a driver’s mechanic during various tasks, and all the necessary information on these tasks can be recorded on one video recorder.

Имеется также пульт инструктора 8 и система имитации сигналов контрольных приборов и звука 9, сопутствующих работе двигателя и подогревателя. There is also a remote instructor 8 and a system for simulating the signals of control devices and sound 9 associated with the operation of the engine and heater.

Кроме перечисленного УДС оборудован АВСК, включающей собственно АВСК 10 и гарнитуры обучаемых 11 (на рабочих местах N 1,3, 4 это шлемофоны обучаемых, на рабочем месте N 2 и месте инструктора это переговорное устройство). In addition to the listed UDS, the AVSK is equipped, including the AVSK 10 itself and the headset of the trainees 11 (at work places N 1,3, 4 these are the headset of the trainees, at the workplace N 2 and the place of the instructor this is an intercom)

На УДС предусматриваются следующие режимы обучения: обучение, тренировка, зачет. В режиме обучения устройство работает следующим образом. Экипаж занимает свои места. В зависимости от предлагаемой учебной задачи один из членов экипажа может занять место N 2 (снаружи танка, например, при отработке учебной задачи: заправка танка топливом). Инструктор с пульта инструктора 8 устанавливает нужный режим функционирования УДС, АСОК ставит учебную задачу каждому члену экипажа. Сигналы с пульта инструктора поступают в устройство управления 7 ВМ. Устройства управления ВМ вырабатывают управляющие сигналы для осуществления поиска и демонстрации фрагмента видеофильма по предусмотренному перечню учебных вопросов, записанные на ленты и установленные в видеомагнитофоны. Нужный фрагмент видеофильма задается номером кадра начала и конца фрагмента. По результатам сравнения этих номеров с номером текущего кадра видеофильма вырабатываются команды управления "Прямая перемотка", "Обратная перемотка", "Воспроизведение", " Стоп". Функциональная схема устройства управления, представленная на фиг.3, будет описана ниже. Сигналы звукового и зрительного канала от ВМ 6, поступают в УСОУ 5 и далее - зрительного на видеомониторы 2, а звуковые (дикторский текст, сопровождающий видеофильм) в шлемофоны 11 обучаемых. Просмотрев нужный фрагмент, обучаемый по своему желанию, воздействуя на клавишу пульта обучаемого 4, может повторно запросить показ фрагмента видеофильма. В этом случае сигнал от пульта инструктора поступает в УСОС, далее на пульт инструктора, устройство управления ВМ, ВМ и на видеомонитор и шлемофон обучаемого. Таким образом обучаемый просматривает видеопоказ выполнения учебной задачи вновь. После того, как обучаемому становится ясно, как выполнять учебную задачу, он начинает ее выполнение. При этом сигналы от датчиков поступают в УСОС 5, а если операции связаны с запуском двигателя и подогревателя, то и в систему имитации 9. Функциональная схема системы имитации, представленная на фиг.4, будет описана ниже. В УСОС сигналы от датчиков сравниваются с эталонными и, при правильном действии обучаемого на систему имитации поступает управляющий сигнал, вызывающий звук работы двигателя или подогревателя и соответствующие показания контрольных приборов (например, давление масла двигателя, частота оборотов коленчатого вала и т.п.). Далее обучаемому предлагается следующая учебная задача. В случае, если обучаемый неправильно выполнил операцию, то УСОС после сравнения полученного сигнала с заложенным в его память значением вырабатывает сигнал ошибки и в шлемофон обучаемого поступает звуковой сигнал ошибки, а на мониторе высвечивается указание о том, какая ошибка совершена, и указывается, как правильно выполнять операцию. Если обучаемый понял, в чем заключалась его ошибка, то он повторяет операцию правильно. Если же обучаемый не понял, как правильно выполнять операцию, то он с пульта обучаемого может запросить повтор показа нужного фрагмента видеофильма. При этом сигнал с пульта обучаемого поступает на УСОС, далее на пульт инструктора, на устройство управления ВМ, ВМ, УСОС и монитор обучаемого. Инструктор, по своему желанию в любой момент переключая входы на монитор пульта инструктора, может узнать, что делает каждый из обучаемых. Аналогичным образом устройство функционирует в режиме тренировка и зачет. Разница заключается в объеме информации, выдаваемой обучаемому, и необходимости занесения в память различного рода информации, в том числе оценочных значений качества выполнения отдельных операций, учебных задач, всего курса обучения. Результаты выполнения операций обучаемыми в любом режиме могут быть выведены на видеомонитор инструктора, заложены на хранение в долговременную память пульта инструктора и выведены на принтер для получения документального подтверждения итогов обучения. В памяти пульта инструктора заложена также программа, реализующая алгоритм оценки правильности выполнения операций обучаемыми. The following training modes are provided for at the UDS: training, training, offset. In training mode, the device operates as follows. The crew takes its place. Depending on the proposed training task, one of the crew members may take the place N 2 (outside the tank, for example, when practicing the training task: refueling the tank with fuel). The instructor from the remote instructor 8 sets the desired mode of operation of the UDS, ASOK sets the training task for each member of the crew. The signals from the instructor’s remote control are sent to the 7 VM control unit. VM control devices generate control signals for searching and demonstrating a fragment of a video according to the provided list of training questions, recorded on tapes and installed in video recorders. The desired video fragment is set by the frame number of the beginning and end of the fragment. Based on the results of comparing these numbers with the number of the current frame of the movie, the control commands "Forward Rewind", "Rewind", "Play", "Stop" are generated. A functional diagram of a control device shown in FIG. 3 will be described below. The sound and visual channel signals from VM 6 are sent to USOU 5 and then to the visual monitors 2, and sound signals (narration accompanying the video) to the headsets of 11 students. After viewing the desired fragment, the student learns as he wishes, acting on the student’s remote control key 4, he can re-request the display of the video fragment. In this case, the signal from the instructor’s console goes to USOS, then to the instructor’s console, the VM control device, the VM, and to the student’s video monitor and headset. Thus, the learner views the video demonstration of the completion of the educational task again. After the learner becomes clear how to complete the training task, he begins its implementation. In this case, the signals from the sensors enter USOS 5, and if the operations are related to starting the engine and heater, then to the simulation system 9. The functional diagram of the simulation system presented in Fig. 4 will be described below. In USOS, the signals from the sensors are compared with the reference ones and, with the correct action of the learner, the control system receives a control signal that causes the sound of the engine or heater and the corresponding readings of the control devices (for example, engine oil pressure, crankshaft speed, etc.). Next, the student is offered the following training task. If the student incorrectly performed the operation, then USOS, after comparing the received signal with the value stored in its memory, generates an error signal and an error sound signal is received in the student’s headset, and the monitor indicates which error has been made, and indicates how correctly perform an operation. If the student understood what his mistake was, then he repeats the operation correctly. If the student did not understand how to perform the operation correctly, then he can request from the student’s remote control to repeat the display of the desired video fragment. In this case, the signal from the student’s remote control is sent to USOS, then to the instructor’s console, to the VM, VM, USOS control device and the student’s monitor. The instructor, if desired, at any time switching the inputs to the monitor of the instructor's console, can find out what each of the students is doing. Similarly, the device operates in the training and set-off mode. The difference lies in the amount of information issued to the student, and the need to store various kinds of information in memory, including estimated values of the quality of the performance of individual operations, training tasks, and the entire training course. The results of operations by students in any mode can be displayed on the instructor’s video monitor, stored in the long-term memory of the instructor’s console and output to a printer to obtain documentary evidence of the learning outcomes. The instructor’s remote control also contains a program that implements an algorithm for evaluating the correctness of operations by trainees.

УСОС (см. фиг. 2) состоит из следующих модулей: устройства цифрового ввода 12, контроллера 13, модуля цифрового вывода 14, модуля управления коммутации 15 и репрограммируемого запоминающего устройства 16. УСОС работает следующим образом. Сигналы от пульта обучаемого и датчиков поступают на устройство цифрового ввода 12, где они преобразуются в логические сигналы, совместимые по уровню с сигналами магистрали контроллера 13. Модуль цифрового вывода 14 преобразует логические цифровые сигналы заданного уровня, передаваемые на систему имитации показаний контрольных приборов и звука 9, фиг. 1. Модуль управления коммутацией 15, фиг.2 обеспечивает коммутацию входных и выходных сигналов (зрительного и звукового каналов) в соответствии с управляющими сигналами от контроллера. Репрограммируемое запоминающее устройство ( РПЗУ) 16 обеспечивает хранение программы функционирования контроллера при отсутствии питания, а также выдачу этой программы в контроллер при его работе. USOS (see Fig. 2) consists of the following modules: digital input device 12, controller 13, digital output module 14, switching control module 15 and programmable memory 16. USOS works as follows. The signals from the student’s remote control and sensors are fed to the digital input device 12, where they are converted into logic signals compatible in level with the signals of the controller 13 line. The digital output module 14 converts the logical digital signals of a given level, transmitted to the simulation system of the readings and sound 9 FIG. 1. The switching control module 15, figure 2 provides switching of the input and output signals (visual and sound channels) in accordance with the control signals from the controller. Reprogrammable memory device (RPZU) 16 provides storage of the program of operation of the controller in the absence of power, as well as the issuance of this program to the controller during its operation.

Контроллер обеспечивает ввод, вывод, коммутацию и обработку сигналов рабочего места обучаемого, а также формирование и передачу информации на пульт инструктора в процессе обучения. Кроме того, он обеспечивает прием управляющих сигналов от пульта инструктора. Работа контроллера происходит под управлением программы, хранимой в РПЗУ. Контроллер 13 на фиг.2 представляет собой периферийный контроллер, т. е. устройство, которое связывает периферийное оборудование (в данном случае устройство цифрового ввода 12, модуль цифрового вывода 14 и модуль управления коммутацией 15) с центральным процессором (в данном случае с пультом инструктора), освобождая процессор от непосредственного управления функционированием данного оборудования. Контроллер работает под управлением программы, хранимой в репрограммируемом запоминающем устройстве (РПЗУ). С цикличностью, определяемой программой, контроллер осуществляет опрос устройства цифрового ввода 12 и передачу информации, полученной от устройства цифрового ввода 12 на пульт инструктора. При получении управляющих сигналов от пульта инструктора контроллер осуществляет запись заданной информации в модуль цифрового вывода 14 или в модуль управления коммутацией 15. The controller provides input, output, switching and processing signals of the student’s workplace, as well as the formation and transmission of information to the instructor’s console during the training. In addition, it provides the reception of control signals from the instructor's console. The controller operates under the control of a program stored in RPZU. The controller 13 in FIG. 2 is a peripheral controller, that is, a device that couples peripheral equipment (in this case, a digital input device 12, a digital output module 14, and a switching control module 15) to a central processor (in this case, an instructor remote ), freeing the processor from direct control of the operation of this equipment. The controller operates under control of a program stored in a reprogrammable memory device (RPSU). With the cyclicity determined by the program, the controller polls the digital input device 12 and transfers the information received from the digital input device 12 to the instructor's console. Upon receipt of control signals from the instructor’s console, the controller records the set information in the digital output module 14 or in the switching control module 15.

УСОС собирается из стандартных, выпускаемых промышленностью блоков. Например, из блоков микропроцессорной системы управления спецтехнологического и контрольно испытательного оборудования " Периферия". USOS is assembled from standard industrial units. For example, from the blocks of the microprocessor control system of special technological and control and testing equipment "Peripherals".

Блок-схема устройства управления ВМ представлена на фиг.3 и состоит из: регистра номера кадра начала фрагмента 17 видеофильма, регистра номера кадра конца фрагмента 18 видеофильма, двух цифровых компараторов 19, схемы логики 20, датчика начала фильма 21 и ключевых каскадов 22. Регистр номера кадра начала фрагмента 17 и регистр номера кадра конца фрагмента 18 предназначены для записи и хранения 15-разрядных кодов номеров кадра начала и конца фрагмента. Запись происходит по стробирующему синхроимпульсу. В предполагаемом устройстве управления видеомагнитофоном ( УУВМ) реализуется следующий алгоритм работы схемы логики 20. При включении питания схема логики вырабатывает сигнал управления на видеомагнитофон (ВМ) "Прямая перемотка". В момент нахождения маркера начала фильма (сигнал с датчика начала фильма) схема логики выдает сигнал на ВМ "Стоп", а также сигнал "Готовность", идущий на пульт инструктора. В зависимости от сигналов на выходе цифрового компаратора, сравнивающего текущий номер кадра с номером начала кадра, схема логики вырабатывает управляющие сигналы: ">" -"Прямая перемотка", "<" "Обратная перемотка", "=" "Воспроизведение". При наличии сигнала "=" от цифрового компаратора, сравнивающего текущий номер кадра с номером конца кадра, вырабатывается сигнал на ВМ "Стоп" и сигнал на пульт инструктора "Готовность". Регистры начала и конца фрагмента могут быть выполнены на интегральных микросхемах 555ИР23 (восьмиразрядный регистр защелка). The block diagram of the VM control device is shown in FIG. 3 and consists of: a register of the frame number of the beginning of the movie fragment 17, a register of the frame number of the end of the movie fragment 18, two digital comparators 19, a logic circuit 20, a movie start sensor 21 and key stages 22. Register the frame number of the beginning of fragment 17 and the register of the frame number of the end of fragment 18 are used to record and store 15-bit codes of the frame numbers of the beginning and end of the fragment. Recording occurs on a gating clock. In the proposed video recorder control device (VUVM), the following logic circuit operation algorithm 20 is implemented. When the power is turned on, the logic circuit generates a direct rewind control signal to the video recorder (VM). At the moment of finding the marker of the beginning of the film (the signal from the sensor of the beginning of the film), the logic circuit gives a signal to the VM "Stop", as well as a signal "Ready", going to the instructor's console. Depending on the output signals of a digital comparator comparing the current frame number with the start frame number, the logic circuit generates control signals: ">" - "Forward", "<" "Rewind", "=" "Play". If there is a signal "=" from the digital comparator comparing the current frame number with the number of the end frame, a signal is generated on the VM "Stop" and a signal on the instructor's panel "Ready". The registers of the beginning and end of the fragment can be performed on integrated circuits 555IR23 (eight-bit register latch).

Цифровые компараторы осуществляют поразрядное сравнение двух 15-разрядных слов (номеров начала N_нк и конца кадра N_кк). По результатам сравнения вырабатывается соответствующий сигнал, используемый для управления видеомагнитофоном. Узел цифрового компаратора можно построить с использованием микросхем 555СП1 (4-х разрядные цифровые компараторы).Digital comparators perform bitwise comparison of two 15-bit words (start numbers N _nk and end numbers N _kk ). Based on the results of the comparison, an appropriate signal is generated that is used to control the VCR. The digital comparator unit can be built using 555SP1 microcircuits (4-bit digital comparators).

Схема логики 20 осуществляет формирование сигналов управления работой ключевых каскадов по результатам сравнения кодов номера начала и конца кадра с номером текущего кадра видеофильма, вырабатывает сигнал установки в исходное состояние элементов схемы по включению питания, а также вырабатывает сигнал "Готовность", информацию о готовности принять информацию от пульта инструктора для поиска фрагмента фильма. Схема выполнена с использованием микросхем 155ЛАЗ и 155ТМ". The logic circuit 20 carries out the formation of control signals for the operation of key stages according to the results of comparing the codes of the start and end numbers of the frame with the number of the current frame of the movie, generates a reset signal for the elements of the circuit to turn on the power, and also generates a Ready signal, readiness information to receive information from the instructor's console to search for a movie fragment. The circuit is implemented using 155LAZ and 155TM microcircuits. "

Датчик начала фильма предназначен для определения начала фильма. Он вырабатывает сигнал "Стоп" и "Сброс", устанавливающий счетчик кадров видеомагнитофона в исходное (нулевое) состояние. Датчик представляет собой фотодатчик и усилитель сигнала с фотодатчика. Усилитель выполнен по схеме с общим эмиттером. В качестве фотодатчика могут быть использованы светодиод АЛ107 и фотодиод ФД256. The film start sensor is used to detect the start of a film. It generates a Stop and Reset signal, which sets the frame counter of the VCR to its original (zero) state. The sensor is a photosensor and signal amplifier from the photosensor. The amplifier is made according to the scheme with a common emitter. The AL107 LED and the FD256 photodiode can be used as a photosensor.

Ключевые каскады 22 предназначены для подачи управляющих сигналов в систему управления видеомагнитофона. Каскад может быть выполнен по схеме с общим эмиттером. Key stages 22 are designed to supply control signals to the control system of the VCR. The cascade can be performed according to the scheme with a common emitter.

Описанное устройство управления ВМ по результатам сравнения номеров начала и конца и номера текущего кадра выполняет один из следующих алгоритмов. Если
1. N_к > N_нк
N_к < N_кк,
то команды управления формируются в следующей последовательности ": Обратная перемотка" "Воспроизведение" "Стоп".The described VM control device, according to the results of comparing the start and end numbers and the current frame number, performs one of the following algorithms. If a
1. N _k > N _nk
N _k <N _kk ,
then the control commands are formed in the following sequence:: Rewind "Play""Stop".

2. N_к <N_нк
N_к <N_кк
"Прямая перемотка" "Воспроизведение" "Стоп".2. N _to <N _nk
N _a <N _kk
"Fast Forward""Play""Stop".

3. N_к > N_нк
N_к > N_кк
"Обратная перемотка" "Воспроизведение" "Стоп".3. N _k > N _nk
N _k > N _kk
"Rewind""Play""Stop".

4.а) N_к > N_нк
N_кк 0
"Обратная перемотка" "Стоп".4.a) N _k > N _nk
N _kk 0
Rewind Stop.

б) N_к <N_нк
N_кк 0
"Прямая перемотка" "Стоп".b) N _k <N _nk
N _kk 0
Forward Rewind Stop.

На фиг.4 представлена блок-схема системы имитации показаний контрольных приборов и звука, сопутствующих работе двигателя и подогревателя. Figure 4 presents a block diagram of a system for simulating the readings of control instruments and sound associated with the operation of the engine and heater.

В состав системы входят: устройство цифрового ввода 23, контроллер 24, репрограммируемое запоминающее устройство 25, модуль цифрового вывода 25. Контроллер 24 представляет собой устройство управления внешними устройствами (в данном случае устройством цифрового ввода 23, цифроаналоговым преобразователем 27, таймером 29 и модулем цифрового вывода 25. Контроллер работает под управлением программы, хранимой в репрограммируемом запоминающем устройстве (РИЗУ) 25 и выполняет последовательно следующие действия:
1 -считывание информации с устройства цифрового ввода 23;
2 -сравнение информации, считанной с устройства цифрового ввода 23 с данными, хранящимися в РПЗУ 25;
3 -в соответствии с условиями, заложенными в программе в зависимости от результатов сравнения, контроллер 24 выдает управляющие сигналы на цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 27, таймер 29, модуль цифрового вывода 26;
4 -переход к пункту 1.The system includes: a digital input device 23, a controller 24, a programmable memory 25, a digital output module 25. The controller 24 is a device for controlling external devices (in this case, a digital input device 23, a digital-to-analog converter 27, a timer 29, and a digital output module 25. The controller operates under control of a program stored in a reprogrammable memory device (RIZU) 25 and sequentially performs the following actions:
1 - reading information from a digital input device 23;
2 is a comparison of the information read from the digital input device 23 with the data stored in RPZU 25;
3 - in accordance with the conditions laid down in the program, depending on the comparison results, controller 24 provides control signals to a digital-to-analog converter (DAC) 27, timer 29, digital output module 26;
4 - go to step 1.

Перечисленные четыре блока полностью повторяют вышеописанную структуру УСОС и соответствуют ей по назначению. Кроме перечисленных модулей, в состав системы имитации также входят цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 27 и масштабный усилитель 28, предназначенные для преобразования цифрового кода, поступающего от контроллера, в значение аналогового сигнала (в данном случае напряжения) и соответственного усиления его значения. Количество модулей ЦАП и масштабных усилителей определяется количеством имитируемых непрерывно изменяющихся аналоговых сигналов (например, температура охлаждающей жидкости, температура масла и т.п.). Сигнал от масштабного усилителя поступает непосредственно на прибор, расположенный на щите контрольных приборов механика-водителя. В качестве ЦАП может быть использован модуль "Электроника МС8205". These four blocks completely repeat the above structure of USOS and correspond to it for its intended purpose. In addition to these modules, the simulation system also includes a digital-to-analog converter (DAC) 27 and a scale amplifier 28, designed to convert a digital code coming from the controller into the value of an analog signal (in this case, voltage) and the corresponding amplification of its value. The number of DAC modules and large-scale amplifiers is determined by the number of simulated continuously changing analog signals (for example, coolant temperature, oil temperature, etc.). The signal from a large-scale amplifier goes directly to the device located on the control panel of the driver. As the DAC, the "Electronics MC8205" module can be used.

Для формирования импульсного сигнала заданной частоты, требуемой для имитации контрольных приборов, для которых требуется такой сигнал (например, тахометр типа ТЭ-48), в устройство входит таймер 29 и блок формирования трехфазного синусообразного сигнала 30. В качестве таймера может быть использован модуль: Электроника МС4402". Для имитации звука работающих двигателя и подогревателя в устройстве предусмотрены генератор шума 31, модулятор 32, усилитель мощности 33 и акустическая система 34. На генератор шума сигнал поступает из модуля цифрового вывода, сигнал из генератора шума поступает на модулятор. На модулятор же поступает и сигнал из блока формирования трехфазного сигнала. Из модулятора сигнал поступает на акустическую систему. Для сигнализаторов, для которых необходим дискретный сигнал ( например, сигнализатор аварийного давления масла двигателя), сигнал поступает непосредственно из устройства цифрового вывода. To generate a pulse signal of a given frequency required to simulate control devices for which such a signal is required (for example, a TE-48 type tachometer), the device includes a timer 29 and a three-phase sinusoidal signal generation unit 30. The module can be used as a timer: Electronics MS4402 ". To simulate the sound of the working engine and heater, the device has a noise generator 31, a modulator 32, a power amplifier 33 and an acoustic system 34. The signal from the digital An ode, the signal from the noise generator is sent to the modulator. The signal from the three-phase signal generating unit is also sent to the modulator. The signal is sent from the modulator to the speaker system. For signaling devices for which a discrete signal is required (for example, an engine oil pressure alarm) directly from a digital output device.

Предлагаемый способ автоматизированного обучения и тренажер, реализующий этот способ, позволяет повысить эффективность подготовки экипажа объектов управления за счет большой наглядности в показе правильного выполнения операций, возможности обучаемого неоднократно просмотреть трудноусваемые операции по управлению или обслуживанию, исключения пропуска или усвоения неправильного выполнения отдельных операций, в значительной степени выводят инструктора из контура обучения и снижают зависимость результатов обучения от личных качеств инструктора. Наличие результатов объективной оценки качества выполнения операций позволяет выявить динамику усвоения материала обучаемыми, своевременно вносить корректировку в учебную программу, а по завершении курса обучения оптимальным образом формировать экипаж танка. ТТТ1 ЫЫЫ2 The proposed method of automated training and the simulator that implements this method allows to increase the efficiency of training the crew of control objects due to great clarity in showing the correct execution of operations, the student’s ability to repeatedly view difficult-to-understand operations for management or maintenance, eliminating the omission or assimilation of incorrect performance of individual operations, degrees remove the instructor from the learning path and reduce the dependence of learning outcomes on personal qualities to the instructor. The presence of the results of an objective assessment of the quality of operations allows you to identify the dynamics of assimilation of material by students, make timely adjustments to the curriculum, and at the end of the training course, optimally form the tank crew. TTT1 YYY2

Claims

1. A method of automated training and assessment of the level of training of crews, which consists in a preliminary demonstration before each student of the correct actions with the management bodies and control of the correctness of the actions of students with an indication of the mistakes made by them, characterized in that, to increase the effectiveness of training, the demonstration of the correct actions is brought to trainees by showing a video image of individual correct actions and a logical diagram of the interaction between crew members, the actions of the trainees on the controls, affect the trainees by external factors of simulated actions, control the interaction between the trainee crew members, notify trainees of mistakes made, offer video fragments with the correct execution of this action, record the number of mistakes made by the trainee, and, in accordance with the assigned the rank of errors, determine the quality of crew training in terms of
E E ₁ + E ₂ + + E _g ,
where the quality of training of the gth crew member is determined by the expression

,
Where
A number of operations in the training task; M the number of training tasks in the training course; Pji- the number of types of errors in the i-th operation of the j-th training task; j number of the training task; i operation number in the training task; k is the error type number; r error rank; n number of errors
and, analyzing the obtained objective estimated results, they judge the quality of crew training in quantitative terms.

2. A simulator for automated training and assessment of the level of training of crews, containing a working model of the control object with controls, position sensors of the controls, a training device and communication means, characterized in that each training device is equipped with a video monitor and a student’s console, connected through a collection device and signal processing with internal communication and switching equipment, as well as with control devices for video recorders and the instructor’s console, and sensors of control bodies Nia simulation devices connected to external factors such as noise.

3. The simulator according to claim 2, characterized in that the signal collection and processing device has a digital input device connected to trainee panels, position sensors of the working bodies and a controller, and the controller is connected to the instructor panel, non-programmable memory and switching and digital control modules output, and the digital output module, in turn, is connected to a device for simulating the readings of control devices and sound, and the switching control module with video monitors, sound and video channels is a tape recorder, a learner's headset and intercom and switching equipment.

4. The simulator according to claim 2, characterized in that the video recorder control device has registers of the start number and end number of the frame, the inputs of which are connected to the instructor’s console, and the outputs from each register are connected to digital comparators, which in turn are connected to the video recorder and circuit logic, moreover, the logic circuitry is connected to the instructor’s console, key stages and the film start sensor, while the key stages are connected to the VCR, and the film start sensor has an input from the VCR marker and an output and a VCR.

5. The simulator according to claim 2, characterized in that the device of the system for simulating the readings of control instruments and sound consists of a digital input device having inputs from a device for collecting and processing signals and position sensors of the working bodies connected to the controller, and the controller is connected to a digital an analog converter, a timer, a digital output module and non-programmable storage device, and the digital-to-analog converter is connected to a large-scale amplifier with an output to the control device on the mechanics panel a timer, is connected to a three-phase signal generation unit that has an output to the control device on the driver’s shield, and a digital output module has an output to the control device on the driver’s shield and a noise generator that is connected to the modulator, the modulator is connected to the power amplifier, and a power amplifier with an acoustic system, in addition, a three-phase signal generation unit is connected to a modulator.