SU1315994A1 - Устройство дл моделировани де тельности человека-оператора эргатических систем - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычисли- - тельной технике, в частности к устройствам дл  моделировани  де тельности человека - оператора эргатичес- ких систем. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства за счет моделировани  ошибок оператора с учетом вли ни  продолжительности его работы. С помощью устройства возможно моделирование де тельности оператора по об-, служиванию за вок с четом ошибок в его действи х по обслуживанию за вок. Временной интервал между моментами по влени  ошибок увеличиваетс  по линейному закону на начальном этапе приработки, посто нен на этапе нормальной работы и уменьшаетс  по линейному закону в период утомлени  оператора. 2 ил. (Л со ел со ЕГ 4

Description

113

Изобретение относитс  к вычисли- тельной технике, в частности к устройствам , дл  моделировани  де те,т1ь- ности человека-оператора систем человек - машина (СЧМ).

Цель изобретени  распшрение функциональных возможностей за счет моделировани  ошибок оператора с учетом вли ни  продолжительности его работы.

На-фиг, представлена схема устройства; на фиг.2 - схема блока формировани  импульсов ошибок.

Устройство содержит гелератор 1 случайного потока импульсов з-а вок, 2 за в ок, второй элемент ИЗ, второй триггер 4, генератор 5 импульсов со случайным интервалом следовани , таймер 6, третий триггер 7, третий элемент И 8, первый триггер 9, первый элемент И 10, преобразователь 11 временной интервах1-код, сумматор 12, элемент ИЛИ 13, счетчик 14 обслуженных за вок, счетчик 15 необслуженных за вок, четвертый элемент И 16-, четвертый триггер 17, формирователь 18 импульсов ошибок с тактовым входом 19 и входом 20 запуска.

Формирователь 18 импульсов ошибок содержит первую схему 21 сравнени , первый элемент ИЛИ 22, Первый счетчик 23, второй счетчик 24, третий элемент ИЛИ 25, вторую 26 и третью 27 схемы сравнени , первый 28, второй 29 и третий 30 элементы И, преобразователь 31 код-временной инвервал дифференцирующий элемент 32, генератор 33 импульсов, триггер 34, элемент 35 задержки, второй элемент ИЛИ 36, четвертый элемент И 37 и регистр 38 пам ти.

Генератор 1 случайного потока импульсов имитирует входной поток за вок , выраб тьша  импульсы со случайным интервалом следовани . Счетчик: 2 подсчитьшает общее количество за вок поступивших на обслуживание. Счетчик 14 подсчитывает количество за вок, обслуженных оператором, а счетчик 15 количество за вок, необслуженных из- за ошибок оператора. С помощью генератора 5 импульсов со слз чайным интервалом следовани  и триггера 4 формируетс  временной интервал, имитирующий случайное врем  обслуживани  за вки оператором от момента запуска генератора до выработки им импульса.

42

Таймер 6 задает общее врем  моделировани , а также с него снимаютс  показани  текущего времени моделировани  в виде параллельного двоичного кода. Формирователь 18 импульсов ошибок имитирует возникновение ошибок оператора. В период адаптации частота следовани  импульсов ошибок уменьшаетс  в соответствии с законом адап- тации, в период устойчивой работы оператора частота импульсов ошибок минимальна и посто нна, а в период усталости увеличиваетс  со временем в соответствии с законом усталости.

Законы адаптации и усталости дл  формировани  импульсов ошибок счита- Iютс  квазилинейными.

Импульс, имитирующий за вку на обслуживание , от генератора 1 поступает на триггер 4, после чего начинает формироватьс  интервал времени обслуживани  за вки оператором. Этот импульс запускает генератор 5, который через случайный интервал времени, со- ответствуюший времени обслуживани  за вки, вырабатьшает импульс, который поступает на нулевой вход триггера 4, после чего интервал времени обслуживани  за вки оператором заканчиваетс .

В формирователе 18 импульсов ошибок формируютс  импульсы, имитирующие ошибки оператора, причем в период адаптации с течением времени час- -тота импульсов ошибок уменьшаетс , в период устойчивой работы она минимальна и посто наа, а в период утомл емости частота импульсов ошибок, поступа  на триггер 4., имитирует прекращение обслуживани  за вки из-за ошибки оператора. Эти импульсы поступают также на счетчик 15.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состо нии на счетчиках

и .на сумматоре 12 записан нуль. Триггеры 4, 9, 17 и 34 наход тс  в нулевом состо нии. На таймере 6 набираетс  примерное врем  моделировани . В регистр 38 заноситс  значение времени , соответствующее началу периода усталости. В счетчик 23 заноситс  значение времени, соответствующее

начальному периоду по влени  ошибок оператора при адаптации. В схему 26 сравнени  заноситс  число, соответствующее периоду по влени  ошибок оператора в установившемс  режиме. В

счетчик 24 и схему 27 сравнени  занос тс  значени  времени, соответствующие начальному и конечному периодам по влени  ошибок оператора в период усталости соответственно. Частота ге- нератора 33 импульсов выбираетс  таким образом, чтобы обеспечить изменение частоты по влени  ошибок оператора в соответствии с законами адаптации и усталости,

По сигналу Пуск таймер 6 начинает отсчитьшать врем  моделировани , двоичный код времени моделировани  снимаетс  с выхода таймера 6 и поступает на вход 2 формировател  18 им- пульсов ошибок (схему 21 сравнени ). Сигнал Пуск поступает также на триггер 7, устанавлива  его в нулевое состо ние. При этом на элемент И 8 подаетс  запрещающий потенциал Этот сигнал устанавливает триггер 9 в единичное состо ние. При этом на входе элемента И 10 по вл етс  потенциал , разрешаюший потенциал, разрешающий прохождение импульсов с генератора 1 на счетчик 2 и первьй вход элемента И 3. Кроме того, сигнал Пуск поступает на триггер 34.

В исходном состо нии на вход эле- мента И 3 с инверсного выхода триггера 4 подаетс  разрешающий потенциал, поэтому первьй импульс с генератора 1 проходит через элемент И 3 и пере- брасьшает триггер 4 в единичное состо ние , а также запускает генератор 5 импульсов со случайным интервалом следовани . Кроме того, этот импульс устанавливает в единичное состо ние триггер 17.

На входе элемента И 3 по вл етс  потенциал с инверсного выхода триггера 4, запрещающий прохождение за вок через элемент И 3 во врем  обслуживани  за вки. С пр мого выхода триггера 4 потенциал подаетс  на вход преобразовател  11 временной интервал код, который обеспечивает начало формировани  интервала обслуживани  за вки оператором. Генератор 5 через спучайный момент времени вырабатьшает импульс, имитирующий окончание обслуживани  за вки, которьй. через элемент ИЛИ 13 поступает на нулевой вход триггера 4 и перебрасьшает его в нулевое состо ние, снима  потенциал с входа преобразовател  I1 временной интервал - код, при этом обслуживание за вки заканчиваетс . На втором входе

0

5 0

5

0

Q

35

0

45

элемента И 3 по вл етс  потенциал, разрешающий прохождение новой за вки от генератора 1, в сумматор 12 запи- сьшаетс  врем  обслуживани  за вки.

Импульс с выхода генератора 5 че- -рез элемент И 15 поступает на счетчик 14, подсчитьшаюший количество обслуженных за вок, а также перебрасьшает тршггер 17 в нулевое состо ние .

Формирователь 18 импульсов ошибок обеспечивает по вление импульсов, имитирующих возникновение ошибки оператора . Считаетс , что ошибка приводит к срьюу обслуживани  за вки.

Формирователь работает следующим образом.

Сигнал Пуск перебрасьшает триггер 34 в единичное состо ние, обеспечива  наличие разрешающих потенциалов на первых входах элементов И 28 и 29, запускает генератор 33 импульсов, а также через элемент ИЛИ 22 поступает на счетчик 23, при этом значение числа, записанного в счетчике 23, через элемент ИЛИ 25 поступает на вход преобразовател  31 код- временной интервал, на выходе которого формируетс  временной интервал, соответствующий начальному периоду по влени  ошибок оператора при адаптации . По окончании этого временного интервала на выходе дифференцирующего элемента 32 по вл етс  импульс, имитирующий ошибку оператора. Данный импульс через элемент ИЛИ 13 поступает на нулевой вход триггера 4, прекраща  обслуживание за вки из-за ошибки оператора. Этот импульс через элемент И 16 поступает на счетчик 15, подсчитьшающий количество ошибок оператора . Элемент И 16 открыт, так как на выходе триггера 17 имеетс  разрешающий потенциал вследствие того, что он переброшен в единичное состо ние при поступлении импульса, имитирующего за вку с выхода элемента ИЗ, Это соответствует тому, что ошибки оператора возможны лишь при обслуживании за вки, импульс ошибки через элемент ШИ 15 перебрасьшает триггер 17 в нулевое состо ние. Последующие импульсы ошибок не поступают на счетчик 15, так как элемент И 16 закрыт потенциалом с выхода триггера 17. Импульс ошибки поступает на вход генератора 5 импульсов

со случайным интервалом схседовани  и отключает его.

Кроме того, импульс ошибки через элемент И 28 и элемент ИЛИ 22 поступает на счетчик 23. К этому моменту в счетчике записано новое число, большее предьщущего, за счет того, что на суммирующий вход счетчика 23 поступают импульсы от генератора 33 через элемент И 2. Значение этого числа через элемент ИЛИ 25 поступает на преобразователь 31 код - временной интервал. Временной интервал формируетс  продолжительностью больше,, чем прерьщущий, что соответствует уменьшению частоты по влени  опшбок оператора. По окончании временного интервала на выходе,дифференцирующего элемента 32 по вл етс  импульс ошибки и описанный цикл повтор етс . Когда в счетчике 23 имеетс  число, соответствующее частоте по влени  ошибок оператора в установившемс  режиме, на выходе схемы 26 сравнени  по вл етс  потенциал, запрещаю- шлй прохождение импульсов от генератора 33 через элемент И 29 на счетчик 23, До окончани  установившегос  режима ошибки оператора по вл ютс  с посто нной частотой.

В момент начала периода усталости на выходе схемы 21 сравнени  по вл етс  импульс, который перебрасьшает триггер 34, При этом на первых входах элементов И 30 и 37 по вл етс  разрешающий потенциал. Этот же импульс , пройд  через элемент 35 задержки и элемент ИЛИ 36, поступает на вход, счетчика 24, Значение числа, записанное в счетчике 24, через элемент РШИ 25 поступает на преобразователь код временной интервал. По окончании временного интервала, соответствующего начальному периоду по влени  ошибок оператора в период усталости, на выходе дифференцирующего элемента 32 по вл етс  импульс ошибки, которьш через элемент ИЛИ 13 перебрасывает триггер 4, а также через элементы И 37, ИЛИ 36 поступает на вход счетчика 24, в котором записано уже другое число, меньше предыдущего , так как на вычита ош 1й вход счетчика 24 посто нно поступают импульсы от генератора 33 через эле™ мен-г И 30. Это соответствует увеличению частоты ошибок оператора со временем в период усталости. Значение , числа через элемент ИЛИ 25 поступает на преобразователь 3) код - .временной интервал и описанный цикл повтор етс . Когда в счетчике 24 оказьшаетс  число, соответствующее максимальной частоте по влени  ошибок оператора, в режиме усталости на выходе схемы 27 сравнени  по вл етс  потенциал, запрещающий прохождение

импульсов от генератора 33 через элемент И 30, С этого момента частота по влени  ошибок оператора посто нна.

По окончании времени моделировани  импульс с выхода таймера 6 поступает на триггер 7, обеспечива  по вление разрешающего потенциала на входе элемента И 8, На другой вход элемента И 8 через элемент ИЛИ 13 поступает импульс окончани  обслуживани  за вки или импульс ошибки. Этот импульс перебрасьшает триггер 9, при этом на входе элемента И 10 по вл етс  потенциал, запрещающий поступление за вок от генератора 1, а также поступает на вход останова таймера 6, фиксиру  точное врем  моделировани .

Процесс моделировани  заканчивает- jg с . По показани м счетчиков таймера 6 и сумматора 12 можно оценить статистические показатели де тельности человека-оператора в системе человек- машина с учетом возникновени  ошибок оператора в различные периоды его

35

де тельности.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  моделировани  де тельности человека-оператора эргати- ческих систем, содержащее генератор случайного потока, импульсов за вок, первый, второй и третий триггеры,

   три элемента И, генератор импульсов со случайным интервалом следовани  таймер, преобразователь временной интервал-код , счетчшс за вок и счетчик обслуженных за вок, сумматор, выход

   генератора случайного потока импульсов за вок соединен с первым входом первого элемента И,, второй вход которого соединен с пр мым, выходом первого триггера, а выход первого эле-

   мента И подключен к счетному входу счетчика за вок и к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, а выход подключен

   11315994

   к единичному входу второго триггера, пр мой выход которого соединен с входом преобразовател  временной интервал-код , выход которого соединен с

   входом сумматора, вход запуска таймера , нулевой вход третьего триггера и единичный вход первого триггера объединены и  вл ютс  входом запуска устройства, информационный выс первыми пр мыми входами третьего и четвертого элементов И формировател  импульсов ошибок, выходы которых под ключены соответственно к вычитающему входу второго счетчика импульсов и к первому входу второго элемента ИЛИ формировател  импульсов ошибок, вход считьшани  второго счетчика импульсов которого соединен с выходом втоход таймера соединен с единичным вхо- рого элемента ИЛИ формировател  имдом третьего триггера, пр мой вьпсод которого подключен к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с нулевым входом первого триггера и входом останова таймера, выход генератора импульсов со случайным интервалом следовани  подключен к счетному входу счетчика обслуже пульсов ошибок, а разр дные выходы второго счетчика импульсов подключены соответственно к первой. входов третьего элемента ИЛИ, втора  15 группа входов которого соединена соответственно с разр дными выходами первого счетчика импульсов формировател  импульсов ошибок, выход третьего элемента ИЛИ которого подключен

   ных за вок, отличающеес 

   тем, что, с целью расширени  функци- входу преобразовател  код-временональных возможностей устройства интервал, выход которого соединен

   счет моделировани  ошибок оператора входом дифференцирующего элемента,

   с учетом вли ни  продолжительностив код которого соединен с вторыми

   его работы, оно дополнительно содер-входами первого и четвертого элеменжит элемент ЕЛИ, четвертьш элемент ° формировател  импульсов ошибок,

   входом останова генератора импульсов

   И, счетчик необслуженных за вок, четвертый триггер и формирователь импульсов ошибок, который содержит три схемы сравнени , регистр пам ти, генератор импульсов, два счетчика импульсов , три элемента ИЛИ, четыре элемента И, триггер, элементы задержки , преобразователь код-временной интервал , дифференцирующий элемент, причем в формирователе импульсов ошибок единичньш вход триггера, вход запуска генератора импульсов и первый вход первого элемента ИЛИ объединены и подключены к входу запуска устрой30

   со случайным интервалом следовани  устройства, первым входом элемента ИЛИ устройства и первым входом четвертого элемента И устройства, выход генератора импульсов формировател  импульсов ошибок соединен с вторыми пр мыми входа -1и второго и третьего

   элементов И формировател  импульсов ошибок, инверсные входы второго и третьего элементов И которого соединены соответственно с выходами Рав- I но второй и третьей схем сравнени 

   40 формировател  и1-1пульсов ошибок, груп35

   ства, перва  группа входов первой схемы сравнени  подключена соответственно к группе тактовых выходов таймера, в формирователе импульсов ошибок втора  группа входов первой схемы срав- нени  подключена соответственно к разр дным выходам регистра пам ти, а выход Равно первой схемы сравнени  соединен с входом элемента за

   держки и с нулевьм входом триггера, .Q ИЛИ формировател  импульсов ошибок, пр мой выход которого подключен к единичный вход четвертого триггера первым пр мым входам первого и второ- устройства и вход запуска генератора

   го элементов И формировател  импульсов ошибок, выходы которых соответственно подключены к второму входу первого элемента ИЛИ и к счетному входу первого счетчика импульсов формировател  импульсов ошибок, инверсный выход триггера которого соединен

   с первыми пр мыми входами третьего и четвертого элементов И формировател  импульсов ошибок, выходы которых подключены соответственно к вычитающему входу второго счетчика импульсов и к первому входу второго элемента ИЛИ формировател  импульсов ошибок, вход считьшани  второго счетчика импульсов которого соединен с выходом втопульсов ошибок, а разр дные выходы второго счетчика импульсов подключены соответственно к первой. входов третьего элемента ИЛИ, втора  группа входов которого соединена соответственно с разр дными выходами первого счетчика импульсов формировател  импульсов ошибок, выход третьего элемента ИЛИ которого подключен

   со случайным интервалом следовани  устройства, первым входом элемента ИЛИ устройства и первым входом четвертого элемента И устройства, выход генератора импульсов формировател  импульсов ошибок соединен с вторыми пр мыми входа -1и второго и третьего

   элементов И формировател  импульсов ошибок, инверсные входы второго и третьего элементов И которого соединены соответственно с выходами Рав- но второй и третьей схем сравнени 

   ормировател  и1-1пульсов ошибок, груп

   пы входов которых соответственно подключены к разр дным выходам первого

   и второго счетчиков импульсов, второй I

   вход второго элемента ИЛИ формировател  импульсов ошибок соединен с выходом элемента задержки, а вход счи- тьшани  первого счетчика импульсов подключен к выходу первого элемента

   импульсов со случайным интервалом следовани  соединены с выходом вто- рого элемента И устройства, выход генератора импульсов со случайным интервалом следовани  соединен со счетным входом счетчика обслуженных за вок и вторым входом элемента ИЛИ

   9131599410

   устройства, выход которого подключен устройства и нулевым входам второго

   к второму входу третьего элемента И

   и четвертого триггеров устройства.

   и четвертого триггеров устройства.

   го

   фиг 2

   Редактор О.Головач

   Составитель В.фукалов

   Техред Н.Глущенко Корректор Л.Пилипенко

   Заказ 2365/52Тираж 672Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4