SU983738A1 - Тренажер оператора автоматизированной системы управлени - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к тренажерам и может быть использовано в устройствах дл  обучени  и профессионального отбора операторов.

Известен тренажер, содержащий информационное , звуковое и световое табло, блок управлени  звуковым и световым табло, узел управлени , триггер пуска и триггер управлени , блок задани  времени и узел регистрации ГП .

Этот тренажер повышает степень тренированности за счет переключени  внимани , однако имеет ограниченную точность контрол  профессиональных навыков.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  тренажер, содержащий блок управлени , блок предъ влени  информации , блок коммутации, шифратор , схему сравнени , узел регистрации ошибок и пульт оператора, блок сформировани  команд, блок регистрации промежуточных цифр, узел пам ти , блок звуковой сигнализации 2j.

Однако данный тренажер обладает низкой точностью, так как не учитывает возможность угадывани .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности тренажера за счет иск ючени  вли ни  угадывани .

Эта цель достигаетс  тем, что в тренажер оператора автоматизирован-,

10 ной системы управлени , содержащий пульт оператора, блок предъ влени  учебной информации, блок сравнени , последовательно включенные второй инвертор и третий элемент

15 И, а также четвертый элемент И, включенные первый шифратор и первый коммутатор, введены последовательно включенные распределитель импульсов , ключ и шифратор, первый и вто20 рой выходы которого соединены соответственно со входом блока управлени  и вторым входом первого коммутатора , последовательно соединенные блоки регистров, второй коммутатор и блоки анализа ответов, выходы которых соединены с вторым входом бло ка регистрации, а вторые входы - с выходом пульта оператора, и формиро ватель кодов, вход которого подключен к второму выходу распределител  импульсов, а выход - к входу первого шифратора, выходы блоков регистров через блок сравнени  соединены с вторым входом ключа, а входы непосредственно с выходом первого коммутатора, вход распределител  импульсов соединен с вторым выходом блока управлени , третий выход кото рого подключен к второму входу второго коммутатора, второй-выход кото рого соединен с входом блока предъ  лени  учебной информации, третьи ;, входы блоков анализа ответов подклю чены к четвертому выходу блока управ лени . Причем второй коммутатор содержит формирователь импульсов равноверо  тностных чисел, выход которого соединен с первыми входами элементов ИЛИ первой группы, вторые входы которых  вл ютс  вторым входом коммутатора , а выходы непосредственно соединены с первыми входами элементов И первой группы и через инверто ры группы .с первыми входами элементов И второй группы, вторую группу элементов ИЛИ, первые и-вторые входы которых соединены соответственно с выходами элементов И первой и второй групп, а выходы  вл ютс  вторым выходом коммутатора, вход формирова тел  импульсов  вл етс  вторым входом коммутатора, вторые входы элемен тов И первой и второй групп  вл ютс  первым входом коммутатора. Блок анализа ответов содержит последовательно включенные первый триггер, первый элемент И и элемент ИЛИ, последовательно соединенные первый инвертор и второй элемент И, последовательно включенные второй инвертор и третий элемент И, а также четвертый элемент И, первый вход которого соединен с выходом второго инвертора, а второй и третий входы и выход четвертого элемента И  вл ютс  соответственно первым и третьим входами блока, второй вход третьего элемента И соединен с выходом первого инвертора, выход - с вторым входом элемента ИЛИ, а третий вход  вл етс  третьим входом блока, выХОД первого триггера соединен с входом второго инвертора и вторым входом второго элемента И, третий вход и выход которого  вл ютс  соответственно третьим входом и вторым выходом блокар выход элемента ИЛИ  вл етс  первым выходом блока, второй вход первого элемента И - первым входом блока, первый вход первого триггера - вторым входом блока, а второй вход первого триггера и третий вход первого элемента И - третьим входом блока. Кроме того, блок управлени  содержит последовательно соединенные первый генератор, переключатель, второй триггер и второй генератор, третий генератор, выход которого  вл етс  третьим выходом блока и подключен через формирователь импульсов опроса к четвертому выходу блока , а через счетчик -к первому выходу блока, цетвертый генератор, вход и выход которого  вл ютс  соответственно входом и третьим выходом блока, вход третьего генератора соединен с вторым выходом переключател , второй вход второго триггера и выход второго генератора  вл ютс  соответственно входом и вторым выходом блока. На фиг. 1 изображена структурна  схема транажера, на фиг. 2- схема формировател  кодов, на фиг. 3 - схема формировател  импульсов, на фиг. схема блока анализа ответов. Тренажер содержит блок 1 управлени , распределитель 2 импульсов, формирователь 3 кодов (равноверо тностных чисел) , шифратор 4, коммутатор 5, блок 6 регистров (списков элементов ), состо щий из регистров 7, осуществл ющих запись и хранение п разр дов дес тичных цифр в двоичном коде, блок 8 регистров (списка дистракторов ), состо щий из регистров 9, осуществл ющих запись и хранение п разр дов дес тичных цифр в двоичном коде, блок 10 сравнени , предназначенный дл  выделени  разр дов списка элементов и списка дистракторов , содержащих одинаковые цифры, состо щий из группы элементов И 11 и элемента ИЛИ 12, ключ 13 шифратор 1А (адресов), коммутатор 15, включающий в себ  формирователь 1б импульсов равноверо тностных чисел, элементы ИЛИ 17, элементы И 18 , инверторы 19, элементы И и элементы

ИЛИ 21, блок 22 предъ влени  учебной информации (списков), содержащий дешифраторы и цифровые индикаторы (не показаны), классификатор 23 ответов , состо щий из блоков 2k анализа ответов, пульт 25 оператора, содержащий кнопки 26, блок 27 регистрации , состо щий из трех групп последовательно соединенных элементов ИЛИ 28, счетчиков 29 и узлов 30 индикации .

Блок 1 управлени  содержит генератор 31 одиночных импульсов с кнопкой управлени  (не показана), двухпозиционный переключатель 32, триггер 33, генератор З, генератор 35 одиночных импульсов, генератор Зб (импульсов с регулируемым периодом и длительностью импульсов), счетчик 37 (числа предъ влений) и формирователь 38 импульсов (опроса).

формирователь 3 кодов (равноверо тностных чисел) содержит генератор ЗЭ (шума) , триггеры Шмитта 40, на которые подаютс  опорные напр жени  и т Uo инверторы 41 и элементы И 2

формирователь 16 содержит генераторы и kk случайных импульсов, элемент ИЛИ +5, триггеры 46, элементы И , элементы И ЦВ и элементы И 49.

Блок 2k анализа ответов состоит из трехвходоаых элементов И 50-53, инверторов 55 элемента ИЛИ 5б и триггера 57.

формирователь 3 служит дл  формировани  потока равноверо тностных сигналов на выходах от О до 9, причем веро тность по влени  сигнала на каждом выходе равна ,1.

Шифратор k осуществл ет преобразование сигналов, поступающих с позиционных выходов формировател  3 в двоичный код.

Коммутатор 5 служит дл  распределени  чисел S двоичном коде по регистрам блока 6 регистров (списка с, элементов) и блока 8 регистров (списка дистракторов), 1

Блок 10 совместно с ключом 13 предотвращает запись в регистры 9 блока 8 тех чисел, что были записаны в регистры блока 6 с такими же пор дковыми номерами.

Коммутатор 15 предназначен дл  подключени  к блоку 22 либо выходов блока 6, либо совместно несовпадающих выходов блока 6 и блока 8.

Формирователь 1б, представл ющий собой регистр сдвига, у которого О и 1 по разр дам распределены слу чайно, но с равной веро тностью,

служит дл  выбора регистров блока 6 и блока 8, подключаемых к выходам блока 22.

Блок 22 осуществл ет отображение дес тичных п-разр дных чисел (где

п 10720) с любым временем экспозиции .

Классификатор 23 служит дл  классификации ответов испытуемого по правильным, ложным тревогам или про пускам .

Пульт 25 предназначен дл  ввода Испытуемым ответов по всем п разр дам .

Блок 27 осуществл ет подсчет и

отображение числа правильных ответов , числа ложных тревог и числа про пусков.

Тренажер работает следующим об разом .

Испытуемому сначала предъ вл ют дл  запоминани список элементов , представл ющий собой п-разр д- . ное дес тичное число (где n 10f20). Он должен запомнить сами элементы

и их место в списке. Затем испытуемому последовательно предъ вл ют новые списки элементов, в каждом из которых присутствуют старые элементы и новые элементы (дистракторы).

Испытуемый должен дать положительный ответ в том случае, если во вновь предъ вл емом списке он определ ет старый элемент, причем наход щийс  на своем месте. При этом возможны

следующие исходы: а) предъ вл етс  старый элемент и испытуемый положительно отвечает (правильный ответ); бJ предъ вл етс  старый элемент, а испытуемый считает, что это новый

(пропуск элемента); в) предъ вл етс  новый элемент, а испытуемый считает; что это старый и дает положительный ответ (ложна  тревога). Оценка точности следов пам ти производитс  путем определени  веро тности истинного обнаружени  на основании апостериорно известных веро тностей правильного обнаружени  старых элементов и ложных тревог по формуле

ПРп-Рлт)Ц-Рд,)-.

Claims (3)

1. Тренажер работает в двух режимах: в режиме 1 предъ влени  списка элементов дл  запоминани  и в режиме П предъ влени  списков элементов дл  узнавани . Двухпозиционный переключатель 32 устанавливаетс  в положение Режими нажимаетс  кнопка (не показано) управлени  генератора 31. При этом сигнал с выхода генератора 31 через Двухпозиционный переключатель 32 по ступит на единичный вход триггера 33 и переведет его в единичное состо ние , при котором сигнал с единичного выхода триггера 33 поступит на чзапускающий вход генераторй 3 и включит его. Тем самым, на первом выходе блока 1 по витс  последовательность импульсов с определенной тактовой частотой. В режиме 1 при включении тренажера также начинает работать формирователь 3. Сигнал с выхода генератора 39 поступает на входы триггеров АО. Последние используютс  в качестве элементов сравнени  напр жени  шума с уровн ми опорных напр жений и--UQ раздел ющих весь диапазон напр жений шума на дес ть интервалов. С первого выхода блока 1 импульсы поступают на распределитель 2, При зтом импульс по витс  на выходе распределител  2, св занным с опросным входом формировател  3- В момент прихода опросного импульса выполн етс  условие: U/f Uv7i , где U| - амплитуда напр жени  на выходе генератора 39. В этом случае срабатывают 1 первых триггеров Шмитта, сигналы с выхода которых поступ т на j соответствующих элементов И 42, но из ни первые i-1 будут закрыты по второму входу соответствующими сигналами с выходов инверторов 41. В результате в момент опроса сигнал по витс  толь ко на выходе itro элемента И 42. При дес ти опорных уровн х напр жени  веро тность по влени  сигнала на i М выходе равна . Номер возбужденной шины (i-й выход , где 0т9) в шифраторе 4 преобразуетс  в двоичный код и записываетс  через коммутатор 5 в первый регистр 7 блока 6. Затем с первого выхода блока 1 по ступает очередной импульс на распре делитель 2, при этом сигнал по витс  уже на втором выходе распределител  2, соединенном с информационным входом ключа 13- В нормальном состо нии ключ 13 пропустит этот им88 . пульс на вход шифратора 14, который | соответственно произведет переключени  в коммутаторе 5, обеспечивающие соединение его входов с выходами очередного регистра блока 6, Так как в этот момент на .опросном входе формировател  3 нет импульсов, то запись числа в дополнительный регистр не произойдет. При очередном сигнале с первого выхода блока 1 распределитель 2 выдает импульс, поступающий на опросный вход формировател  3 В этом случае,.аналогично описанному, в выбранный очередной регистр блока 6 в двоичном оде запишетс  случайна  цифра , соответствуица  номеру возбужденной шины формировател  3Таким образом, при последующем по влении сигнала на первом выходе блока 1 сначала будет выбиратьс  адрес очередного регистра, а затем записыватьс  в него случайна  цифра . Когда начнетс  запись случайных цифр в регистры блока 8, включаетс  в работу блок 10, который с помощью элементов И 11 сравнивает числа, записаннь1е в i-ом регистре блока 6 и в i--oM регистре блока 8. Если чис ла оказываютс  одинаковыми, то си1- нал с выхода элемента И П i через элемент ИЛИ 12 поступит на запрещающий вход ключа 13, тем самым предотвраща  изменение адреса регистра, подключаемого коммутатором 5 к шифратору 4. Поэтому, при по влении на опросном входе формировател  3 очередного импульса, запись нового случайного числа будет производитьс  в ранее подключенный коммутатором 5 регистр 9- За счет этого исключаетс  возможность наличи  в списке дистракторов старых элементов, сто щих в тех же разр дах (позици х). С последнего выхода шифратора 14 сигнал поступает на нулевой вход триггера 33, переводит его в нулевое состо ние и тем самым отключает генератор 34, а также на аход генератора 35. При этом запись чисел в блоках б и 8 завершаетс , блок 1 прекращает выдачу импульсов с первого выхода и выдает сигнал на втором выходе, с генератора 35. Длительность этого сигнала определ етс  выбранным временем экспозиции списка элементов, предъ вл емого дл  запоминани . Сигнал с второго выхода блока 1 поступает через элеменТЫ или 17 на управл ющие входы элементов И 18, которые откроютс  и подключат выходы регистров 7 блока 6 через элементы ИЛИ 21 к блоку 22, и на вторые входы блоков 2 ана лиза ответов. Испытуемому дл  запоминани  буде предъ влен п-разр дный список дес тичных чисел. Дл  этого двухпозиционный переключатель 32 перевод т в положение Режим II и нажимают кноп ку управлени  генератором 31 При этом сигнал с выхода генератора 31 через двухпозиционный переключатель 32 поступит на вход генератора 36, выход которого служит третьим выходом блока 1. Сигнал с выхода блока поступит на опросный вход формирова тел  16. Длительность сигнала выбра на такой, чтобы испытуемый успел вы вить старые элементы и затем с помощью кнопок 26 пульта 25 произвести необходимое действие. формирователь 16 начинает работать сразу при включении тренажера. Триггеры вместе с элементами И и 48 межразр дных св зей образуют сдвига, содержимое которого сдвигаетс  на один разр д с приходом импульса с одного из двух генераторов ЦЗ или . При этом О или 1, записанные в последнем разр де , стираютс , а в первый разр д за писываетс  О или 1, в зав симости от того, какому генератору принадлежит продвигающий импульс. Генераторы 3 и 4k вырабатывают пуасс новские потоки с разными интенсивност ми , т.е, Хо Д-- поэтому веро тность считывани  единицы с первого разр да будет равна веро тности считывани  нул  с того же разр да. Таким образом, в момент прихода опросного импульса в разр дах регистра сдвига будет случайным образом записано число нулей и единиц. Выхо ды разр дов регистра сдвига соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ 17. В момент прихода опросного импульса единицы с выходов элементов ИЛИ 17 откроют соответств ющие элементы И 18, а нули - через инверторы 19 откроют соответствующи элементы И 20, в результате чего к блоку 22 подключатс  выходы некоторых регистров блока 6 и выходы не которых регистров блока 8. Кроме того, на врем  действи  опросного на управл ющие входы генеимпульса раторов 3 и kk будет подан сигнал, который отключит их. Этим достигаетс  неизменность состо ни  выходов равноверо тностного блока 1б. Таким образом, испытуемому будет предъ влен список, содержащий как старые элементы, так и новые (дистракторы). Испытуемый, если считает, что в рассматриваемом разр де находитс  старый элемент, нажимает соответствующую данному разр ду кнопку 2б, При этом, если действительно в данном разр де имеетс  старый элемент, то к первым входам элементов И 50 и 53 и к входу инвертора 55 приложен положительный потенциал, После нажати  кнопки 26 срабатывает триггер 57, обеспечив подачу положительного импульса на вторые входы элементов И 50 и 51 на вход инвертора 5. При поступлении опросного импульса с п того выхода блока 1 на входы, (опросные) элементов И 51-5 только с выхода элемента И- 50 через элемент ИЛИ 56 импульс поступит на первый выход блока 2А, соединенный с первой группой входов блока 27 (правильный ответ). Опросный импульс, поступивший на нулевой вход триггера 57, возвратит его в исходное состо ние. Если в данном разр де имеетс  новый элемент и испытуемый не нажал кнопку (правильный ответ) , то к первым входам элементов И 50 и 53 и ко входу инвертора 55 приложен отрицательный потенциал. С выхода триггера 57 отрицательный потенциал подаетс  на вторые входы элементов И 50 и 51 и на вход инвертора 5. Положительный потенциал с выходов инверторов 5 и 55 приложен к первому и к второму входам элемента И 52. При поступлении опросного импульса с п того выхода блока 1 через элемент ИЛИ 5б поступит импульс на первый вход блока 2. Если в этом разр де был-старый элемент, а испытуемый подсчитает, что он новый, и нажмет кнопку, то сигнал по витс  на выходе элемента И 53, соединенного с третьей группой входов блока 27) который зафиксирует пропуск элемента. Если в рассматриваемом разр де находитс  новый элемент, то испытуемый , нажима  кнопку, допустит ошибку типа ложна  тревога, при которой сигнал по витс  на выходе элемента И 51, соединенного с второй группой входов блока 27. Кроме того, импульс опроса возвратит триггер 57 в исходное состо ние. По окончании ответа с третьего выхода блока 1 на формирователь 16 поступает очередной опросный импульс при котором испытуемому будет предъ влен новый список и он вновь должен , аналогично описанному, вы вить старые элементы. Число предъ влений, подсчитываетс  счетчиком 37, последний разр д которого служит выходом блока 1. Импульс переполнени  счетчика 37 поступает на управл ющие входы узлов 30 индикации, которые отобраз т число правильных отвеТО9 , число ложных тревог и число про пусков. Использование предлагаемого изобретени  в устройствах дл  тренировки оперативной пам ти повышает точность оценки пам ти операторов за счет исключени  вли ни  угадываний, улучшает качество тренажа, сокращает врем  тренировок за счет применени  методики , повышающей тренируемость опе ративной пам ти оператора. Известный тренажер позвол ет оценить пам ть оператора методом припоминани . Однако практические исследовани  показывают, что оператор узнает элементы предъ вл вшегос  ему списка лучше, мам может их припомнить Эффективность узнавани  остаетс  вь1сокой и при длительных- интервалах удержани  запомненной информации, Это св зано с тем, что забывание, из мер емое методом узнавани , выражено слабее, чем при измерении методом припоминани . Применение метода узнав ни  позвол ет также более качественно описать процессы извлечени  информации из пам ти, Таким образом, очевидна более высока  эффективность использовани  дл  исследовани  пам ти метода узнавани  по сравнению с методом припоминани . Предлагаемое изобретение позвол ет исследовать пам ть оператора (ето дом узнавани , примем все процессы, св занные с применением данного метода , полностью автоматизировань. Ценность предлагаемого технического решени  особенно возрастает при исследовании пам ти операторов сложных автоматизированных систем управлени  в которых предусмотрено использование подсказывающих устройств. Тренажер может быть применен в качестве 9 812 отдельного функционального узла системы контрол  состо ни  оператора в системах человек - машина с взаимной адаптацией. Изменение р да характеристик процесса узнавани  достаточно надежно св зываетс  с изменением функционального состо ни  оператора. Все это подчеркивает более высокую технико-экономическую эффективность предлагаемого устройства по сравнению с известнь1м. В предлагаемом тренажере внесение поправок на угадывание осуществл етс  на основе теории обнаружени  сигнала путем вы влени  веро тностей правильного опознани  старых стимулов и допу1денных ложных тревог. Модель обнаружени  сигнала, использованна  в данном тренажере, позвол ет отделить пам ть оператора от процесса прин ти  решени  и хорошо описывает процессы извлечени  информации , хран щейс  в пам ти. В целом, применение данного технического решени  позвол ет повысить точность оценки пам ти оператора на 30-АО°о за счет использовани  метода узнавани , более качественного внесени  поправки на угадывани  и отделени  пам ти от процесса прин ти  решени . В конечном итоге это способствует повышению качества профессионального отбора, расширению возможностей управлени  процессами обучени , а также повышению эффективности де тельности оператора в сложных автоматизированных системах управлени  , Формула изобретени  1, Тренажер оператора автоматизированной системы управлени , содержащий пульт оператора, блок предъ влени  учебной информации, блок сравнени , последовательно соединенные блок управлени  и блок регистрации и последовательно включенные первый шифратор и первый коммутатор, отличающийс  тем, что, . с целью повышени  точности тренажера , в него введены последовательно включенные распределитель импульсов, ключ и шифратор, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входом блока управлени  и вторым входом первого коммутатора , последовательно соединенные блоки

   1398

   регистров, второй коммутатор и блоки анализа ответов, выходы которых соединены с вторым входом блока регистрации , а вторые входы - с выходом пульта оператора, и формирователь кодов, вход которого подключен к второму выходу распределител  импульсов , а выход - к входу первого шифратора, выходы блоков регистров через блок сравнени  соединены с вторым входом ключа, а входы - непосредственно с выходом первого коммутатора , вход распределител  импульсов соединен с вторым выходом блока управлени , третий выход которого подключен к второму входу второго коммутатора, второй выход которого соединен с входом блока предъ влени  учебной информации, третьи входы блоков анализа ответов подключены к четвертому выходу блока управлени .
2. 2.Тренажер по п. 1, отличающийс  тем, что в нем второй коммутатор содержит формирователь импульсов равноверо тностных чисел, выход которого соединен

   с первыми входами элементов ИЛИ первой группы, вторые входы которых  вл ютс  вторым входом коммутатора, а выходы непосредственно соединены с первыми входами элементов И первой группы и через инверторы группы с первыми входами элементов И второй группы, вторую группу элементов ИЛИ, первые и вторые входы которых соединены соответственно с выходами элементов И первой и второй групп, а выходы  вл ютс  вторым выходом коммутатора , вход формировател  импульсов  вл етс  вторым входом коммутатора, вторые входы элементов И первой и второй групп  вл ютс  первым входом коммутатора.
3. 3.Тренажер по п. 1, отличающийс  тем, что в нем блок анализа ответов содержит последовательно включенные первый триггер, первый элемент И и элемент ИЛИ, по-, следовательно соединенные первый ин ,

   вертор и второй элемент И, последовательно включенные второй инвертор и третий элемент И, а также четвертый элемент И, первый вход которого соединен с выходом второго инвертора, а второй и третий входы и выход четвертого элемента И  вл ютс  соответственно первым и третьим входами блока , второй вход третьего элемента И соединен с выходом первого инвертора , выход - с вторым входом элемента ИЛИ, а третий вход  вл етс  третьим входом блока, выход первого триггера соединен с входом второго инвертора и вторым входом второго элемента И, третий вход и выход которого  вл ютс  соответственно третьим входом и вторым выходом блока, выход элемента ИЛИ  вл етс  первым выходом блока , второй вход первого элемента И первым входом блока, первый вход первого триггера - вторым входом блока, а второй вход первого триггера и третий вход первого элемента И - третьим входом блока.

   k. Тренажер по П. 1, о т л и ч аю щ и и с   тем, что в нем блок управлени  содержит последовательно соединенные первый генератор, переключатель , второй триггер и второй генератор, третий генератор, выход которого  вл етс  третьим выходом блока и подключен через формировател импульсов опроса к четвертому выходу блока, а через счетчик - к первому выходу блока, четвертый генератор, вход и выход которого  вл ютс  соответственно входом и третьим выходом блока, вход третьего генератора соединен с вторым выходом переключател  второй вход второго триггера и выхо второго генератора  вл ютс  соответственно входом и вторым выходом блок

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1. Авторское свидетельство СССР № 650090,.кл. G 09 В 9/00, 1978.

   .2. Авторское свидетельство СССР № 780027, кл. G 09 В 9/00, 1979 (прототип).

   I

   w

   j«

   П

   Фиг. 2

   фиг.З