SU993309A1 - Устройство дл оценки психофизиологических характеристик операторов автоматизированных систем управлени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к тренажерам и может быть использовано как дл  оценки профессиональной пригодности операторов, так и дл  оценки их функционального состо ни . Известно устройство,содержавшее блок сравнени , соединенный с пультом ответов и со.счетчиком ошибок, блок управлени , датчик случайных событий коммутаторы, блоки пам ти, генератор тактовых импульсов, второй счетчик и элемент И 13- Недостатком указанного устройства  вл етс  невысока  эффективность тренировки кратковременной пам ти. Известно также устройство, содержащее табло предъ влени  информации, пульт управлени , счетчики времени и числа предъ влений, коммутатор, блок управлени , генератор, блок изменени  скорости предъ влени  информации, дешифратор , блок изменени  кода эталона блок контрол  сигналов текущей величины напр женности оператора, блок |регистрации, блок определени  ошибок измеритель ейлстродействи  оператора и блок определени  пороговой величины напр женности оператора 2. Это устройство позвол ет контроли (Ровать текущук величину эмоциональной напр женности оператора и выдел ть ее пороговое значение, но не позвол ет , определить величину отклонени  от номинального значени , т.е. анализировать устойчивость эмоционального состо ни . . Наиболее близким к предпагаемоку .  вл етс  устройство, содержащее пульт оператора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнени , третий и четвертый входы которого подключены соответственно к первому и второмувыходам блока ввода эталонов, а выход - к первому входу блока регистрации, второй вход которого через ключ первым входом соединен с первым выходом блока ввода эталонов , .вторым входом - с первым выходом триггера Шмидта, второй выход которого подключен к входу ввода эталонов, а выход через элемент ИЛИ к выходам пульта оператора, при этом выход элемента ИЛИ через делитель им-. пульсов соединен с третьим входом блока регистрации -Гз1. одаако известный тренажер не позвол ет анализировать устойчивость эмоционального состо ни  оператора э процессе мыслительной дe тeльнocтиJ что снижает качество оценки трениро ванности пам ти оператора. Цель изобретени  - повышение точности устройства с повыцдением качест ва оценки тренированности пам ти опе ратора за счет KOHTPOJ H и анализа ус тойчивости его эмоционгшьного сюсто ни . Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее последовательно включенные пульт оператора , элемент ИЛИ, триггер Шмидта,блок ввода эталонов, ключ и блок регист-, рации, а также делитель частоты, вхо которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход - с вторым.входом блока регистрации, введены последовательно (Соединенные блок задани  пороговых напр жений, блок делителей напр жени , блок сравнени , блок элегдантов ИЛИ, регистр и блок элементов И, выход которого подключен к третьему входу блока регистрации, генератор и последовательно включенные усилитель , элемент И и блок интегрировани , выход которого соединен с четвертым входом блока регистрации и вторым входом блока сравневи , выход генератора подключен к второму входу элемента И, второй вход блока элементов И соединен с выходом элемента ИЛИ, вход усилител  подключен к второму выходу пульта оператора. На чертеже изображена функциональ на  схема предлагаемого устройства. Устройство содержит блок 1 ввода эталонов, задающи г детерминированный алгоритм предъ влени  стимулов, и соединенный последовательно пульт 2 оператора, состо щий из формировател 3 од11Ночных импульсов О и формирователь 4 одиночных импульсов, элемент ИЛИ 5, св занный с узлом б контрол  уровн  напр женности и через делитель 7 частоты - с блоком 8 регистрации, триггер Ммидта 9, выход которого соединен с входом блока 1 ввода эталонов, и ключ 10, вход кото рого подключен к выходу первого разр да кольцевого сдвигающего регистра блока 1 ввода эталонов, а выход к входу блока 8 регистрации, состо щему из логического пробника 11, счетчика 12 циклов и табло 13 отобра жени  степени напр женности. Блок 1 ввода эталонов генератор 14 одинаковых импульсов, выход которого через двухпозиционный переключатель 15 в положении I подключаетс  черей переключатель 16 к входахм S, а в .положении I I - к вхо дам R кольцевого сдвигающего регистра 17, выполненного на 0-триггерах 18, а также многопозиционный переключатель 19. С-входы всех D-триггеров 18 объединены и служат входом синхронизации. В пульт 2 входит также узел 20 Датчиков напр женности. Узел 6 контрол  уровн  напр женности содержит усилитель 21, элемент И 22, генератор 23 (меток времени), блок 24 интегрировани , блок 25 зада им  пороговых напр жений, блок 26 делителей напр жени , блок 27 сравнени , регистр 28, блок 29 элег-ентов ИЛИ, блок 30 элементов И. Устройство работает следующим образом . Перед началом работы экспериментатор измер ет уровень напр женности у испытуемого и устанавливает его значение на блоке 25 задани  пороговых напр жений. Затем он выбирает определенный алгоритм предъ влени  стимулов (нулей и единиц) испытуемому. Испытуекый, начина  работать на тренажере , формирует по тактам свой алгоритм предъ влени  стимулов, опережающий на один такт алгоритм экспериментатора . После каждого такта испытуемой сравнивает оба .алгоритма и при необходимости корректирует свой алгоритм , добива сь полного совпадени  с алгоритмом экспериментатора, который циклически повтор етс . При каждом ответе испытуемого контролируетс  уровень его напр женности, т.е. от-: клонение от первоначально установленного уровн . Необходимое количество ЦИКЛОВ до полного совпадени  алгоритмов сэпредел етс  способност ми испытуемого к логическому 1 1шлению, прогнозированию ситуации и параметрами его кратковременной па;м ти, а также устойчивостью его эмоционального состо ни . При включении тренажера экспериментатор с помощью многопоз«ционного переключател  19 устанавливает длину алгоритма преъ влени  стимулов. Наприкюр , если каждый цикл алгоритма содержит четыре члена, то переключатель 19 устанавливают в такое положение , при котором выход четвертого триггера 18 соедин етс  с 0-входом первого триггера 18. Затем переключатель 15 устанавливают в положение II Уст.О, при котором R входы всех триггеров 18 подключаютс  к выходу генератора 14, и нажимают кнопку Импульс (не показана). При этом .сигнал с выхода генератора 14 устанавливает все триггеры 18 в нулевое состо ние. После этого переключатель 15 перевод т, в положение I Алгоритм и с помощью переключателей 16, состо ни  которых испытуег 1й не видит, набирают алгоритм. Например, если алгоритм вид 1001, то включают первый и четвертый переключатели 16, а другие переключатели. 10 остаютс  в выключенном состо нии. Вновь нажимают кнопку Импульс и в кольцевой сдвигаюдий регистр 17 заплсиваетс  выбрант й алгоритм предъ влени  стимулов , т.е. в первом и четвертом триггерах 18 записаны 1, а во втором и третьем триггерах 18 - О. Затем подсоедин ют датчики узла 20, например, к руке испытуемого, и экспериментатор разрешает последнему приступить к работе на тренажере. Испытуемый произвольно нажимает кнопку 1 или О (не показаны). Допустим, что он нажал кнопку Единица . В этом случае формирователь ВЕЛдаст одиночный импульс, который по ступит через элемент 5 на втор ле вхо ды элементов И блока 30 и зафиксирует уровень напр женности состо ни  испытуемого в данный момент времени на вход делител  7, коэффициент деле ни  которого равен длине алгоритма и устанавливаетс  экспериментатором за ранее, соединенного со счетчиком 12 и на вход триггера 9, пр мой выход которого соединен с управл ющим входом ключа 10 {в качестве которого применен полусумматор). На пр мом выходе триггера 9 по витс  сигнал, который откроет ключ 10 и тем самым подключит логический пробник 11 к выходу первого триггера 18 кольцевого сдвигающего регистра 17. Так как в этом триггере 18 была записана 1 то в момент нажати  кнопки Единица логический пробник 11 включит (зат светит) индикатор (не показан), сигнализирукндий о том, что испытуекый правильно определил первый член .заданного алгоритма (в данном случае 1). Возвращение триггера 9 в исходное состо ние (после отпускани  KHipn ки испытуемым) отсоедин ет логичесКИЙ пробник 11, а сигнал с-его инверсного выхода, поступа  на С-входа триггеров 18, сдвинет их содержимое на один разр д. Теперь в первых двух , триггерах 18 будут записаны 1, а в последних триггерах 18 - О. Далее испытуемый снова нажимает по своему усмотрению одну из кнопок например Ноль. Так как на входах ключа 10 будут сигналы разной полирности , на выходе ключа будет ноль, индикатор логического пробника 11 не засветитс . 11спытуемг)й визуально фик сирует, что второй член алгоритма выбрал неверно (в алгоритме экспериментатора была 1, а испытуемый выб рал О). При последующем нажатии кнопок Единица или Ноль работа происходит аналогично описанному. Сравнива  последующие члены гшгоритмов , испытуекый добиваетс  их полного совпадени . Число циклов алгоритмов , предъ вленных испытуемому, фиксируетс  счетчиком 12. Дл  подачи только положительных 1импульсов при нажатии любой кнопки в узел контрол  уровн  напр женности .сигнал с выхода формировател  3 поддют инвертированным. Установленный предварнтельно в блоке 25 исходный уровень напр жен- ности подаетс  на входы делителей блока 26, коэффициент делени  которых выбран таким образом, что с их выходов снимаютс  сигналы, уровни которых от номинального (исходного) отличаютс  на 5, 10, 15, 20, 25, 30% и т.д. Например, на жлходе. первого делител  блока 26 уровень отличаетс  от исходного на 5%, на выходе второго делител  26 - на 10% и т.,д. С выходов делител  блока 26 сигналы подаютс  на BXOJBJ верхних и нижних порогов срабатывани  блока 27 сравнени  . Причем нижние пороговые значени  последнего в элементе сравнени  устанавливаютс  с выхода последнего делител  блока 26, а верхние пороговые значени  в последнем элементе сравнени  блока 2 7 - с выхода предпоследнего делител  блока 26.. Исключение составл ет нулевой элемент сравнени , имеющий один нижний порог срабатывани , значение которого устанавливаетс  непосредственно с блока 25. Например, если при прин тии решени  напр женность оператора уменьшилась на 5-10%, то сработает второй элемент блока 27, т.е. его нижнее пороговое значение отличаетс  от номинального на 10% (его значение устанавливаетс  вторым делителем блока 26), а верхнее пороговое значение отличаетс  от номинального на 5% (его значение устанавливаетс  первым делителем блока 26). Другие входы блока 27 соединены через блок 24, элемент И 22, на второй вход которого поступают метки - времени с генератора 23, которыми задаетс  врем  интегрировани , и усилитель 21.с входом датчиков напр женности блока 20, которые непрерывно снимают сигнал напр женности. Этот сигнал сравниваетс  в блоке 27 с их пороговыми значени ми. Некоторый элемент сравнени  блока 27,пороговые значени  которого соответствуют поступиви1ему сигналу,срабатывает (в нашем примере второй) .и с его выхода сигнал поступает на вход соответствующего триггера регистра 28,перевод  его в единичное состо ние , и на входы предыдущих и последующих элементов ИЛИ блока 29, с помощью которых осуществл етс  сброс триггеров , находившихс  в единичном состо нии , когда сигнал напр женности был болыне или меньше поступившего. В нашем примере сигнал с выхода второго элемента сравнени  блока 27 поступает на вход второго триггера регистра 28, перевод  его в единичное состо ние, и через первый элемент или блока 29 - на вход триггера регистра 28,который до прин ти  решени  оператором находитс  в единичном состо нии, устанавлива  его в нулевое состо ние.

С соответствующих триггеров регистра 28- единица подаетс  через соответствующий элег4ент И блока 30, на второй вход которого подаетс  единица с выходу пульта 2, в момент прин ти  решени  испытуелим (нажатие кнопки Единица или Ноль) на вход табло 13. В нашем примере с второго триггера регистра 28 через второй элемент И блока 30 подаетс  на вход табло 13 фиксированные соответствующие уровни напр женности.

Текуща  величина напр женности испытуемого также отображаетс  на табло 13.

Экспериментатор, анализиру  информацию счетчика 12 и счетчиков табло 13 отображени  степени напр женности , определ ет характеристики испытуемого и делает вывод об усложнении или упрощении следующего алгоритм ма предъ влени  стимулов или о прекращении испытаний, если его напр женность имеет низкий уровень по сравнению с исходным.

Использование изобретени  по сравнению с базовым, в качестве которого. выбран прототип, позвол ет повысить точность оценки и у;луааить качество отбора операторов автоматизированных систем управлени . Это достигаетс  тем, что подсчитываетс  число циклов за которое испытуемый производит алгоритм экспериментатора, определ ющее параметры его кратковременной пам ти способность к логическому мышлению и прогнозированию ситуаций при этом одновременно анализируетс  устойчивость эмоционального состо ни  путем фиксации степени отклонени  от исходного уровн  напр женности, выраженной в процентах, во врекм ответов испытуемого . Фиксаци  отклонений от исходного уровн  напр женности позвол ет контролировать процесс адаптации человека к технике, что в дальнейшем обеспечит возможность создани  систем с взаимной адаптацией человека и техники , в которых, в зависимости от состо ни  оператора, выбираетс  оптимальный режим его де тельности. Это, в свою очередь, приведет к повышению эффективности функционировани  системы человек - машина за счет снижени  числа с аибок, допускаемых оператором .

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР № 830505, кл. G 09 В 9/00, 1979.

2.Авторское свидетельство СССР № 643957, кл, G 09 В 9/00, 1978.

50

3. Авторское свидетельство СССР № 898460, кл. G 09 В 9/00, 1980 (прототип ) .