Устройство для моделирования систем "человек-машина

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ ЧЕЛОВЕК-МАШИНА, содержащее генератор случайного потока импульсов , первый триггер, первый счетчик , общий элемент И, таймер и первый .канал модели|эования, содержащий-блок случайной временной задержки , элемент запрета, счетчик импулЬсов , дваэлемента И, два сумматора, триггер, регистр и первую схему сравнения , вход таймера является входом запуска устройства и соединен с единичным входом первого триггера, нулевой вход которого соединен с первым выходом таймера, а прямой выход подключен к первому входу общего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора случайного потока импульсов, выход общего элемента И подключен к входу первого счетчика, а в первом канале моделирования выход первого элемента И соединен с входом блока случайной временной задержки и единичным входом триггера, нулевой вход которого подключен к выходу блока случайной временной задержки, прямой выход триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого по лючен.к второму выходу таймера, выход второго элемента И соединен с входами первого и второго сумматоров , управляющий вход второго сумматора подключен к третьему выходу таймера, а разрядные выходы второго сумматора соединены соответственно , с разрядными входами регистра, разрядные выходы которого подключены соответственно к первой группе входов схемы сравнения, вторая группа входов которой является установочным входом канала моделирования, вход счетчика импульсов соединен с выходом элемента запрета, информационный вход которого подключен к выходу общего элемента И, отличающееся (Л тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем воспроизведения режима группой деятельности операторов, оно дополнительно содержит дополнительный элемент И и группу каналов моделирования , а в каждом канале моделирования дополнительно-реверсивный со сх счетчик, вторую схему сравнения, два элемента ИЛИ, третий элемент И, элесо мент НЕ, k-й канал моделирования ( ,n) дополнительно включает чет00 вертый элемент И, причем в каждом канале моделирования выход элемента, запрета соединен суммирующим входом реверсивного счетчика, вычитающий вход которого подключен к выходу блока случайной временной задержки, разрядные выходы реверсивного счетчика соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и входу элемента НЕ, выход которого подключен к первому входу третьего

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

З151 G 06 F 15/20

r:и:;

1.

Ю

) :".

"! "1 1е

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3429106/18-24 (22) 05 03,82 (46) 30.08.83. Бюл. N 32 (72) Б.М .Герасимов, В.Н.Немтинов, Г.П.Попов и A.È.Iàðøîâ (53) 681.32(088,8) (56) 1. Авторское св идетельство СССР и 450178, кл. G 06 F 15/20, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 3250540/18-24, кл. G 06 F 15/20, 1981 (прототип), (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ ЧЕЛОВЕК-МАШИНА, содержащее генератор случайного потока импульсов, первый триггер, первый счетчик, общий элемент И, таймер и первый .канал моделирования, содержащий блок случайной временной задержки, элемент запрета, счетчик импульсов, два элемента И, два сумматора, триггер, регистр и первую схему сравнения, вход таймера является входом запуска устройства и соединен с единичным входом первого триггера, нулевой вход которого соединен с первым выходом таймера, а прямой выход подключен к первому входу общего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора случайного потока импульсов, выход общего элемента И подключен к входу первого счетчика, а в первом канале моделирования выход первого элемента И соединен с входом блока случайной временной задержки и единичным входом триггера, нулевой вход которого подключен к выходу блока случайной временной задержки, прямой выход триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого.„Я0„„1038948 A подключен к второму выходу таймера, выход второго элемента И соединен с входами первого и второго сумматоров, управляющий вход второго сумматора подключен к третьему выходу таймера, а разрядные выходы второго сумматора соединены соответственно, с разрядными входами регистра, разрядные выходы которого подключены соответственно к первой группе входов схемы сравнения, вторая группа входов которой является установочным входом канала моделирования, вход счетчика импульсов соединен. с выходом элемента запрета, информационный вход которого подключен к выходу общего элемента И, о т л и ч а ю щ е е с я Е тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства путем еоспроиеееденип режиме гРуппой деятельности операторов, оно и \ дополнительно содержит дополнительный элемент И и группу каналов моде- >ы лирования, а в каждом канале моделирования дополнительно-реверсивный счетчик, в торую схему сравнения, два р 1 элемента ИЛИ, третий элемент И, эле",© мент HE, k-й канал моделирования (k 2,ï) дополнительно включает четвертый элемент И, причем в каждом 0 канале моделирования выход элемента. запрета соединен суммирующим входом реверсивного счетчика, вычитающий вход которого подключен к выходу блока случайной временной задержки, раэ" )фь рядные выходы реверсивного счетчика соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и входу элемента НЕ, выход которого подключен к первому входу третьего,1038948 элемента И, второй вход которого сое- .ro подключен к выходу первой схемы динен с инверсным выходом первого сравнения, выход второго элемента триггера, выходы третьих элементов ИЛИ соединен с управляющим входом

И всех каналов моделирования подклю- элемента запрета,а в k-м-канале мочены соответственно к входам допол- делирования выход четвертого элеменнительного элемента И, выход которо- та И соединен с информационным вхого соединен с входом останова тай- дом элемента запрета, первый вход . мера, разрядный выход реверсивного четвертого элемента И соединен-с счетчика каждого канала моделирова- выходом общего элемента И, а ния подключен к соответствующим входам, второй вход четвертого элемента, второй схемы сравнения, выход кото- И подключен к выходу второго .,рой подключен к первому входу второ« элемента ИЛИ (к-1)-го канала мого элемента ИЛИ, второй вход которо- -делирования.

Изобретение относится к вычислительной технике и в частности к уст- ройствам для моделировайия групповой деятельности человека-оператора систем человек-машина (СЧМ).

Известно. устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее первый генератор случайного потока импульсов, схему

ЗАПРЕТ, реверсианый счетчик многоканальный- блок случайных временных задержек, первую и вторую схему ИЛИ, блок сравнения, второй генератор ,случайного потока импульсов, схему И, первый, второй и третий счетчики, многовходовую схему И, генератор импульсов 1

Устройство позволяет определять ве. роятные характеристики СМО, но не позволяет определять загруженность ка. нала, а также моделировать СМО с or" раниченной очередью.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для моделирования деятельности человека-оператора систем человек-машина, которое содер жит генератор случайного потока импульсов, первый, второй и третий триггеры, три элемента И, блок слу30 чайной временной задержки, таймер, преобразователь в ременной интервал " код, первый и второй счетчики, сумматор, 8 устройстве оператор представлен одноканальной CMO с отказами. M

Устройство позволяет определять вероятные характеристики деятельности человека-оператора, в также определять загруженность (2 j.

Однако устройство не позволяет моделировать групповую деятельность операторов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем воспроизведения режима групповой деятельности операторов, Поставленная цель достигается тек, что устройство для моделирования систем человек-машина, содержа- . щее генератор случайного потока им" пульсов, первый триггер, первый счетчик, общий элемент И, таймер и первый канал моделирования, содержащий блок случайной временной задерж ки, элемент запрета, счетчик импульсов, два элемента И, два сумма" тора, триггер, регистр и первую схему сравнения, вход таймера является входом запуска устройства и соединен с единичным входом первого триггера, нулевой вход которого соединен с первым выходом таймера, а пря" мой выход подключен к первому входу . общего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора случайного потока импульсов, выход общего элемента И подключен к входу первого счетчика, а в первом канале моделирования выход первого элемента И соединен с входом блока случайной временной задержки и единичным входом триггера, нулевой вход которого подключен к выходу блока

3 10389 случайной временной задержки, прямой выход триггера соединен с первым вхо« дом второго элемента И, второй вход которого подключен к второму выходу таймера, выход второго элемента И соединен с выходами первого и второго сумматоров, управляющий вход второго сумматора подключен к третьему выходу таймера, а разрядные выходы второго сумматора соединены соответственно с разрядными входами регистра, разрядные выходы кото.рого подключены соответственно к первой группе входов схемы сравнения, вторая группа входов которой является установочным входом канала моделирования, вход счетчика импульсов соединен с выходом элемента запрета, информационный вход которого подключен к выходу общего эле мента И, дополнительно содержит дополнительный элемент И и группу каналов моделирования, а в каждом канале моделирования дополнительнореверсивный счетчик, вторую схему сравнения, два элемента ИЛИ, третий элемент И, элемент НЕ, k-й канал моделирования (1=2,п)дополнительно включает четвертый элемент И, причем в каждом канале моделирования

30 выход элемента запрета соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, вычитающий вход которого подключен к выходу блока случайной временной задержки, разрядные выходы реверсивного счетчика соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и входу элемента НЕ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента

И, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера, выходы третьего элементов И всех каналов моделирования подключены соответственно к входам дополнитель- 45 ного элемента И, выход которого соединен с входом останова таймера, разрядные выходы реверсивного счетчика каждого канала моделирования подключены к соответствующим входам второй схемы сравнения, выход которой подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первой схемы срав-. нения, выход второго элемента ИЛИ 55 соединен с управляющим входом элемен.та запрета, а в k-м канале моделирования выход четвертого элемента И

4 соединен с информационным входом элемента запрета, первый вход четверто- . го элемента И соединен с выходом общего элемента И, а второй вход четвертого элемента И подключен к выходу . второго .элемента ИЛИ (k-1)го канала моделирования.

На чертеже представлена с;труктурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор

1 случайного потока импульсов, первый счетчик 2, первый элемент И 3, триггер 4, блок Б случайной временной задержки, таймер б, первый триггер 7, второй элемент И 8, элемент . ЗАОРЕТ 9, четвертый элемент И 10, третий элемент И 11, первый сумматор 12, второй счетчик 13, реверсивный счетчик 14, регистр 15, вторую и первую схемы сравнения 16 и 17

1 второй сумматор !8, первый и второй элементы ИЛИ 19 и 20, элемент НЕ 21, общий элемент И 22, дополнительный элемент И 23.

Совокупность блоков 9-21 образует канал моделирования. Генератор случайного потока импульсов имитирует входной лоток заявок. Генератор генерирует импульсы со случайным периодом повторения.

Счетчик 2 считает общее число поступивших заявок на обслуживание к rpynne onåðàòoðoâ.

Счетчики 13 считают количество заявок поступивших на обслужива" ние к i-му оператору.

Реверсивные счетчики 14 имитируют очередь заявок к i-му оператору.

Блоки 5 случайной временной задержки имитируют случайное время . обслуживания заявок операторами.

Сумматоры 12 подсчитывают общее время работы.i -го оператора по обслужи-

,ванию заявок. Вторые сумматоры 18 подсчитывают общее время работы операторов по обслуживанию заявок за периоды контроля загруженности, Таймер задает общее время моделирования, а также является источником временных меток. .Оператор представляетсв СИО с ограниченной очередью.

Рассмотрим работу устройства на примере i-ro канала (i 2,,n), 1де п количество каналов-операторов

В исходном состоянии на реверсивном счетчике 14, регистре 15, первом 2 и счетчике 13, первом 12 и втором сумматоре 18 записан нуль. Триг"

1038948, Ь геры 4 и 7 находятся в нулевом сос- ванне и обнуление

/ тоянии ° ра 18, Код суммар

Предварительно на таймере наби- . ты канала (операт рается примерное время моделирования. служиванию заявок

По сигналу ПУСК таймер 6 начияает 5 до t T> (от t (jотсчитывать время моделирования, переписывается в метки времени например секундные хранится до следу импульсы с выхода таймера 6 поступа- контроля до t 2T ют на вторые входы элементов И 8, Второй суммато с третьего выхода таймера 6 Ч. перно" 10 ления подсчитывае дом контроля То поступают на считы- мя работы канала вающие входы вторых сумматоров 18. контроля от t=T o

Сигнал ПУСК переводит триггер 7 в = То до t=(j+l)T ) единичное состояние. Высокий потенци" Схема 17 сравн ал с прямого выхода триггера 7 И величину кода Т р открывает элемент И 22 для импуль- случае Т Тс выда сов генератора l случайного потока рый через элемент импульсов, которые поступают на nep" элемент ЗАПРЕТ 9 вый счетчик 2 и первый вход элемен- дующего импульса та И 10. В случае, если поступает 20 элемент И 10 (i+1) разрешающий потенциал с элемента дующего ).

ИЛИ 20 (i-1)-го канала на второй Контроль сумма вход элемента И 10 i-ro канала, им- служивания заявок пульсы с генератора 1 пройдут через двумя поступления элемент ЗАПРЕТ 9 i-ro канала на 2> троля и сравнение счетчик 13 и суммирующий вход ревер- Тс обеспечивает и сивного счетчика 14, имитируя занязки оператора на тие заявками мест в очереди, Сигнал шающем Р опза перехода из нулевого состояния счет- ступа заявок в ка чика 14 в первое (число один) про- 30 Имитируя запол йдет через многовходовой элемент в очереди, первый

ИЛИ 19, элемент И 3 и запустит блок ния выдает сигнал

5 случайных временных задержек, а - второй элемент ИЛ также переведет триггер 4 в единич- мент ЗАПРЕТ 9 i ã ное состояние. ине заполнения о

В дальнейшем при наличии занвок в очереди (ненулевое состояние реверсивного счетчика 14 ) на первом входе элемента И 3 разрешающий потенциал. элемента ИЛИ 19, а блок 5 случайной временной задержки запусме- . ется сигналом перехода из единичного состояния в нулевое триггера 4, прошедшим через элемент И 3.

Высокий потенциал с прямого выхода триггера открывает элемент И 8, через второй вход которого метки времени с таймера 6 поступают на первый 12 и второй 18 сумматоры,„ подсчитывая время обслуживания зая50 вок каналом (оператором).4ерез случайное время задержки блок 5 вырабатывает импульс, который перебрасывает триггер 4 в нулевое состояние, а также уменьшает содержимое реверсивного счетчика 14 на единицу.

Импульс контроля с третьего выхода таймера 6 осуществляет считывторого сумматоного времени рабоора) Т по обв перйод от t 0

1)ТО до й-3ТО) регйстр 15, где ющего импульса (t-()+1)Т ) . р 18 после обнут суммарное вреза новый период до t 2T< (от .t ения сравнивает и Т Рдо пТор в ет сигнал, котоИЛИ 20 закроет на период до слеконтроля и откроет

-ro канала (слер но го времени Т р обза период между ми импульсов конего с величиной оддержание загрууровне не превыт прекращения донал. нение всех мест блок 16 сравнекоторый через

И 20 закроет элео канала по прич череди и откроет третий элемент И 11 (1+1)-го канала.

Работа первого канала отличается тем, что импульсы генератора

1 через пятый элемент И 22 поступают на элемент ЗАПРЕТ 9, т.е. до заполнения очереди импульсы заявок проходят только в первый канал.

В случае, если закрыты элементы

ЗАПРЕТ 9 каждого из каналов либо по причине загруженности оператора, либо по причине занятости очереди, заявки получают отказ.

По окончании времени моделирования сигнал с второго выхода таймера 6 перебрасывает триггер 7 в нулевое состояние; закрывая элемент И 22 и тем самым поток заявок в каналы.

Высокий потенциал с инверсного выхода триггера 7 поступает на вторые входы элементов И 11. После выбора всех заявок из очереди на выходе элементов И ll появляется высокий

10389

20

30

40

7 потенциал (так как на выходе элемента НЕ 21 появляется высокий потенциал), который подается на входы и. входового элемента И 23, Сигнал перехода реверсивного счет чика из единичного состояния в нулевое канала, последним завершившего обслуживание, проходит через элемент HE 21, элемент И 11, элемент И 23 и поступает на второй 1 вход таймера 6, фиксируя окончатель" ное время моделирования Т„„ .Это время равняется времени, предварительно набранному на таймере, плюс время на дообслуживание всех заявок во всех каналах.

По окончании моделирования на счетчике 2 оказывается зафиксиро ванным общее число поступивших заявок й, на счетчиках 13 - число обслуженных заявок М i-ым каналом

1 на первых сумматорах 12 - время работы i-ro канала (оператора) по обслуживанию заявок Тр ; °

Используя эти данные, вычисляются следующие показатели качества работы группы А операторов: вероятность обслуживания заявок группой операторов:

Е:м„.

Popes ä среднее время обслуживания заявки: и т ср загруженн .ib t-го оператора: р Р :1

1 тмод

Ъ среднюю загруженность операторов: и т„ - . и

5 <ОА

С помощью предлагаемого устройства можно решать следующие задачи . проектирования групповой деятельности: определение численности кол0 лектива операторов; определение квалификации операторов.

Численность коллектива операторов определяется путем оценки достаточности h операторов для решения задач управления с заданным качеством (P 7iP) при условии, что их информационная загрузка не превышает предельного значения.

Определение квалификации операторов заключается в определении тре" буемой степени обученности. Считая, что обученность влияет на временные характеристики решения задач оператором, требование к квалификации операторов задается таким образом, чтобы обеспечивался макси" мум качеств а деятельности при заданной информационной загрузке ° При этом варьируются временные характеристики решения задач оператором (параметры блока случайной временной задержки ).

Преимуществами изобретения по сравнению с базовым объектом, в качестве которого выбран моделирующий комплекс в составе ЭВИ и программного обеспечения, регулирующий моде" лирование деятельности человека"оператора, являются простота технической реализации уменьшение материальных и временных затрат.

1038948

Ь

Составитель 3.Фукалов

Редактор А.Власенко Техред Ж. Кастелевич Корректор 11 немчик

Заказ 6231/55 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3 35, .Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4