Устройство для моделирования деятельности человека- оператора эргатических систем

 

Изобретение относится к вычисли- - тельной технике, в частности к устройствам для моделирования деятельности человека - оператора эргатических систем. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования ошибок оператора с учетом влияния продолжительности его работы. С помощью устройства возможно моделирование деятельности оператора по об-, служиванию заявок с четом ошибок в его действиях по обслуживанию заявок. Временной интервал между моментами появления ошибок увеличивается по линейному закону на начальном этапе приработки, постоянен на этапе нормальной работы и уменьшается по линейному закону в период утомления оператора. 2 ил. (Л со ел со ЕГ 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4 А1 (19) (11) (51) 4 G 06 F 15 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 4007 292/24-24 (22) 14 ° 01.86 . (46) 07.06.87. Бюл. № 21 (72) В.А. Карасев, В.Б.Муравник и И.И. Гнатченко (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 996701, кл. G 06 F 15/20, 1981.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1053109, кл, G 06 F 15/20, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА — ОПЕРАТОРА

ЭРГАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ (57) Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам для моделирования деятельности человека — оператора эргатических систем. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования ошибок оператора с учетом влияния продолжительности его работы. С помощью устройства возможно моделирование деятельности оператора по об-. служиванию заявок с учетом ошибок в

его действиях по обслуживанию заявок.

Временной интервал между моментами появления ошибок увеличивается по линейному закону на начальном этапе приработки, постоянен на этапе нормальной работы и уменьшается по линейному закону в период утомления оператора. 2 ил.

1 13159

Изобретение относится к вычисли- а тельной технике, в частности к устройствам.для моделирования деятельности человека-оператора систем человек — машина (СЧМ). 5

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет моделирования ошибок оператора с учетом влияния продолжительности его работы, 10

На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 — схема блока формирования импульсов ошибок.

Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов заявок, счетчик 2 заявок, второй элемент И 3, второй триггер 4, генератор 5 импульсов со случайным интервалом следования, таймер 6, третий триггер 7, третий элемент И 8, первый триггер 9, первый элемент И 10, преобразователь

11 временной интервал-код, сумматор

12, элемент ИЛИ 13, счетчик 14 обслуженных заявок счетчик 15 необслуженФ

25 ных заявок, четвертый элемент И 16, четвертый триггер 17, формирователь

18 импульсов ошибок с тактовым входом 19 и входом 20 запуска.

Формирователь 18 импульсов ошибок 30 содержит первую схему 21 сравнения, первый элемент ИЛИ 22, первый счетчик 23, второй счетчик 24, третий элемент ИЛИ 25, вторую 26 и третью

27 схемы сравнения, 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, 40 четвертый элемент И 3? и регистр 38 памяти.

Генератор 1 случайного потока импульсов имитирует входной поток заявок, вырабатывая импульсы со случайным интервалом следования. Счетчик 2 подсчитывает общее количество заявок, поступивших на обслуживание, Счетчик

14 подсчитывает количество заявок, обслуженных оператором, а счетчик 15количество заявок, необслуженных изза ошибок оператора. С помощью генератора 5 импульсов со случайным интервалом следования и триггера 4 формируется временной интервал, имитирующий случайное время обслуживания заявки оператором от момента запуска генератора до выработки им импульса.

94 2

Таймер 6 задает общее время моделирования, а также с него снимаются показания текущего времени моделирования в виде параллельного двоичного кода. Формирователь 18 импульсов ошибок имитирует возникновение ошибок оператора. В период адаптации частота следования импульсов ошибок уменьшается в соответствии с законом адаптации, в период устойчивой работы оператора частота импульсов ошибок минимальна и постоянна, а в период усталости увеличивается со временем в соответствии с законом усталости.

Законы адаптации и усталости для формирования импульсов ошибок счита ются кваэилинейными.

Импульс, имитирующий заявку на обслуживание, от генератора 1 поступает на триггер 4, после чего начинает формироваться интервал времени обслуживания заявки оператором. Этот импульс запускает генератор 5, который через случайный интервал времени, соответствующий времени обслуживания заявки, вырабатывает импульс, который поступает на нулевой вход триггера 4, после чего интервал времени обслуживания заявки оператором заканчивается.

В формирователе 18 импульсов ошибок формируются импульсы, имитирующие ошибки оператора, причем в период адаптации с течением времени час.тота импульсов ошибок уменьшается, в период устойчивой работы она минимальна и-постоянаа, а в период утомляемости ! частота импульсов ошибок, поступая на триггер 4.„имитирует прекращение обслуживания заявки из-sa ошибки оператора. Этн импульсы поступают также на счетчик 15, Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на счетчиках и .на сумматоре 12 записан нуль. Триггеры 4, 9, 17 7и 34 находятся в нулевом состоянии. На таймере 6 набирается примерное время моделирования. В регистр 38 заносится значение времени, соответствующее началу периода усталости. В счетчик 23 заносится значение времени, соответствующее начальному периоду появления ошибок оператора при адаптации. В схему 26 сравнения заносится число, соответствующее периоду появления ошибок оператора в установившемся режиме, В

1 31 5994 счетчик 24 и схему 27 сравнения заносятся значения времени, соответствующие начальному и конечному периодам появления ошибок оператора в период усталости соответственно. Частота ге- 5 .нератора 33 импульсов выбирается таким образом, чтобы обеспечить изменение частоты появления ошибок оператора в соответствии с законами адаптации и усталости. 10

По сигналу "Пуск" таймер 6 начинает отсчитывать время моделирования, двоичный код времени моделирования снимается с выхода таймера 6 и поступает на вход 2 формирователя 18 им- 15 пульсов ошибок (схему 21 сравнения).

Сигнал нПуск поступает также на триггер 7, устанавливая ега в нулевое состояние. При этом на элемент

И 8 подается запрещающий потенциал. 20

Этот сигнал устанавливает триггер 9 в единичное состояние. При этом на входе элемента И 10 появляется потенциал, разрешающий потенциал, разрешающий прохождение импульсов с генерато-25 ра 1 на счетчик 2 и первый вход элемента И 3. Кроме того, сигнал Пуск" поступает на триггер 34.

В исходном состоянии на вход элемента И 3 с инверсного выхода триггера 4 падается разрешающий потенциал, поэтому первый имгульс с генератора

1 проходит через элемент И 3 и пере брасывает триггер 4 в единичное состояние, а также запускает генератор

5 импульсов со случайным интервалом следования. Кроме того, этот импульс устанавливает в единичное состояние триггер 17 °

На входе элемента И 3 появляется потенциал с инверсного выхода триггера 4, запрещающий прохождение заявок через элемент И 3 во время обслуживания заявки. С прямого выхода триггера 4 потенциал подается на вход преобразователя 11 временной интервал— код, который обеспечивает начало формирования интервала обслуживания заявки оператором. Генератор 5 через слу-50 чайный момент времени вырабатывает импульс, имитирующий окончание обслуживания заявки, который через элемент

ИЛИ 13 поступает на нулевой вход триггера 4 и перебрасывает его в нулевое состояние, снимая потенциал с входа преобразователя 11 временной интервал — код, при этом обслуживание заявки заканчивается. На втором входе

4 элемента И 3 появляется потенциал, разрешающий прохождение новой заявки от генератора 1, в сумматор 12 записывается время обслуживания заявки.

Импульс с выхода генератора 5 че-рез элемент И 15 поступает на счетчик 14, подсчитывающий количество обслуженных заявок, а также перебрасывает триггер 17 в нулевое состояние.

Формирователь 18 импульсов ошибок обеспечивает появление импульсов, имитирующих возникновение ошибки оператора. Считается, что ошибка приводит к срыву обслуживания заявки.

Формирователь работает следующим образом.

Сигнал "Пуск" перебрасывает триггер 34 в единичное состояние, обеспечивая 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 преобразователя 31 кодвременной интервал, на выходе которого формируется временной интервал, соответствующий начальному периоду появления ошибок оператора при адаптации. По окончании этого временного интервала на выходе дифференцирующега элемента 32 появляется импульс, имитирующий ошибку оператора. Данный импульс через элемент ИЛИ 13 поступает на нулевой вход триггера 4, прекращая обслуживание заявки из-за ошибки оператора. Этот импульс через элемент И 16 поступает на счетчик 15, подсчитывающий количество ошибок оператора. Элемент И 16 открыт, так как на выходе триггера 17 имеется разрешающий потенциал вследствие того, что он переброшен в единичное состаяние при поступлении импульса, имитирующего заявку с выхода элемента

И 3. Это соответствует тому, что ошибки оператора возможны лишь при обслуживании заявки, импульс ошибки через элемент ИЗИ 15 перебрасывает триггер 17 в нулевое состояние. 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

1315994 со случайным интервалом следования 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 предыдущего, за счет того, что на суммирующий вход счетчика 23 поступают импульсы от генератора 33 через элемент И 29. Значение этого числа через элемент ИЛИ 25 поступает на преобразователь 31 код — временной интервал. Временной интервал формируется продолжительностью больше, чем прерыдущий, что соответствует уменьшению частоты появления ошибок оператора. По окончании временного интервала на выходе дифференцирующего элемента 32 появляется импульс ошибки и описанный цикл повторяется. 20

Когда в счетчике 23 кмеется число, соответствующее частоте появления ошибок оператора в установившемся режиме, на выходе схемы 26 сравнения появляется потенциал, запрещающий прохождение импульсов от генератора 33 через элемент И 29 на счетчик 23. До окончания установившегося режима ошибки оператора появляются с постоянной частотой. 30

В момент начала периода усталости на выходе схемы 21 сравнения появляется импульс, который перебрасывает триггер 34. При этом на первых входах элементов И 30 и 37 появляется разрешающий потенциал. Этот же импульс, пройдя через элемент:35 задержки и элемент ИЛИ 36, поступает на вход. счетчика 24. Значение числа, за- g писанное в счетчике 24, через эле.мент ИЛИ 25 поступает на преобразователь код — временной интервал. По окончании временного интервала, соответствующего начальному периоду появления ошибок оператора в период усталости, на выходе дифференцирующего элемента 32 появляется импульс ошибки, который через элемент ИЛИ 13 перебрасывает триггер 4, а также через элементы И 37, ИЛИ Зб поступает на вход счетчика 24, в котором записано уже другое число, меньше преды-. дущего, гак как на вычитающий вход счетчика 24 постоянно поступают импульсы от генератора 33 через элемент И 30. Это соответствует увеличению частоты ошибок оператора со временем в период усталости. Значение числа через элемент ИЛИ 25 поступает на преобразователь 31 код— временной интервал и описанный цикл повторяется, Когда в счетчике 24 оказывается число, соответствующее максимальной частоте появления ошибок оператора, в режиме усталости на выходе схемы 27 сравнения появляется потенциал, запрещающий прохождение импульсов от генератора 33 через элемент И 30. С этого момента частота появления ошибок оператора постоянна.

По окончании времени моделирования импульс с выхода таймера 6 поступает на триггер 7, обеспечивая появление разрешающего потенциала на входе элемента И 8. На другой вход элемента И 8 через элемент ИЛИ 13 поступает импульс окончания обслуживания заявки или импульс ошибКи.

Этот импульс перебрасывает триггер

9, при этом на входе элемента И 10 появляется потенциал, запрещающий поступление заявок от генератора 1, а также поступает на вход останова таймера 6, фиксируя точное время моделирования.

Процесс моделирования заканчивается. По показаниям счетчиков таймера

6 и сумматора 12 можно оценить статистические показатели деятельности челoBåêà-оператора в системе человекмашина с учетом возникновения ошибок оператора в различные периоды его деятельности.

Формула изобретения

Устройство для моделирования деятельности человека-оператора эргатических систем, содержащее генератор случайного потока импульсов заявок, первый, второй и третий триггеры, три элемента И, генератор импульсов со случайным интервалом следования, таймер, преобразователь временной интервал-код, счетчик заявок и счетчик обслуженных заявок, сумматор, выход генератора случайного потока импульсов заявок соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом первого триггера, а выход первого элемента И подключен к счетному входу счетчика заявок и к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, а выход подключен

7 1315994 к единичному входу второго триггера, прямой выход которого соединен с входом преобразователя временной интервал-код, выход которого соединен с входом сумматора, вход запуска тай- 5 мера, нулевой вход третьего триггера и единичный вход первого триггера объединены и являются входом запуска устройства, информационный выход таимера соединен с единичным вхо- О

10 роМ третьего триггера, прямой выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с нулевым входом первого триггера и входом останова таймера, 15 выход генератора импульсов со случайным интервалом следования подключен к счетному входу счетчика обслуженных заявок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет моделирования ошибок оператора с учетом влияния продолжительности его работы, оно дополнительно содержит элемент ИЛИ, четвертый элемент

И, счетчик необслуженных заявок, четвертый триггер и формирователь импульсов ошибок, который содержит три схемы сравнения, регистр памяти, генератор импульсов, два счетчика импульсов, три элемента ИЛИ, четыре элемента И, триггер, элементы задержки, преобразователь код-временной интервал, дифференцирующий элемент, причем в формирователе импульсов оши35 бок единичный вход триггера, вход запуска генератора импульсов и первый вход первого элемента ИЛИ объединены и подключены к входу запуска устрой- 4О ства, первая группа входов первой схемы сравнения подключена соответственно к группе тактовых выходов таймера, в формирователе импульсов ошибок вторая группа входов первой схемы срав- 4> нения подключена соответственно к разрядным выходам регистра памяти, а выход "Равно" первой схемы сравнения соединен с входом элемента задержки и с нулевым входом тригrepa 5О прямой выход которого подключен к первым прямым входам первого и второго элементов И формирователя импульсов ошибок, выходы которых соответственно подключены к второму входу первого элемента ИЛИ и к счетному входу первого счетчика импульсов формирователя импульсов ошибок, инверсный выход триггера которого соединен с первыми прямыми входами третьего и четвертого элементов И формирователя импульсов ошибок, выходы которых подключены соответственно к вычитающему входу второго счетчика импульсов и к первому входу второго элемента ИЛИ формирователя чмпульсов ошибок, вход считывания второго счетчика импульсов которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ формирователя импульсов ошибок, а разрядные выходы второго счетчика импульсов подключены соответственно к первой группе входов третьего элемента ИЛИ, вторая группа входов которого соединена соответственно с разрядными выходами первого счетчика импульсов формирователя импульсов ошибок, выход третьего элемента ИЛИ которого подключен к входу преобразователя код-временной интервал, выход которого соединен с входом дифференцирующего элемента, выход которого соединен с вторыми входами первого и четвертого элементов И формирователя импульсов ошибок, входом останова генератора импульсов со случайным интервалом следования устройства, первым входом элемента

ИЛИ устройства и первым входом четвертого элемента И устройства, выход генератора импульсов формирователя импульсов ошибок соединен с вторыми прямыми входами второго и третьего

I элементов И формирователя импульсов ошибок, инверсные входы второго и третьего элементов И которого соединены соответственно с выходами "РавI но" второй и третьей схем сравнения формирователя импульсов ошибок, группы входов которых соответственно подключены к разрядным выходам первого и второго счетчиков импульсов, второй

I вход второго элемента ИЛИ формирователя импульсов ошибок соединен с выгходом элемента задержки, а вход считывания первого счетчика импульсов о подключен к выходу первого элемента

HJIH формирователя импульсов ошибок, единичный вход четвертого триггера устройства и вход запуска генератора импульсов со случайным интервалом следования соединены с выходом второго элемента И устройства, выход генератора импульсов со случайным интервалом следования соединен со счетным входом счетчика обслуженных заявок и вторым входом элемента ИЛИ

Составитель В,Фукалов

Техред H.Ãëóùåíêo Корректор Л.Пилипенко

Редактор О.Головач

Заказ 2365!52 Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

9 1315994 10 устройства, выход которого подключен устройства и нулевым входам второго к второму входу третьего элемента И и четвертого триггеров устройства.