Устройство для оценки операторской деятельности человека

 

Использование: изобретение относится к медицинской технике, а именно к цифровым устройствам для оценки работоспособности человека-оператора, и может быть использовано в. исследовательской практике для анализа влияния различных факторов на работоспособность человека. Существо: устройство содержит тактовый генератор, управляемый делитель частоты, первый генератор случайных чисел, второй генератор случайных чисел, первый вычислитель, коммутатор , второй блок совпадения, третий блок совпадения, блок индикации, первый блок совладения, пульт испытуемого, счетчик запаздываний, счетчик ошибок, таймер, второй вычислитель и регистратор. В зависимости от количества ошибок, совершенных оператором при выполнении серии с одним темпом предъявления данных, в следующей серии темп предъявления данных .либо снижается, либо повышается, либо остается неизменным. Таким образом, устройство обеспечивает возможность определения работоспособности операторов с различной степенью тренированности и утомления. 2 ил., 2 табл. -з . Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з А 61 В 5/16

ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР. (fOCflATEHT CCCP)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ЯВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4814062/14 (22) 13.04.90 (46) 15.06.93. Бюл. N. 22

P1) Особое конструкторско-технологическое бюро "Парсек" при Тольятинском политехническом институте (72) А.М.Зуфрин, lO.С.Ройтбург и М.В.Померанец (56) Авторское свидетельство СССР

М 1486159. кл. А 61 В 5/16, опублик, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ОПЕРАТОРСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА (57) Использование; изобретение относится к медицинской технике, а именно к цифровым устройствам для оценки работоспособности человека-оператора, и может быть .использовано в.исследовательской практике для анализа влияния различных факторов

Изобретение относится к медицинской кибернетике. э именно к цифровым устройствам для оценки работоспособности человека-оператора, может быть использовано в . исследовательской практике для анализа влияния различных факторов на работоспособность человека.

Цель изобретения — повышение достоверности.твкунрюх оценок работоспособности оператора путем адаптивного воздействия на его оперативную память и реакцию.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства: на фиг. 2 — функциональная схема спецвычислителя.

Устройство состоит из тактового генерэторэ 1, управляемого делителя частоты 2, . Я.,, 1821144 А1 на работоспособность человека; Существо: устройство содержит тактовый .генератор, управляемый делитель частоты, первый генератор случайных чисел, второй генератор случайных чисел, первый вычислитель, коммутатор, второй блок совпадения, третий блок совпадения, блок индикации, первый блок совпадения, пульт испытуемого, счетчик запаздываний, счетчик ошибок, таймер, второй вычислитель и регистратор. В зависимости от количества ошибок, совершенных оператором при выполнении серии с одним темпом предъявления данных, в следующей серии темп предъявления данных .либо снижается, либо повышается, либо остается неизменным. Таким образом, устройство обеспечивает возможность определения работоспособности операторов с различной степенью тренированности и утомления. 2 ил., 2 табл. первого генератора 3 случайных чисел, втоporn:ãåíåðà T0ðà 4 случайных чисел, первого вычислителя 5, коммутатора 6, второго блока 7 совпадения, третьего блока 8 совпадения, блок индикации 9, первого блока 10 совпадения, пульт испытуемого 11, счетчика

12 запаздываний, счетчика 13 ошибок. таймера 14, второго вычислителя 15 и. регистратора 16. Тактовый генератор 1 соединен с управляемым делителем частоты 2 и таймером 14. Выход управляемого делителя частоты 2 соединен параллельно с входами первого 3 и второго 4 генераторов, первого вычислителя 5, первого блока 10 и счетчика

12. Выход второго генератора 4 соединен параллельно со вторым блоком 7 и первым генератором 3, выход которого параллельно

1821144 соединен са вторыми входами первого вычислителя 5.и коммутатора б, первый и второй выходы катарага подключен ы ссатветственна ка второму и третьему входам блока индикации 9, четвертый вход ко-,арага соединен с третьим блоком 8.

Первый вычислитель 5 параллельна соединен с третьим входом первого 10 и первым входам третьего О блоков совпадения. Первый, второй и ретий выходы первоro блока

10 подключены соответственно к счетчику запаздываний 12, счетчику ошибок 13 и третьему блоку 8. Первый, второй и третий входы второго вычислителя 15 подключены соответственна к выходам таймера 14, счетчику запаздываний 12 и счетчику ошибок 13, а первый и второй выходы — соответственно к управляемому делител,а частоты 2 и второму блоку 7, выход которого параллельно соединен с входами коммутатора 6 и блока индикации 9. Выход пульта испытуемого 11 соединен с первым входом первого блока

10, а выход второго вычислителя 15 — с регистраторам 16. Второй вычислитель 15 содержит аднакристаллический центральный процессор 15,1, ПЗУ ".5,2, ОЗУ 15.3, регистр приема и выдачи данных 15.4 и pef McTp Bbl вода данных на печать 15.5.

Устройство работает следу ащим образам.

При включении устройства тактовый генератор 1 начинает генерировать синхраимпульсы, Однавременна второй вычислитель 15 формирует сигнал для управляемога делителя частоты 2 на установку начального значения частоты пред явления данных; частота предъявления данных в устройстве изменяется в пределах 1...5 с, принимая дискретные значения 1, 2, 3, 4, 5 с.

Второй вычислитель 15 формирует также сигнал начала серии для второго блока 7. С поступлением с управляемого делителя частоты 2 запускающего сигнала, первый генератор 3 с каждым импульсом генерирует одно простое число иэ случайной последовательности в массиве 1,;,9, а второй генератор 4 генерирует случайное число 0 или 1, которые служат для формирования случайнага знака для генерируемых случайных чисел, Одновременно генерируемые случайные числа 0 или 1 поступают во второй блок 7 и в соответствии с первым числам, "îâïàâøèì с сигналом начала серии на все время серии 1 мин, запоминаются в коммутаторе б. Одна времен на на блоке индикации 9 высвечиваются знаки "+" и "-" на каждой из половин индикатора на время, не превышающее 0,5 с. Число, генерируемое первым 3 и вторым 4 генераторами в саатветствии с его знаком пройдет через комму- . татор 6 и появится на одной из половин . индикатора (но уже без знака). В первый такт каждой серии оператор должен запомнить величину числа и его знак (по идентифицированному предварительно положению справа или слева), длительность предъявления числа — 0,5 с. Во второй такт снова формируется число и s соответствии

"0 со своим знаком также появится на той или другой половине блока индикации 9. При появлении второго числа, оператор в соответствии с его величиной и местоположени- . ем, а также с величиной и положением предыдущего, запомненного им числа, должен в уме осуществить соответствующую арифметическую операцию и результат ввести с пульта испытуемого 11. Эту же операцию автоматически выполняет первый вычислитель 5, Число с вычислителя 5 поступает параллельно на третий 8 и первый 10 блоки. В первом блоке 10 число с первого вычислителя 5 сравнивается с числом, вве.денном оператором с пульта. При вводеоператаром неправильного числа с первого блока 10 поступает сигнал на счетчик ошибок 13 и одновременно на третий блок 8, что является сигналом для ввода истинного числа в блок индикации Q. В случае, когда опе30 ратар не вводит никакого числа, это идентифицируется также, как ошибка ввода, Указанная процедура необходима для обеспечения продолжения работы оператора в данной серии. В случае, когда оператор

35 вводит с пульта испытуемого 11 правильное число, но за время превышающее заданное в этой серии, в первом блоке 10 вырабаты-. вается сигнал, который поступает на счетчик запаздываний 12. По завершению

40 интервала времени, равнога 1 мин., и oTsGдимого на все серии предъявления данных вне зависимости от темпа предъявлений, срабатывает таймер 14 и поступает сигнал во второй вычислитель 15 о завершении се45 рии, одновременно второй вычислитель 15 запрашивает данные о числе ошибок и числе запаздываний; в котором в соответствии с заданными уровнями минимальных и максимальных суммарных ошибок вырабатыва50 ется сигнал для управляемого делителя частоты 2 либо на увеличение частоты предъявления данных, либо на уменьшение частоты, либо на ее сохранение. Одновременно вырабатывается сигнал начала новой серии для второго блока 7. Второй вычислитель 15 осуществляет вычисление обобщенного балла в соответствии с числам ошибок и числом запаздываний, а также частоты предъявления данных в завершенной серии; значение вычисленного балла, а

1821144

F = int(G) - sgn(G), G - . - arctg(t-1), N

35. также значения ошибок поступают на регистратор 16..

Принцип действия устройства основан на следующем.

Проведенный анализ большого числа операторов в процессе их работы с различной продолжительностью (была проанализирована работа более 200 операторов с длительностью работы от ЗО мин. до 6 час., а также 20.операторов ЭВМ с длительностью работы 56 час. с депривацией сна) показал, что можно реализовать некоторую обобщенную весовую функцию, позволяющую с высокой точностью получать текущие оценки работоспособности для широкого круга операторской деятельности по числу ошибок и числу запаздываний при адаптивном темпе предъявления данных. Для получения таких оценок необходимо реализовать следующую процедуру; оператору предъявляются простые чис- . ла из массива 1...9, поступающие в случай- . ной последовательности и со случайным знаком с различным темпом 1, 2, 3, 4 и 5 с в каждой серии; причем продолжительность всех серийдолжна быть постоянной и равна

1 мин.;. оператор должен помнить предыдущее число и его знак и в соответствии с величиной и знаком текущего числа провести в уме необходимую арифметическую операцию и с цифрового пульта управления ввести результат до появления следующего числа. То есть, на всю операцию оператору отводится от 1 до 5 с в зависимости от его реальной работоспособности (от его психофизиологического состояния)..

Для усложнения работы оператора (для большей загрузки его оперативной памяти) экран, на котором появляются предъявляемые данные, должен быть разделен на две половины.и в начале каждой серии только один раз каждая половина идентифицируется по случайному закону знаком "+" или "-"; . числа на экране появляются в соответствии с их знаком либо справа, либо слева, но знак при этом не появляется.

При решении такой задачи оператором возможны следующие ситуации: . а) правильный ответ за заданное время; б) нбпрацильный ответ (ошибка счетз или нескоординированное движение при вводе ответа); . в) ответ за большее время (ошибка запаздывания).

Адаптивный переход от темпа предьявления данных в текущей серии к серии с большим или меньшим темпом осуществляется следующим образом:.при наличии двух или трех ошибок любого вида оператору предъявляется следующая серия. с более высоким темпом, а при наличии 80,ь ошибок от числа предьявлений в данной серии, осу5 ществляется переход к серии с медленным темпом предъявления; во всех остальных . случаях сохраняется темп предъявления данных.

Обобщенный балл текущей оценки ра10 ботоспособности оператора вычисляется в соответствии со следующей эмпирической формулой:: где!(Е, t) — обобщенная оценка работоспособности в баллах;

L(t) — нормировочная константа (для

20 каждого времени предъявления t);

t= 1, 2, 3, 4 и 5 с — темп предъявления;

N(t) = — — число предъявлений в данt . ной серии;

25 Н вЂ” весовой коэффициент;

Е = aE1+ ЬЕг — суммарная ошибка; а, Ь вЂ” весовые коэффициенты

30 C(E, t)- 2 а сто(® К. int(G) — целая часть 6; вах 1())ь

К . нормировочный коэф40 фициент.

Применение укаэанного соотношения обеспечило получение следующих значений оценок работоспособности в баллах НСАТ. . Данные. приведены в табл. 1.

45 Для проверки эффективности такого подхода к оценке работоспособности были созданы на начальном этапе модели устрой. ства на ЭВМ ДВК-2 и "Ванг-PC". С помощью этих устройств было проведено

50 испытание метода оценки работоспособности операторов ЭВМ при работе:в течение, - 56 час. с депривацией сна.

8 настоящее время испытания проводятся. с помощью макета устройства в соста55 ве: спецвычислитель — одноплатный процессор К 1801 ВМ2; цифровой индикатор — элементы АЛС

340А и.АЛС 363А;

1821144 . 8

Таблица 1 ::

7. .цифровой пульт -.цифровое поле из . емогоделителя частоты,выходкото(агоеостандартной клавиатуры. ЭВМ, — .. единен с первыми входами первого генерэостальные блоки устройства созданы c:. тора случэйных чисел, второго генерэторэ помощью стандартных цифровых. микро- случайных чисел, первого вычислителя, схем 155 и 555 серии.:... . 5 счетчике зэпэздываний и с вторым входом

Пример текущей оценки рэботоспособ-.. первого блокэ совпадения; второй вход упности-оператора при использовании макета рэвляемого -делителя чэстоты соединен с устройствэ приведен втэбл.2,, первйм выходом второговычислителя, вто

Средний балл по всем сериям-5,981, рой выход которого соединен с первым вхо- По сравнению .с прототипом предло- 10 дом второго блока совладения, выход женное устройство обеспечивает возмож- второго генератора случайных чисел соединость определения работоспособности нен с вторым входом первого генератора операторов.с различной степенью трениро- случэййых чисел и с вторым входом второго . ванности и утомления. блока совпадений, выход. которого соеди- . . 15 нен с первым входом коммутэторэ и с йер:Формула изобретения вым входом блока индикации, выход первого генератора случайных чисел соедиУстройство для оценки операторской ненсвторымивходэмипервого вычислитедеятельности человека, .содержащее блок ля и коммутатора, первый и второй выходы индикации, коммутатор, тактовый генерэ- 20 которого соединены соответственно c BTQ- тор, таймер, генератор случайных чисел, рым и третьйм"входами блока индикации, счетчик ошибок, регистрэтор, первый блок . выход первого вычислителя соединен с совпэдения и пульт испытуемого, выход ко- . третьим входом первого и с первым входом : торого. соединен с первым входом nepsoro .;. третьего блоковсоепэдения, выходтретьегО блокасовпэдения,отличэющвеся тем, 25 блоке совпадения соединен с четвертым что, с целью повышения достоверности те- входом блокэ индикации, первый выход кущих оценок рэботоспособности оперэто- первого блоке совпадения соединен с втора путем адаптивного. воздействия на его . рым входом счетчика.запаздываний, второй оперативную пэмять H реэкцию, в него вве- . выход- с входом счетчика ошибок, э третий дены управляемый делитель частоты; вто- 36 — с вторым входом третьего блоке совпэдерой генератор случайных чисел, первый и . ния, выходы таймера. счетчикэ запаздывэвторой вычислители, второй и третий блоки. ний . и счетчикэ ошибок сОединены . совладения и счетчик запаздываний, при- соответственное.п,вторымитретьин . чем выход тактового генераторе соединен с входами второго вычислителя, выход кото ходрм таймера и первым входом управля- 35 рого соединен с входом регистрэторэ.

Таблица 2

1821144

Продолжение таблицы 2

Составитель Г.Федотова

Редактор S.Òðóá÷åíêî Техред. M. Моргентал Корректор M.Øàðîøè .Заказ 2075 Тираж Подписное

BHMNflM Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН7 СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101