Классификация деятельности человека-оператора в АСУ

Человек выполняет в АСУ широкий спектр функций с привлечением разнообразных технических средств. В составе АСУ выделяются эргатические и неэргатические элементы, взаимодействие которых благодаря деятельности эргатической составляющей объединяется в единый целенаправленный процесс функционирования. АСУ - это информационная эрготехническая система (ЭТС).

Все ЭТС условно можно подразделить на информационно-управляющие и производящие новую информацию. К первому типу относятся АСУ ТП, АСУП, ОАСУ, ОГАС. Ко второму типу относятся автоматизированная система научных исследований (АСНИ), система автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированная система технологической подготовки производства (АСТПП). Сами эти элементы не являются управляющими, но могут включаться как элементы в интегрированные АСУ. В АСУ можно выделить следующие типы операторской деятельности:

а) оператор-технолог - это человек, который непосредственно включен в процесс, выполняет стандартные процедуры управления процессом в режиме реального времени. Основное содержание деятельности: определение объекта (модели), соотнесение текущей ситуации к возможным вариантам ее решения и принятие одного из выбранных решений.

б) оператор-манипулятор. Основную роль играют механизмы сенсомоторной деятельности, связанной с восприятием и переработкой информации и осуществлением ответного действия. К этой категории операторов предъявляются высокие требования по их тренированности и координации движений, способности мгновенно ориентироваться и принимать решения в критических ситуациях и автоматически выполнять эти решения.

в) оператор-наблюдатель - это классический тип оператора. Деятельность: важная роль отводится информационным и концептуальным моделям. Пример: диспетчер транспортных систем, операторы слежения радиолокационных станций.

г) оператор-исследователь - опирается на аппарат понятийного мышления и опыт. Поэтому для него возрастает значимость информационной модели. Пример: исследователи любого профиля.

д) оператор-руководитель, объектами управления которого являются другие люди. Управление может осуществляться непосредственно и через каналы связи. В деятельности операторов-исследователей и операторов-руководителей все большее значение приобретают процессы формирования целей и выбора способов их достижения.

е) оператор-проектировщик - это человек, который непосредственно включен в процесс машинного проектирования в составе САПР.

4. Основные характеристики человека-оператора в системах "Человек-машина"

Основными характеристиками человека-оператора являются быстродействие, точность, надежность. Оценкой быстродействия оператора является время решения задачи, т.е. время от момента появления сигнала до момента окончания управляющих воздействий. Вместе с показателями быстродействия технических элементов системы "человек-машина" этот показатель определяет быстродействие всей системы. Оценкой его является время прохождения информации по замкнутому кругу "человек-машина".

 

Т_ц = ТАУ_оп + сумм(i=1; n)t m_i

где ТАУ_оп - время отработки информации (решение задачи управления) оператором;

n - число звеньев машины; t m_i - время задержки информации в i-м звене машины.

При заданном времени цикла регулирования Т_ц (исходя из общих технических требований к системе) и известных значениях t m_i требуемое быстродействие оператора должно удовлетворять условию

ТАУ_оп <= Т_ц - сумм(i=1; n)t m_i = t_л

где t_л - лимит времени, отводимый оператору для решения задачи. Для проверки выполнения условия нужно знать время ТАУ_оп, которое определяется либо экспериментально для реальных систем, либо расчетным путем для проектируемых систем с помощью методов прогнозирования времени решения задач оператором. Из них относительно простой - информационный метод. Он применяется на ранних этапах проектирования. В основу информационного метода положена линейная зависимость между временем решения задачи оператором и количеством перерабатываемой информации:

ТАУ_оп = a + bH = a + H/V_оп (2.1)

а - скрытое время реакции, а = 0,2/0,6 с; b - время переработки одной двоичной информации; H - количество перерабатываемой оператором информации; V_оп - скорость переработки информации оператором, V_оп = 2/4 дв.ед./с. При работе оператора по заранее отработанному алгоритму его деятельность может быть представлена как совокупность последовательно осуществляемых реакций. Время простой реакции ТАУ_пр определяется временем восприятия сигнала ТАУ_в и временем осуществления моторного акта ТАУ_м, связанного с движением руки к органу управления

ТАУ_пр = ТАУ_в + ТАУ_м

Время сложной реакции отличается от времени простой временем, затрачиваемым на выбор нужного сигнала, принятие решения на осуществление управляющего воздействия.

ТАУ_оп = ТАУ_в + ТАУ_реш + ТАУ_оу + ТАУ_м (2.2)

где ТАУ_реш - время принятия решения; ТАУ_оу - время поиска и обнаружения нужного органа управления. Каждое из слагаемых, входящих в (2.2), рассчитывают с помощью выражения (2.1). Точность работы оператора есть степень отклонения значения параметра, измеряемого оператором, от истинного, заданного значения. Количественно этот параметр оценивается погрешностью, с которой оператор измеряет данный параметр:

y = I_п - I_ф

где I_п - истинное значение параметра; I_ф - измеряемое, фактическое значение параметра. Различают систематическую и случайную погрешности.

Случайна погрешность оценивается среднеквадратической погрешностью, систематическая погрешность - значением математического ожидания отдельных погрешностей. Точность работы оператора зависит от многих факторов: характеристик сигнала, степени сложности задач, условий и темпа работы, индивидуальных особенностей, квалификации и др. Надежность человека-оператора: характеризует его способность выполнять в полном объеме возложенные на него

функции при определенных условиях; характеризуется безошибочностью, готовностью, восстанавливаемостью и своевременностью. Основным показателем безошибочности является вероятность безошибочной работы на уровне отдельной операции и на уровне полного алгоритма в целом. Вероятность безошибочного выполнения операций j-го вида и интенсивность ошибок, допущенных при этом, определяется как

P_j = (N_j - n_ошj)/ N_j лямбда_j = n_ошj/(N_jT_j)

где N_j, n_ошj - общее число выполненных операций j-го вида и допущенное при этом число ошибок; T_j - среднее время выполнения операций j-го вида.

Вероятность безошибочного выполнения алгоритма при известных выполняемых операциях лямбда_j

r

    

j=1

P_оп = П^kj R_j Ё(примерно) e ^{-сумм(j=1; r:) (1 - Pj)kj} =

 

= e^{-сумм(j=1; r) лямбдаj тауj kj}

 

где k_j - число выполняемых операций j-го вида; r - число различных видов

операций (j = 1,2,.., r).

Коэффициент готовности характеризует вероятность включения человека-оператора

в работу в любой произвольный момент времени:

k_оп = 1 - T_о/T

где Т_о - время, в течение которого человек не может принять поступившую к нему информацию; Т - общее время работы человека-оператора.

Показатель восстанавливаемости определяется как вероятность исправления оператором допущенной ошибки:

P_исп = P_к P_обн P_и

где P_к - вероятность выдачи сигнала схемой контроля; P_обн - вероятность обнаружения сигнала оператором; P_и - вероятность исправления ошибочных действий при повторном выполнении алгоритма.

Показатель своевременности характеризует вероятность выполнения задачи в течение времени тау <= t_л, где t_л - лимит времени, превышение которого рассматривается как ошибка. Эта вероятность

P_оп = P_тау<=t_л=интеграл(от 0 до t_л) (f(тау) dтау)

где f(тау) - функция распределения времени решения задачи человеком-оператором.

Показатели надежности системы "человек-машина" определяются через показатели надежности ее звеньев при определенных условиях. Для систем непрерывного типа показателем надежности является вероятность безотказного и безошибочного протекания производственного процесса в течение времени. Такое возможно если: технические средства работают исправно; при их отказе оператор безошибочно и своевременно выполнил требуемые действия или допустив ошибки в своих действиях своевременно их исправил. Рассчитывается по формуле:

P_ч.м (t)=P_т(t)+[1-P_т(t)]K_оп[P_опP_св+(1-P_оп)P_исп(T_л)]

где P_т - вероятность безотказной работы технических средств.

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: