L_r_8

яЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНЕРЦИОННОСТИ ЧЕЛОВЕКА-ОПЕРАТОРА

Цель работы:

Освоить методику экспериментальной оценки профессиональных качеств человека-оператора в системе «человек-машина».

Одной из особенностей труда в современных условиях является интенсификация технической деятельности человека, т.е. ускорение темпов работы и повышение уровня напряжённости его психической деятельности для достижения большей результативности. Одним из показателей результативности деятельности является снижение количества ошибок, допускаемых оператором в системе «человек-машина».

Количественное соотношение между интенсивностью ощущений и интенсивностью раздражителя устанавливает закон Вебера-Фехнера, который выражается уравнением:

где E - интенсивность ощущений;

J - интенсивность раздражителя;

Jo - абсолютный порог;

k и С - константы, определяемые данной сенсорной системой.

Являясь звеном в системе «человек-машина», оператор чаще всего реагирует на сигналы с помощью слухового и зрительного анализаторов. Рассмотрим работу зрительного анализатора.

Как следует из рис.1, в промежутке времени t₀ – t_З на глаз человека действует световой сигнал. Но зрительное ощущение этого возникает не в момент t_О, а в момент t₁. Промежуток времени t_О-t₁ представляет собой латентный (скрытый) период. Для большинства людей этот период составляет в среднем 0,15+0,22с.

В общем виде деятельность человека-оператора характеризуется быстродействием и надёжностью.

Критерием быстродействия (инерционности) является время решения задачи, т.е. время от момента появления сигнала (стимула) до момента окончания управляющих воздействий. Обычно это время прямо пропорционально количеству преобразуемой человеком информации:

где а - скрытое время реакции, т.е. промежуток времени от момента появления сигнала до реакции на него оператора (а ≈0,2 - 0,6с); b -время переработки одной единицы информации (b ≈ 0.15 - 0,35с); H -количество перерабатываемой информации; V_ОП - средняя скорость переработки информации (V_ОП =2 – 4 ед/с) или пропускная способность. V_ОП характеризует время, в течении которого оператор постигает смысл информации.

Применительно к системе управления, элементом которой является человек, требуемое быстродействие оператора определяется продолжительностью цикла управления:

где Т_Ц - общая продолжительность цикла управления; t_i - время задержки сигнала в i-м звене машины; n - число машинных звеньев; t_ОП - время пребывания информации на обслуживании (т.е. время реакции оператора).

При заданных значениях Т_Ц и известных t_i (обычно приводятся в паспортных данных на устройство) от оператора требуется быстродействие:

Постоянная времени оператора t_ОП при реализации принятых им решений является одним из важнейших профессиональных качеств.

Вероятность Р_j, безошибочного выполнения операции j-го вида и интенсивность ошибок λ_j, допущенных при этом, применительно к фазе устойчивой работы определяется на основе статических данных:

где N_J - общее число выполняемых операций j-ro вида; Сj - число допущенных при этом ошибок; T_j - среднее время выполнения операции j-го вида. Р=0.9 – 0.995.

Коэффициент готовности характеризует вероятность включения оператора в работу в любой произвольный момент времени:

где Т_Б - время, в течение которого человек не может принять поступившую к нему информацию; Т - общее время работы

человека-оператора.

Восстанавливаемость оператора оценивается вероятностью исправления им допущенной ошибки:

где P_К - вероятность выдачи сигнала контрольной системой; P_ОБН -вероятность обнаружения сигнала оператором; P_И - вероятность исправления ошибочных действий при повторном выполнении всей операции.

Своевременность действий оператора оценивается вероятностью выполнения задачи в течении заданного времени:

где f(t) - функция распределения времени решения задачи оператором; t' - лимит времени, превышение которого рассматривается как ошибка.

Эта же вероятность может быть определена и по статистическим данным как:

где N и N_ИС - общее и несвоевременно выполненное число задач.

Точность - степень отклонения измеряемого оператором количественного параметра системы от его истинного, заданного или номинального значения. Количественно этот параметр оценивается погрешностью, с которой оператор измеряет, оценивает, устанавливает или регулирует этот параметр:

где А_И - истинное или номинальное значение параметра; A_ОП - фактически измеренное или регулируемое оператором значение этого параметра.

Значение погрешности, превысившее допустимые пределы, является ошибкой и её следует учитывать при оценке надёжности.

Вариант №3.

T_Ц = 10с, ∑t_i = 8с.

Таблица 1

Результаты эксперимента

Номер замера		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Время реакции, tОП	Тип А	0,287	0,324	0,374	0,283	0,241	0,395	0,199	0,287	0,214	0,268
	Тип Б	1,241	1,246	0,541	1,255	1,649	0,608	0,641	0,868	0,889	0,462

Математическое ожидание М_x времени реакции оператора:

М_X1 = ∑x_iP_i = 0,2872

М_X2 = ∑x_iP_i = 0,94

Дисперсия D_X случайной величины M_X:

D_X1 = ∑ (x_i - M_X1)² P_i = 3,61·10^-3

D_X2 = ∑ (x_i - M_X2)² P_i = 1,38·10^-1

Среднеквадратичное отклонение:

≈ 6,01∙10^-2

≈ 3,72∙10^-1

Диапазоны значений t_ОП с учетом σ_X:

t_{ОП max 1} = M_X1 + σ₁ = 2,872∙10^-1 + 6,01∙10^-2 = 3,473∙10^-1

t_{ОП min 1} = M_X1 – σ₁ =2,872∙10^-1 - 6,01∙10^-2 = 2,271∙10^-1

t_{ОП max 2} = M_X2 + σ₂ = 9,4∙10^-1 + 3,72∙10^-1 = 1,312

t_{ОП min 2} = M_X2 – σ₂ =9,4∙10^-1 - 3,72∙10^-1 =5,68∙10^-1

Проверка выполнения условия

t_{ОП max 1} = M_X1 + σ₁ ≤ Т_Ц -∑t_i

2,872∙10^-1 + 6,01∙10^-2 ≤ 16-14,5

3,473∙10^-1 ≤ 1,5 - верно

t_{ОП max 2} = M_X2 + σ₂ ≤ Т_Ц -∑t_i

9,4∙10^-1 + 3,72∙10^-1 ≤ 16-14,5

1,312 ≤ 1,5 - верно

Вывод:

В ходе работы была изучена методика экспериментальной оценки профессиональных качеств человека-оператора в системе «человек-машина».

Были проведены эксперименты по определению времени простой (тип А) и сложной (тип Б) сенсомоторных реакций. По математическим формулам были определены значения t_{ОП max}, по которым проверяем выполнение условия t_{ОП max} = ≤ Т_Ц -∑t_i. Так как это условие выполняется, можем признать соответствие режима работы оператора требуемым нормам и сделать заключение о его профессиональной пригодности. В этом случае никаких мероприятий, позволяющих оператору быстрее исполнять свои функции, не требуется.

4