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» .

Тц = ТАУоп + сумм (i=1; n) t mi.

где ТАУоп — время отработки информации (решение задачи управления) оператором;

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

При заданном времени цикла регулирования Тц (исходя из общих технических требований к системе) и известных значениях t mi требуемое быстродействие оператора должно удовлетворять условию ТАУоп <= Тц — сумм (i=1; n) t mi = tл где tл — лимит времени, отводимый оператору для решения задачи. Для проверки выполнения условия нужно знать время ТАУоп, 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:

ТАУоп = a + bH = a + H/Vоп (2.1).

а — скрытое время реакции, а = 0,2/0,6 с; b — время переработки одной двоичной информации; H — количество перерабатываемой оператором информации; Vоп — скорость переработки информации оператором, Vоп = 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 ТАУпр определяется временем восприятия сигнала ТАУв и временем осуществления моторного акта ТАУм, связанного с движением руки к органу управления ТАУпр = ТАУв + ТАУм Время сложной реакции отличается от времени простой временем, затрачиваемым на выбор нужного сигнала, принятие решения на осуществление управляющего воздействия.

ТАУоп = ТАУв + ТАУреш + ТАУоу + ТАУм (2.2).

где ТАУреш — время принятия решения; ТАУоу — 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 = Iп — Iф где Iп — истинное значение параметра; Iф — 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 негофункции 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.

Pj = (Nj — nошj)/ Nj лямбдаj = nошj/(NjTj).

где Nj, nошj — общее число выполненных операций j-го вида и допущенное при этом число ошибок; Tj — среднее время выполнения операций j-го вида. Вероятность безошибочного выполнения алгоритма при известных выполняемых операциях.

kоп = 1 — Tо/T.

где-То — 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:

Pисп = Pк Pобн Pи где Pк — вероятность выдачи сигнала схемой контроля; Pобн — вероятность обнаружения сигнала оператором; Pи — вероятность исправления ошибочных действий при повторном выполнении алгоритма. Показатель своевременности характеризует вероятность выполнения задачи в течение времени тау <= tл, где tл — лимит времени, превышение которого рассматривается как ошибка. Эта вероятность.

Pоп = Pтау<=tл=интеграл (от 0 до tл) (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:

Pч.м (t)=Pт (t)+[1-Pт (t)]Kоп[PопPсв+(1-Pоп)Pисп (Tл)].

где Pт — вероятность безотказной работы технических средств.