Апр 26

Л. Н. Козлов, В. С. Фомин

В исследовательской практике инженерной психологии для оценки работоспособности чаще всего используют различные виды тестов слежения, в которых главным образом участвуют зрительный и двигательный анализаторы.

В трехмерном тесте бисенсорного компенсирующего слежения стимулируется не только зрительный, но и слуховой анализаторы с компенсацией воздействия при помощи трех систем управления: двух ручных приводов и ножных педалей. Система ответных двигательных реакций основана на принципе компенсирующего слежения за интенсивностью бинаурально адресованного звука и координации стрелочных индикаторов. Для оценки результатов эксперимента нами разработана система, в которой осуществляется возможность регистрации возмущающей функции в виде непрерывных кривых и ответных реакций оператора в дискретной форме временных интервалов, в течение которых ошибка оператора превышает установленную норму. Функциональная схема устройства представлена на рис. 4.

Основными элементами функциональной схемы являются: три идентичных моста постоянного тока, генератор импульсов длительностью 0,1 сек, устройство дифференцирования звука. Каждый мост состоит из двух переменных проволочных сопротивлений. Изменяя длину плеч и взаимное расположение рычагов, можно в необходимых пределах изменять характер возмущающей функции.

Если мост балансируется в пределах порога срабатывания реле, то сигнал на соответствующих клеммах отсутствует. При увеличении разбаланса происходит срабатывание реле, и на выходные клеммы поступает сигнал, полярность которого соответствует знаку разбаланса. Порог срабатывания реле, а, следовательно, и величина регистрируемой ошибки, могут регулироваться в зависимости от задач проводимого эксперимента с помощью переменного сопротивления, шунтирующего обмотку каждого из реле. Такой методпозволяет легко определить знак и продолжительностъ ошибки оператора по любому каналу. Так как временные интервалы между импульсами составляют 0,1 сек, то простое суммирование их позволяет легко определить длительность ошибки.

Телефоны оператора связаны с устройством дифференцирования звука УДЗ через выходной усилитель переговорного устройства ОУ. В схему переговорного устройства входит также предварительный усилитель ПУ, который помимо усиления сигнала речи оператора обеспечивает возможность передачи физиологической информации по каналу связи, чем достигается экономия числа соединительных проводов и контактных колец при проведении исследований в различных стендовых, условиях. Эта дополнительная информация имеет вид сигналов от датчика сопротивления и кнопочных замыкателей К1и К2.

Для создания шумовых помех в системе предусмотрена возможность подачи дополнительного звукового сигнала от внешнего источника. Кроме того, разработано устройство, создающее вертикальные световые полосы, перемещающиеся по периметру на уровне глаз оператора (система оптокинетического раздражения). Последнее состоит из оптической системы с осветителем ОС и зеркального барабана Б, привод которого осуществляется от преобразователя ПР, создающего малый уровень внешних электрических помех. Выключатели В1
В2, В3, В4 служат для включения стимуляторов.

Принципиальная схема установки изображена на рис. 5. Устройство дифференцирования звука собрано на лампе Л1
типа 6Н1П по схеме реостатного усилителя. Нагрузкой каждого из триодов являются телефоны для правого и левого уха. На управляющие сетки обоих триодов подается синфазное напряжение звуковой частоты и постоянное напряжение смещения от батареи Б1 через обмотки реле Р1
включенного в диагональ моста. С помощью потенциометра устанавливается величина начального смещения в зависимости от требуемого уровня сигнала при точной балансировке моста. При этом в обоих телефонах достигается одинаковый уровень звука.

Нарушение балансировки моста в ту или иную сторону приводит к соответствующему изменению уровня звука в телефонах, причем, если в правом телефоне уровень возрастает, то в левом телефоне он уменьшается и наоборот. С увеличением абсолютного значения разбаланса растет и перепад уровней.

Такое дифференцирование сигнала вызывает эффект пространственного перемещения источника звука в зависимости от положения подвижных контактов датчика и компенсирующего устройства. Задача оператора состоит в том, чтобы с помощью компенсатора, установленного на педалях, поддерживать баланс моста, то есть одинаковый и минимальный уровень звука в обоих телефонах.

Звуковой генератор собран на одном триоде лампы Л2 типа 6Н1П по трансформаторной схеме. Рабочая частота генератора выбрана порядка 800 гц,что соответствует наибольшей остроте слуха, однако, в зависимости от условий проводимого эксперимента, сигнал может быть взят от любого внешнего источника (магнитофон, генератор шумов и т. п.), который подключается к гнездам «Звук». При этом собственный генератор может быть выключен тумблером В4.

Оконечный усилитель переговорного устройства состоит из двух каскадов: усилителя напряжения, выполненного по реостатной схеме на втором триоде лампы Л2 и трансформаторного усилителя мощности на лампе Л3
типа 6П1П.

Переговорное устройство работает по симплексной схеме. Коммутацию осуществляет реле Р4, которое управляется кнопкой, расположенной на рукоятке микрофона экспериментатора.

В исходном положении экспериментатор прослушивает речь оператора, телефоны которого подключены к выходу схемы дифференцирования звука. При нажатой кнопке телефоны оператора переключаются от схемы дифференцирования звука на выход усилителя переговорного устройства при соответствующей коммутации микрофонов. Таким образом, оператор имеет возможность прослушать речь экспериментатора. Для устранения помех звуковой генератор при этом отключается от схемы дифференцирования звука.

Использование в качестве микрофона оператора помехозащитной капсулы ДЭМШ потребовало включения предварительного усилителя, который дополнительно позволяет по тому же каналу связи передавать информацию о дыхании, ответных реакциях оператора, срабатывании каких-либо устройств или механизмов на пульте.

Предварительный усилитель состоит из двух каскадов, собранных на транзисторах типа ПВА, по схеме с общим эмиттером. Первый каскад выполнен по реостатной схеме, а нагрузкой второго служит согласующий трансформатор.

Сигналы дополнительной информации снимаются с плеч моста, образованного сопротивлениями R7-10, причем в качестве сопротивления R10используется резистивный датчик дыхания. Сопротивление R7 служит для балансировки моста при установке датчика. Кроме того, к точкам моста «а», и «б» присоединены кнопки Кн1
и Кн2, служащие для передачи ответных реакций оператора или отметок о срабатывании тех или иных устройств.

Дополнительная информация по каналу связи выводится на гнезда «отметчик», к которым подключается чернилопишущий регистратор. Таким образом, при нажатии на кнопку Кн1 на кривой дыхания возникает отметка положительной полярности, а при нажатии на кнопку Кн2 – отрицательной полярности. При одновременном замыкании кнопок выходной сигнал –устанавливается на определенном постоянном уровне.

Генератор импульсов (ЛИ) представляет собой мультивибратор, выполненный на транзисторах П-16. Период колебаний, равный 0,1 сек, устанавливается с помощью сопротивления R11. Импульсы, генерируемые мультивибратором, дифференцируются и ограничиваются. Полученные таким образом отметки времени в виде коротких импульсов подаются в положительной полярности на правые (по схеме) контакты реле Р1 Р2, Р3, а в отрицательной полярности – на левые контакты этих же реле. Питание ГИ осуществляется напряжением 4, 5 вот батареи Б2.

Преобразователъ привода оптокинетического раздражителя предназначен для питания током частоты 400 гц электродвигателя ДИД-0,5. Использование в системе привода тока повышенной частоты позволяет практически полностью устранить помехи со стороны двигателя на аппаратуру, регистрирующую различные физиологические функции. Возможные наводки при такой системе лишь улучшают качество записи за счет стабилизации положения перьев регистрирующего устройства.

В данной схеме в качестве преобразователя использован генератор с самовозбуждением, собранный по трансформаторной схеме на транзисторе П-201. Регулировка частоты генератора производится сопротивлением R12, а реверс двигателя – переключателем П.

Описанный комплекс технических средств обеспечивает возможность исследования работоспособности оператора с помощью трехмерного теста компенсирующего слежения в условиях комплексной стимуляции вестибулярного, слухового, зрительного и двигательного анализаторов. Предлагаемая методика и выбранные критерии оценки позволяют быстро оценивать степень снижения работоспособности оператора, важность чего совершенно очевидна при разработке методов профессионального отбора летчиков. Для иллюстрации приводятся результаты исследования работоспособности 10 испытуемых в следующих условиях; на фоне оптокинетического раздражения производилось вращение вправо с угловым ускорением 3°/сек2 (ось вращения проходила через центр головы и туловища) до скорости 0,5 об/сек, разбег торможения кресла происходил с той же величиной отрицательного ускорения. Общая продолжительность вращения 6 мин.

В качестве критерия оценки работоспособности бралась величина, обратная суммарной продолжительности ошибок для обеих рук и ног. Для оценки возможного преобладания напряжения возбудительных или тормозных процессов в коре головного мозга нами взят показатель средней продолжительности одной ошибки. В качестве третьего критерия взято отношение показателей работоспособности слухового слежения к показателям зрительного слежения. Учитывая значительные индивидуальные колебания показателей работоспособности испытуемых в покое, для статистической обработки показателей в динамике данные брались в процентах по сравнению с показателями на фоне, взятыми за 100%.

На графике (рис. 6) приведены результаты исследований. Сплошной линией обозначены относительные показатели работоспособности (ОПР), пунктирной – средняя продолжительность одной ошибки (СПО) и линией с точкой – показатель отношения систем слежения (ПОСС).

На графике видно, что во время воздействия положительного и особенно отрицательного ускорений заметно снижается работоспособность испытуемых.

Выбранные нами критерии оценки по показателям продолжительности ошибок, их количества за единицу времени (30 сек) и соотношения этих показателей для верхних и нижних конечностей дают возможность получить представление о трех сторонах работоспособности оператора: степени снижения общей работоспособности; за счет преобладания каких основных процессов (возбуждения или торможения) в коре головного мозга наступило это снижение работоспособности; каково динамическое соотношение работоспособности исследованных систем слежения (в одном случае с участием зрительного анализатора, в другом – слухового).

Похожие статьи:

  1. Центральная регуляция дыхания, дыхательные центры Со времен Галена известно, что ритмические сокращения дыхательных мышц прекращаются,...
  2. Измерение скорости кровотока в остром опыте В. В. Богданов, Л. А. Казарьян, В. Н. Рагозин В...
  3. Практическое применение системного подхода к анализу ошибок летного состава – начало В авиации неверное действие пилота обычно определяется как неправильное или...

автор admin



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.