Определение понятия «система». Основное свойство систем. Виды систем

Громкость измеряется в  децибелах. При уровне 120 дБ человек  ощущает дискомфорт, а при 140 дБ - боль.

Ощущение громкости  зависит главным образом от интенсивности звукового давления и в меньшей степени от частоты. Если по технологическим причинам оператор должен строго следить за динамикой управляемого процесса, не фиксируя ее строго количественно, то рациональное решение может состоять в преобразовании уровня управляемого сигнала в пропорциональную величину частоты звука достаточно высокой интенсивности [18]. Латентный период слухового анализатора составляет 0,12-0,18с.

-Речь является одним из самых распространенных способов общения ЛПР. Оптимальная длительность фразы не должна составлять более 7 + 2 слов (объем оперативной памяти), но допускается до 11 слов.

Для хорошей  разборчивости речи при посторонних  шумах ее уровень должен превышать уровень помех примерно на 6 дБ, а интенсивность речи не должна превышать 65 дБ.

Наиболее  значимые слова целесообразно помещать в середине фразы. В разрешающих  фразах само разрешающее слово должно стоять в ее конце, а в запрещающих фразах запрещающее слово - в начале. Точнее распознаются хорошо знакомые слова. Человек способен определять направление на источник звука с точностью 10-20°, а также расстояние с некоторой точностью. Как цвет связан с эмоциональным состоянием человека, так для звукового анализатора мелодии и ритмы способны вызывать соответствующие сильные и тонкие переживания.

-Кожный анализатор обеспечивает ощущения давления на кожный покров, боль, тепло и холод. На рабочем месте оператор чаще всего использует ощущение давления на кожу - тактильная чувствительность. С ее помощью он без зрительного контроля может фиксировать определенное состояние органов управления. Нередко тактильная чувствительность успешно используется в устройствах контроля и управления.

-Вибрация может вызывать у человека болезненные явления, но может служить и способом передачи ему полезной информации.

-Кожный анализатор для восприятия информации требует непосредственного контакта с источником сигнала. Зато в этот канал редко попадает посторонняя информация.

-Вестибулярный анализатор позволяет человеку определять положение его тела относительно вектора земного притяжения и ощущать изменения скорости тела. Нижний порог ощущения изменения скорости при прямолинейном движении составляет 0,1-0,12 м/с², а при вращательном - 2,4 град /с². Вестибулярный аппарат играет большую роль в тех случаях, когда рабочее место оператора находится на подвижном объекте. Имеются факты ухудшения управления движущимся объектом при переносе рабочего места оператора на неподвижную плоскость (дистанционное управление).

-Кинестетический анализатор позволяет человеку без зрительного контроля ощущать положения рук и ног относительно своего тела. Это свойство широко используется операторами при манипулировании органами управления.

-Другие анализаторы (вкусовой, обонятельный) играют значительную роль в жизни человека, но не используются в эргатических системах. Необходимо еще раз отметить, что в действительности анализаторы являются взаимосвязанной системой и при одновременном воздействии на человека сигналов разных модальностей характеристики отдельных анализаторов изменяются.

-Мышление представляет собой активный процесс отражения в мозгу человека объективного мира. При наименее абстрактном наглядно-действенном мышлении анализ и синтез ситуации осуществляется одновременно с процессом манипулирования реальными объектами.

Наглядно-образное мышление более характерно для деятельности человека-оператора. При этом происходит сопоставление первичных образов со вторичными образами - эталонами желательных ситуаций, хранящимися в памяти. В результате сопоставления этих образов в сознании человека формируется программа приведения образа текущей ситуации к образу желаемой ситуации.

Наиболее  абстрактным является словесно-логическое мышление. Оно функционирует на базе языковых средств, используя при этом понятия и логические конструкции. Этот вид мышления отражает существенные связи между предметами, явлениями и событиями.

Выделяют особый вид мышления - оперативный. Он присущ не только операторам сложных систем, но и руководителям больших предприятий, учреждений и крупным военноначальникам, планирующим военные операции. Отличительными чертами оперативного мышления являются его практическая направленность на изменение ситуации, оперирование пространственно-временными параметрами объекта, высокая цена ошибок человека, дефицит времени на принятие и реализацию решений, дефицит исходной информации, опора на какую-либо материальную модель текущей ситуации (СОИ, географическая карта, график, таблица и т.п.). В мозгу оператора в результате приобретения знаний и тренировок формируется образ желаемой ситуации - концептуальная модель. Их может быть несколько, для разных ситуаций.

Концептуальная  модель отражает статические и динамические свойства ситуаций, их связи с различными воздействиями, программы управляющих действий оператора. О текущем, но еще не желаемом, состоянии объекта управления оператор судит по его абстрактной модели, которая называется информационной (СОИ). Для принятия компетентного решения по переводу управляемого объекта (ситуации) в желаемое состояние оператор должен преобразовать в своем сознании символьную информационную модель в знакомые образы реальной ситуации и таким путем оценить действительное ее состояние. После такого декодирования информационная модель может быть сопоставлена с реальным образом концептуальной модели желаемой ситуации. Затем производится выбор (формирование) программы управляющих действий оператора для перевода ситуации в желаемое состояние. Если образ текущей ситуации является для оператора незнакомым, то ему приходится на основе знаний и опыта использовать психологическое моделирование и на его основе формировать новую управляющую программу. При этом он вынужден применять метод проб и ошибок, коррекцию программ.

После реализации любой программы следует контроль за результатом ее реализации, а при необходимости - коррекция ее. В процессе оперативного мышления человек укрупняет информационные единицы, прогнозирует развитие ситуации, формирует свои управляющие воздействия. Информационная модель должна обеспечивать быстрое и точное декодирование ее содержания в реальные образы.

9.Кратко перечислите  применяемые человеком органы  управления и условия их применения.

Управляющие действия человека-оператора являются своеобразным языком, на котором он отдает приказания машине. Основными из них являются  рабочие (исполнительные)  движения,  являющиеся  основным содержанием управляющих сигналов. На них накладываются познавательные (гностические) движения, с помощью которых оператор изучает реакции объекта на управляющие действия. Помимо того существуют приспособительные движения, предназначенные для поиска наилучшего положения руки на органе управления.

Наиболее  производительными и экономичными являются круговые и эллиптические движения. Величина реализуемых руками и ногами усилии и их   точность   зависят   от   направления   движений,   пространственного расположения зоны движений.

Наряду со зрительным контролем осуществляется контроль движения со стороны тактильного и кинестезического анализаторов, что требует определенного сопротивления органов управления их перемещению.

В зависимости от свойств  объектов управления и их назначения используются органы управления, позволяющие удобно вводить:

 -цифровую, буквенную и логическую информацию (кнопки, клавиши);

-легко производить переключения в электрических цепях (тумблеры, поворотные выключатели);

 -производить точное и плавное регулирование (круглые ручки);

-реализовывать значительные усилия (рычаги, штурвалы, рулевые колеса).

10.Перечислите,  приведите и сравните между собой приборы и системы отображения информации.

Наиболее распространенными  являются стрелочные индикаторы (рис. 4.2). Быстрый и точный отсчет показаний  обеспечивает счетчик типа «открытое  окно» (а).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Удобными для чтения являются круглые (б) и полукруглые (в) шкалы. Показания приборов с горизонтальной шкалой (г) читаются труднее, а с вертикальной   шкалой   (д)   -   с   еще   большей   трудностью.   Однако целесообразность пользования той или шкалой определяется еще соблюдением адекватности между направлением перемещения объекта и стрелки прибора. Так, например, для индикации перемещения транспортного сосуда в шахтном стволе целесообразно использовать прибор с вертикальной шкалой.

Основную  роль при опознании знаков играют их контуры. При количестве дополнительных признаков знака, превышающих число признаков или состояний соответствующего объекта, у оператора возникают дополнительные трудности в идентификации существующей ситуации. Аналогичная сложность возникает и при недостаточном отражении в знаках необходимой информации. Сложность знака повышается с возрастанием числа его элементов. При отсутствии дефицита времени на наблюдение угловые размеры контура сложного знака должны быть не меньше 35-40. Вследствие легкости достижения яркости, изменения цвета, контрастности и размеров изображения, широкое применение нашло отображение знаковой информации на электронно-лучевых трубках, экранах ЭВМ (дисплеях).

Для суждения о развитии технологических режимов  и действиях оператора в сложных и ответственных системах управления широко используются приборы-самописцы.

При обилии информации о состоянии объекта управления все чаще используются интегральные индикаторы, позволяющие оператору  быстро оценить ситуацию в целом. Такие индикаторы приносят особую пользу в условиях известной изоляции оператора. Один из таких приборов изобретен для управления подводными лодками при их погружении. На экране изображен удаляющийся в глубь пространства коридор (рис. 4.3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При изменении курса по азимуту изображение коридора пропорционально смещается по горизонтали, при изменении глубины его изображения - по вертикали. При изменении скорости лодки пропорционально изменяется   частота   набегания   горизонтальных полос. Рис. 4.3. Интегральный индикатор Аналогичным образом функционирует приборавиагоризонт [6]. Система индикаторов компонуется на приборной панели, с соблюдением определенных правил [3,6]. Для управления сложными и распределенными в пространстве объектам (химико-технологические процессы, энергетические системы и т.п.) широко используются мнемосхемы. Они представляют собой функциональные графические модели объектов и процессов производства с указанием их взаимных связей, органов управления и с индикаторами состояний. Мнемосхемы разрабатываются с учетом специальных требований [3,10]. В их построении большую роль играют инженеры-технологи соответствующих профессий.

В связи с  усложнением объектов и их мнемосхем  все большее распространение получают сменные мнемосхемы [3]. Каждая из них подробно отражает лишь определенную часть сложного объекта. Оператор, обычно с использованием ЭВМ, получает возможность вызвать на экран, проанализировать весьма тщательно и изменить состояние только нужной в данной ситуации части объекта (системы).

При разработке эргатических систем вследствие наличия в них человека-оператора с его взаимозависимыми и нестабильными характеристиками, требуется всегда большой объем экспериментальных исследований.

Задачи современного производства требуют максимального  вскрытия резервов эффективности системы оператор-машина. Оптимизация параметров системы на стадии ее модернизации или конструирования производится за счет придания ей таких свойств, при которых оператор может показать наилучшие результаты труда. На стадии эксплуатации системы повышение эффективности труда оператора может быть достигнуто путем повышения качества его обучения. И тот и другой путь требуют предварительного проведения большого объема экспериментальных исследований. Использование для этого реальных машин или их физических моделей затруднительно. Это объясняется необходимостью менять в широких пределах параметры машины и ее структуру, стабилизировать условия работы машиниста, а также оперативно производить математическую обработку большого объема информации.

 

Список используемой литературы:

1. Тер-Мхитаров М. С. Управление техническими системами.
2. Тер-Мхитаров М. С. Микропроцессорные системы и вопросы управления техническими объектами.