Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций
Каталог

Обратная связь

Я ищу:

Содержимое электронного каталога российских диссертаций

Диссертационная работа:

Плотников Сергей Владимирович. Алгоритмическое и аппаратное обеспечение автоматизированной системы тестирования операторов сложных технологических установок : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.06 / Плотников Сергей Владимирович; [Место защиты: Ин-т информатизации образования Рос. акад. образования].- Шуя, 2010.- 114 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/1984


Для получения доступа к работе, заполните представленную ниже форму:


*Имя Отчество:
*email



Содержание диссертации:

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО ОТ
БОРА ОПЕРАТОРОВ 11

  1. Особенности автоматизированных систем управления технологическими процессами 11

  2. Основные принципы профессионального отбора 17

  3. Психодиагностическая техника хронореакциометрического направления в области исследования операторской деятельности 24

1.4 Выводы по первой главе 33

ГЛАВА 2. СТРУКТУРНО-ЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТЕСТИРУЮ
ЩЕЙ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ОБСЛЕ
ДОВАНИЯ ЧЕЛОВЕКА-ОПЕРАТОРА 35

  1. Типология действий человека-оператора при работе на учебно-тренировочных средствах (УТС) 35

  2. Структурный анализ деятельности человека-оператора при работе на УТС с позиции алгоритмического подхода 45

  3. Метод оценки функциональной надежности как интегрального показателя психофизиологического состояния человека-оператора при работе на УТС 52

2.4 Выводы по второй главе 61

ГЛАВА 3. ПОСТРОЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ТЕСТИ
РУЮЩЕЙ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ХРОНО
РЕАКЦИОМЕТРИЧЕСКОГО НАПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ОБСЛЕДО
ВАНИЯ ЧЕЛОВЕКА-ОПЕРАТОРА 63

3.1 Общие вопросы построения автоматизированной тестирующей
психофизиологической системы (ТПФС) 63

  1. Аппаратное обеспечение тестирования времени торможения экстренной двигательной реакции и реакции на положение движущегося раздражителя 68

  2. Функциональная биотехническая подсистема "оператор-УТС" как тренажерная хронореакциометрическая система с биологической обратной связью 73

  3. Метрологический анализ автоматизированной ТПФС 77

3.5 Выводы по третьей главе 84

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 86

ЛИТЕРАТУРА 88

ПРИЛОЖЕНИЯ 101



Введение диссертации:

Актуальность темы исследования

Современный этап развития общества характеризуется интенсивным внедрением средств информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) во все сферы жизни и деятельности человека, в том числе и в область профессиональной подготовки специалистов различного профиля. Теоретические и методологические основы использования средств ИКТ в образовании получили развитие в исследованиях Алексеева В.В., Безбогова А.А., Данилюка С.Г., Козлова О.А., Латышева В.Л., Павлова А.А., Роберт И.В., Сердюкова В.И., Сазонова Б.А., Соловьева А.Я., Татура Ю.Г., Филатова O.K. и др.

Одним из решающих факторов повышения эффективности и надежности работы системы "человек-машина" является увеличение степени ее автоматизации. Однако полная автоматизация процессов управления приводит к чрезмерному усложнению системы и снижению надежности ее работы, в связи с чем автоматизированные системы, представляющие собой сложные технологические комплексы, целесообразно создавать на основе оптимального распределения функций между человеком и машиной. Особенностями сложных технологических установок являются большое число элементов и выполняемых ими задач (которые относятся к системам "человек-машина"), высокая функциональная связность элементов, сложность управляющих воздействий в нестандартных ситуациях.

Деятельность оператора сложных технологических установок характеризуется высокой напряженностью. Это обуславливает повышение требований к психофизиологическим и личностным качествам оператора. Операторы, не обладающие, достаточными способностями для эффективного управления системой, допускают большее число ошибочных действий, что может негативно сказаться на качестве решаемых задач, привести к нарушению технологического процесса и к значительным материальным потерям. Ввиду этого для повышения эффективности и надежности работы автоматизированных систем необ-

ходим профессиональный психофизиологический отбор и специальная подготовка операторов.

Техническое решение задачи психофизиологического тестирования операторов специфично и связано, прежде всего, с разработкой алгоритмического и аппаратного обеспечения автоматизированной системы тестирования хроно-реакциометрического направления, ориентированного не только на качественную, но и точную количественную оценку поведенческих реакций человека, действующего в условиях дефицита времени. При этом под алгоритмическим обеспечением такой системы будем понимать совокупность алгоритмов, реализующих математические методы проведения мониторинга профессиональной готовности на основе комплексной оценки профессионально важных качеств и психофизиологического состояния оператора, а под аппаратным обеспечением - комплекс электронных и механических устройств, входящих в состав автоматизированной тестирующей системы.

Большие перспективы эксперты связывают с разработкой автоматизированных психофизиологических систем на основе методов теории функциональных биотехнических систем. Фундаментальный вклад в развитие математического и биофизического моделирования операторской деятельности внесен работами Ахутина В.М., Баевского P.M., Блинова Н.Н., Василевского Н.Н., Гурфинкеля B.C., Зараковского Г.М., Киселёва В.Д., КульбыВ.В., Лищу-каВ.А., Логвинова СИ., Ломова Б.Ф., Мамиконова А.Г., Сигитова В.В., Шибанова Г.П. и др.

Анализ проблемы автоматизации профессионального психофизиологического отбора операторов в аспекте техники хронореакциометрического направления выявил два основных подхода к ее решению: 1) разработка систем с биотехнической обратной связью для психофизиологического тестирования; 2) создание автоматизированных систем для психофизиологического тестирования с оптимальным вариантом комплексирования аппаратной и программной составляющих.

Несмотря на достигнутые успехи первого направления в области создания и использования психофизиологической техники (Бабский Е.Б., Баев-ский Р.М., Бойко Е.И., Боксер О.Я., Горшков СИ., Золина З.М., Майкин Ю.В., Ларин В.В. и др.), на пути интеграции этих двух направлений просматривается ряд нерешенных проблем, среди которых выделим: разработку автоматизированных систем, функционирующих на принципе биотехнической обратной связи, предназначенных для тестирования и коррекции психофизиологического состояния человека-оператора; разработку моделей функциональной биотехнической системы "оператор - автоматизированная система управления технологической установкой"; разработку методов комплексной оценки профессионально важных качеств и психофизиологического состояния человека-оператора.

Таким образом, актуальной является научная задача создания автоматизированных тестирующих психофизиологических систем на основе использования принципа биотехнической обратной связи и разработки соответствующего алгоритмического и аппаратно-программного обеспечения.

Объект исследования - человеко-машинная система "оператор - автоматизированная система управления технологической установкой".

Предмет, исследования - автоматизированный процесс психофизиологического тестирования оператора сложных технологических установок (на примере операторов технологических установок газовой промышленности) на этапе профессионального отбора.

Цель исследования - разработка алгоритмического и аппаратного обеспечения автоматизированной системы психофизиологического тестирования операторов сложных технологических установок для повышения достоверности оценки готовности оператора к выполнению задач профессиональной деятельности.

Для достижения цели диссертационного исследования необходимо решить следующие подзадачи:

  1. Провести анализ существующих подходов к проблеме автоматизированного профессионального психофизиологического отбора операторов сложных технологических установок и построить модель перспективной автоматизированной тестирующей психофизиологической системы.

  2. Разработать метод автоматизированного психофизиологического тестирования операторов сложных технологических установок, обеспечивающий комплексную оценку профессионально важных качеств и психофизиологического состояния оператора.

  3. Разработать алгоритм количественной оценки готовности оператора сложных технологических установок к выполнению задач профессиональной деятельности.

  4. Разработать устройство для измерения времени экстренной двигательной реакции оператора в составе автоматизированной тестирующей психофизиологической системы.

  5. Создать аппаратно-программное обеспечение автоматизированной тестирующей психофизиологической системы для оценки готовности оператора сложных технологических установок к выполнению задач профессиональной деятельности.

Методологические основы и методы исследования

Решение задач диссертационного исследования осуществлялось на основе комплексного применения теоретических и экспериментальных методов. Теоретические исследования основывались на использовании методов системотехники и теории управления, теории функциональных биотехнических систем, психофизиологии, энтропийной теории погрешностей. Экспериментальные исследования проводились с использованием стендового оборудования и опытно-экспериментальных образцов тестирующих психофизиологических систем.

Экспериментальная проверка и оценка эффективности предложенных методов и устройств в составе автоматизированной тестирующей системы

осуществлялись на основе психофизиологических исследований в условиях образовательного процесса.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключается в следующем:

  1. Построена модель автоматизированной тестирующей психофизиологической системы, в основе которой лежит принцип биотехнической обратной связи, который расширяет функциональные возможности системы в аспектах оценки профессиональной пригодности и подготовки операторов сложных технологических установок.

  2. Предложен метод оценки профессиональной пригодности операторов, реализующий алгоритмический подход к анализу деятельности оператора и учитывающий качество выполнения им технологических операций предписанного алгоритма в процессе автоматизированного тестирования.

  1. Разработан алгоритм количественной оценки функциональной надежности операторов сложных технологических установок, характеризующийся повышенной прогностической способностью для оценки готовности оператора к выполнению задач профессиональной деятельности.

Практическая значимость исследования

Предложенный метод оценки профессиональной пригодности операторов технологических установок реализован в автоматизированной тестирующей психофизиологической системе.

Методика, алгоритмы и аппаратно-программное обеспечение автоматизированного психофизиологического тестирования операторов использованы в научных исследованиях, проводимых в межкафедральной психофизиологической лаборатории ГОУ ВПО "Шуйский государственный педагогический университет".

На основе результатов теоретических и экспериментальных исследований, выполненных в рамках темы диссертационной работы, сформулированы технические и эргономические требования к характеристикам перспективных

автоматизированных тестирующих систем. Создан демонстрационный образец тестирующей психофизиологической системы.

Обоснованность и достоверность результатов исследования обеспечивалась исходными методологическими и теоретическими позициями, системным подходом к описанию и изучению объекта исследования, совокупностью адекватных цели и задачам исследования методов, реализацией в исследовании фундаментальных принципов психофизиологии, апробацией результатов исследования.

Апробация результатов исследования

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на следующих международных и всероссийских научных конференциях:

— Всероссийская научно-практическая конференция "Психология и эр
гономика: единство теории и практики" (Тверь, 1999);

Международная научная конференция "Современные информационные технологии в образовательном процессе и научных исследованиях" (Шуя, 2000);

Всероссийская научно-методическая конференция "VIII Столетовские чтения" (Владимир, 2000);

II Международная конференция "Актуальные проблемы современного естествознания" (Калуга, 2000);

Всероссийская научно-техническая конференция "Медицинские информационные системы" (Таганрог, 2000);

Всероссийская конференция "Необратимые процессы в природе и технике" (Москва, 2001);

VIII Международная научно-техническая конференция "Перспективные технологии в средствах передачи информации" (Владимир, 2009);

Международная научно-практическая конференция "Развитие отечественной системы информатизации образования в здоровьесберегающих условиях" (Москва, 2009).

Внедрение результатов исследования

Основные результаты диссертационного исследования использованы в ООО "Научно-аналитический центр "Газэксперт", в ЗАО "Объединение "Би-нар", а также в научно-исследовательской деятельности ГОУ ВПО "Шуйский государственный педагогический университет".

На техническое решение "Устройство для измерения реакции на положение движущегося раздражителя", разработанное в рамках диссертационного исследования, получено свидетельство на полезную модель.

Основные результаты, выносимые на защиту:

  1. Модель автоматизированной тестирующей психофизиологической системы, которая основывается на принципе биотехнической обратной связи, расширяющем функциональные возможности системы в аспектах оценки профессиональной пригодности и подготовки операторов технологических установок.

  2. Метод оценки функциональной надежности операторов технологических установок, обеспечивающий комплексную оценку профессионально важных качеств и психофизиологического состояния операторов.

  3. Аппаратно-программное обеспечение автоматизированной тестирующей психофизиологической системы, построенное с использованием авторских моделей и алгоритмов и характеризующееся повышенной прогностической способностью для оценки надежности операторов сложных технологических установок.

Реклама


2006-20011 © Каталог российских диссертаций