Синтез средств взаимодействия в сложных технических системах управления и устройствах телекоммуникаций

• Автор: Барбашин, Димитрий Иванович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 144 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ С УЧАСТИЕМ ЧЕЛОВЕКАОПЕРАТОРА И МЕТОДОВ ИХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1.1 Обзор методов построения интерфейсов операторТС

1.1.1 Общие положения.

1.1.2 Методы построения интерфейсов.

1.1.3 Пропускная способность человекаоператора.

1.1.4 Модель информационного поиска человекаоператора

1.1.5 Построение информационных моделей управляющих систем

1.1.6 Адаптивный интерфейс

1.2 Методы проектирования приборных панелей технических систем
1.2.1 Этапы компоновки
1.2.2 Методы компоновки.
1.3 Постановка целей и задач исследования.
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОПЕРАТОРА С ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТРУКТУРЫ ЗАДАЧИ И ВЫРАБОТКА КРИТЕРИЕВ КОМПОНОВКИ
2.1 Разработка методики построения моделей взаимодействия систем операторТС и выработка критериев компоновки
2.1.1 Модель взаимодействия оператора с технической системой
2.1.2 Критерии компоновки интерфейса
2.2 Постановка задачи многокритериальной оптимизации
2.3 Анализ генетических алгоритмов для решения задач компоновки.
2.3.1 Генетические операторы
2.3.2 Методы поисковой адаптации
2.3.3 Объем популяции.
2.3.4 Методы кодирования
2.3.5 Сходимость генетических алгоритмов
2.4 Выводы
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНОГО КРИТЕРИЯ ОЦЕНКИ КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ И ГЕНЕТИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА КОМПОНОВКИ
3.1 Комплексный критерий оценки компоновочных решений.
3.2 Генетический алгоритм компоновки
3.3 Определение параметров генетического алгоритма
3.4 Результаты и выводы.
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОМЕТОДИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРИБОРНЫХ ПАНЕЛЕЙ
4.1 Проверка эффективности алгоритма
4.1.1 Методика исследования и обработки результатов эксперимента
4.1.2 Программноаппаратный комплекс
4.1.3 Сбор и обработка экспериментальных данных.
4.2 Программнометодический комплекс проектирования интерфейсов технических систем
4.3 Разработка интерфейса БИЛЗМ и сравнительный анализ с БИЛВ
4.4 Полученные результаты и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов и выводов подтверждена сопоставительным анализом разработанных и существующих математических моделей и методов. Достоверность экспериментальных результатов обеспечена использованием современных средств, большим объемом экспериментального материала, статистическими методами обработки данных. На защиту выносятся разработанные алгоритмические, методические и программные решения для построения интерфейсов, на основе критериев компоновки и модели процесса взаимодействия оператора с технической системой. Практическая ценность. Практическая ценность результатов диссертационной работы подтверждена актом о практическом внедрении в учебный процесс но направлению: - «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» в дисциплине «Комплексы специальной связи» в ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет». Реализация работы в производственных условиях. Полученные в работе результаты апробированы при разработке комплексного локомотивного устройства безопасности на ДООО «ИРЗ-Локомотив» и подтверждаются актом внедрения. Результаты работы могут быть использованы организациями, занимающимися проектированием технических систем с участием человека. Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на I Всероссийской научно-технической конференции «Измерение, контроль и диагностика» (Ижевск, г. Всероссийской научно-практической конференции-форуме молодых ученых и специалистов , «Современная российская наука глазами молодых исследователей» (Красноярск, г. Международной заочной научно-практической конференции «Наука и техника в современном мире» (Новосибирск, г. VII Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Приборостроение в XXI веке. Интеграция науки, образования и производства» (Ижевск, г. Международной заочной научно-практической конференции «Вопросы науки и техники» (Новосибирск, г. Личный вклад состоит в непосредственном участии на всех этапах исследования, включая разработку методики построения моделей процесса взаимодействия, алгоритма генерации компоновочных решений интерфейсов систем управления и устройств телекоммуникаций, критерия оценки компоновки, постановку и проведение эксперимента. Публикации. Структура и объем диссертации. Работа изложена на 0 листах основного текста, иллюстрируется рисунком, таблицами и состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 4 наименований и приложений. ГЛАВА 1. В статистических источниках по аварийности в опасных сферах деятельности, приводятся данные о том, что аварийность по вине человека-оператора за последние сорок лет, по разным оценкам, возросла в 4 раза, всреднем с до % [1, 3]. По причине ошибок человека-оператора порядка % происшествий наблюдается в системах управления воздушным движением, также % случаев в транспортной авиации, % - при управлении автомобилем, и % - на ядерных электростанциях США [0]. Проанализировав статистические данные по аварийности с участием оператора можно сделать вывод, что проблема оптимизации человеко-машинного взаимодействия остается достаточно актуальной. В данной области, вероятно, существует еще ряд нерешенных вопросов. Кроме того, непрерывное развитие техники открывает новые возможности решения задач, которые ранее были не разрешимы в силу ряда факторов (недостаточная вычислительная мощность компьютерных систем, отсутствие технологий и др. Это в свою очередь порождает новые задачи, которые требуют новых подходов, так как разработанные ранее подходы к решению проблем становятся неэффективными, что подтверждается статистикой [0, 1, 3]. Таким образом, повышение надежности сложных систем управления с участием оператора в контуре управления становится главной задачей. Интерфейс «опсратор-ТС» представляет собой комплекс технических и информационно-программных средств, посредством которых осуществляется диалоговый режим взаимодействия человека-оператора и ТС []. Любая неавтоматизированная система управления включает две компоненты: оператора и технические средства.