Автоматизация процесса определения психофизиологического состояния оператора автоматизированного рабочего места в АСУТП

• Автор: Абашин, Валерий Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 220 с. : ил.

Введениестр.

Глава 1. Формирование подхода к построению подсистемы определения психофизиологического состояния оператора АРМ.стр.

1.1 Функциональный состав АСУТП на примере нефтеперерабатывающего производства стр.

1.2 Место человека АРМ оператора в автоматизированных системах управления технологическим процессом.стр.
1.3 Анализ выполняемых функций и задач человека АРМ оператора как части системы человекмашина стр.
1.4 Суть подхода к построению подсистемы определения психофизиологического состояния в виде информационной подсистемы в АСУТП и направления исследования стр.
Выводы стр.
Глава 2. Теоретические основы реализации подхода к построению подсистемы определения психофизиологического состояния оператора АРМ стр.
2.1 Нормативные документы, описывающие изменение психофизиологического состояния оператора АРМ в течение рабочей смены стр.
2.2 Анализ биометрических методов для получения исходных данных при формировании эталонной модели клавиатурного почерка стр.
2.3 Анализ математических методов обработки данных клавиатурного почерка человека стр.
2.4 Алгоритмы обучения искусственных нейронных сетей стр.
стр.
Глава 3. Разработка алгоритмов и математических моделей биометрической обработки клавиатурного почерка для автоматизированного определения психофизиологического состояния оператора АРМ.стр.
3.1 Формализованное представление психофизиологического состояния человека оператора АРМстр.
3.2 Разработка алгоритмов определения психофизиологического состояния оператора АРМ.стр.
3.3 Построение математической модели подсистемы оценки психофизиологического состояния оператора АРМ с исполЕзованием клавиатурного почерка.стр.
3.4 Модель потоков данных подсистемы оценки психофизиологического состояния оператора АРМ стр.
Выводы стр.
Глава 4. Экспериментальное исследование разработанной подсистемы оценки психофизиологического состояния оператора АРМ стр.
4.1 Исходные данные и программа экспериментальных исследованийстр.
4.2 Выработка эталонного представления клавиатурного почерка стр.
4.3 Определение ПФС человека как относительной величины в реальных производственных условиях стр.
Выводы стр.
Заключение
Список литературы


Упрощение задачи оператора АРМ выполняется следующим образом. В работоспособном состоянии оборудования оператору представляется информация со всех узлов, а в случае экстремальной ситуации, выполняется акцентирование внимания на проблемном участке. Такая организация интерфейса позволяет возложить контроль над всем технологическим процессом на несколько операторов. Гибкая модульная структура программной и технической составляющей современной АСУТП позволяет обеспечить для каждого технологического процесса оптимальный уровень автоматизации многих функций, достаточный для эффективного и безопасного ведения технологического процесса. Аппаратные и программные средства могут наращиваться поэтапно, что позволяет масштабировать систему в соответствии с текущими потребностями производства. Структура АСУТП в общем виде представлена на рисунке 1. Рисунок 1. Структура АСУТП в общем виде ТП технологический процесс, Адапт. Контр. АРМ автоматизированное рабочее место оператора, А блок АРМ операторов, Диспетчер блок АРМ диспетчера или лицо принимающее решение. На рисунке 1. На рисунке 1. Рисунок 1. На рисунке 1. В конкретном производстве, например, на нефтеперерабатывающем предприятии, 0 термометр, измеряющий температуру в змеевике, нагревающем сырье перед поступлением в ректификационную колонну. СЬ заглушка, регулирующая объем сжигаемого сырья для разогрева и позволяющая управлять температурой в змеевике . Оператор специалист, управляющий работой какогонибудь сложного устройства, оборудования. Оператор АРМ в промышленности выполняет управление технологическим процессом или его частью с помощью специально оборудованного пульта управления, например, в составе локальной вычислительной сети. Таким образом, оператор АРМ является частью системы человекмашина СЧМ. СЧМ требует от оператора выполнения самых разнообразных функций. Оператор выполняет роль приемника и ретранслятора информации, осуществляет анализ информации и принимает решения, т. Выполнение этих функций требует проведения множества операций, которые могут быть разбиты на две группы. Первая группа содержит операции, посредством которых осуществляется информационный поиск. Сюда входят операции по восприятию поступающей информации, е переработке и приведению к виду, удобному для решения данной задачи. Ко второй группе относятся операции обслуживания, включающие решения задач или принятие решений в проблемных ситуациях, а также формирование управляющих воздействий, ведущих к выполнению выработанного решения. Модель человека оператора, основанная на представлении работы оператора тремя основными функциями обнаружение, идентификация сигнала и интерпретация сигнала, предложена Ганье в работе Психологические принципы в системной разработке. Результатом анализа модели человекаоператора является функциональная модель, представленная на рисунке 1. Рисунок 1. Данный перечень показывает необходимость использования множества психофизиологических механизмов моторные функции, мобильность и диапазон памяти при выполнении работы оператора, включенного в качестве функционального звена в автоматизированную систему управления. Отсюда следует вывод, что в системах, где человек и машина образуют единый контур регулирования, человек является наиболее сложным и наименее изученным звеном. Поведение оператора в режиме слежения при нормальном течении технологического процесса может быть описано как передаточная функция. Эта функция означает изменение информации между входом и выходом. Если на входе звена, описывающего действия оператора, присутствуют различные виды сигналов, то выходом этого звена будет моторный выход оператора. Передаточная функция звена оператора будет иметь вид
где х выходной сигнал, х входной сигнал. Линейная часть этого выражения соответствует передаточной функции второго порядка за исключением дифференцирующего члена, отображающего способность оператора к прогнозированию. Более полная модель должна содержать коэффициенты, являющиеся случайной функцией времени и зависящие только от условий работы.