ROLSYS (Роль систем отображения информации в процессе принятия решений), страница 2

а - скрытое время реакции, а = 0,2/0,6 с; b - время переработки одной двоичной информации; H - количество перерабатываемой оператором информации; V_оп - скорость переработки информации оператором, V_оп = 2/4 дв.ед./с. При работе оператора по заранее отработанному алгоритму его деятельность может быть представлена как совокупность последовательно осуществляемых реакций. Время простой реакции ТАУ_пр определяется временем восприятия сигнала ТАУ_в и временем осуществления моторного акта ТАУ_м, связанного с движением руки к органу управления

ТАУ_пр = ТАУ_в + ТАУ_м

Время сложной реакции отличается от времени простой временем, затрачиваемым на выбор нужного сигнала, принятие решения на осуществление управляющего воздействия.

ТАУ_оп = ТАУ_в + ТАУ_реш + ТАУ_оу + ТАУ_м (2.2)

где ТАУ_реш - время принятия решения; ТАУ_оу - время поиска и обнаружения нужного органа управления. Каждое из слагаемых, входящих в (2.2), рассчитывают с помощью выражения (2.1). Точность работы оператора есть степень отклонения значения параметра, измеряемого оператором, от истинного, заданного значения. Количественно этот параметр оценивается погрешностью, с которой оператор измеряет данный параметр:

y = I_п - I_ф

где I_п - истинное значение параметра; I_ф - измеряемое, фактическое значение параметра. Различают систематическую и случайную погрешности.

Случайна погрешность оценивается среднеквадратической погрешностью, систематическая погрешность - значением математического ожидания отдельных погрешностей. Точность работы оператора зависит от многих факторов: характеристик сигнала, степени сложности задач, условий и темпа работы, индивидуальных особенностей, квалификации и др. Надежность человека-оператора: характеризует его способность выполнять в полном объеме возложенные на него

функции при определенных условиях; характеризуется безошибочностью, готовностью, восстанавливаемостью и своевременностью. Основным показателем безошибочности является вероятность безошибочной работы на уровне отдельной операции и на уровне полного алгоритма в целом. Вероятность безошибочного выполнения операций j-го вида и интенсивность ошибок, допущенных при этом, определяется как

P_j = (N_j - n_ошj)/ N_j лямбда_j = n_ошj/(N_jT_j)

где N_j, n_ошj - общее число выполненных операций j-го вида и допущенное при этом число ошибок; T_j - среднее время выполнения операций j-го вида.

Вероятность безошибочного выполнения алгоритма при известных выполняемых операциях лямбда_j

r

P

j=1

_оп = П^kj R_j Ё(примерно) e ^{-сумм(j=1; r:) (1 - Pj)kj} =

= e^{-сумм(j=1; r) лямбдаj тауj kj}

где k_j - число выполняемых операций j-го вида; r - число различных видов

операций (j = 1,2,.., r).

Коэффициент готовности характеризует вероятность включения человека-оператора

в работу в любой произвольный момент времени:

k_оп = 1 - T_о/T

где Т_о - время, в течение которого человек не может принять поступившую к нему информацию; Т - общее время работы человека-оператора.

Показатель восстанавливаемости определяется как вероятность исправления оператором допущенной ошибки:

P_исп = P_к P_обн P_и

где P_к - вероятность выдачи сигнала схемой контроля; P_обн - вероятность обнаружения сигнала оператором; P_и - вероятность исправления ошибочных действий при повторном выполнении алгоритма.

Показатель своевременности характеризует вероятность выполнения задачи в течение времени тау <= t_л, где t_л - лимит времени, превышение которого рассматривается как ошибка. Эта вероятность

P_оп = P_тау<=t_л=интеграл(от 0 до t_л) (f(тау) dтау)

где f(тау) - функция распределения времени решения задачи человеком-оператором.

Показатели надежности системы "человек-машина" определяются через показатели надежности ее звеньев при определенных условиях. Для систем непрерывного типа показателем надежности является вероятность безотказного и безошибочного протекания производственного процесса в течение времени. Такое возможно если: технические средства работают исправно; при их отказе оператор безошибочно и своевременно выполнил требуемые действия или допустив ошибки в своих действиях своевременно их исправил. Рассчитывается по формуле:

P_ч.м (t)=P_т(t)+[1-P_т(t)]K_оп[P_опP_св+(1-P_оп)P_исп(T_л)]

где P_т - вероятность безотказной работы технических средств.

5 Основные этапы процесса принятия решения

Принятие решения является составной центральной частью деятельности человека оператора в системе управления. Процедура принятия решения включает формирование последовательности действий для достижения цели на основе преобразования некоторой исходной информации.

К основным объективным и субъективным условиям, определяющим реализацию процессов решения в деятельности оператора, относят:

наличие дефицита информации и времени, стимулирующих "борьбу" гипотез;

наличие некоторой "неопределенностной ситуации", определяющей борьбу мотивов у субъекта, принимающее решение;

осуществление волевого акта, обеспечивающего преодоление

неопределенности, выбор гипотезы, принятие на себя определенной

ответственности.

Условия принятия решения во многом зависят от степени неопределенности информации. Процедура принятия решения в различных ситуациях неопределенности будет иметь разный характер. Процесс принятия решений включает ряд стадий, определяющих содержание основных компонентов процесса - информационной подготовки решения и процедур принятия решения. Информационная подготовка решения на первой стадии представляет собой совокупность действий и операций по приему и обработке информации о внешней среде, состоянии системы управления, ходе управляемого процесса. Вторая стадия включает действия по анализу и оценке ситуации с помощью некоторой системы оценочных критериев и эталонов, которые определяют характер и направленность необходимых преобразований ситуации. Основная задача на этом этапе заключается в адекватном преобразовании концептуальной модели в модель проблемной ситуации, подлежащей решению. Третья стадия протекает в виде целенаправленных действий над исходными и преобразованными данными. В результате такого оперирования формируется более полное представление о предметном содержании ситуации, возможных направлениях ее развития. Четвертая стадия - это процедура выработки и принятия решения. На пятой стадии осуществляется реализация принятого решения путем выполнения определенных действий или отдачи соответствующих распоряжений.

6. Особенности отображения информации при подготовке, анализе и принятии решения в АСУ различного уровня.

Расширение сферы автоматизации процессов управления, повышение интенсивности и напряженности протекания производственных процессов изменяют роль человека в современных системах управления. Автоматизация процессов управления приводит к все большей "интеллектуализации" его деятельности. Значительное место в его работе занимают процессы анализа и принятия решений. Возрастает его значение как организующего звена системы, связывающего в единое целое все ее элементы. Для выполнения своих функций человеку-оператору нужна самая разнообразная информация, которая представляется ему в различной форме. Почти всю требуемую для управления информацию человек-оператор получает от систем отображения. Взаимодействие человека и машины в процессе контроля и управления осуществляется также с их помощью.

Далее рассмотрим особенности отображения информации при подготовке, анализе и принятии решения в нескольких АСУ различного уровня.

а). Автоматизированная система диагностирования (АСД) состояния химико-технологического комплекса (ХТК) каталитического реформирования является автоматизированной системой с развитыми средствами отображения информации, в которых основными функциями человека-оператора является контроль за работой системы и принятие решений в самых сложных и непредвиденных ситуациях. АСД имеет иерархическую структуру и характеризуется наличием многочисленных информационных потоков как между уровнями, так и между элементами одного уровня. В рамках единой информационной структуры системы выделены две информационно-вычислительные подсистемы (ИВП-1, ИВП-2), обеспечивающие необходимой информацией все вычислительные процессы в ходе решения задач контроля и диагностики.

Оперативная информация о значениях основных режимных параметров комплекса поступает потоком от объекта в блок допускового контроля с интервалом времени около 40 с. Выбор интервала обусловлен минимальным временем опроса датчиков. Текущая информация представляется оператору-технологу в виде цветных графических фрагментов мнемосхемы комплекса и таблиц, в которые введены расчетные показатели. Каждые восемь циклов опроса, что соответствует 5 мин, значения параметров, необходимые для дальнейшего использования на вышестоящем уровне, записываются в информационную базу (ИБ-1) ИВП-1. Там же хранится априорная статическая информация, а именно двоичная диагностическая таблица. Эта информация подается на вход блока диагностирования технического состояния комплекса, активизируемого по результатам допускового контроля. В этом же блоке переданная информация с объекта дополняется информацией о значениях технологических параметров для двоичного вектора состояния. Результаты решения задачи в этом блоке передаются на верхний уровень для представления оператору в текстовой форме и регистрации. Каждые 5 минут оперативная информация с блока допускового контроля передается в блок контроля стабильности процесса реформирования, где сравнивается с поступающими из ИБ-1 данными, записанными восемь циклов назад. Вычисленные показатели стабильности технологического процесса проверяются на допустимость. В случае выявлений факта дестабилизации оператор оповещается звуковой индикацией и ему предоставляется информация об изменениях в ходе технологического процесса. В случае нарушения стабильности необходимые сведения о "симптомах" передаются на вышестоящий уровень в блок диагностирования, в котором реализован алгоритм диагностирования. Для работы алгоритма в блок диагностирования вызывается априорная экспертная информация. Она, как и другие необходимые данные, записывается предварительно в ИБ-2. Обмен информацией между блоками технологического диагностирования и оператором осуществляется в диалоговом режиме. У оператора запрашивается необходимая информация о его действиях по управлению технологическим процессом. В зависимости от ответа выбирается та или иная ветвь алгоритма в соответствии с выбранной стратегией диагностирования. Ввиду наибольшей ответственности за принимаемое системой решение верхний уровень отведен оператору-технологу, которому принадлежит наивысший приоритет в системе. Оператор может прекратить или возобновить работу системы. Ему предоставлена возможность инициировать прерывание работы в течение цикла опроса для перехода в диалоговый режим. Кроме того, он может изменить режим работы системы, исключив отдельные технические и программные блоки системы. Предусмотрена возможность корректировки массивов информации, хранящейся в ИБ-1, ИБ-2.

Для реализации информационных связей в соответствии с описанной структурой и обеспечения необходимых видов обработки и отображения информации был создан комплекс технических средств, основу которого составила миниЭВМ СМ-1/4.

Информация с датчиков Д_п преобразуется в электрические сигналы с помощью первичных преобразователей П₁-П_п и поступает через согласующий блок аналого-цифровых преобразователей (АЦП). С выхода АСП информация в параллельном коде поступает на вход интерфейса "2К". Выбор периферийных устройств осуществлен в соответствии с требованием обеспечения обмена необходимой информацией между оператором и ЭВМ в удобном для оператора виде. С этой целью в систему включен цветной графический терминал (ЦГТ), соединенный с ЭВМ СМ-1 через пару модулей внутрисистемной связи (МВС). Использование МВС вызвано значительными удалениями ЦГТ от ЭВМ СМ-1. Замена части цифровой информации цветной графической позволила увеличить скорость восприятия и скорость оценки ситуации. Постоянная статическая информация для выполнения функций ЦГТ хранится на внешнем запоминающем устройстве (ВЗУ) - магнитном диске. Динамическая информация поступает из оперативной памяти (ОЗУ). В качестве системной консоли использован дисплей ДМ-2000, а для осуществления диалога используется символьный дисплейный модуль ДМ-500.

Для повышения качества принимаемых руководством решений на основе рационального объединения опыта, знаний и т.п. руководителя и возможностей экономико-математических методов и ЭВМ предназначена диалоговая система формирования планов (ДиС ФОРП). Организация диалога между руководителем и ЭВМ осуществляется путем формирования руководителем ряда значений управляемых переменных, а ЭВМ отвечает на его вопрос: "Что будет, если изменить (выбрать) значения такого-то показателя?".

Структура программного обеспечения такова. В системе одновременно может работать до четырех дисплеев. Дисплеи дифференцируются по выполняемым функциям. Один из них является главным и с него могут быть выполнены все процедуры, специфицированные в данной диалоговой задаче. Другие дисплеи могут выполнить только свои задачи.

Сложность и масштабность задач оперативно-диспетчерского управления энергосистемой обусловила главную роль человека в системе управления как управляющего элемента.