Надежность АСОИУ (1088455), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Совершаемые операторомошибки различаются по своим последствиям. Они могут быть разными для человека-оператора, аппаратнопрограммных средств и системы в целом (рис. 2.14). В зависимости от этого ошибки могут быть неаварийными иаварийными. Последние непосредственно снижают надежность оператора и компьютерного комплекса в целом. Обычнонадежностьоператорахарактеризуетсяпоказателямибезошибочности,готовности,восстанавливаемостиисвоевременности.Основным показателем безошибочности является вероятность безошибочной работы человека-оператора.Вероятность может вычисляться как на уровне отдельной операции, так и на уровне алгоритма его деятельности вцелом. Для типовых, часто повторяющихся операций в качестве показателя безошибочности может использоватьсятакже интенсивность ошибок.
Эти показатели определяются, как правило, в расчете на одну выполненную операцию(алгоритм). По статистическим данным, они могут быть вычислены следующим образом:Pj = ( N j − n j )N j;λ j = n j ( N j T j ),где Рj —вероятность безошибочного выполнения операций ro типа; λj— интенсивность ошибок j-го вида; Ν j и пj —Рис. 2.14.
Пример классификации ошибок оператора (по их последствиям)общее число выполненных операций ro вида и допущенное при этом число ошибок; Tj — среднее время выполненияоперации j-го вида.Приведенные выше формулы справедливы лишь для режима устойчивой работоспособности оператора. В этомслучае, зная интенсивность ошибок λj при выполнении различных операций и алгоритм работы оператора, можно найтивероятность безошибочного выполнения оператором этого алгоритма:τνPОП (t ) = ∏ Pkj = e− ∑ ( I − Pj ) K jj =1j =1τ=e− ∑ λ jT j k jj =1,где kj —число выполненных операций j-го вида; r—число различных типов операций (j= 1, 2, ..., r).Важным показателем надежности является и коэффициент готовности оператора, представляющий собойвероятность включения оператора в работу в любой момент времени. Коэффициент готовности определяетсявыражениемK ОП = 1 −T0,Tгде To — время, в течение которого оператор по тем или иным причинам не смог принять поступившуюинформацию (например, не находился на рабочем месте); Т— общее время работы оператора.Введение показателей восстанавливаемости связано с возможностью оператора контролировать свои действия иисправлять допущенные ошибки.
Вероятность исправления оператором допущенной ошибки при наличии в системесхемы контроля равнаPИСП = PК PОБН PИ ,где Рк — вероятность выдачи сигнала схемой контроля; Pобн — вероятность обнаружения оператором сигналаконтроля; Рн — вероятность исправления ошибочных действий при повторном выполнении алгоритма.Показатели своевременности действия оператора вводятся в связи с тем, что правильные, но несвоевременныедействия не приводят к достижению цели, т. е. дают тот же результат, что и совершенная ошибка. Поэтому, как правило,на выполнение определенных задач в человеко-машинных системах отводится определенный лимит времени tn,превышение которого рассматривается как ошибка.Основным показателем своевременности является вероятность выполнения задачи в течение времени τ < tn.
Этавероятность равнаPСВ (t ) = P (τ < t π ) =tπ∫ f (τ )dτ ,0где f(τ) — функция распределения времени решения задачи человеком-оператором.Время tл может быть как постоянной, так и случайной величиной. В первом случае вероятность Рсв определяетсяприведенным выше выражением.
Во втором Рс ввычисляется по очень сложным формулам. Поэтому используютсяупрощенные решения, базирующиеся, например, на предположении, что значения τ и tл подчиняются нормальномузакону распределения с параметрами τ, σ и tл, σ 1 соответственно (рис.
2.15).Рис. 2.15. Законы распределения (f(τ)) — время решения задачиоператором, fл(τ) — распределение лимита времени)Несвоевременное решение задачи управления может иметь место также при исправлении допущенных ошибок.Очень часто такие ошибки обнаруживаются с помощью инструментального самоконтроля. Существует большоеколичество способов исправления ошибок. Например, может быть принята одна из возможных схем, когда ошибкаобнаруживается только после выполнения всех действий и для ее исправления повторяют решение задачи. В этомслучае обычно считают, что первое решение задачи и все ее последующие повторения независимы. Следовательно,вероятность безошибочного решения при каждом повторении оценивается величиной Роп.Надежность деятельности оператора не остается величиной постоянной, а изменяется с течением времени изависит от условий функционирования. Эти изменения обусловлены как изменением параметров режима деятельностиоператора, так и изменением его работоспособности и состояния.
Поэтому при определении надежности оператора вкаждом конкретном случае приходится выбирать те или иные факторы, наиболее характерные для данного видадеятельности. С каждым фактором связывается определенное состояние системы «человек — машина», и для каждогосостояния определяется конкретное значение изучаемого показателя надежности оператора.В такой постановке показатель надежности оператора представляет собой случайную дискретную величину,неявным образом зависящую от времени через выбранные условия деятельности (факторы надежности).
Рисунок 2.16иллюстрирует пример изменения состояний системы «человек — машина» во времениРис. 2.16. Динамика изменения состояний СЧМ во времениВ приведенном примере система может принимать несколько состояний i= 1 , 2 , 3..., каждому из которыхсоответствуют значения надежности оператора Роп1, Роп2, Ροπ3… Например, в промежутки времени 0 — tv tt — tv t4—15система находится в состоянии, условно обозначенном i - 4.
Это состояние вызвано действием определенных факторов,влияющих на надежность работы оператора, которая в данном случае равна Роп4. При действии других факторов системанаходится в иных состояниях; каждому из них соответствует определенное значение надежности работы оператора.С учетом рассмотренных предположений среднее значение вероятности безошибочной работы оператора равноmPОП = ∑ Pi PОП (i ) ,i =1где PОП — вероятность наступления г-го состояния системы; Poп(i) — условная вероятность безошибочной работыоператора в t-м состоянии; т — число рассматриваемых состояний системы.Вероятности PОП могут быть определены методами теории массового обслуживания. Для этого необходимоопределить те состояния, которые являются наиболее характерными для изучаемой системы.
Положим дляопределенности, что основным переменным фактором, от которого зависят результаты деятельности оператора, являютсяпоток сигналов и вызываемые им состояния информационной перегрузки. Под ней понимается такая ситуация, когда втечение некоторого промежутка времени поступающее количество информации превышает пропускную способностьчеловека-оператора. При этом с точки зрения анализа надежности его работы возможны два вида проявленияперегрузки: переполнение оперативной памяти и дефицит времени.
В первом случае общее время, отводимое на решениезадачи, может быть достаточным, однако часть информации теряется или искажается из-за того, что ее количествопревышает объем оперативной памяти человека. Во втором случае общее количество информации может и непревышать объем памяти, однако время, реально имеющееся у оператора, меньше требуемого. Поэтому возможныпотери информации, так как оператор не успевает обработать ее в заданное время.Для определения вероятностей Рi предварительно нужно найти вероятность Рк наличия в очереди к сообщений ивероятность Pτ того, что время ожидания τож превысит некоторую допустимую величину τ0. Тогда вероятностьпереполнения оперативной памяти равнаPi = P (k > k 0 ) =n∑ Pkk = k 0 +1=1−k0∑ Pk ,k =0где kQ — объем оперативной памяти.Дефицит времени возникает всякий раз, когда тож > τ0.
Вероятность его возникновения при отсутствиипереполнения оперативной памятиP2 = (1 − P1 ) Pτ .Вероятность отсутствия информационной перегрузкиP3 = (1 − P1 )(1 − P2 ).Вероятности P1, P2, P3 характеризуют полную группу несовместных событий. Однако их определение проведенопри целом ряде ограничений, накладываемых на вид законов распределения входящего потока и времени обслуживания.В более сложных случаях для нахождения этих вероятностей можно использовать имитационные методы.Для каждого из анализируемых состояний системы «человек — машина» определяются вероятности Poп(i) ( врассматриваемом случае i = 1 , 2 , 3). Они могут быть получены в результате анализа деятельности оператора поприведенной ниже формуле или экспериментально:PИСП = Pk PОБН PИ (tn ).Повышению надежности деятельности оператора способствует контроль над его работой со стороны другогооператора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
