Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Абашин Валерий Геннадьевич. Автоматизация процесса определения психофизиологического состояния оператора автоматизированного рабочего места в АСУТП : диссертация... кандидата технических наук : 05.13.06 Орел, 2007 220 с. РГБ ОД, 61:07-5/2753

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение стр. 4

Глава 1. Формирование подхода к построению подсистемы определения
психофизиологического состояния оператора АРМ стр. 9

1.1 Функциональный состав АСУТП на примере
нефтеперерабатывающего производства стр. 9

  1. Место человека АРМ - оператора в автоматизированных системах управления технологическим процессом стр. 15

  2. Анализ выполняемых функций и задач человека АРМ - оператора как части системы человек-машина стр. 24

1.4 Суть подхода к построению подсистемы определения
психофизиологического состояния в виде информационной
подсистемы в АСУТП и направления исследования стр. 28

Выводы стр. 34

Глава 2. Теоретические основы реализации подхода к построению
подсистемы определения психофизиологического состояния
оператора АРМ стр.35

2.1 Нормативные документы, описывающие изменение
психофизиологического состояния оператора АРМ в течение
рабочей смены стр. 35

  1. Анализ биометрических методов для получения исходных данных при формировании эталонной модели клавиатурного почерка стр. 47

  2. Анализ математических методов обработки данных клавиатурного почерка человека стр. 57

  3. Алгоритмы обучения искусственных нейронных сетей стр. 66

Выводы стр. 75

Глава 3. Разработка алгоритмов и математических моделей биометрической
обработки клавиатурного почерка для автоматизированного
определения психофизиологического состояния оператора
АРМ стр. 76

3.1 Формализованное представление психофизиологического
состояния человека- оператора АРМ стр. 76

  1. Разработка алгоритмов определения психофизиологического состояния оператора АРМ стр. 79

  2. Построение математической модели подсистемы оценки психофизиологического состояния оператора АРМ с использованием клавиатурного почерка стр. 84

3.4 Модель потоков данных подсистемы оценки
психофизиологического состояния оператора АРМ стр. 102

Выводы стр. 108

Глава 4. Экспериментальное исследование разработанной подсистемы
оценки психофизиологического состояния оператора
АРМ стр. 109

  1. Исходные данные и программа экспериментальных исследований стр. 109

  2. Выработка эталонного представления клавиатурного почерка стр. 113

4.3 Определение ПФС человека как относительной величины в
реальных производственных условиях стр.125

В ывод ы стр .129

Заключение стр. 131

Список литературы стр. 134

Приложения

Введение к работе:

Актуальность темы. Анализ промышленной аварийности на вредных и опасных производствах показал, что большой процент аварий промышленного характера происходит по вине человеческого фактора По этой причине в области нефтепереработки и нефтехимии в мире число аварий и аварийных инцидентов составляет 25 55% (в зависимости от типа производства и стоимости аварий) По сведениям журнала «Нефть России» в Российской Федерации этот процентный показатель колеблется в пределах 20 80% в зависимости от степени автоматизации производства

Проблеме совершенствования автоматизированного определения психофизиологического состояния оператора автоматизированного рабочего места (АРМ) на вредных и опасных производствах (в частности, на предприятиях нефтепереработки малой мощности) в отечественной и зарубежной литературе не уделено должного внимания Традиционно для решения этой проблемы используются нормативные документы, которые регламентируют работу операторов Точного контроля над соблюдением этих норм не существует Также отсутствует определение психофизиологического состояния оператора в течение рабочей смены

Известно, что развитие усталости и других состояний, негативно сказывающихся на качестве принимаемых оператором АРМ решений, приводит к общему сдвигу психофизиологического состояния (ПФС) оператора Это отражается на всех его биологических функциях (на работе кожных желез, торможении моторных функций, изменении поведенческих особенностей и т д)

Наиболее естественным устройством ввода информации в АРМ оператора является клавиатура В исследованиях по биометрии ряда ученых (Иванов А И , Десятерик М Н , Марченко В В ) показано, что каждый человек имеет свой клавиатурный почерк Использование клавиатурного почерка для определения ПФС по изменению торможения моторных функций позволяет определять не только динамику состояния оператора, но дает возможность избавиться от применения дополнительных специализированных устройств, что значительно снижает затраты на разработку и внедрение таких систем

Для математической обработки данных, полученных в результате экспериментов с биологическими объектами (к которым, несомненно, относится человек - оператор АРМ) используется аппарат искусственных нейронных сетей Это нашло отражение в работах ученых Волчихина В И , Иванова А И

Динамика изменения моторных функций оператора определяется по отклонению от эталонного значения, характеризующего наилучшее ПФС оператора По степени отклонения оператор АРМ или получает предупреждения (в форме оповещения) или решение принимается на верхнем

4 уровне АСУТП (уровень диспетчера) о целесообразности дальнейшего исполнения обязанностей оператором

Объектом исследования в настоящей работе является подсистема АСУТП нефтеперерабатывающего производства с человеком - оператором АРМ в контуре управления

Предмет исследования - математические модели и алгоритмы определения ПФС человека в АРМ оператора

Цель диссертационной работы - обеспечение безопасности технологических процессов за счет принятия решений на основе определения параметров ПФС человека АРМ оператора

Поставленная цель предполагает решение следующих задач

анализ существующих методов и средств определения психофизиологического состояния человека АРМ оператора,

разработка алгоритмов и математических моделей определения психофизиологического состояния человека АРМ оператора,

выбор конкретной типовой локальной вычислительной сети и разработка всех информационных данных, связанных с представлением, преобразованием и передачей их по локальной вычислительной сети,

проведение экспериментального исследования с целью формирования параметров для оценки ПФС человека-оператора

Методы исследования

При решении диссертационных задач использовались методы
системного анализа, методы теории множеств, теория нейронных сетей,
теория принятий решений, теория представления знаний человеко-машинных
систем, методы объектно-ориентированного программирования,

программные и языковые средства современных информационных технологий

Научная новизна работы заключается в следующем:

1) предложен подход к построению подсистемы
автоматизированного определения психофизиологического состояния
оператора АРМ в АСУТП, базирующийся на типовой структуре локальной
вычислительной сети, объединяющей АРМы-операторов всей АСУТП с
АРМ-диспетчера и основанный на математической модели биометрической
обработки клавиатурного почерка, на математической модели определения
ПФС и алгоритме принятия решения об оповещении лица принимающего
решение (диспетчера),

  1. разработан алгоритм получения исходной информации для определения ПФС человека АРМ оператора на основе математической модели биометрической обработки клавиатурного почерка,

  2. разработана математическая модель определения параметров психофизиологического состояния человека АРМ - оператора на основе теории искусственных нейронных сетей,

4) разработан алгоритм принятия решения об оповещении оператора

5 и лица принимающего решения (диспетчера)

Основные положения, выносимые на защиту:

1) подход к автоматизации процесса определения
психофизиологического состояния оператора АРМ в составе АСУТП,
базирующийся на типовой структуре локальной вычислительной сети,
объединяющей АРМы-операторов всей АСУТП с АРМ-диспетчера и
основанный на математической модели биометрической обработки
клавиатурного почерка

2) алгоритм получения исходных данных для автоматизированного
определения психофизиологического состояния человека - оператора АРМ на
основе математической модели биометрической обработки клавиатурного
почерка,

3) математическая модель определения параметров
психофизиологического состояния оператора АРМ на основе теории
нейронных сетей,

4) алгоритм принятия решения об оповещении оператора и лица
принимающего решения (диспетчера)

Практическая ценность и реализация результатов работы

Практическую ценность работы представляет внедрение в АСУТП автоматизации процесса определения ПФС оператора АРМ и выдачи рекомендаций по оповещению оператора или лица принимающего решение

Результаты внедрены в производство на предприятии ЗАО «Стройкомплект Золотой Орел», используются при проведении лабораторных работ по курсу «Информационные технологии проектирования РЭС и ЭВС» для студентов кафедры «ПТЭиВС» ОрелГТУ Также результаты исследования используются в работе сайта www mficompany narod ru, созданного для популяризации идеи контроля ПФС человека при работе со средствами вычислительной техники

Апробация работы

Основные положения и результаты работы докладывались и получили положительную оценку на межвузовской научно-практической конференции «Результаты научно-исследовательской деятельности студентов» (г Орел, 2003), всероссийской научно-практической конференции «Методы прикладной математики и компьютерной обработки данных в технике, экономике и экологии» (г Орел, 2004), международная научно-практическая конференция «Развитие конкуренции как фактор экономического роста и обеспечения социального благополучия методология, теория, практика» (г Орел, 2005), международная НТК «Информационные технологии в науке, образовании и производстве» (г Орел, 2006) Программная реализация программы определения ПФС зарегистрирована в фонде алгоритмов и программ №6269

Публикации

Результаты диссертационной работы отражены в 11 публикациях, в

том числе в 10 статьях, 1 отраслевой разработке в фонде алгоритмов и программ

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа изложена на 146 страницах машинописного

текста Состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемых

источников, включающего 136 наименования, и 9 приложений/-^ ?^ СТрАНиЦЛ^'

Подобные работы
Лукащук Петр Иванович
Автоматизация процессов управления предприятиями промышленности и транспортного комплекса на основе вероятностных сетевых моделей планирования
Польшин Сергей Олегович
Автоматизация процессов принятия решений по управлению страховыми тарифами на промышленных предприятиях
Сейедюсефи Пантеа Абуталеб
Автоматизация процесса управления составом штукатурных смесей
Солдатов Александр Анатольевич
Повышение качества контроля геометрических параметров кузова автомобиля путем автоматизации процесса
Миронов Артём Анатольевич
Автоматизация процесса поиска рецептуры лакокрасочного материала
Лихачев Денис Валерьевич
Автоматизация процесса проектирования составов бетонных смесей и их корректировки на основе прогнозирования качества будущего бетона с использованием четких и нечетких моделей
Авцинов Игорь Алексеевич
Автоматизация процессов ориентации штучных изделий с использованием газовой несущей прослойки
Лимонов Игорь Анатольевич
Автоматизация процесса рентгенографического контроля дефектов лопаток ГТД, получаемых методами точного литья
Соловьев Константин Дмитриевич
Автоматизация процесса уплотнения асфальтобетона на основе интегрированной системы компьютерной томографии и плотнометрии
Степанов Евгений Петрович
Автоматизация процесса идентификации состояния теплоэнергетического оборудования (На основе оценки степени повреждения металла)

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net