Основы инженерной психологии

Для построения сетевых моделей деятельности опе­ратора может быть использован также математический аппарат сетей Петри [27, 138]. Сеть Петри представля­ет математическую модель дискретных систем с парал­лельно функционирующими и асинхронно взаимодей­ствующими компонентами. Предложены немецким ученым К. Петри в начале 60-х гг. Графически сети Петри (рис.8.4) представляют собой двухдольный ори­ентированный мультиграф с вершинами двух типов: переходами (моделирующими события в дискретной системе) и позициями (моделирующими предусловия выполнения события и постусловия, возникающие пос­ле события). Позиции графически обозначаются кру­жочками, переходы — черточками (рис. 8.4). Направлен­ное ребро может связывать только позицию и переход. Кроме того, задается начальная разметка позиций: каж­дой из них сопоставляется одно из чисел 0, 1, 2... (число маркеров или фишек). Этим числом моделируется не­которая емкость позиций, количество ресурсов в ней. По отношению к переходам позиции могут быть входными или

Рис. 8.4. Графическое изображение сети Петри.

выходными. Некоторый переход t называет­ся возбужденным или разрешенным (и может срабо­тать), если число фишек его входной позиции р не меньше числа ребер, ведущих из р в t. Срабатывание возбужденного перехода заключается в удалении из каждой его входной позиции р числа фишек, равного числу ребер, ведущих из р в t, и добавлении в каждую его выходную позицию q числа фишек, равного числу ребер, ведущих из t в q. В результате срабатывания перехода получается новая разметка сети Петри. Два возбужденных перехода с общими позициями не долж­ны срабатывать одновременно [166].

С помощью сетей Петри моделируются не времен­ные, а причинно-следственные связи. Они широко при­меняются для моделирования различных систем. В ин­женерной психологии их используют для описания, проектирования и исследования деятельности операто­ра (группы операторов), определения показателей ка­чества деятельности, расчета надежности системы «че­ловек-машина». Например, в работе [138] сети Петри использованы для моделирования групповой деятельно­сти операторов алгоритмических СЧМ. Для этого с каж­дым переходом сети, соответствующим действиям опе­ратора, связываются соответствующие этому действию математическое ожидание и дисперсия времени, а так­же вероятность его безошибочного выполнения, а с каждой позицией — вероятность передачи управления, от одного действия к другому. Эти характеристики за­даются с учетом сложности и структуры пультов управ­ления операторов, воздействий факторов внешней сре­ды, наличия напряженности в деятельности операторов, вызванной дефицитом времени на выполнение алгорит­ма. Для определения характеристик деятельности опе­ратора сеть представляется в виде формульной записи. В дальнейшем осуществляется последовательное сокра­щение этой записи путем применения к каждой из операций формулы соответствующих ей соотношений, которые используются в аналитических методах оцен­ки вероятностных характеристик алгоритмов при эле­ментарных преобразованиях, упрощающих граф, пред­ставляющий алгоритм.