Обоснование параметров и режимов работы учебных тренажеров лесозаготовительных машин Курасов Павел Александрович

Содержание к диссертации

Введение

1. Задача обеспечения эффективности работы лесозаготовительных машин 10

1.1. Человеко-машинные системы и роль оператора 11

1.2. Основные подходы к анализу операторской деятельности человеко-машинных систем управления лесозаготовительными машинами 18

1.3. Требования к человеку-оператору лесозаготовительных машин 28

1.4. Выявление профессионально-важных качеств человека-оператора и их связь с эффективностью профессиональной деятельности 33

1.5. Современные подходы к организации профессиональной подготовки операторов лесозаготовительных машин 42

1.6. Постановка цели и задач исследований 46

2. Теоретические основы и модели обеспечения эффективности технологического процесса машинной лесозаготовки 48

2.1. Математическая модель управления технологическим оборудованием лесозаготовительных машин 48

2.3. Метод определения точности горизонтального наведения рабочего органа лесозаготовительной машины на дерево 60

2.4. Метод оценки точности наведения выдвижением рабочего органа лесозаготовительной машины на дерево 62

2.5 Метод исследования зрительно-моторного слежения 64

2.6 Выводы по главе 67

3 Алгоритмическое и программно-техническое обеспечение тренажерных систем профессиональной подготовки операторов лесозаготовительных машин 69

3.1 Обоснование и разработка структуры тренажерной системы профессиональной подготовки операторов лесозаготовительных машин 69

3.2 Структура технических средств получения первичной информации об эффективности профессиональной деятельности операторов лесозаготовительных машин 71

3.3 Автоматизированный микропроцессорный прибор МПП 74

3.4 Расчет погрешностей измерения показателей психофизиологических тестов 77

3.5 Структура интеллектуальных средств поддержки принятия решений по оценке профессиональной пригодности и выбору режимов работы тренажера 79

3.6 Разработка алгоритмического программного обеспечения 82

3.7 Выводы по главе 84

4. Методика и экспериментальные исследования подготовки операторов лесозаготовительных машин на тренажере 86

4.1 Методика оценки профессиональной пригодности операторов лесозаготовительных машин 86

4.2 Результаты экспериментальных исследований зрительно-моторного слежения 90

4.3. Результаты экспериментальных исследований динамики оценки способности к ситуационному управлению операторов лесозаготовительных машин 95

4.4 Результаты экспериментальных исследований по оценке профессиональной пригодности операторов лесозаготовительных машин 98

4.5 Результаты экспериментальных исследований по выбору режима работы тренажеров 109

4.6 Выводы по главе 112

Основные выводы и рекомендации 114

Библиографический список 117

Приложение А 134

• Выявление профессионально-важных качеств человека-оператора и их связь с эффективностью профессиональной деятельности
• Математическая модель управления технологическим оборудованием лесозаготовительных машин
• Структура технических средств получения первичной информации об эффективности профессиональной деятельности операторов лесозаготовительных машин
• Результаты экспериментальных исследований по оценке профессиональной пригодности операторов лесозаготовительных машин

Введение к работе

Актуальность темы исследования.

Исследованию процесса взаимодействия человека и лесозаготовительных машин посвящено множество исследований проводимых в рамках технических наук. Все большее внимание уделяется решению задачи повышения производительности труда и качества заготавливаемой древесины путем совершенствования методик профессиональной подготовки операторов лесозаготовительной техники.

Выступая в роли интеллектуальной системы управления техническим объектом, оператор характеризуется таким параметрами как устойчивость и качество регулирования, а также динамическими характеристиками перерегулирования. Идентификация этих параметров характеризует качество работы человека и определяет прогностическую оценку эффективности всей системы в целом.

Разработка эффективных методов и средств для подготовки операторов лесозаготовительных машин является актуальной задачей.

Степень разработанности темы. Важный вклад в развитие науки в области анализа взаимодействия операторов и лесозаготовительных машин внесли ученые: В.С. Сюнев, Ю.Ю. Герасимов, В.С. Селиверстов, А.К. Алексеев, В.В. Кальниш, Г.Г. Себряков, Е.А. Бурлак, П.А. Падласов, Е.Ю. Виноградова, H. Ovaskainen, A. Kariniemi, C. Berger и др. Особое внимание исследованию человека при его работе на лесозаготовительной технике уделено в работах: Ю. Ю. Герасимова, А. П. Соколова, А. А. Селивёрстова, В. С. Сюнёва, H. Ovaskainen, A. Kariniemi и др. В известных трудах не представлены методики и технические средства для реализации оценки точности в задачах наведения рабочего органа лесозаготовительных машин.

Целью работы является повышение качества подготовки операторов лесозаготовительных машин.

Задачи исследования:

1. Разработка математической модели описывающей взаимодействие
оператора и технологического оборудования лесозаготовительной машины
при осуществлении сортиментной лесозаготовки;

1. Разработка метода оценки точности горизонтального наведения рабочего органа лесозаготовительной машины на дерево;

2. Разработка метода оценки точности наведения выдвижением рабочего органа лесозаготовительной машины на дерево;

3. Представить научное обоснование параметров и режимов работы тренажера подготовки операторов лесозаготовительных машин.

Объектом исследования является процесс сортиментной лесозаготовки.

Предметом исследования являются методы и аппаратно-программное обеспечение для развития и оценки профессиональных навыков операторов лесозаготовительных машин.

Методы исследования. В работе использованы методы теории автоматического управления, натурные наблюдения и эксперимент. Обработка результатов производилась методами математической статистики.

Научные положения, выносимые на защиту

1. Математическая модель взаимодействия оператора и технологического оборудования лесозаготовительной машины при осуществлении сорти-ментной лесозаготовки, обеспечивающая учет индивидуальных психофизиологических характеристик операторов.

2. Метод оценки точности горизонтального наведения рабочего органа лесозаготовительной машины на дерево, позволяющий производить оценку эффективности операторской деятельности в задачах линейного наведения на этапе обучения на тренажерах.

3. Метод оценки точности наведения выдвижением рабочего органа лесозаготовительной машины на дерево, позволяющий производить оценку эффективности операторской деятельности в задачах объемного наведения на этапе обучения на тренажерах.

4. Параметры и режимы работы тренажера профессиональной подготовки операторов лесозаготовительных машин, позволяющего производить оценку качества подготовки операторов лесозаготовительных машин.

Научная новизна работы

5. Разработана математическая модель взаимодействия оператора и технологического оборудования лесозаготовительной машины, отличающаяся тем, что учитываются инерционность гидравлической системы лесозаготовительной машины и процессы восприятия и обработки информации человеком.

6. Разработан метод оценки точности горизонтального наведения рабочего органа лесозаготовительной машины на дерево, отличающийся тем, что оценка производится на этапе обучения оператора на тренажере и учитывает его накопленные навыки в задачах позиционирования в горизонтальной плоскости.

7. Разработан метод оценки точности наведения выдвижением рабочего органа лесозаготовительной машины на дерево отличающийся тем, что оценка производится на этапе обучения оператора на тренажере и учитывает его накопленные навыки в задачах объемного наведения.

8. Научно обоснованы параметры и режимы работы тренажера профессиональной подготовки операторов лесозаготовительных машин, отличающиеся возможностью построения индивидуальных траекторий обучения.

Теоретическая значимость работы заключается в разработке математического, методического и алгоритмического обеспечения системы оценки профессиональных качеств оператора лесозаготовительных машин при осуществлении сортиментной лесозаготовки.

Практическая значимость работы заключается в том, что разработанные методы и модель позволяют:

9. Обеспечить повышение точности в задачах имитационного моделирования работы человека при симуляции работы операторов лесозаготовительных машин.

10. Определить точность наведения рабочего органа лесозаготовительной машины оператором в горизонтальной оси с учетом влияния результатов накопленного опыта оператора.

11. Определить точность наведения рабочего органа лесозаготовительной машины при помощи выдвижения на дерево в оси перпендикулярной оператору.

4. Повысить функциональные возможности тренажера лесозаготови
тельных машин за счет определения параметров психофизиологических ха
рактеристик человека в зрительно-моторном тракте восприятия.

5. Повысить точность оценки степени подготовки операторов лесозаго
товительных машин.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Результаты диссертации по паспорту специальности 05.21.01 – «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства» соответствуют пунктам: 4 «Исследование условий функционирования машин и оборудования, агрегатов, рабочих органов, средств управления»; 9 «Автоматизация управления машинами, выбор систем учета лесопродукции, эргономики и безопасность условий труда»; 12 «Разработка методов оценки качества, обоснование эффективности технического обслуживания и сервиса машин и оборудования лесопромышленного и лесохозяйственного назначения».

Достоверность выводов и результатов исследований обеспечена проверкой адекватности математической модели взаимодействия оператора и технологического оборудования лесозаготовительных машин, а именно, сопоставлением результатов имитационного моделирования с данными эксперимента, а также использованием методов математической статистики при планировании экспериментов и обработке их результатов.

Реализация работы. Разработанные в ходе диссертационного исследования методы, модели и структуры технических средств используются в учебном процессе ФГБОУ ВО «ПГТУ» при подготовке бакалавров направления 27.03.04 «Управление в технических системах» и обучающихся по профессии рабочих 14269 «Машинист трелевочной машины». Основные положения диссертационной работы использовались при выполнении НИР по заказу Министерства образования и науки РФ № 25.1095.2017/4.6, в которой автор являлся исполнителем.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: международных научно-технических и научно-практических конференциях «Промышленная безопасность:», г. Йошкар-Ола, 2011г.; «Биотехнические, медицинские и экологические системы и комплексы», г. Йошкар-Ола, 2012 г.; Всероссийской конференции с международным участием «Научному прогрессу – творчество моло-5

дых», г. Йошкар-Ола, 2012-2013 г.

Личное участие автора в получении результатов состоит в определении целей и задач исследования, анализе проблем обеспечения надежности человеко-машинной системы на примере лесозаготовительной техники, разработке математической модели взаимодействия оператора и технологического оборудования лесозаготовительных машин, разработке метода оценки точности горизонтального наведения рабочего органа лесозаготовительной машины на дерево и метода оценки точности наведения выдвижением рабочего органа лесозаготовительной машины на дерево, проведении статистического анализа результатов измерений по разработанным методам, разработке алгоритмов работы и структурных схем тренажера оператора лесозаготовительных машин.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 15 печатных работах объемом 8,67 п.л., авторский вклад 4.18 п.л., из них 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ, 2 статьи в SCOPUS, 2 патента РФ на изобретение, 6 работ в материалах и трудах конференций.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и рекомендаций, списка использованных источников из 149 наименований. Основное содержание работы изложено на 134 страницах машинописного текста, иллюстрировано 41 рисунком, сопровождено 9 таблицами и приложением.

Выявление профессионально-важных качеств человека-оператора и их связь с эффективностью профессиональной деятельности

Профессиональная деятельность операторов лесозаготовительных машин представляет собой, по сути, типовой циклический производственный процесс, включающий основные, вспомогательные операции, технологические паузы и непроизводственные простои.

В общем виде работу харвестеров можно разделить на шесть основных фаз: перемещение, наведение харвестерной головки на дерево, рубка дерева, обработка (обрезка сучьев и раскряжевка), укладка в штабель и непроизводительное время [88].

По сути, это многоэтапный процесс, длительность которого зависит от множества факторов, в частности типа рубок, вида древостоя, рельефа местности и т.д. [89].

Одним из перспективных подходов организации взаимодействия элементов ЧМС является использование подходов коллаборативного взаимодействия [90]. При этом значительный акцент делается на психофизиологические аспекты и соответствующие навыки и умения [91,92].

Важным принципом оценки умений и навыков является принцип Фитца, в котором описывается взаимосвязь между показателем производительности и индексом сложности задачи [93]. Закон Фитца представляет собой математическое отношение, которое моделирует соотношение скорости и точности в быстрых движениях человека, таких как, например, ручное управление рабочим органом, начинающееся в определенном месте, и перемещение его в целевую область [94].

Поскольку небольшие цели на большом расстоянии достигаются медленнее, чем большие цели на более близких расстояниях, этот закон предлагает, например, в графическом дизайне интерфейса, что некоторые компоненты, используемые чаще, должны быть больше и ближе к позиции курсора пользователя.

Если данную задачу усложнить до двухкоординатного управления, то система может выглядеть следующим образом [95].

В этом случае рабочей областью служит прямоугольник, а рабочим органом – круг, постоянного диаметра W, который по траектории А помещается с произвольным углом захода в рабочую область.

При этом задача двухкоординатного управления может быть представлена в виде последовательного достижения целей на плоскости, рисунке 1.12.

Известны исследования по оценке точности управления в виртуальных средах [96].

В исследованиях Уральского государственного лесотехнического университета исследовались нейропаттерны профессиональной деятельности операторов лесозаготовительных машин [97]. В данном исследовании принимали участие операторы, обладающие опытом работы на симуляторе и на реальной технике, а также начинающие проходить обучение операторы.

При анализе данных были выделены фрагменты действий операторов, выполняющих подобные задачи. Все данные представляли собой решение двух типов задач: первый тип – это движение лесозаготовительной машины по лесосеке в виртуальной среде, второй тип задач – это наведение рабочей головки лесозаготовительной машины на дерево. По результатам анализа выполнения первой задачи было установлено, что при прямолинейном движении или при осуществлении небольшой корректировки не обнаружено сильных различий у двух групп операторов. Это связано с тем, что движение лесозаготовительной машины является типичной задачей управления, которую осуществляет оператор при работе. Отмечено небольшое смещение вправо в лобных долях у начинающих операторов. При сравнении результатов выполнения второй задачи (наведение рабочей головки лесозаготовительной машины на дерево) было установлено более значительное отличие при работе операторов с большим опытом работы от начинающего. Показано, что данная задача имеет высокое экономическое значение, так как является ключевой в определении временных и топливных затрат оператора на производство лесоматериалов. Ошибки операторов в данном типе операций приводят, к сильному падению производительности.

Проблема выбора критериев эффективности функционирования технологической системы «человек – машина – окружающая среда» в условиях лесозаготовки по сортиментному методу достаточно сложна и неоднородна. Принципы максимизации эффекта и экономии ресурсов являются наиболее общими принципами выбора критериев эффективности [98]. Однако, применительно к технологическому процессу машинной лесозаготовки следует выделять три группы критериев эффективности, характеризующие цель функционирования технической системы «человек-машина-окружающая среда» при осуществлении машинных лесозаготовок:

1. Функциональные критерии эффективности, характеризующие степень соответствия результатов функционирования целям.

2. Экономические критерии эффективности, характеризующие материальные затраты на достижение цели функционирования системы.

3. Временные критерии эффективности, характеризующие время достижения цели функционирования системы.

В качестве функционального критерия эффективности технологического процесса лесозаготовки можно выделить качество заготовленного сырья. При этом, говоря о качестве сырья, нужно рассматривать не только непосредственно качество заготовленных при данном виде рубки лесоматериалов, но и качество оставляемого на доращивания древостоя, отводимого на последующие рубки. Здесь в первую очередь должна рассматриваться его сохранность от повреждений и сохранность лесной почвы, на которой данный древостой продолжает расти [99]. Что касается качества заготовленных же лесоматериалов, качество определяется, главным образом, наличием и степенью механических повреждений древесины, на которые существенно влияют опыт оператора лесозаготовительной машины, сезонность проведения заготовок и лесоскладских работ, а также пороки и дефекты строения древесины. К механическим повреждениям лесоматериалов, обусловленными применяемой технологией и машинами, относятся трещины, загрязнения древесины, обдиры коры, доходящие до древесины, царапины, вмятины, задиры, вырывы, выщербины, сколы, отщепы. Качество технологического процесса сортиментной технологии лесозаготовки также включает в себя количество оставленных на делянке лесоматериалов, высоту пней, объем вершинных остатков и чистоту делянки.

Исследование процесса обрезки сучьев показывает, что величина прижима сучкорезных ножей протяжного устройства влияет на качество заготовленного сырья. Так, в частности при «пережатии» сучкорезных ножей протяжного устройства последние чрезмерно зарезаются в ствол или, наоборот, при недостаточном зажиме сучкорезных ножей протяжного устройства между стволом дерева и ножами образуется зазор, приводящий к образованию пеньков сучьев при их обрезке. Кроме того, выход давления прижима протяжных вальцов за пределы оптимального вызывает повреждения обрабатываемых стволов [100].

Математическая модель управления технологическим оборудованием лесозаготовительных машин

Для формализации и детализации структурной модели оператора лесозаготовительных машин необходимо представить структурную схему процесса управления технологическим оборудованием при осуществлении машинной лесозаготовки (рис. 2.1). При этом, согласно данным анализа литературных источников, представленным в главе 1, операторские функции при осуществлении рубки по сортиментной технологии состоят из следующих этапов:

1. Этап поиска целевого дерева;

2. Этап перемещения лесозаготовительной машины в заданную позицию;

3. Этап наведения рабочего органа лесозаготовительной машины;

4. Этап обработки ствола дерева.

Наибольшую сложность с точки зрения человеко-машинного взаимодействия вызывает этап наведения головки лесозаготовительной машины (позиционирования рабочих органов относительно предмета труда). Это обусловлено тем, что процесс наведения рабочих органов требует высокой точности управления в условиях ограниченной видимости (а значит, зашумленности канала визуального контроля в схеме по рис. 2.1), а также выработки управления с учетом динамических характеристик технологического оборудования.

Известны способы автоматизации данного процесса, разработанные Шургиным А.И., Шобановым Л. Н., Мохиревым А.П. и др. [1, 2]. Однако, известные способы требуют введения дополнительных технологических операций позиционирования лазерных датчиков – дальномеров относительно дерева, либо предварительного наведения рабочих органов, что не исключает из структуры технологического процесса машинной лесозаготовки операцию наведения рабочих органов, а значит, не снижают требований к профессиональной квалификации оператора.

Представленная структурная схема операторской деятельности справедлива при осуществлении лесозаготовки как по сортиментной технологии лесозаготовки, так и по хлыстовой технологии. При этом, при рассмотрении лесозаготовки по сортиментной технологии данная структурная схема справедлива как для процесса управления харвестером, так и для управления форвардером. При этом важно отметить, что при управлении харвестером оператор решает задачу позиционирования харвестерной головки относительно растущего дерева, а при управлении форвардером – задачу позиционирования грейферного захвата относительно сортиментов. С точки зрения человеко-машинных систем, эти задачи являются однородными, что и обуславливает распространение схемы по рис. 1 на эти два типа технологического оборудования. При осуществлении же лесозаготовки по хлыстовой технологии оператор решает задачу того же рода, с той разницей, что осуществляется позиционирование захватно-срезающего устройства.

В рассматриваемой структурной схеме под органами управления понимаются устройства взаимодействия с оператором. В большинстве технологических машин (харвестеров, форвардеров, валочно-пакетирующих машин) в качестве устройств взаимодействия с оператором используются двухосевые манипуляторы типа «джойстик» (Рис. 2.2). При этом манипуляторы могут быть как непосредственно гидравлические, так и электрические при применении электронных устройств управления гидравлическими распределителями с электромагнитным управлением. Оператор, вырабатывая сложную сенсомоторную реакцию [3] зрительно-моторного слежения за наведением технологического оборудования, воздействует на рукояти джойстиков, отклоняя их по горизонтальной и вертикальной осям от центрального нулевого положения.

Входным воздействием манипулятора типа «джойстик» является перемещение рукояти относительно центрального нулевого положения по оси. Выходной реакцией манипулятора типа «джойстик», в случае применения гидромеханического манипулятора, является значение пропускной способности гидравлического клапана. В случае применения электромеханических манипуляторов выходной реакцией является значение электрического параметра (чаще всего электрического сопротивления), формируемого джойстиком. Переходя к математическому описанию манипулятора типа «джойстик» в передаточных функциях, получим

Для формального математического описания операторского управления в человеко-машинной системе при осуществлении машинной рубки леса производится декомпозиция операторских функций по критериям качества управления. В теории человеко-машинных систем принято выделять два основных критерия качества операторского управления:

1. Скорость выработки управляющих воздействий;

2. Точность выработки управляющих воздействий.

Исходя из данной декомпозиции, математическое представление оператора в передаточных функциях возможно представить в виде последовательно соединенных типовых динамических звеньев, причем звено Wi(s) описывает скорость восприятия информации и выработки решений, а звено W2(s) описывает точность выработки управляющих воздействий.

Математическая модель операторской деятельности при управлении лесозаготовительной машиной построена на основе модели процесса зрительно-моторного слежения, известных передаточных функций человека-оператора.

Для моделирования звеньев в прямой и цепи обратной связи модели представленной на использовано предположение В.А. Трапезникова к оценке переработки информации человеком-оператором [9,10]. При этом подходе качества работы оператора имеет экспоненциальную зависимость от времени обучения. Тогда представим передаточную функцию звена в виде

Структура технических средств получения первичной информации об эффективности профессиональной деятельности операторов лесозаготовительных машин

Для оценки способности оператора к управлению устройствами ввода типа «джойстик» при проведении лесозаготовительных работ и точности наведения оператором рабочего органа лесозаготовительной машины разработан информационно-диагностический комплекс "Диагност-Форестер", структурная схема которого представлена на рис. 3.1. обладающий техническими характеристиками соответствующими требованиям безопасного и комфортного восприятия визуальной информации оператором.

Используемые в качестве пульта испытуемого джойстики Defender COBRA M5 подключаются к портам USB ПЭВМ, обладают высоким быстродействием и конструктивно схожи с органами управления лесозаготовительными машинами. Данные устройства позволяют получать значение отклонения положения их рукоятей по двум координатам и регистрировать нажатие кнопок управления.

Использование персонального компьютера позволяет обеспечить удобный пользовательский интерфейс для разрабатываемых приложений, проводить статистическую обработку результатов измерений с использованием известных пакетов прикладного программного обеспечения, в частности Microsoft Excel и Statistica, избежать дополнительных затрат на приобретение приборного обеспечения для оценки психофизиологических показателей операторов лесозаготовительной техники.

Технические характеристики тестовых заданий, например, скорость движения объектов, реализуемых при помощи данного аппаратно-программного комплекса формируются при помощи использования значений системного таймера. Аналогичным образом определяется время ошибок упреждения и запаздывания.

Алгоритм работы устройства предусматривает регистрацию операторов, проходящих обучение, в базе данных, ведение протокола испытаний и хранение результатов исследований.

На этапе регистрации курсанта в базе данных (БД) сохраняется ФИО, возраст, пол испытуемого, наименование учебного заведения, номер студенческого билета, наличие водительских прав и наличие спортивного разряда.

Для выгрузки из базы данных всей информации реализована выгрузка на внешний носитель – флэш-карту.

UML - диаграмма архитектуры программного пакета представлена на рисунке 3.2.

Программное обеспечение написано с использованием языка программирования C# а также среды разработки Unity и операционной системы Windows 7.

В качестве основной концепции разрабатываемого программного обеспечения является парадигма «Модель-Представление-Поведение» (MVC, Model-View-Controller), при которой модель данных приложения, пользовательский интерфейс и взаимодействие с пользователем разделены на три отдельных компонента.

При этом изменение одного из компонентов оказывает минимальное воздействие на остальные. Это позволяет легко расширять набор тестов, реализуемых на данном аппаратно-программном комплексе. Тест, разработан в виде отдельного программного модуля. Для его разработки используется язык программирования C#, а также используются библиотеки стандартных компонентов среды Unity.

Разработанный тренажер подготовки операторов лесозаготовительных машин может быть рекомендован для использования в учреждениях, осуществляющих научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в области создания современных тренажеров лесозаготовительной техники.

Результаты экспериментальных исследований по оценке профессиональной пригодности операторов лесозаготовительных машин

Для оценки способности к управлению манипулятором лесозаготовительной машины человека разработанными методами проведено исследования с привлечением испытуемых в количестве 23 человек в возрасте от 25 до 50 лет с нормальным или скорректированным зрением.

Для обеспечения соответствия движению рабочего органа лесозаготовительной машины в тесте определения точности горизонтального наведения скорость движения объекта принималась одинаковой на всем протяжении окружности и равной 1 рад/сек, диаметр окружности – 200 мм.

В тесте точности наведения выдвижением рабочего органа лесозаготовительной машины движение объекта формировалось за счет увеличения тестового объекта в диаметре на 100 пикселей за секунду и уменьшения замкнутого контура на 10 пикселей за секунду, имитируя движение его навстречу испытуемому. Исходный диаметр тестового объекта составил 100 пикселей, а диаметр замкнутого контура 600 пикселей.

Значения скоростей движения объектов в тесте выбирались исходя из результатов математического моделирования и натурного эксперимента.

Группа была разделена на 2 подгруппы в зависимости от результата экзамена, сданного ими в конце обучения. В первую группу выделим сдавших экзамена на оценку «5», а во вторую сдавших на «4».

Результаты проведенного исследования точности горизонтального наведения оператором рабочего органа лесозаготовительной машины на дерево в группе испытуемых приведены на рисунке 4.5.

В результате статистической обработки получено:

- среднеарифметическое значение результатов теста оценки точности горизонтального наведения рабочего органа лесозаготовительной машины на дерево без останова находится в пределах от минус 70,80 до 88,41 мс;

- среднеарифметическое значение результатов теста оценки точности горизонтального наведения рабочего органа лесозаготовительной машины на дерево с остановом находится в пределах от минус 17,55 до 31,64 мс;

- СКО результатов теста оценки точности горизонтального наведения рабочего органа лесозаготовительной машины на дерево без останова находится в пределах от 18,27 до 41,87 мс;

- СКО результатов теста оценки точности горизонтального наведения рабочего органа лесозаготовительной машины на дерево с остановом находится в пределах от 24,61 до 52,82 мс;

- доверительные границы случайной погрешности результатов измерений є результатов теста оценки точности горизонтального наведения рабочего органа лесозаготовительной машины на дерево без останова с учетом коэффициента Стьюдента при доверительной вероятности Р = 0,95 находится в пределах от 7,86 до 18,1 мс.

- доверительные границы случайной погрешности результатов измерений є результатов теста оценки точности горизонтального наведения рабочего органа лесозаготовительной машины на дерево с остановом с учетом коэффициента Стьюдента при доверительной вероятности Р = 0,95 находится в пределах от 10,58 до 22,71 мс.

Для проведения оценки значений параметров распределения результатов оценок испытуемых был выполнен анализ по составному критерию [10], который показал, что данная выборка из 23 результатов с учетом уровня значимости 5% не является подчиненной нормальному закону распределения.

Согласно этому для получения групповых оценок были использованы согласно ГОСТ Р ИСО 16269-7-2004 [11] непараметрические оценки:

- точечная оценка медианы распределения результатов измерений М;

- доверительный интервал для медианы [T1, T2], где T1 и T2 соответственно нижняя и верхняя доверительные границы при уровне доверия 95%.

– нижний квартиль (25% квантиль) вариационного ряда результатов измерений QL;

– верхний квартиль (75% квантиль) вариационного ряда результатов измерений QH.

В результате статистической обработки получено:

- среднеарифметическое значение результатов способа определения оценки точности наведения выдвижением рабочего органа лесозаготовительной машины на дерево с остановом находится в пределах от минус 76,98 до 84,42 мс;

- СКО результатов способа определения оценки точности наведения выдвижением рабочего органа лесозаготовительной машины на дерево с остановом находится в пределах от 17,41 до 52,55 мс;

- доверительные границы случайной погрешности результатов измерений є результатов теста определения оценки точности наведения выдвижением рабочего органа лесозаготовительной машины на дерево с остановом с учетом коэффициента Стьюдента при доверительной вероятности Р = 0,95 находится в пределах от 7,48 до 22,59 мс.

Для проведения оценки значений параметров распределения результатов оценок испытуемых был выполнен анализ по составному критерию [10], который показал, что данная выборка из 23 результатов с учетом уровня значимости 5% не является подчиненной нормальному закону распределения.

Согласно этому для получения групповых оценок были использованы согласно ГОСТ Р ИСО 16269-7-2004 [11] непараметрические оценки:

- точечная оценка медианы распределения результатов измерений М;

- доверительный интервал для медианы [T1, T2], где T1 и T2 -соответственно нижняя и верхняя доверительные границы при уровне доверия 95%.

- нижний квартиль (25% квантиль) вариационного ряда результатов измерений QL;

- верхний квартиль (75% квантиль) вариационного ряда результатов измерений QH.