CN103679065A - 用于技术设备或工艺过程的安全装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于技术设备或工艺过程的安全装置。该安全装置用于检测和评估技术设备或工艺过程的操作员的专注度，具有第一模块，其检测操作员的预设的生理参数的数值并且根据所检测的数值确定第一特征数，将所确定的第一特征数与事先限定的第一特征值比较并且在超过和/或低于所述第一特征值时或者在偏离事先限定的第一特征值范围时激活第二模块，其检测检查或触发机构提供的其他数值，其中第二模块根据所检测的其他数值确定代表操作员的专注度的第二特征数，将第二特征数与至少一个事先限定的第二特征值比较并且在超过和/或低于所述第二特征值时或者在偏离事先限定的第二特征值范围时触发激活模块，用以采取提高设备的操作员的注意力的对应措施。

Description

用于技术设备或工艺过程的安全装置
技术领域
本发明涉及一种用于检测和评估技术设备或工艺过程的操作员的专注度的安全装置，该安全装置优选能够集成在所述技术设备或所述工艺过程的操作和观察系统中，其中操作和观察系统尤其使用在电厂设备或者提炼设备的大型技术设备（例如石油平台和天然气平台）的控制室或控制设备中。此外，本发明涉及一种用于检测和评估技术设备或工艺过程的操作员的专注度的方法。
背景技术
操作和监控系统的操纵在安全关键的大型技术设备中变得越来越复杂，使得这些设备的操作员执行要求其全神贯注的越来越复杂的任务。
在WO2011/117061中描述一种用于监控生产设备的操作员的专注状态的方法，借助所述方法在由于工作人员过度疲劳或过负荷而注意力不集中的情况下减小生产中的质量损失、但是也降低对生产装置的损伤并且甚至降低对工作人员的健康和生命的危险。在此，在重复的操作过程期间根据传感器的信号和生产设备的操作元件在所设置的评估单元中定期地确定、以统计的方式评估设备的操作员的操作时间或反应时间并且在偏离正常的情况下进行反应。
此外，例如在机动车的情况下用于识别和监控的专注度的可行性从DE102005015486A1和DE20119203U1中已知。
在被连续操纵的大型技术设备的操作和观察系统中，尤其在夜班期间不能排除操作员出现疲劳现象，然而所述疲劳现象会快速地引起在设备之内的严重的安全关键的事件。
发明内容
因此，本发明所基于的任务是：提供一种用于检测和评估技术设备或工艺过程的操作员的专注度的方法和安全装置，由此克服现有技术的上述缺点并且尤其将大型技术设备或者大型工艺过程的操作和监控设计得更加安全。
根据本发明，所述任务通过具有权利要求1中说明的特征的安全装置来解决。根据本发明的用于检测和评估技术设备或工艺过程的操作员的专注度的安全设备和相应的方法的有利的设计方案在从属权利要求和说明书中予以说明。
根据本发明的用于检测和评估技术设备或工艺过程的操作员的专注度的安全装置包括第一模块，所述第一模块检测操作员的关于操作员关注度的预设的生理参数的数值。因此，第一模块设置用于例如借助于至少一个传感器检测操作员的身体反应。第一模块根据所检测的数值确定第一特征数，将所确定的第一特征数与事先限定的特征值比较并且在超过和/或低于特征值时或者在偏离事先限定的特征值范围时激活第二模块。
第二模块检测检查或触发机构提供的其他数值。在此，集成在第二模块中的检查或触发机构也能够使用关于由第一模块所检测的操作员的身体反应的数值。
第二模块根据所检测的数值确定代表操作员的专注度的第二特征数，将所确定的第二特征数与至少一个事先限定的第二特征值比较并且在超过和/或低于第二特征值时或者在偏离事先限定的第二特征值范围时触发激活模块，以便采取提高设备操作员的专注度的对应措施。
例如，第二模块根据借助第一模块记录的下述阶段的数量并且根据借助第二模块记录到的对输入要求没有做出反应来确定KPI，其中在所述阶段中在至少5分钟之内根本没有记录到设备操作员的运动。
在该情况下，借助第一模块确定的第一KPI可能有错误，因为设备操作员可能只是非常安静地坐着。然而，由借助第一模块和第二模块确定的数值组合KPI更为有效，因为在此设备操作员没有履行其对于消息做出反应的职责（因为操作员可能已经睡着）。因此，当KPI超过/低于阈值时，例如作为处理可以由激活模块进行自动的回叫主管或者给其发送电子邮件。
借助预设的生理参数能够确定操作员的专注度或者疲劳度。所检测的操作员的生理参数例如为眨眼频率、脉搏、血压、氧饱和度或者操作员在限定的时间段之内的运动。操作员的姿势也能够作为生理参数被检测和分析，所述姿势能够借助于集成在第一模块中的与摄像机和至少一个运动传感器共同工作的运动识别软件来确定。
在根据本发明的安全装置的一种设计方案中，第一模块和第二模块与处理和评估单元共同作用，所述处理和评估单元根据所检测的数值自动地确定代表所述操作员的专注度的特征数，将所述特征数与至少一个事先限定的另外的特征值比较并且在超过和/或低于另外的特征值时或者在偏离事先限定的另外的特征值范围时触发另外的激活模块。
在根据本发明的安全装置的一种优选的实施形式中，将信号发生器设置为触发机构，在超过和/或低于特征值时或者在偏离事先限定的特征值范围时所述信号发生器触发激活模块。
在另一种实施形式中，检查机构自动地将事先设定的信号传递给操作员。处理和评估单元在所述操作员对所传递的信号做出反馈之后才提供一数值用于进一步处理，然后所述数值在其处理之后触发激活模块。
在根据本发明的安全装置的另一种有利的设计方案中设计为，也将运动识别软件集成在第二模块中，当在事先确定的时间段中由第一或第二模块没有记录到代表事先限定的运动的数值时，所述运动识别软件生成信号或脉冲。通过所述脉冲例如能够提高空调设备的空气流，降低空气流的温度和/或要求操作员进行特定的输入。
根据本发明的安全装置有利地能够被集成到电厂设备或者提炼设备的安全关键的技术设备或者安全关键的工艺过程（尤其是石油平台和天然气平台）的操作和观察系统中。
通过将根据本发明的用于监控工作人员的专注度的安全装置集成在安全关键的设备或者安全关键的过程的操作和观察系统中可以提前识别疲劳状态并且避免由此出现的危险。
还用来实现该任务的方法基于：两级地检测技术设备或者工艺过程的操作员的疲劳过程并进而专注度，其中在第一方法段中首先仅检测低廉简单的测试提供的数值，所述测试仅略微或者甚至不被设备操作员所察觉。所述测试典型地具有高误报率（尽管操作员不疲劳而却报告疲劳）和低漏报率（尽管操作员疲劳却没有报告疲劳）。当第一方法段以事先限定的结果结束时，才借助更精确的但是还更耗费的或者更多干扰的关于操作员的疲劳现象的测试来触发第二方法段，其启动各动作的触发。
利用根据本发明的方法，借助于安全装置检测和评估技术设备或工艺过程的操作员的专注度，其中设置有第一模块，借助所述第一模块提供操作员的预设的生理参数的数值。
借助于第一模块根据所检测的数值确定第一特征数，将所确定的第一特征数与事先限定的特征值比较并且在超过和/或低于所述特征值时或者在偏离事先限定的特征值范围时激活与第一模块共同作用的第二模块，借助所述第二模块检测检查或触发机构提供的其他数值。
在第二模块中，根据所检测的其他数值确定代表操作员的专注度的第二特征数，将所述第二特征数与至少一个事先限定的第二特征值比较并且在超过和/或低于第二特征值时或者在偏离事先限定的第二特征值范围时触发激活模块，用以采取提高设备的操作员的专注度的对应措施。
在根据本发明的方法的一种设计方案中，借助于与第一模块和第二模块共同作用的处理和评估单元根据所检测的数值自动地确定代表操作员的专注度的特征数，将所述特征数与至少一个事先限定的特征值比较并且在超过和/或低于特征值时或者在偏离事先限定的另外的特征值范围时触发激活模块。
在根据本发明的方法的一种设计方案中，当在事先确定的时间段中没有记录到操作员的运动时，利用存储在第一模块和/或第二模块中的运动识别软件生成信号，并且同样将所述信号提供给处理和评估单元，以便确定代表操作员的专注度的特征数。
在根据本发明的方法的一种设计方案中，由处理和评估单元记录或存储由第一模块和第二模块提供的数值并且据此确定长期特征值，借助所述长期特征值作出关于在事先限定的时间段（例如24小时）中出现疲劳现象的平均数量的说明。
如此提供的说明能够有利地用于：通过将以简单且低成本的方式借助第一模块产生的、预设的生理参数的数值与由第二模块经由更精确的检查或触发机构提供的数值相互组合并且据此确定代表操作员的专注度的特征数，对现有的操作和监控装置关于操作员的工作空间设计方面进行改进。
附图说明
借助在下面的附图中示出的实施例要详细地阐明和描述本发明以及本发明的有利的设计方案、改进方案和其他优点。
具体实施方式
图1示出了示例性的用于检测和评估技术设备的操作员的专注度的安全装置1，该安全装置具有所谓的无源模块11，该无源模块检测该设备的操作员的身体反应并且据此生成关于操作员的专注度的数值并且传递至处理和评估单元13。
此外，根据本发明的安全装置包括所谓的第二有源模块12，该第二有源模块检测检查或触发机构提供的另外的数值，并且将其传递至处理和评估单元13。
与第一模块11和第二模块12共同作用的处理和评估单元13根据所检测的数值自动地确定代表操作员的专注度的特征值KPI，将所确定的特征数KPI与至少一个事先限定的特征值比较并且在超过和/或低于特征值时或者在偏离事先限定的特征值范围时触发激活模块15。
借助第一模块11执行的测试的实例可基于的是：监控人员在长时间段中是否不运动，这能够表示人员睡着，但也表示该人员非常专心地思索。
借助第二模块12执行的测试的实例可基于的是：为人员传递消息或者警报，例如“请按按键“ESC””。然而，只有当之前借助于第一模块11确定的数值指示设备操作员睡着的被确证的怀疑时，才提供所述消息。于是，设备操作员没有反应是睡着的明确的指示。
在根据本发明的方法的一种设计方案中设计为，当在事先确定的时间段中没有记录到操作员的运动时，借助于存储在第一模块11和/或第二模块12中的运动识别软件生成信号，并且将所述信号同样提供给处理和评估单元13，以便确定代表操作员的专注度的特征数。
在根据本发明的方法的另一种设计方案中，由处理和评估单元13记录或存储由第一模块11和第二模块12提供的数值并且据此确定长期特征数，借助所述长期特征数实现疲劳管理并且例如作出关于在事先限定的时间段（例如24小时）中出现疲劳现象的平均数量的说明。
如此提供的说明能够有利地用于采取对应措施14，以便提高设备的操作员的注意力。算作此的例如是，输出信号声、其他人员的自动信息或者降低空调设备的空气流或者降低其温度。
借助本发明，以有利的方式将廉价简单的测试与另一关于操作员的疲劳现象的精确得多的由第二模块12提供的测试组合，所述廉价简单的测试仅略微或者甚至不被设备的操作员察觉到并且由第一模块11来提供。
在一个有利的设计方案中，由第一模块11所实施的测试使用存疑，使得借助第二模块12应用该测试是值得的或者合适的。

Claims (11)

1.一种用于检测和评估技术设备或工艺过程的操作员的专注度的安全装置，所述安全装置具有第一模块（11），所述第一模块检测操作员的预设的生理参数的数值并且根据所检测的数值确定第一特征数（KPI1），将所确定的第一特征数（KPI1）与事先限定的第一特征值比较并且在超过和/或低于所述第一特征值时或者在偏离事先限定的第一特征值范围时激活第二模块（12），所述第二模块检测检查或触发机构提供的其他数值，其特征在于，所述第二模块（12）根据所检测的所述其他数值确定代表操作员的专注度的第二特征数（KPI2），将所述第二特征数（KPI2）与至少一个事先限定的第二特征值比较并且在超过和/或低于所述第二特征值时或者在偏离事先限定的第二特征值范围时触发激活模块，用以采取提高所述设备的操作员的注意力的对应措施。
2.根据权利要求1所述的安全装置，其特征在于，所述第一模块（11）和所述第二模块（12）与处理和评估单元（13）共同作用，所述处理和评估单元根据所检测的数值自动地确定代表操作员的专注度的另外的特征数（KPI），将所述另外的特征数与至少一个事先限定的另外的特征值比较并且在超过和/或低于所述另外的特征值时或者在偏离事先限定的另外的特征值范围时触发另外的激活模块（15）。
3.根据权利要求1或2所述的安全装置，其特征在于，将信号发生器设置为触发机构。
4.根据上述权利要求之一所述的安全装置，其特征在于，所述检查或触发机构自动地将事先设定的信号传递给操作员，在操作员对所传递的信号做出反馈之后才将一数值提供给所述处理和评估单元（13）。
5.根据上述权利要求之一所述的安全装置，其特征在于，借助所述预设的生理参数能够确定操作员的专注度或疲劳度。
6.根据上述权利要求之一所述的安全装置，其特征在于，所述第一模块（11）被设置用于，例如借助于至少一个传感器检测操作员的身体反应。
7.根据上述权利要求之一所述的安全装置，其特征在于，所述安全装置能够集成到电厂设备或者提炼设备的安全关键的技术设备或者安全关键的工艺过程的、尤其是石油平台和天然气平台的操作和观察系统中。
8.一种用于检测和评估技术设备或工艺过程的操作员的专注度的方法，其中借助于第一模块（11）检测操作员的预设的生理参数的数值并且根据所检测的数值确定第一特征数（KPI1），将所确定的第一特征数（KPI1）与事先限定的第一特征值比较并且在超过和/或低于所述第一特征值时或者在偏离事先限定的第一特征值范围时激活第二模块（12），借助所述第二模块检测由检查或触发机构所提供的其他数值，其特征在于，借助于所述第二模块（12）根据所检测的所述其他数值确定代表操作员的专注度的第二特征数（KPI2），将所述第二特征数与至少一个事先限定的第二特征值比较并且在超过和/或低于所述第二特征值时或者在偏离事先限定的第二特征值范围时触发激活模块，用以采取提高所述设备的操作员的注意力的对应措施。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，借助于与所述第一模块（11）和所述第二模块（12）共同作用的处理和评估单元（13）根据所检测的数值自动地确定代表操作员的专注度的特征数（KPI），将所述特征数与至少一个事先限定的特征值比较并且在超过和/或低于所述特征值时或者在偏离事先限定的特征值范围时触发另外的激活模块（15）。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，由所述处理和评估单元（13）记录或存储由所述第一模块（11）和所述第二模块（12）检测的数值并且据此确定长期特征数，借助所述长期特征数来作出关于在事先限定的时间段中出现疲劳现象的平均数量的说明。
11.根据权利要求8至10之一所述的方法，其特征在于，当在事先确定的时间段中没有记录到操作员的运动时，借助于存储在第一模块（11）和/或第二模块（12）中的运动识别软件生成信号。
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