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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein ein System zur Überwachung der Ermüdung einer Bedienperson und insbesondere ein System zur Überwachung der Ermüdung von Bedienpersonen in einer Maschine, wie etwa einer Eisenbahnlokomotive.
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Hintergrund
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Ermüdung ist ein bekanntes Problem im Transportwesen. Bedienpersonen können nach längeren Zeitperioden der Maschinensteuerung ermüden. Einige Maschinen erfordern ständig wiederholte Bewegungen von der Bedienperson, was sehr erschöpfend sein kann, während andere Maschinen nur wenig Bewegung der Bedienperson erfordern, was zu Schläfrigkeit führen kann. In beiden Situation kann die Bedienperson einen Teil ihrer Konzentrationsfähigkeit einbüßen, und die Aufmerksamkeit der Bedienperson kann nachlassen. Dies kann zu falscher Maschinensteuerung, verzögerter Maschinensteuerung oder gar zum Ausfall der Maschinensteuerung führen. Jedes dieser Ergebnisse kann zu einem Verlust von Produktivität, Profitabilität und Sicherheit führen.
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Ein beispielhaftes System, um einer Bedienperson zu helfen, aufmerksam zu bleiben, ist als Wachsamkeitskontrollvorrichtung bekannt. Eine Wachsamkeitskontrollvorrichtung umfasst Leuchten und Schallgeber, die mit Zeitgebern verbunden sind. Die Bedienperson muss dann einen Typ von Eingabe mit einer Mindestfrequenz liefern, die durch den Zeitgeber gesteuert wird. Wird innerhalb einer bestimmten Zeitperiode keine Eingabe erhalten, wird eine Warnung in Form eines Blinklichts oder eines Sirenentons ausgelöst. Wenn die Bedienperson noch immer keine Eingabe liefert, setzt die Wachsamkeitskontrollvorrichtung automatisch eine Sanktionierung in Form einer Verringerung der Maschinengeschwindigkeit oder einer Aktivierung der Bremsen der Maschine um. Ein solches System ist in einer Veröffentlichung des Man Vehicle Laboratory am Massachusetts Institute of Technology mit dem Titel ”Locomotive In-Cab Alerter Technology Assessment” beschrieben, die am 20. November 2006 veröffentlicht wurde (die ”Alerter-Veröffentlichung”).
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Zusätzlich zur Beschreibung herkömmlicher aktivitätsbasierter Alarmgeber beschreibt die Alerter-Veröffentlichung auch einen neuen Typ von Alarmgeber, der automatisch eine Ermüdung der Bedienperson ohne Eingaben von der Bedienperson erfasst. Insbesondere greift der automatische Alarmgeber auf Videobilder des Bedieners zurück und verwendet Computeralgorithmen für maschinelles Sehen, um spezifische Merkmale in den Videobildern (z. B. Kopfhaltung, Blickrichtung und Stellung der Augenlider) zu identifizieren. Auf der Grundlage dieser Merkmale erzeugt der automatische Alarmgeber dann die Warnungen oder die oben beschriebenen Strafmaßnahmen.
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Während der herkömmliche Alarmgeber und der automatische Alarmgeber beide einen gewissen Nutzen haben, um eine Bedienperson wach und aufmerksam zu halten, weisen doch beide Nachteile auf. Zum Beispiel wurde gezeigt, dass der herkömmliche Alarmgeber bestimmte vorbeugende Maßnahmen fördert, durch die eine Aktivierung überraschender Warnungen vermieden werden soll. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass Zugführer sich mit der Zeit an die Eingabe in den Alarmgeber als eine reflexartige Tätigkeit gewöhnen, die keine Konzentration erfordert und sogar im Schlaf durchgeführt werden kann. Ferner kann der automatische Alarmgeber manchmal den Gesichtsausdruck einer Bedienperson fehlinterpretieren, insbesondere wenn die Lichtbedingungen schlecht sind, wenn die Bedienperson eine Brille trägt, oder unter anderen ähnlichen Bedingungen.
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Die vorliegende Offenbarung zielt darauf ab, eines oder mehrere der oben dargelegten Nachteile und/oder andere Probleme im Stand der Technik zu überwinden.
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Zusammenfassung
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Gemäß einem Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung ein System zur Ermüdungsüberwachung für eine Maschine. Das Ermüdungsüberwachungssystem kann umfassen: eine Eingabevorrichtung, die dazu ausgestaltet ist, ein erstes Signal zu erzeugen, das eine Aktivität anzeigt, die von einer Bedienperson der Maschine ausgeführt wird, eine Abtastvorrichtung, die dazu ausgestaltet ist, ein zweites Signal zu erzeugen, das ein erkanntes Merkmal der Maschinenbedienperson anzeigt, sowie eine Alarmvorrichtung. Das Ermüdungsüberwachungssystem kann auch ein Steuergerät in Kommunikation mit der Eingabevorrichtung, der Abtastvorrichtung und der Alarmvorrichtung umfassen.
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Das Steuergerät kann dazu ausgestaltet sein, eine Zeit zwischen Erzeugungen des ersten Signals zu bestimmen, einen Vergleich des erkannten Merkmals mit einem Schwellenmerkmal durchzuführen, und selektiv die Alarmvorrichtung auf der Grundlage der Zeit oder des Vergleichs zu aktivieren.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung ein weiteres System zur Ermüdungsüberwachung für eine Maschine. Dieses Ermüdungsüberwachungssystem kann umfassen: eine Eingabevorrichtung, die dazu ausgestaltet ist, ein erstes Signal zu erzeugen, das eine Aktivität anzeigt, die von einer Bedienperson der Maschine ausgeführt wird, eine Abtastvorrichtung, die dazu ausgestaltet ist, ein zweites Signal zu erzeugen, das ein erkanntes Merkmal der Maschinenbedienperson anzeigt, eine Alarmvorrichtung, sowie ein Steuergerät in Kommunikation mit der Eingabevorrichtung, der Abtastvorrichtung und der Alarmvorrichtung. Das Steuergerät kann dazu ausgestaltet sein, eine Zeit zwischen Erzeugungen des ersten Signals zu bestimmen, selektiv eine Erststufenantwort zu implementieren, wenn die Zeit zwischen Erzeugungen des ersten Signals eine erste Schwellenzeit überschreitet, und selektiv eine Zweitstufenantwort zu implementieren, wenn die Zeit zwischen Erzeugungen des ersten Signals eine zweite Schwellenzeit überschreitet, die größer ist als die erste Schwellenzeit. Das Steuergerät kann auch dazu ausgestaltet sein, einen Vergleich des erkannten Merkmals mit einem Schwellenmerkmal durchzuführen, und selektiv auf der Grundlage des Vergleichs die Zweitstufenantwort zu implementieren.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren zur Überwachung der Ermüdung einer Maschinenbedienperson. Das Verfahren kann umfassen: Empfangen von Eingaben, die eine Aktivität anzeigen, die durch die Maschinenbedienperson ausgeführt wird, und Abtasten eines Gesichtsmerkmals der Maschinenbedienperson. Das Verfahren kann des Weiteren umfassen: Bestimmen einer Zeit zwischen dem Erhalt der Eingaben, und Durchführen eines Vergleichs des Merkmals mit einem Schwellenmerkmal. Das Verfahren kann des Weiteren das selektive Aktivieren einer Alarmvorrichtung auf der Grundlage der Zeit oder des Vergleichs umfassen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine isometrische Veranschaulichung einer beispielhaften offenbarten Lokomotive;
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2 ist eine isometrische Veranschaulichung einer beispielhaften offenbarten Kabine, die einen Teil der Lokomotive von 1 bilden kann;
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3 ist eine schematische Veranschaulichung eines beispielhaften offenbarten Ermüdungsüberwachungssystems, das in Verbindung mit der Lokomotive und Kabine von 1 und 2 verwendet werden kann; und
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4 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes offenbartes Verfahren abbildet, das von dem Ermüdungsüberwachungssystem von 3 ausgeführt werden kann.
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Detaillierte Beschreibung
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1 veranschaulicht eine beispielhafte mobile Maschine 10. In dem offenbarten Beispiel ist die Maschine 10 eine Lokomotive. Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass die Maschine 10 falls gewünscht auch einen anderen Typ von Maschine verkörpern kann. Zum Beispiel kann die Maschine 10 einen straßen- oder geländegängigen Lastwagen, eine Baumaschine oder ein gewerblich genutztes Fahrzeug verkörpern. Alternativ könnte die Maschine 10 eine stationäre Maschine sein, etwa ein Generatoraggregat, eine Pumpe oder ein Bohrer, die ständige Aufmerksamkeit von einer Bedienperson erfordern. Auch andere Typen von Maschinen können möglich sein.
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Als Lokomotive kann die Maschine 10 einen Wagenkörper 12 umfassen, der an gegenüberliegenden Enden durch eine Vielzahl von Drehgestellen 14 getragen wird (in 1 ist nur ein Drehgestell dargestellt). Jedes Drehgestell 14 kann dazu ausgebildet sein, in ein Gleis 15 (nur in 2 dargestellt) über eine Vielzahl von Rädern 16 einzugreifen und einen Rahmen 18 des Wagenkörpers 12 zu tragen. Eine oder mehrere Bremseinrichtungen 20 können einem oder allen Rädern 16 eines bestimmten Drehgestells 14 zugeordnet sein, und eine beliebige Anzahl Motoren (nicht dargestellt) kann an dem Rahmen 18 innerhalb des Wagenkörpers 12 montiert und antriebsmäßig mit Vortriebsrädern 16 verbunden sein. Die Steuerung über die Radbremsung und der Motorkraftstoffversorgung (sowie andere Lokomotivsteuerungen) können durch eine Bedienerkabine 22 bereitgestellt werden, die von dem Rahmen 18 getragen wird.
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Der Innenraum einer beispielhaften Kabine 22 ist in 2 dargestellt. Wie in dieser Figur zu sehen ist, kann die Kabine 22 eine Vielzahl von Eingabeeinrichtungen 24 unterbringen. Die Eingabeeinrichtungen 24 können von der Bedienperson verwendet werden, um die Maschine 10 zu steuern, und einen beliebigen Typ von Vorrichtung umfassen, die im Stand der Technik bekannt ist. Zum Beispiel können die Eingabeeinrichtungen 24 umfassen, unter anderem eine Drosseleinrichtung, die dazu ausgestaltet ist, die Kraftstoffversorgung der Maschine 10 zu steuern, sowie einen Bremshebel, der dazu ausgestaltet ist, die Bremsung der Maschine 10 zu steuern. Die Eingabeeinrichtungen 24 können Hebel, Pedale, Räder, Knöpfe, Zugschalteinrichtungen, Berührungsbildschirmanzeigen etc. sein.
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In der offenbarten Ausführungsform können die Bewegungen und weitere Aktivitäten einer Maschinenbedienperson von innerhalb der Kabine 22 verfolgt werden. Diese Bewegungen und/oder Aktivitäten können die Verwendung der Eingabeeinrichtungen 24 umfassen. Zum Beispiel können zusätzlich zur Erzeugung von Steuersignalen, die zur Steuerung von Maschinenoperationen verwendet werden, ein oder mehrere der Signale, die von den Eingabeeinrichtungen 24 erzeugt werden, ebenfalls überwacht und durch ein Ermüdungsüberwachungssystem 26 (”System” – in 3 dargestellt) als ein Weg verwendet werden, um zu bestimmen, ob die Bedienperson ermüdet ist. Insbesondere kann das System 26 auf der Grundlage einer Frequenz der Verwendung der Eingabevorrichtung in der Lage sein, zu bestimmen, ob die Bedienperson aufmerksam ist (z. B., wenn häufig eine Eingabe erhalten wird), geringfügig ermüdet ist (z. B. wenn die Eingabefrequenz verringert ist), beträchtlich ermüdet ist (z. B. wenn nur sporadisch ein Eingang erhalten wird), oder sogar schläft (z. B. wenn kein Eingang empfangen wird). In einigen Ausführungsformen kann zu diesem Zweck eine speziell vorgesehene Eingabevorrichtung 24 verwendet werden. Das heißt, es kann eine bestimmte Eingabevorrichtung 24 rein zu dem Zweck vorgesehen werden, die Aufmerksamkeit der Bedienperson nachzuweisen. Die Maschinenbedienperson muss diese speziell vorgesehene Eingabevorrichtung 24 mit einer Mindestfrequenz betätigen, um einen gewünschten Grad der Aufmerksamkeit zu zeigen.
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Zusätzlich zum Einsatz der Frequenz der Verwendung der Eingabevorrichtung 24 als Weg, um einen Ermüdungsgrad der Maschinenbedienperson zu bestimmen, kann das System 26 Überwachungshardware zu diesem Zweck verwenden. Zum Beispiel kann das System 26 eine Abtastvorrichtung 28 allein oder zusammen mit einer oder mehreren Lichtquellen 30 umfassen. In dem offenbarten Beispiel ist die Abtastvorrichtung 28 eine IR-Abtastvorrichtung (z. B. eine Kamera), und die Lichtquellen 30 erzeugen IR-Licht, das nur für die Abtastvorrichtung 28 sichtbar ist, zur Verwendung durch die Abtastvorrichtung 28 unter Bedingungen mit schlechtem Licht. Andere Typen von Abtastvorrichtungen und/oder Lichtquellen können alternativ zu diesem Zweck eingesetzt werden, wenn dies gewünscht wird. Die Abtastvorrichtung 28 und die Lichtquellen 30 können sich innerhalb der Kabine 22 befinden, zum Beispiel innerhalb einer zentralen Steuertafel, die zu der Maschinenbedienperson weist.
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Wie in 3 dargestellt kann das System 26 ein Steuergerät 32 einschließen, das in Kommunikation mit den Eingabeeinrichtungen 24, der Abtastvorrichtung 28 und den Lichtquellen 30 steht. Das Steuergerät 32 kann dazu ausgestaltet sein, Signale zu empfangen, die durch diese Komponenten erzeugt werden, einen Grad der Ermüdung der Bedienperson auf der Grundlage der Signale zu bestimmen, und selektiv eine oder mehrere Alarmvorrichtungen 34 und/oder eine Sanktionierungsvorrichtung 36 zu aktivieren. In dem offenbarten Beispiel sind zwei Alarmvorrichtungen 34 dargestellt, darunter eine akustische Alarmvorrichtung und eine visuelle Alarmvorrichtung. Es wird in Betracht gezogen, dass eine beliebige Anzahl und/oder ein beliebiger Typ von Alarmvorrichtung 34 verwendet werden und sich an beliebiger Stelle an der Maschine 10 befinden kann (z. B. innerhalb der Kabine 22). Die Sanktionsvorrichtung 36 kann eine Vorrichtung sein, die durch das Steuergerät 32 verwendet werden kann, um automatisch den Betrieb der Maschine 10 einzustellen, wenn bestimmt wird, dass die Bedienperson über einen Schwellengrad hinaus ermüdet ist (z. B. wenn die Bedienperson nicht reagiert). In dem offenbarten Beispiel ist die Sanktionsvorrichtung 36 ein Stellglied, das dazu fungiert, automatisch eine den Rädern 16 zugeordnete Bremsvorrichtung 20 zu aktivieren. In einigen Ausführungsformen kann dasselbe Stellglied (oder ein anderes Stellglied) dazu verwendet werden, um gleichzeitig (oder separat) die Kraftstoffzufuhr an den Motor der Maschine 10 zu verringern.
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Das Steuergerät 32 kann einen einzelnen Mikroprozessor oder mehrere Mikroprozessoren umfassen, die ein Mittel zur Steuerung der Operationen der Maschine 10 (z. B. des Systems 26) in Ansprechen auf empfangene Signale umfassen. Zahlreiche kommerziell verfügbare Mikroprozessoren können dazu ausgebildet sein, die Funktionen des Steuergeräts 32 auszuführen. Es sollte klar sein, dass das Steuergerät 32 einfach einen allgemeinen Maschinenmikroprozessor verkörpern kann, der in der Lage ist, zahlreiche Maschinenfunktionen zu steuern.
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Das Steuergerät 32 kann einen Speicher, eine Sekundärspeichereinrichtung, einen Prozessor, einen Zeitgeber und beliebige andere Komponenten zum Ausführen einer Anwendung aufweisen. Verschiedene andere Schaltungen können dem Steuergerät 32 zugeordnet sein, wie etwa Stromversorgungsschaltungen, Signalaufbereitungsschaltungen, Elektromagnet-Treiberschaltungen oder andere Typen von Schaltungen.
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4 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren, das durch das Steuergerät 32 ausgeführt werden kann. 4 wird im folgenden Abschnitt detailliert beschrieben, um die offenbarten Konzepte noch weiter zu erläutern.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Das Ermüdungsüberwachungssystem der vorliegenden Offenbarung kann auf eine beliebige Maschine anwendbar sein, bei der die Aufmerksamkeit der Bedienperson wichtig ist. Das offenbarte Ermüdungsüberwachungssystem kann helfen, die Bedienperson aufmerksam zu halten, indem ein Aktivitätsgrad der Bedienperson überwacht und indem auch Merkmale (z. B. Gesichtsmerkmale) der Bedienperson überwacht werden. Wenn das Ermüdungsüberwachungssystem bestimmt, dass die Bedienperson ermüdet ist, können ein Grad der Ermüdung beurteilt werden und mehrere unterschiedliche Maßnahmen ergriffen werden, um die Bedienperson zu alarmieren und/oder die Steuerung durch die Bedienperson zu korrigieren, und den sicheren Maschinenbetrieb sicherzustellen. Der Betrieb des Ermüdungsüberwachungssystem 26 wird nun im Detail beschrieben.
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Während des Betriebs der Maschine 10 kann das System 26 verwendet werden, um einen Ermüdungsgrad der Bedienperson zu bestimmen und darauf zu reagieren. Das Steuergerät 32 kann dieses Verfahren initiieren, indem ein interner Zeitgeber gestartet wird und eine Abtastung der Bedienperson initiiert wird (Schritt 400). Die Abtastung kann initiiert werden, indem die Abtastvorrichtung 28 aktiviert wird, und in einigen Fällen auch die Lichtquellen 30 aktiviert werden. Auf der Grundlage der Bilder und/oder der Videodaten, die durch die Abtastvorrichtung 28 erzeugt werden, kann das Steuergerät 32 dann bestimmen, ob die Bedienperson ermüdet ist (Schritt 405). Insbesondere kann das Steuergerät 32 das abgetastete Bild der Bedienperson mit einem oder mehreren im Speicher gespeicherten Bildern vergleichen. Zum Beispiel kann das Steuergerät 32 eine tatsächliche Kopfhaltung aus dem abgetasteten Bild bestimmen und die tatsächliche Kopfhaltung mit einer oder mehreren Kopfhaltungen vergleichen, die unterschiedlichen Ermüdungsgraden der Bedienperson entsprechen. In einem weiteren Beispiel kann das Steuergerät 32 eine Augenstellung oder eine Lidschlagfrequenz aus dem abgetasteten Bild berechnen und die Augenstellung oder Lidschlagfrequenz mit Schwellenstellungen oder -frequenzen vergleichen. Weitere Merkmale der Bedienperson können ebenso oder alternativ in dem abgetasteten Bild erfasst und mit Informationen verglichen werden, die im Speicher gespeichert sind und den unterschiedlichen Ermüdungsgraden der Bedienperson entsprechen.
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Auf der Grundlage dieser Vergleiche kann das Steuergerät 32 dann bestimmen, ob der Ermüdungsgrad der Bedienperson einem bestimmten Niveau entspricht, das eine Aktion durch das Steuergerät 32 erfordert. Zum Beispiel kann das Steuergerät 32 bestimmen, ob die Ermüdung der Bedienperson einen Grad 1, einen Grad 2, oder einen Grad 3 erreicht (Schritt 410). In der offenbarten Ausführungsform kann der Ermüdungsgrad 1 einer geringfügig ermüdeten Bedienperson entsprechen, wobei die Reaktionszeit und/oder das Urteilsvermögen etwas eingeschränkt ist. Der Ermüdungsgrad 2 kann einer beträchtlich ermüdeten Bedienperson entsprechen, wobei die Reaktionszeit und/oder das Urteilsvermögen beträchtlich eingeschränkt ist. Ermüdungsgrad 3 kann einer Bedienperson entsprechen, die nicht mehr reagiert (z. B. einer Bedienperson, die eingeschlafen ist). Es wird in Betracht gezogen, dass eine beliebige Anzahl von Ermüdungsgraden von dem System 26 eingesetzt werden kann, und/oder dass die Ermüdungsgrade falls gewünscht auch andere Bedeutungen haben können.
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Wenn das Steuergerät 32 auf der Grundlage der Abtastung der Bedienperson bestimmt, dass die Bedienperson auf Grad 1 ermüdet ist, kann das Steuergerät 32 die Alarmvorrichtung 34 mit einer Ausgabe auf Stufe 1 aktivieren und auch einen entsprechenden Fehlerzustand protokollieren (Schritt 415). In der offenbarten Ausführungsform kann der Alarm auf Stufe 1 eine Aktivierung nur der visuellen Alarmvorrichtung 34 umfassen, mit der Absicht, die Bedienperson zu alarmieren und wieder aufmerksam zu machen.
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Wenn das Steuergerät 32 auf der Grundlage der Abtastung der Bedienperson bestimmt, dass die Bedienperson auf Grad 2 ermüdet ist, kann das Steuergerät 32 die Alarmvorrichtung 34 mit einer Ausgabe auf Stufe 2 aktivieren und auch einen entsprechenden Fehlerzustand protokollieren (Schritt 420). In der offenbarten Ausführungsform kann der Alarm auf Stufe 2 eine Aktivierung nur der akustischen Alarmvorrichtung 34 oder die Aktivierung der akustischen und visuellen Alarmvorrichtungen 34 umfassen, mit der Absicht, die Bedienperson stärker zu alarmieren und wieder aufmerksam zu machen.
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Wenn das Steuergerät 32 auf der Grundlage der Abtastung der Bedienperson bestimmt, dass die Bedienperson auf Grad 3 ermüdet ist, kann das Steuergerät 32 die Sanktionsvorrichtung 36 aktivieren und auch einen entsprechenden Fehlerzustand protokollieren (Schritt 425). In einigen Anwendungen kann das Steuergerät 32 zusätzlich (z. B. über drahtlose Kommunikationseinrichtungen) den Fehlerzustand an weiteres Personal an Bord der Maschine 10 und/oder an einer anderen Stelle (z. B. an eine zentrale Leitstelle) kommunizieren. In der offenbarten Ausführungsform kann die Aktivierung der Sanktionsvorrichtung 36 zu einer Verringerung der Kraftstoffzufuhr zum Motor, zur Aktivierung der Bremseinrichtungen 20, oder beides führen, mit der Absicht, die Bedienperson zu korrigieren und die Maschine 10 zu verlangsamen oder anzuhalten.
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Auch wenn die Abtastung der Bedienperson nicht zeigt, dass die Bedienperson ermüdet ist, könnte die Bedienperson ermüdet sein, und die Ermüdung durch Abtasten einfach nicht erkennbar sein. Dementsprechend kann, wenn bei Schritt 405 bestimmt wird, dass die Bedienperson nicht ermüdet ist, das Steuergerät 32 das Aktivitätsniveau der Bedienperson überprüfen, um zu bestimmen, ob eine erste Zeitschwelle abgelaufen ist, seit eine Eingabe von der Bedienperson über die Einrichtungen 24 empfangen wurde (Schritt 430). Wenn die erste Zeitschwelle nicht abgelaufen ist, kann das Steuergerät 32 bestimmen, ob eine Eingabe von der Bedienperson empfangen wurde (Schritt 435). Wurde eine Eingabe der Bedienperson empfangen, kann der Zeitgeber zurückgesetzt werden und die Steuerung kann zu Schritt 400 zurückkehren. Die Steuerung kann zyklisch die Schritte 405, 430 und 435 durchlaufen, bis die Eingabe empfangen wurde, oder bis die erste Zeitschwelle abgelaufen ist. In der offenbarten Ausführungsform kann die erste Zeitschwelle etwa 45 Sekunden betragen, obwohl auch andere Zeitschwellen eingesetzt werden können.
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Wenn die erste Zeitschwelle ohne weitere Eingabe der Bedienperson abläuft, kann das Steuergerät 32 den Alarm auf Stufe 1 aktivieren und den entsprechenden Fehlerzustand protokollieren (Schritt 415). Das Steuergerät 32 kann dann weiter die Eingaben der Bedienperson überwachen, um zu bestimmen, ob die Eingabe in der Folge empfangen (Schritt 440) wird, und auch weiter den Alarm auf Stufe 1 ausgeben. Wie oben in Verbindung mit Schritt 435 beschrieben, kann die Steuerung auf Schritt 400 übergeben und der Zeitgeber zurückgesetzt werden, sobald die Eingabe empfangen wird. Wenn jedoch bestimmt wird, dass eine zweite Zeitschwelle, die größer ist als die erste Zeitschwelle, ohne Eingabe durch die Bedienperson abgelaufen ist (Schritt 445), kann das Steuergerät 32 die Alarmvorrichtung(en) 34 auf Stufe 2 aktivieren und den entsprechenden Fehlerzustand protokollieren (Schritt 420).
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Wieder kann das Steuergerät 32 die Eingaben der Bedienperson nach der Aktivierung der Alarmvorrichtungen 34 auf Stufe 2 weiter überwachen, um zu bestimmen, ob die Eingabe in der Folge empfangen wird (Schritt 450), weiter die Zeit überwachen und weiter die Alarmvorrichtungen 34 aktivieren. Wie oben in Verbindung mit den Schritten 435 und 440 beschrieben, kann die Steuerung auf Schritt 400 übergeben und der Zeitgeber zurückgesetzt werden, sobald die Eingabe empfangen wird. Wenn jedoch das Steuergerät 32 bestimmt, dass eine dritte Zeitschwelle, die größer als die erste Zeitschwelle ist, ohne Eingabe der Bedienperson abgelaufen ist (Schritt 455), kann das Steuergerät 32 die Sanktionsvorrichtung 36 aktivieren, den Fehlerzustand protokollieren und/oder das Fehlerprotokoll an anderes Personal oder an die nicht an Bord befindliche Leitstelle kommunizieren (Schritt 425).
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In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform kann das Steuergerät 32 dazu ausgestaltet sein, einfach auf der Grundlage des abgetasteten Bilds der Bedienperson das Vorliegen eines Ermüdungsereignisses zu erfassen (d. h. ohne Quantifizierung des Ereignisses). und auf der Grundlage des Vorliegens des Ereignisses unmittelbar die Warnungen auf Stufe 2 und/oder 3 zu initiieren und/oder die Sanktionsvorrichtung 36 zu aktivieren. Auch andere Steuerungsstrategien können möglich sein.
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Es wird auch in Betracht gezogen, dass das System 26 eine Kombination eines ermüdungsbasierten Systems mit einem bestehenden Alarmgebersystem sein kann, falls dies gewünscht wird. Zum Beispiel kann das bestehende Alarmgebersystem rein auf Grundlage der Frequenz der Eingaben, die von der Bedienperson erhalten werden, funktionieren, bis das System 26 visuell einen Mindestermüdungsgrad in der Bedienperson erfasst. In dieser Ausführungsform kann das System 26 den Betrieb des herkömmlichen Alarmgebersystems nur beeinflussen, nachdem der Mindestermüdungsgrad erfasst wurde. Und wenn der Mindestermüdungsgrad erfasst wird, kann das System 26 unmittelbar eine maximale Stufe akustischer und/oder visueller Alarme initiieren. Dies könnte helfen, die Bedienperson aus dem üblichen Ermüdungszyklus herauszureißen, der an Bord von Eisenbahnlokomotiven beobachtet wird, die mit herkömmlichen alten Systemen ausgestattet sind. Es wird auch in Betracht gezogen, dass die akustischen und/oder visuellen Alarme, die auf der Grundlage der Ermüdungserfassung implementiert werden, sich von den Alarmen unterscheiden könnten, die normalerweise durch die bestehenden Alarmgebersysteme implementiert werden (z. B. eine andere Lautstärke, ein anderer Ton etc.).
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Es wird ferner in Betracht gezogen, dass das offenbarte System 26 einem Ereignisspeicher der Eisenbahnlokomotive (nicht dargestellt) zugeordnet sein könnte. Zum Beispiel könnten jedes Mal, wenn ein Alarm ausgegeben wird und/oder die Sanktionsvorrichtung 36 aktiviert wird, die entsprechenden Fehler in dem Ereignisspeicher protokolliert werden. Diese Informationen können dann selektiv von der Lokomotive auf ein entferntes Überwachungssystem heruntergeladen werden, wenn dies gewünscht wird.
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Da das System 26 auf die Aktivität der überwachten Bedienperson und auch auf die abgetasteten Bilder der Bedienperson zurückgreifen kann, kann das System besser dazu geeignet sein, ein Ermüdungsereignis zu erfassen und korrekt zu erkennen. Diese verbesserte Fähigkeit kann helfen, sicherzustellen, dass rasch eine Reaktion auf solche Ereignisse implementiert wird.
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Dem Fachmann wird klar sein, dass verschiedene Modifikationen und Abwandlungen an dem Ermüdungsüberwachungssystem der vorliegenden Offenbarung vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Andere Ausführungsformen werden für den Fachmann aus einer Betrachtung der Beschreibung und einer praktischen Ausführung des darin offenbarten Ermüdungsüberwachungssystems klar sein. Die Beschreibung und die Beispiele sollen als rein beispielhaft betrachtet werden, wobei der wahre Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung durch die folgenden Ansprüche und deren Äquivalente beschrieben wird.
