RU2003541C1 - Устройство дл определени утомлени оператора - Google Patents

Abstract

Использование: в аппаратуре проверки и контрол  функционального состо ни  оператора в системе человек - техника Сущность изобретени  устройство содержит измерительные каналы кожно - гальванической реакции рук и электрического сопротивлени  кожи, сумматор, дифференциальный усилитель, аналоговый делитель, компаратор, блок предупредительной сигнализации. Устройство позвол ет не только вычисл ть коэффициент асимметрии , но и автоматически контролировать превышение порогового значени  и наступление утомлени  у оператора 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к аппаратуре проверки и контрол  функционального состо ни  оператора.

Известно устройство контрол  бдительности машиниста.

Это устройство работает совместно с типовым устройством автоматической локомотивной сигнализации и содержит датчики дл  съема информации, усилитель, источник тока управл емого напр жени , блок формировани  сигнала управлени , фильтр нижних частот, полосовой фильтр, усилитель физической составл ющей электрического сопротивлени  кожи (ЭСК), формирователь- ограничитель, селектор помех, логический блок, одновибратор, генератор, две группы счетчиков, руко тку бдительности (РБ) и электропневматический клапан (ЭПК). Устройство выдел ет физическую составл ющую ЭСК и подает предупредительный си гнал ЭПКв случае увеличени  межимпульсных интервалов до 60 с. В ответ на предупредительный свисток машинист нажимает РБ, цепь ЭПК замыкаетс . Если РБ была нажата рефлекторно, как это часто бывает в типовой системе контрол , то через Зс цепь ЭПК вновь разомкнетс . Если первый предупредительный свисток вызовет необходимую активацию, по витс  сигнал физической составл ющей , в результате чего цепь ЭПК замкнетс  до следующего случа  снижени  уровн  бодрствовани . Данное устройство следит за уровнем блидетльности машиниста , не дава  ему уснуть, отмен   все периодические проверки бдительности.

Недостаток известного устройства - невозможность контрол  ранней стадии утомлени  до потери бдительности. Жестка  настройка временных селекторов не исключает возможность ложных срабатываний свистка ЭПК.

Кроме того, данное устройство будет малоэффективным при применении его дл  контрол  функционального состо ни , например , диспетчера или дежурного по станции . Посто нно след  за уровнем бдительности и не дава  уснуть, данное устройство может привести к ситуации когда количество ошибок операторов возрастает. Ц$на ошибки очень велика, т.к. это св зано с безопасностью движени  поездов. Другими словами, дл  известного устройства характерны ограниченные функциональные возможности, низка  комфортность оператора , относительно низка  достоверность.

В де тельности операторов, например, можно выделить два наиболее опасных состо ни : психологическую перегрузку и не- догруженность полезной информацией. Последн   возникает из-за монотонности в

работе, ограниченности информации, что приводит в конечном итоге к потере бдительности и засыпанию. Психологическа  перегрузка возникает из-за избытка информации дл  прин ти  решени  и в св зи с необходимостью одновременно совершать р д управл ющих действий. Автоматизаци  процессов управлени , компоновка пультов с учетом требований эргономики, рациональный режим труда и отдыха операторов способствуют снижению веро тностно возникновени  этого состо ни . Однако аппаратурных решений, предупреждени  возникновени  психологической перегрузки по психофизиологическим показател м человека до сих пор нет.

Наиболее близким к предложенному  вл етс  устройство дл  определени  утомле1 ни  оператора, содержащее регистратор и

измерительные каналы кожно-гальваниче- ской реакции рук и ЭСК, содержащие последовательно соединенные электроды, источник тока, режекторный фильтр, первый усилитель, полосовой фильтр и второй

усилитель, сумматор, дифференциальный усилитель, первые входы которых соединены с выходом измерительного канала кож- но-гальванмческой реакции рук, вторые входы - с выходами измерительного канала

ЭСК, а выходы - с входами блока аналогового делител , выход которого соединен с входом регистратора.

Указанное устройство предназначено дл  исследовании и экспериментов и не позвол ет автоматически контролировать наступление состо ни  усталости у оператора и подавать предупредительный сигнал. Это можно сделать только путем расшифровки . записанных на регистратор (например ленты самописца) и измерени  коэффициента асимметрии.

Состо ние усталости наблюдаетс , например , у поездных диспетчеров, особенно при опоздании поездов и нарушении графика движени . Така  ситуаци  характеризуетс  психологической нагрузкой. В помощь диспетчеру выдел ютс  помощники, а весь диспетчерский участок разбиваетс  на малые , То же самое происходит с авиадиспетчерами , операторами конвеерных производств и т.п.

Цель изобретени  - повышение надежности ., Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  определени  утомлени  оператора содержит регистратор и измерительные каналы кожно-гальванической реакции рук и ЭСК, содержащие последовательно соединенные электроды, источник тока, режекторный фильтр, усилители и полосовой фильтр, сумматор, дифференциальный усилитель , первые входы которых соединены с выходом измерительного канала кожно- гальванической реакции рук, вторые входы - с выходами измерительного канала ЭСК, а выходы - с входами блока аналогового делител , снабжено компаратором, один из входов которого подключен к выходу аналогового делител , задатчиком эталонного коэффициента асимметрии каналов и блоком предупредительной сигнализации, соединенным входом с выходом компаратора, подключенного вторым входом к выходу за- датчика эталонного коэффициента асимметрии .

На чертеже показа структурна  схема устройства.

Первый канал определени  кожно-галь- ванической реакции (КГР) рук 1 и второй канал выделени  физической составл ющей ЭСК 2, св заны с сумматором 3 и дифференциальным усилителем 4, выходы которых подключены ко входам аналогового делител  5. Выход последнего подключен к первому входу компаратора 6, на второй вход которого подано напр жение от эталонного задатчика коэффициента асимметрии . Выход компаратора 6 подключен ко входу блока 7 предупредительной сигнализации .

Работает устройство следующим образом . Перед началом работы диспетчер надевает электроды первого измерительного канала 1 на пальцы правой руки, а электроды второго измерительного канала 2 на пальцы левой руки. Затем включает питание устройства. Измерительные каналы КГР 1 и 2 выдел ют физическую составл ющую электрического сопротивлени  кожи правой и левой руки. Электрический сигнал напр жени , эквивалентный физической составл ющей ЭСК, подаетс  с обеих рук на входы сумматора 3 и дифференциального усилител  4, где формируютс  сигналы соответственно (Ui +1)2) и (Ui - IJ2). Последние поступают на входы аналогового делител  5, формирующего частотное -г-.-тгп- Таким обраФорму а изо бретени  

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УТОМЛЕНИЯ ОПЕРАТОРА, содержащее регистратор и измерительные каналы кож- но-гальванической реакции рук и электрического сопротивлени  кожи, содержащие последовательно соединенные источник тока, электрод, режекторный фильтр, уси- лители и полосовой фильтр, сумматор-,

зом, на выходе аналогового делител  будет присутствовать сигнал напр жени , эквивалентный коэффициенту асимметрии. Именно этот сигнал поступает на первый вход 5 компаратора б. На второй вход компаратора подано напр жение от эталонного задатчика .

Если с выхода аналогового делител  5 подаетс  сигнал, больший опорного напр 0 жени , то компаратор б находитс  в исходном состо нии и на его выходе низкий уровень напр жени  лог.О, Если же состо ние оператора таково, что коэффициент асимметрии будет меньше опорного напр жени , то

5 компаратор 6 опрокинетс  и сменит свое состо ние . При этом на выходе будет присутствовать высокий уровень напр жени , соответствующий лог. 1. Логическими сигналами 0 и 1 управл етс  блок предупредительной

0 сигнализации. При лог.О предупредительный сигнал не подаетс , а при лог.1 включаетс  сигнал предупредительной сигнализации, что соответствует состо нию утоплени  человека . Оператор отстран етс  от выполнени 

5 работ до полного восстановлени . В качестве компаратора 6 можно использовать схемы релейных элементов выполнение на базе операционных усилителей, или интегральные микросхемы. Задатчиком эталон0 кого коэффициента асимметрии может служить источник стабилизированного напр жени , выполненный по известным схемам . В простейшем случае таковым может быть резисторный делитель напр жени ,

5 питаемый от минусовой шины.

Таким образом, предложенное устройство лишено недостатков известных аналогов , в том числе прототипа. Оно позвл ет не только вычисл ть коэффициент асиммет0 рии, но и автоматически контролировать наступление утомлени  у оператора с включением предупредительной сигнализации . Тем самым повышаетс  качество контрол  психофизиологического состо ни 

5 человека, надежность и безопасность управл емого процесса

(56) Авторское свидетельство СССР № 1531991, кл. А 61 В 5/16, 1987,

0 дифференциальный усилитель, первые входы которых соединены с выходом измерительного канала кожно-гальванической реакции рук, вторые входы - с выходами

j- измерительного канала электрического сопротивлени  кожи, а выходы - с входами блока аналогового делител , выход которого соединен с входом регистратора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности, оно снабжено компаратором,

один из входов которого подключен к вы-лизации, соединенным входом с выходом

ходу аналогового делител , задатчиком,компаратора, подключенного другим BXQ-J

эталонного коэффициента асимметрии ка-дом к выходу задатчика эталонного козфналов и блоком предупредительной сигна-фициента асимметрии.

О