Устройство для контроля бдительности машиниста локомотива — SU 1787848 (original) (raw)
(19) (1) 1 1 320, В 60 Т 7(12 51)5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР1 ГОСПАТЕНТ СССР) ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1(71) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ БДИТЕЛЬНОСТИ МАШИНИСТА ЛОКОМОТИВА 2(57) Использование: в устройствах проверки бдительности машиниста для повышенйя безопасности движения на железных дорогах. Сущность изобретения: устройство содержит датчик злектрического сопротивления кожи 1, блок амплитудно-временной селекции 2; блок формированйя управляющйхсигналов 3, блок выбора критических межимпульсных интервалов 6, тактовый ге-. нератор 19, счетчики 7 и 8, дешифратор 8.1-2-3-8-9-5-3, 10-7-8-3, 6-5, 1 ил,бдительности не исключает автостопного торможения, К недостаткам данного устрой ства нужно отнести недостаточную надежность, Аварийная ситуация можетсоздаться, когда рукоятка бдительности машиниста нажимается рефлекторно, безоценки фактического поведения поезда, когда фактическая скорость его не превышает допустимую, т.е. контроль машиниста не объективный;Используемые устройства контроля бдительности принципиально не могут выявить начало развития дремотного состояния. т,е. сигналы контроля выдаются не в зависимости от психофизиологического состояния машиниста, а в функции времени,45 50 55 Изобретение относится к устройствам проверки бдительности машиниста и предназначено для повышения безопасности движения на железных дорогах,Анализ проездов запрещающих сигна лов показывает, что более половины их - следствие снижения уровня бодрствования машййиста (дремотное состояние, сон и др,). Йзвестно устройство автоматической локомотивной сигнализации АЛСН с конт ролем бдительности машиниста и неабсолютно действующимавтостопом. В случае смены показаний локомотивного светофора с более разрешающего на менее разрешающее включается предупреждающий свисток. Если машинист в течений 6-8 с, после начала действия свистка подтверждает свою бдительность кратковременным нажатием рукоятки бдительности РБ, то автостоп отключается и автостопного торможения не 2 О происходит. Машинист путем служебного торможения производит остановку поезда перед закрытым сигналом, Если машинист в течение 6-8 с. не подтвердит свою бдительность нажатием РБ, то включается авто стоп и производит экстренное торможение поезда, Данное устройство, однако, не исключает проезд запрещающих сигналов по вине машиниста, Это связано с потерей бдительности. Во-первых, данная проверка Зо бдительности не учитывает конкретное психофизиологическое состояние человека- оператора, а во вторых скорость движения состава может превышать допустимую.Известнотакжеустройство АЛСН с.кон- Э 5 тролем скорости и абсолютно действующим автостопом,. Экстренное торможение. осуществляется при сближении поездов с препятствием, а также в случаях превышения фактической скорости над скорос гью, с ко О торой разрешается проезд светофора с данным сигнальным показанием. Подтвер-ждение бдительности нажатием рукоятки пути или места расположения путевых сигналов.Работа устройства контроля бдительности машиниста (УКБМ) основана на автоматическом анализе специфических колебаний электрического сопротивления кожи человека (ЭСК), которые называются фазической составляющей. Характерно, что уже на ранних стадиях развития дремотного состояния они затухают, т.е. снижается амплитуда и возрастает время между соседними колебаниями (межимпульсный интервал),Данное устройство работает совместно с типовым устройством АЛСН и содержит датчики для съема физиологического параметра, усилитель, источник питания управляемый напряжением, блок формирования сигнала управления, фильтр нижних частот, полосовой фильтр, усилитель фазической составляющей ЭСК, формирователь ограничитель, селектор помех, логический блок, одновибратоо, генератор, две группы счетчиков, рукоятку бдительности и.электро- пневматический клапан ЗПК.Датчик для съема физиологического параметра, усилитель, источник тока, управляемый напряжением, фильтр нижних частот, блок формирования сигнала управления, полосовой фильтр и усилитель фазической составляющей выполняют функцию блока датчика электрического сопротивления кожи, Формирователь ограничитель и селектор помех выполняет . функцию амплитудно-временного селектора. Два счетчика каждой группы образуют временной селектор одновременно измеряющий латентный период реакции машиниста на сигнал и межимпульсный интервал фазической составляющей ЭСК,Данное устройство следит за психофизиологическим состоянием машиниста, не давая ему уснуть, отменяя все периодические проверки бдительности, при этом свистки ЗПК раздаются только при смене огней локомотивного светофора, Так, по результатам одиннадцати поездок с грузовыми поездами установлено, что при работе устройства было отменено в общей сложности 923 свистка ЭПК, Однако количество срабатываний свистка ЗПК все же остается достаточно большим. Объясняется это жесткой настройкой временных селекторов (6 О с) для всех без исключения машинистов, Заведомое увеличение времени селекции селекторов приводит к снижению надежности за счет возможного пропуска, а уменьшение времени к ложным срабатываниям, что приводит к снижению комфортности.Целью устройства является повышение надежности контроля,Поставленная цель достигается тем, что устройство содержащее датчик электрического сопротивления кожи, подключенный через амплитудно-временной селектор к информационному входу, связанного с рукояткой бдительности и электропневматическим клапаном торможения блока формирования управляющих сигналов, вход задержки которого подключен к первому выходу временного селектора дополнительно снабжено блоком выбора критических межимпульсных интервалов и мультиплексором, информационные входы которого соединены с другими выходами временного селектора, выход соединен с управляющим входом блока формирования управляющих сигналов, а вход управ.ления - к выходу блока выбора критических межимпул ьсн ых интервалов,На чертеже представлена структурная схема устройства,Устройство для контроля бдительности машиниста. локомотива содержит датчик электрического сопротивления кожи ЭСК 1, подключенный к блоку 2 амплитудно-временной селекции, блок формирования управляющих сигналов 3, временной селектор 4, мультиплексор 5, блок выбора критических межимпульсных интервалов 6, тактовый генератор 10, Временной селектор 4 содержит два счетчика 7 и 8 и дешифратор 9,Устройство работает следующим образом, С помощью датчика 1 машинист локомотива подключается к блоку амплитудно-временному селектору 2, затем после включения устройства блоком 9 задается критический межимпульсный интервал временного селектора. Информация мокет вводиться в блок с помощью индивидуального носителя. На носителе записана в виде кода информация о критическом мекимпульсном интервале фазической составляющей, которая была получена на стадии медицинского обследования. Код считывается и по адресной шине передается на вход управления мультиплексора 5. Благодаря этому подключается необходимый канал селектора 7 к блоку 4.Известными методами (как и в прототипе) в блоке 1 происходит выделение информативного показателя электрического сопротивления кожи, а именно фазической составляющей ЭСК. Далее выход блока 1 связан со входом блока 2, где происходит амплитудно-временная селекция выделенного сигнала, Реализуется это также известными методами, На выход блока 2пропускается импульс, если мгновенное значение импульса фазической составляющей ЭСК больше одного процента тонического уровня ЭСК, а также если длительность этого импульса более 0,4 с,Выход блока 2 подключен к информационному входу блока формирования управляющих сигналов.С приходом каждого импульса с блока 2 блок 3 подает на входы сброса Р 1 и Р 2 5 10 временного селектора 4 сигналы установки счетчиков 7 и 8 в ноль, Импульсы тактовой частоты от тактового генератора 10 поступает на. счетный вход "Г селектора 4. Период следования тактовых импульсов и коэффициент пересчета временного селектора 4 позволяет контролировать критическую величину межимпульсного интервала, а так же обеспечивает величину задержки, соответствующее времени реакции машиниста на 20 7 с) по выходу задержки временного селектора 4 происходит включение торможения.Счетчики 7 и 8 временного селектора, к примеру могут быть выполнены на интегральных схемах, которые не имеют дешиф 55 ратора, Для преобразования двоичной в десятичную информацию используется дешифратор 9. Необходимое время селекции предупредительный сигнал (латентный период). При развитии дремотного. состояния фазическая составляющая затухает, и следовательно возрастает длительность меж импульсного интервала. У каждогомашиниста, индивидуальный критический межимпульсный интервал, Благодаря блоку 5 и 6 выбран и подключен нужный разряд временного селектора 4. Таким образом, если длительность межимпульсного интервала достигает критического значения, на подключенном выходе временного селектора состояния изменится с лог, 0 на лог. 1, Временной селектор 4 подает команду на включение предупредительного сигнала ЭПК. В ответ на звуковой сигнал машинист нажимает рукоятку бдительности РБ. При этом цепь ЭПК замыкается. Но если РБ была нажата рефлекторно, как это часто бывает, то фазическая составляющая не восстановится и через 3-4 с цепь ЭПК разомкнется снова. Это вынудит машиниста к повторному нажатию РБ, Так будет пока машинист не активизируется, т.е. не восстановится временно снизившаяся функция внимания.Если же предупредительный сигналвызовет необходимую активизацию, появится сигнал фазической составляющей, В результате нажатия РБ цепь замкнется до следующего случая снижения уровня бодрствования, Каждый раз когда размыкается ЭПК, через заданную выдержку времени (61787848 Ф ормула изобретенияУстройство для контроля бдительности машиниста локомотива, содержащее датчик электрического сойротивления кожи, подключенный через амплитудно-временной Составитель О,ГрибковТехред М,Моргентал . Корректор Н, Бучок Редактор Заказ 41 ТиражПодписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 будет определятся выбором необходимой комбинации весовых разрядов 01, 02, 03,0 счетчика 8,Таким образом, данное устройство лишено недостатков известных аналогов, За счет индивидуальной настройки временного селектора улучшается комфортность машиниста и главное повышается надежность контроля бдительности, Уменьшаются ложные срабатывания прибора, исключается возможность "промаха",селектор к информационному входу связанного с рукояткой бдительности и элктропневматическим клапаном торможения блока формирования управляющих сигна лов, вход задержки которого подключен кпервому выходу временного селектора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено блоком выбора критических межимпульсных 10 .интервалов и мультиплексором, информационные входы которого соединены с другими выходами временного селектора, выход соединен с управляющим входом блока формирования управляющих сигна-.15 лов, а вход управления - с выходом блокавыбора критических межимпульсных интервалов.