СПОСОБ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ БОДРСТВОВАНИЯ ВОДИТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА В РЕЙСЕ Российский патент 2022 года по МПК B60K28/06 A61B5/16 

Изобретение относится к способам мониторинга и оценки состояния человека-оператора и может быть использовано на транспорте.

Известен способ непрерывного контроля психофизиологического состояния водителей, перевозящих опасные грузы и пассажиров по дорогам общего пользования (RU 2662293 С2, ОАО "НИИАТ", 25.07.2018). Способ включает сбор данных о состоянии водителя от датчиков электроэнцефалограммы и видеокамеры, датчики электроэнцефалограммы встроены в повязку на голову водителя или в головной убор униформы. Однако система требует постоянного контакта датчиков ЭЭГ с головой водителя, что неудобно в использовании. Описана интеллектуальная транспортная система (RU 2 533 645 С2, Королев, 20.11.2014). Состоит из следующих основных конструктивных элементов: системы видеонаблюдения, состоящей из не менее 2-х видеокамер, с возможностью осуществления оптимального обзора (видеозахвата) автотранспортного средства и окружающей дорожной обстановки и видео-регистратора. Однако это одна из многих систем, в которых делаются попытки определить состояние водителя по анализу его видеоизображения - характеризуется недостаточной (около 95%) достоверностью определения состояния водителя. Аналогичный недостаток свойственен и способу оценки безопасного состояния операторов по параметрам движения глазного яблока (RU 2 432 120 С2, ООО "АВТЭКС", 27.10.2011).

Описано устройство RU 2 435 6810, ООО "ТОЧНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА" 10.12.2011, в котором регистрируется пульс, что однако в качестве критерия определения состояния бодрствования имеет малую диагностическую значимость.

Описан телеметрический датчик для контроля бодрствования по сигналам электродермальной активности, содержащий браслет для запястья оператора, на внутренней поверхности которого закреплены электроды для регистрации кожногальванической реакции, один из которых выполнен форме матрицы независимых электродов с возможностью гальванического контакта с внутренней поверхностью запястья. (RU 2 631 364 С1, АО «НЕЙРОКОМ», 21.09.2017), За счет применяемой конструкции электродов повышается отношение сигнал/шум.

Описан способ контроля состояния бодрствования (RU 2 686 556 С1, ФГУП "НАМИ", 29.04.2019). в котором производят измерение параметров движения автомобиля и воздействий водителя на органы управления автомобиля за выбранный промежуток времени, сравнивают изменение их состояния с эталонными значениями, анализируют изменение их состояния, и на этом основании делают выводы о работоспособности водителя. Однако попытки определения состояния по «почерку вождения» делаются давно и не обладают достаточной надежностью.

Описан способ определения функционального состояния водителя автомобиля в рейсе (RU 2682996 С1, "НЕЙРОКОМ-ЭЛЕКТРОНТРАНС", 25.03.2019). В качестве физиологического параметра регистрируют тремор тела водителя, для чего на рулевом колесе и на запястье правой руки (ПР), осуществляющей взаимодействие с рычагом коробки передач, устанавливают трехосные акселерометры и непрерывно регистрируют амплитудно-частотные характеристики. Обеспечивается возможность использования параметров психогенного тремора как стрессового показателя психофизиологического состояния водителя.

Наиболее близким к патентуемому способу является способ контроля уровня бодрствования человека по патенту RU 2025731 С1, Бонч-Бруевич и др., 30.12.1994 - прототип. Измеряют скорость изменения электрического сопротивления кожи, регистрируют зависимость скорости изменения электрического сопротивления кожи от времени, регистрируют участки этой зависимости с отрицательным значением скорости, превышающим пороговый уровень, измеряют интервалы между передними фронтами соседних участков и по величине этих интервалов судят об уровне бодрствования человека, при этом большей величине интервала соответствует меньший уровень бодрствования, а меньшей величине интервала - больший уровень бодрствования). При этом при последующих экспериментах (RU 2376159 С1, "НЕЙРОКОМ", 20.12.2009) был установлен количественный критерий критического временного интервала в 60 сек между импульсами КГР, при котором уровень бодрствования человека считается критическим.

Однако описанные решения не учитывают индивидуальные психофизиологические качества как постоянно присущие водителю, так и переменные, связанные с его готовностью к поездке и состоянием непосредственно перед ней. Кроме того, возможны ненужные запросы о состоянии водителя, так как в моменты активных действий по управлению транспортным средством сигналы КГР могут быть забиты артефактами движения.

Настоящее изобретение направлено на решение проблемы повышения достоверности контроля уровня бодрствования водителя в рейсе, в чем и состоит технический результат изобретения.

Патентуемый способ контроля уровня бодрствования водителя транспортного средства в рейсе состоит в регистрации электрического сопротивления кожи, выделении сигналов кожно-гальванической реакции (КГР), измерении временных интервалов между импульсами КГР, и формировании информационных сообщений (ИС) о текущем состоянии уровня бодрствования с учетом периодического психофизиологического и предрейсового тестирования водителя.

Отличие состоит в том, что дополнительно проводят анализ рациональных действий водителя по управлению транспортным средством с учетом предрейсового и периодического психофизиологического тестирования по возможным уязвимым профессионально важным качествам (ПВК).

Если ПВК и показатели предрейсового контроля в норме, то при одновременном выявлении указанных рациональных действий и при измеренных временных интервалах между импульсами КГР более 60 сек, формируют ИС об удовлетворительном уровне бодрствования.

Если установлено не более одного уязвимого ПВК, а показатели предрейсового контроля в норме, то при временных интервалах между импульсами КГР более 50 сек на фоне указанных рациональных действий формируют ИС о недостаточном уровне бодрствования и опасности запоздалого реагирования на изменения дорожной обстановки.

Если установлено не более двух уязвимых ПВК, а результаты предрейсового тестирования, отличаются не более чем на 10% от критериального уровня, то при временных интервалах между импульсами КГР более 45 сек на фоне указанных рациональных действий формируют ИС о недостаточном уровне бодрствования и опасности запоздалого реагирования на изменения дорожной обстановки.

В иных случаях водитель транспортного средства не должен заниматься управлением транспортного средства.

Способ может характеризоваться тем, что рациональные действия водителя включают, но не исчерпывают: включение указателей поворотов и/или переключение дальнего/ближнего света и/или переключение коробки передач и/или нажатие на педаль тормоза.

Способ может характеризоваться и тем, что ПВК включают, но не исчерпывают: переключаемость и распределение внимания, устойчивость внимания и динамику работоспособности, концентрацию внимания и оценку бдительности.

Тем самым достигается повышение достоверности контроля. Предлагаемое решение состоит в том, что:

1. Вводится анализ рациональных действий водителя по управлению транспортным средством (включение указателей поворотов, переключение дальнего/ближнего света, переключение коробки передач, нажатие на педаль тормоза и т.д.). При наличии рациональных действий считается, что водитель обладает достаточным уровнем бодрствования для безаварийной работы.

2. При выявлении уязвимых ПВК, определяемых при психофизиологическом тестировании, уровень бодрствования становится критическим при меньших временных интервалах между импульсами КГР. Виды уязвимого ПВК водителей транспорта, источники информации, где описаны методы диагностики, а также алгоритм персональных изменений настроек в случае выявления данного уязвимого ПВК и содержание информационных сообщений представлен в Таблице.

Пример 1. Водитель А-ль, 38 лет. За рулем 16 лет.

Полгода назад проходил ПВК с положительной оценкой по тестам: переключаемость и распределение внимания (РВ), устойчивость внимания и динамику работоспособности (УВ), концентрацию внимания (KB) и оценку бдительности (ОБ).

В процессе рейса Мск-Щ-5 проводят анализ рациональных действий водителя по управлению транспортным средством: включение указателей поворотов и/или переключение дальнего/ближнего света и/или переключение коробки передач и/или нажатие на педаль тормоза. С учетом предрейсового контроля (в норме), периодического психофизиологического тестирования ПВК (в норме); в признании разумными рациональные действия водителя, при одновременном выявлении указанных рациональных действий и при измеренных временных интервалах между импульсами КГР более 60 сек (3 интервала за поездку), формируют ИС об удовлетворительном уровне бодрствования.

Пример 2. Водитель Б-ов, 44 года. За рулем 24 года.

Год назад проходил ПВК с положительной оценкой по тестам: РВ, УВ, КВ. Получил оценку «ниже нормы» по тесту ОБ.

В процессе рейса Щ-Ног-3 проводят анализ рациональных действий водителя по управлению транспортным средством с учетом предрейсового (в норме) и периодического психофизиологического тестирования ПВК (с одним уязвимым ПВК) при временных интервалах между импульсами КГР более 50 сек (за поездку 5 интервалов). Имеет замечание по двум эпизодам в виде запоздалой и опасной реакции его транспортного средства на внезапное появление животных на дороге (уязвимое ОБ). Формируют ИС о недостаточном уровне бодрствования и опасности запоздалого реагирования на изменения дорожной обстановки.

Пример 3. Водитель-экспедитор С-или, 53 года. За рулем 30 лет.

4 месяца назад проходил ПВК с положительной оценкой по тестам: УВ, КВ. Получил оценки «ниже нормы» по тестам РВ и ОБ.

В процессе рейса Кр-Мск-3 проводят анализ рациональных действий водителя по управлению транспортным средством с учетом предрейсового (в норме) и периодического психофизиологического тестирования ПВК (с двумя уязвимыми ПВК) при временных интервалах между импульсами КГР более 45 сек (6 интервалов от начала поездки до аварии). Беседовал с пассажиром, не смог увернуться от «подсекающего» его автомобиль автотранспорта (уязвимое РВ и ОБ).

Формируют ИС о недостаточном уровне бодрствования и опасности запоздалого реагирования на изменения дорожной обстановки. Делают вывод о том, что проверять такого водителя нужно жестче, интервал между КГР нужно уменьшать.

Пример 4. Рациональных действий (например, переключения передач) нет - состояние определяется как в прототипе. Если происходит переключение передачи, то отмеченное событие считается равносильным импульсу КГР. Это позволяет избежать ситуации, когда возникшие при переключении передачи большие артефакты движения рукой забивают полезный сигнал импульса КГР и появление ИС зря побеспокоит водителя. Данное действие водителем совершается осознанно, значит, он точно не спит.

Пример 5 (когда предрейсовый результат неоднозначен). Если основные параметры (такие как артериальное давление и пульс) предрейсового контроля показывают, что водитель может быть допущен к рейсу, но визуально его работоспособность оценивается ниже нормы, то прогнозируется возможность ускоренной потери работоспособности и поэтому следует ожидать импульсы КГР с большей частотой, чтобы гарантированно не пропустить водителя в сон.

На примерах 2, 3 показан алгоритм формирования ИС при наличии у водителя уязвимых ПВК.

Таким образом, представленные результаты обосновывают достижение технического результата - повышения достоверности контроля уровня бодрствования водителя транспортного средства в рейсе.

Способ контроля уровня бодрствования водителя транспортного средства в рейсе состоит в регистрации электрического сопротивления кожи, выделении сигналов кожно-гальванической реакции (КГР), измерении временных интервалов между импульсами КГР, и формировании информационных сообщений (ИС) о текущем состоянии уровня бодрствования с учетом периодического психофизиологического и предрейсового тестирования водителя. Дополнительно проводят анализ рациональных действий водителя по управлению транспортным средством с учетом предрейсового и периодического психофизиологического тестирования по возможным уязвимым профессионально важным качествам (ПВК). Приведены критерии определения уровня бодрствования. Технический результат - повышение достоверности контроля уровня бодрствования водителя. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ контроля уровня бодрствования водителя транспортного средства в рейсе, состоящий в регистрации электрического сопротивления кожи, выделении сигналов кожно-гальванической реакции (КГР), измерении временных интервалов между импульсами КГР, и формировании информационных сообщений (ИС) о текущем состоянии уровня бодрствования с учетом периодического психофизиологического и предрейсового тестирования водителя,

отличающийся тем, что

дополнительно проводят анализ рациональных действий водителя по управлению транспортным средством с учетом предрейсового и периодического психофизиологического тестирования по возможным уязвимым профессионально важным качествам (ПВК);

в том случае, если ПВК и показатели предрейсового контроля в норме, то при одновременном выявлении указанных рациональных действий и при измеренных временных интервалах между импульсами КГР более 60 сек формируют ИС об удовлетворительном уровне бодрствования;

при выявлении не более одного уязвимого ПВК, при показателях предрейсового контроля в норме, то при временных интервалах между импульсами КГР более 50 сек на фоне указанных рациональных действий формируют ИС о недостаточном уровне бодрствования и опасности запоздалого реагирования на изменения дорожной обстановки;

при выявлении не более двух уязвимых ПВК в случае, когда результаты предрейсового тестирования отличаются не более чем на 10% от критериального уровня, то при временных интервалах между импульсами КГР более 45 сек на фоне указанных рациональных действий формируют ИС о недостаточном уровне бодрствования и опасности запоздалого реагирования на изменения дорожной обстановки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что рациональные действия водителя включают, но не исчерпывают: включение указателей поворотов и/или переключение дальнего / ближнего света и/или переключение коробки передач и/или нажатие на педаль тормоза.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ПВК включают, но не исчерпывают: переключаемость и распределение внимания, устойчивость внимания и динамику работоспособности, концентрацию внимания и оценку бдительности.