Устройство для контроля работы оператора Советский патент 1991 года по МПК G09B9/00 

Изобретение относится к тренажерной технике, в частности к устройствам проверки бдительности оператора, например водителя транспортного средства.

Цель изобретения - повышение точности устройства с расширением его функциональных возможностей и повышением надежности контроля состояния оператора. На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит физиологический датчик 1, узел 2 выделения фазической составляющей, формирователь-ограничитель 3, селектор 4 помех, тактовый генератор 5, делитель 6 частоты, формирователь 7 случайных чисел, дешифратор 8, преобразователь 9 кода, пульт 10 оператора, индикатор 11, логический узел 12, счетчик 13, элементы И 14-17, временной селектор 18, дешифратор 19, элемент ИЛИ 20, триггер 21, акустический сигнализатор 22, элемент 23 задержки, электропневматический клапан 24, формирователь 25 сигналов физиологического состояния оператора, блок 26 зада- ния программы контроля, блок 27 предъявления информации, блок 28 контроля временных параметров, блок 29 анализа ошибок.

Устройство оаботает следующим образом.

Оператор одевает на пальцы физиологический датчик Т, выполненный в виде разрезных колец, и включает питание устройства. Связанный с датчиком 1 узел 2 выделяет фазическую составляющую электрического сопротивления кожи. Усиленный CHI нал узла 2 поступает на формирователь- ограничитель 3, который срабатывает при жестко определенном его уровне, формируя на своем выходе прямоугольный импульс фиксированной амплитуды, называемый в дальнейшем импульсом фазической составляющей. Далее импульсы поступают на селектор помех 4, пропускающий на выход лишь импульсы, длительность которых превышает 04с.

Далее алгоритм работы устройства распадается на два направления. Одно контролирует снижение уровня бодрствования, а другое контролирует наступление состояния стресса. Первое направление работает так: с приходом каждого импульса узел 12 подает на вход селектора 18 сигнал установки нуля. Сигналы тактовой частоты генератора 5 поступают на информационный вход блока 28. Период следования тактовых сигналов и коэффициенты пересчета селектора 18 позволяют контролировать критическую величину межимпульсного интервала, а также обеспечивает величину задержки, соответствующую, например, реакции машиниста на свисток (около 3 с). При развитии дремотного состояния фазическая составляющая затухает и, следовательно, возрастает длительность межимпульсных интервалов. Если длительность межимпульсного интервала достигает критического значения, то состояние выходов селектора 18 изменяется и узел 12 разрывает цепь

0 клапана 24. В ответ на предупредительный свисток машинист нажимает рукоятку бдительности, при этом узел 12 подает кратковременные сигналы установки нуля на селектор 18. Если рукоятка нажата рефлек5 торно, как это часто бывает, то фазическая составляющая не восстанавливается и через 3 с цепь клапана 24 вновь размыкается. Это вынуждает оператора к повторному нажатию рукоятки бдительности. Так продол0 жается, пока оператор не активизируется, т.е. не восстановится временно снизившаяся функция внимания. Если первый предупредительный свисток вызывает необходимую активизацию, появляется сиг5 нал фазической составляющей. Узел 12 подает сигналы установки нуля. В результате после нажатия рукоятки цепь клапана 24 замыкается до следующего случая снижения уровня бодрствования .

0Контроль наступления стрессового состояния протекает следующим образом.

Каждый импульс с фазической составляющей фиксируется счетчиком 13. Информативным считается определенное число

5 импульсов за определенное время, которое задается генератором 5 и делителем 6. С истечением заданного интервала времени счетчик 13 обнуляется. Если за заданный интервал пришло критическое число им0 пульсов фазической составляющей, то с соответствующего выхода дешифратора 19 поступает сигнал 1. Критическое количество импульсов за интервал времени для каждого оператора определяется

5 экспериментально. Настройка на заданное количество импульсов производится подключением соответствующего выхода дешифратора 19 к входу триггера 21 В результате триггер 21 переключается, а вы0 сокий потенциал на его прямом выходе включает акустический сигнализатор 22 и останавливает формирователь 7. Установившееся число дешифрируется двоично- десятичным дешифратором 8 и

5 преобразуется преобразователем 9, а затем индицируется индикатором 11. Оператор услышав сигнал акустического сигнализато- . ра 22 и считав цифру с индикатора 11, должен выполнить простейшую логическую операцию: добавить до считаной цифры число, чтобы в сумме было 5. Для этого на кнопочном пульте 10 он нажимает соответствующую кнопку. Нажатая кнопка формирует 1.

Правильность нажатой кнопки проверя- ется логическими элементами И 14-17, связанными одними входами с кнопками, а другими - с выходами дешифратора 8. Если кнопка нажата верно, то с выхода логического элемента 20 сигнал устанавливает триггер 21 в нуль, а акустический сигнализатор 22 отключается.

Установлено, что человек в стрессовом состоянии не способен выполнить даже простой логической операции за отведен- ное для этого время. Выдержку времени в устройстве задает элемент 23, связанный с прямым выходом триггера 21. Еспи оператор за отведенное время не успел набрать необходимую цифру или набрал ее неверно, то разрывается цепь клапана 24. Если же оператор находится в нормальном состоянии, тосчетчик 13 не набирает критического числа импульсов и обнуляется. При этом триггер 21 на прямом выходе имеет низкий потенциал О.

Таким образом, предложенное устройство контролирует не только снижение уровня бодрствования оператора (дремотное состояние, сон и др.) но и наступление стрессового состояния. В деятельности оператора можно выделить два наиболее опасных состояния: психологическая перегрузка и недогруженность полученной информации. Избыточность информации, экстремальные ситуации приводят к первому случаю. Так, зарегистрированы ошибочные действия операторов при ликвидации аварий на тяговых станциях энергосистем.

Данное устройство подает предупреди- тельный сигнал только в зависимости от

психофизиологического состояния оператора.

Формула изобретения

Устройство для контроля работы оператора, содержащее пульт оператора, выходы которого соединены с соответствующими входами первой группы блока анализа ошибок, входы второй группы которого подключены к соответствующим выходам первой группы блока задания программы контроля, блок предъявления информации, акустический сигнализатор, счетчик, выходы которого подключены к соответствующим входам дешифратора, блок контроля временных параметров, один установочный вход которого является входом ответных действий оператора, а выход - одним выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены формирователь сигналов физиологического состояния оператора, один выход которого соединен с другим установочным входом блока контроля временных параметров, а другой выход - с информационным входом счетчика, делитель частоты, выход которого подключен к установочному входу счетчика, тактовый генератор, выход которого соединен с информационным входом блока контроля временных параметров и входом делителя частоты, элемент задержки, выход которого является другим выходом устройства, и триггер, единичный вход которого подключен к одному из выходов дешифратора, нулевой вход - к выходу блока анализа ошибок, а выход - к входам аку- стического сигнализатора, элемента задержки и блока задания программы контроля, выходы второй группы которого соединены с соответствующими входами блока предьявления информации.

Изобретение относится к системам контроля бдительности операторов и может быть использовано для повышения безопасности движения транспортных средств Цель изобретения - повышение точности устройства с расширением его функциональных возможностей и повышением надежности контроля состояния операторов. Устройство содержит физиологический датчик 1, узел 2 выделения фазической составляющей, формирователь-ограничитель 3. селектор 4 помех, логический узел 12, временной селектор 18, тактовый генератор 5, делитель 6 частоты, счетчик 13, дешифратор 19, триггер 2,1, формирователь 7 случайных чисел, элемент 23 задержки, преобразователь 9 кода, дешифратор 8, кнопочный пульт 10 оператора, логические элементы И 14- 17, логический элемент ИЛИ 20. Устройством контролируется не только потеря бдительности, но и стрессовое состояние оператора , что снижает возможность аварийных ситуаций в реальных условиях. 1 ил. ё