Устройство для контроля бдительности машиниста локомотива Советский патент 1993 года по МПК B61L3/20 B60T7/12 

Изобретение относится к устройствам проверки бдительности машиниста и предназначено для повышения безопасности движения на железных дорогах.

Анализ проездов запрещающих сигналов показывает, что более половины их - следствие снижения уровня бодрствования машиниста (дремотное состояние, сон и др.). (flgtfe dfно устройство автоматической локомотивной сигнализации АЛСН.с контролем бдительности машиниста и неабсолютно действующим автостопом. В случае смены показаний локомотивного светофора с более разрешающего на менее разрешающее включается предупреждающий .свисток. Если машинист в течении 6-8 с. после начала действия свистка подтверждает свою бдительность кратковременным нажатием рукоятки бдительности РБ, то автостоп отключается и автостопного торможения не происходит. Машинист путем служебного торможения производит остановку поезда перед закрытым сигналом. Если машинист в течение б.-8 с. не подтвердит сеою бдительность нажатием РБ, то включается автостоп и производит экстренное торможение поезда. Данное устройство, однако, не исключает проезд запрещающих сигналов по вине машиниста, Это связано с потерей бдительности. Во-первых, данная пр оверка бдительности не учитывает конкретное психофизиологическое состояние человека- оператора, а во вторых скорость движения состава может превышать допустимую.

Известно также устройство АЛ СИ с.кон- тролем скорости и абсолютно действующим автостопом, Экстренное торможение осуществляется при сближении поездов с препятствием, а также в случаях превышения фактической скорости над скорое гью, с которой разрешается проезд светофора с данным сигнальным показанием. Подтверждение бдительности нажатием рукоятки бдительности не исключает автостопного торможения. К недостаткам данного устрой- ства нужно отнести недостаточную надежность. Аварийная ситуация может создаться, когда рукоятка бдительности машиниста нажимается рефлекторно, без оценки фактического поведения поезда, когда фактическая скорость его не превышает допустимую, т.е. контроль машиниста необъективный.

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,

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

0 состояния они затухают, т.е. снижается амплитуда и возрастает время между соседними колебаниями (межимпульсный интервал).

Данное устройство работает совместно

5 с типовым устройством АЛСН и содержит датчики для сьема физиологического параметра, усилитель, источник питания управляемый напряжением, блок формирования

сигнала управления, фильтр нижних частот,

0 полосовой фильтр, усилитель фазической составляющей ЭСК, формирователь ограничитель, селектор помех, логический блок, одновибратор, генератор, две группы счет- чикОв, рукоятку бдительности и.электро5 пневматический клапан ЭПК.

Датчик для съема физиологического параметра, усилитель, источник тока, управляемый напряжением, фильтр нижних частот, блок формирования сигнала управления,

Q полосовой фильтр и усилитель фазической составляющей выполняют функцию блока датчика электрического сопротивления кожи. Формирователь ограничитель и селектор помех выполняет функцию

5 амплитудно-временного селектора. Два счетчика каждой группы образуют временной селектор одновременно измеряющий латентный период реакции машиниста на сигнал и межимпульсный интервал фазиче0 .ской составляющей ЭСК.

Данное устройство следит за психофизиологическим состоянием машиниста, не давая ему уснуть, отменяя все периодиче- . ские проверки бдительности, при этом сви5 стки ЭПК 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 ЭПК все же остается достаточно большим. Объясняется это жесткой настройкой временных селекторов (60. 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.

0

5

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 межимпульсных 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 может вводиться в блок с помощью индивидуального носителя. На носителе записана в виде кода информация о критическом межимпульсном 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 извест- ными методами. На выход блока 2

пропускается импульс, если мгновенное значение импульса фазической составляю- . щей ЭСК больше одного процента тонического уровня ЭСК, а также если 5 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

0 блок 3 подает на входы сброса Р 1 и Р 2 временного селектора 4 сигналы установки счетчиков 7 и 8 в ноль, Импульсы тактовой частоты от тактового генератора 10 поступает на. счетный вход С селектора 4. Период

5 следования тактовых импульсов и коэффициент пересчета временного селектора 4 позволяет контролировать критическую величину межимпульсного интервала, а так же обеспечивает величину задержки, соответ0 ствующее времени реакции машиниста на предупредительный сигнал (латентный период). При развитии дремотного-состояния фазическая составляющая затухает, и следовательно возрастает длительность меж5 импульсного интервала. У каждого машиниста, индивидуальный критический межимпульсный интервал. Благодаря блоку 5 и 6 выбран и подключен нужный разряд временного селектора 4. Таким образом, ес0 ли длительность межимпульсного интервала достигает критического значения, на подключенном выходе временного селектора состояния изменится с лог. О на лог. 1. Временной селектор 4 подает команду на

5 включение предупредительного сигнала ЭПК. В ответ на звуковой сигнал машинист нажимает рукоятку бдительности РБ. При этом цепь ЭПК замыкается. Но если РБбыла нажата рефлекторно, как это часто бывает, то

Q 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 вре5 менно снизившаяся функция внимания.

Если же предупредительный сигнал вызовет 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 (6- 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 дешифратора. Для преобразования двоичной в десятичную информацию используется дешифратор 9. Необходимое время селекции

5

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 ма-. шинистэ и главное повышается надежность контроля бдительности. Уменьшаются ложные срабатывания прибора, исключается возможность промаха,

Формула изобретени я Устройство для контроля бдительности машиниста локомотива, содержащее датчик электрического сопротивления кожи, подключённый ч(ерез амплитудно-временной

0

5

селектор к информационному входу связанного с рукояткой бдительности и элктроп- невматическим клапаном торможения блока формирования управляющих сигналов, вход задержки которого подключен к первому выходу временного селектора, о т- л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно 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 управления - с выходом блока выбора критических межимпульсных интервалов. .

Использование: в устройствах проверки бдительности машиниста для повышения безопасности движения на железных дорогах. Сущность изббретенйя: устройство содержит датчик электрического сопротивления кожи 1, блок амплитудно-временной селекции 2, блок формирования управляющих сигналов 3, блок выбора критических межимпульсных интервалов 6, тактовый генератор 19, счетчики 7 и 8. дешифратор 8. 1-2-3-8-9-5-3, 10-7-8-16-5.1 ил.