prosdo.ru
добавить свой файл
1
Единственный в мире "детектор сна"


Так в обиходе иногда называют разработанную коллективом ученых и технологов компании "Нейроком" Телеметрическую систему контроля бодрствования машиниста - комплекс приборов, подобного которому нет ни в одной стране мира. О принципах работы и возможностях применения суперсовременной технологии рассказывает первый заместитель генерального директора ЗАО "Нейроком", кандидат физико-математических наук В.В. Дементиенко.

Когда говорят, что "наука - двигатель прогресса", имеют в виду тот, веками подтвержденный, факт, согласно которому любое научное открытие рано или поздно найдет достойное практическое применение. Так было и в нашем случае.

Еще в 1976 году мы начали исследования, целью которых был поиск возможности надежного определения уровня бодрствования машиниста. И спустя некоторое время обнаружили связь психофизиологических состояний "бодрствования - релаксации" с электрическими свойствами кожи человека.

Эксплуатационные основы ТСКБМ.
Система ТСКБМ относится к системам контроля бдительности, следит за физиологическим состоянием машиниста, принимает сигналы о состоянии рукоятки бдительности (РБ), обрабатывает полученную информацию, показывает уровень бодрствования машиниста по условной шкале в виде светящейся линейки переменной длины. При работе с системой АЛСН она выдает управляющее воздействие на электропневматический клапан (ЭПК). При работе с системой КЛУБ она выдает информацию о снижении уровня бодрствования машиниста ниже критического уровня на систему КЛУБ.

При работающей системе ТСКБМ и при нормальном уровне бодрствования машиниста периодические проверки бодрствования отменяются.

Если система ТСКБМ будет отключена, системы АЛСН или КЛУБ перейдут в штатный режим работы без системы ТСКБМ с периодическими проверками бодрствования машиниста.

При снижении уровня бодрствования машиниста ниже критического, система ТСКБМ, в случае совместной работы с системой АЛСН, непосредственно воздействуя на ЭПК, приводит в действие механизм автоматического экстренного торможения, который машинист может отменить, нажав на рукоятку бдительности по свистку электропневмоклапана ЭПК. Этот процесс повторяется в соответствие с алгоритмом работы системы, но не более трех раз. Если в течение этого времени восстановится нормальный уровень бодрствования машиниста, то система ТСКБМ зафиксирует этот факт и вернется в режим нормального уровня бодрствования машиниста. Если этого не произойдет, то система ТСКБМ вызовет срабатывание электропневмоклапана ЭПК.


При работе с системой КЛУБ система ТСКБМ будет постоянно выдавать информацию о снижении уровня бодрствования ниже критического и срабатывание ЭПК произойдет в соответствии с алгоритмами работы системы КЛУБ.

Безопасность движения поездов повышается за счет того, что с системой ТСКБМ:

Повышается надежность работы машиниста, который может контролировать свой уровень бодрствования, не допуская его снижение до нижней границе на индикаторе уровня бодрствования и может, посредством активных действий, поддерживать свою работоспособность, не дожидаясь обесточивания электропневмоклапана ЭПК.

Контроль бодрствования машиниста производится непрерывно в процессе движения поезда независимо от поездной ситуации и без отвлечения машиниста требованием периодически подтверждать свое бодрствование, что особенно важно в ситуациях, требующих от машиниста повышенной бдительности для обеспечения безопасности движения.
2. Принцип оценки уровня бодрствования машиниста.
Из основ физиологии человека известно, что уровень бодрствования человека сопровождается сигналом кожно-гальванической реакции (сигнал КГР). Сигнал КГР представляет собой спонтанное кратковременное повышение проводимости кожи с последующим возвратом к исходному уровню. Сигнал КГР регистрируется путем измерения относительного приращения сопротивления кожи и имеет форму импульсов треугольной формы со специфической асимметрией: в виде крутого переднего и полого заднего фронта. Схематическое изображение импульса КГР и типичные параметры приведены на рис 1.

Носителем информации об уровне бодрствования является ТКГР время между импульсами КГР - у засыпающего человека увеличивается интервал времени между импульсами КГР. Несмотря на случайную природу, импульс КГР хорошо распознается.

В системе ТСКБМ реализовано преобразование сигнала КГР в цифровую форму с помощью соответствующих программ, выделение количественных показателей сигнала КГР, отображение этих показателей в условный уровень бодрствования. Система ТСКБМ непрерывно осуществляет контроль и индикацию уровня бодрствования машиниста по условной шкале, а также приводит в действие механизм экстренного торможения при снижении уровня бодрствования ниже некоторого критического.


Машинисту дается возможность до трех раз отодвинуть момент торможения, нажимая на рукоятку бдительности по свистку электропневматического клапана. Если машинист в течение этого времени повысит свой уровень бодрствования, то экстренного торможения не произойдет.

Критический уровень бодрствования не связан с потерей работоспособности. Из соображений безопасности и с учетом индивидуального разброса физиологических параметров машинистов критический уровень бодрствования зафиксирован вблизи границы работоспособного состояния.

ЭЛЕКТРОДЕРМАЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ

Электродермальная активность (ЭДА), или изменение электрических свойств кожи (падение сопротивления кожи или изменение ее потенциала относительно внутренних частей организма), - один из самых известных и широко используемых электрофизиологических параметров. Известно, что в ответ на стимулы различной природы, имеющие важное значение для человека, возникают электродермальные реакции (ЭДР) - быстрые изменения электрических свойств кожи с постоянными времени порядка секунд. ЭДР называют фазической компонентой ЭДА, в отличие от тонических изменений ЭДА с постоянными времени порядка минут.

ЭДР наблюдается при сильных эмоциях. На этом явлении, в частности, основан широко известный "детектор лжи". Переход к фазе интенсивных ЭДР легко наблюдается также для всех лиц при появлении субъективно неприятных воздействий типа резкого громкого звука, особенно раздражающих разговоров и т.д

ЭДР также возникает всегда, когда человек вынужден часто переключать свое внимание с одного объекта на другой, при условии, что получаемая при этом информация для него важна. Например, если человек управляет движущимся транспортным средством и наблюдение за дорожной обстановкой является для него чрезвычайно важной задачей, то у него развивается интенсивная ЭДР. Тот же человек, рассматривая картинки в журнале, тоже переключает внимание, но, если при этом его они не волнуют и он находится в расслабленном состоянии, ЭДР исчезает. Между этими двумя крайними случаями существует множество состояний человека. И этим состояниям можно сопоставить интенсивность ЭДР. При одной и той же интенсивности состояние человека может соответствовать роду выполняемой им деятельности или не соответствовать. Поэтому пороговые значения ЭДР выбираются для разных профессий разные.

Кроме того, как показали наши исследования, время реакции человека на предъявляемый стимул и интенсивность ЭДР коррелируют между собой. Это означает, что по значению интенсивности ЭДР в текущий момент времени можно предсказать, насколько быстро человек среагирует на внезапное изменение обстановки: чем менее интенсивна ЭДР, тем больше будет время реакции у данного человека.