автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Разработка систем контроля бдительности и оповещения железнодорожников об опасности наезда

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИИ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВШШЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

На правах рукописи

Грибков Олег Игоревич УДК:658.382.2:656.2:656.004

Разработка систем контроля бдительности и оповещения железнодорожников об опасности наезда

05.26.01 - Охрана труда

АВТОРЕФЕРАТ

диссертащш на соискание ученой степени кандидата технических наук

Маснва-1906

. г г*

I 0

о П

од

Работа «яполнена в Московском государственном университете путей сообщения-МШГГе.

Научный руководитель- академик AT РФ, доктор технических наук, профессор H.A. Шевандин

Официальное оппоненты- профессор д.т.н. Сухопрудский Н.Д.

к.т.и. Бекасов В.И.

Ведущее предприятий- Управление МоокоьсноЯ железной

дороги

Защита диссертации состоится/^^'^^^/ 1996 г.

/Р

в..___час. иа заседании диссертационного совета

К114.05.04 в Московском государственном университете путей сообщения по адресу: 10 ул. Образцова, 15, ауд.

сообщения по адресу: 101475, ГСП, Москва, А-55.

¿¿/О

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Автореферат разосланюзо г.

Отзыв на автореферат, заверенный печатью, просим направлять по адресу совета института. Ученый секретарь диссертационного совета

д.т.н.. профессор С. 11.Власов

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Л игу а л bji ос х bjre м ы.___Основным видом травматизма на железнодорожном транспорто является наезд подвижного состава на работающих.

Темпы внедрения новой техники, прогрессивных технологий и средств механизации не позволяют пока автоматизировать перевозочный процесс тан, чтобы вывести всех железнодорожников из потенциально опасных зон. Наряду с объективными причинами травматизма, велика доля травм, связанная с ошибочными действиями персонала.

Трудовой процесс большинства железнодорожник профессий характеризуется высокой интенсивностью и большим эмоциональным напряжением. Встречается также недогружениость работой и информацией, что приводит к состоянию, когда работа выполняется как бы автоматически, подсознательно. Стереотип поведения является одной из причин ошибочных действий. Состояния близкие к сну и стрессу приводят к травмоопасным ошибкам как со стороны работакнцих на путях, так и машинистов локомотивов. Контроль этих функциональных состояний является важным средством снижения травматизма на железнодорожном транспорте. В связи с изложенным, выполненная в диссертащги разработка адаптируемых сигнализаторов опасности, с настройкой их в зависимости от производственных условий и функционального состояния работника представляется актуальной.

Данная работа является продолжением исследований A.M.Анненкова, В.И.Болотина, В.И.Бекасова. Г.В.Бутакова, В.О.Дегтярева, В.И.Жукова. Б.А.Левина, А.А.Левицкого. И.(¿.Майорова, Г.А.Платонова, И.Б.Сотннкова, Е.Л.Сотникова. Е.Д.Чернова, В.Ф.Харламова, М.А.Шевандина и других ученых.

Целью работы является повышение безопасности труда железнодорожников путем разработки и внедрения новых технических средств своевременного предупреждения об онпсности, учитывающих функцио-

пальноо состояние работника, характеристики производственной среды и условий подачи самого сигнала.

Общая методика исследований.__В диссертации использован комплексный подход к анализу и учету человеческого фактора при разработки средств обеспечения безопасности в условиях, связанных с движением поездов. В процессе экспериментальных исследований и в реальных поездках изучались нзиболее опасные производственные си-туащш, связанные с ними психофизиологические состояния и ошибки персонала, приводящие к травмам. Оценка психофизиологического состояния работников проводилась путем регистрации изменения электрического сопротивления кожи (ЭСК). Результаты обрабатывались с применением теории вероятности и математической статистики. Теоретические исследования возможных ошибок персонала выполнены посредством алгоритмического моделирования. Схемотехнические решения средств оповещения об опасностях отрабатывались на физических моделях.

1!а_учнля нов>гапаОбоснованы принципы построения устройств своевременного предупреждения железнодорожников об опасности наезда в условиях движения поездов. Устройства должны содержать блоки, учитывающие состояние работников, производственную обстановку и характеристики предупредительных сигналов, осуществлять контроль восприятия их человеком.

Предложен и обоснопан метод многоступенчатого контроля за функциональным состоянием человека, дополненный визуальной обратной связью, позвол1шший повысить надежность и качество контроля бдительности. Обоснован метод сравнительной оценки оперативной готовности работников, связанных с движением поездов.

1'ра|пз>!ческаяц01п1гк;,г1л. Выполненные исследования позволили создать новые технические средства предупреждения о развитии дре

мотиого и стрессового состояния у работников, занятых управлением локомотивом . .

Разработаны устройства, позволяющие изменять характеристики звукового оповестительного сигнала в зависимости от производственных шумов. За счет снижения их маскирующего действия предотвращаются наезди, обусловленные несовершенством подачи звуковых сигналов.

Усовершенствованы устройства контроля функционального состояния с организацией инфракрасного канала связи, которые можно рассматривать как развитие средств защиты при работах, требующих передвижения и манилулятивных действий (горочные составители, регулировщики скорости отцепов и др.).

Предложены новые технические решения, включающие приемо-пере-дающие блоки с ИК-каналом связи и пассивные отражатели, которые позволяют осуществить надежную сигнализацию в опасных зонах средствами локомотивов (свисток.тифон). и при необходимости обеспечить остановку поезда перед запрещающими сигналами и знаками.

Исходя из проведенных экспериментов по оценке оперативной готовности машиниста локомотива, разработан новый прибор контроля бдительности с настройкой порога срабатывания в зависимости от иода автоматической локомотивной сигнализации (АЛС11).

Предложенные в диссертации способы и технические решения защищены 21 авторскими свидетельствами и патентами на изобретения.

Апробация работы. Основные положения диссвртащш докладывались :

- на Всесоюзной научно-технической конференщш "Организация и управление охраной труда в новых условиях хозяйствования" (Новосибирск 13М)г);

- на Всесоюзной научно-практической конференции . во ВЗИЛТе

(Москва.1338г.):

- на межвузовской учебно-научно-методической конференции вузов «ПС (Сое¡газ, 1У91г.) -,

- на семинарах по обучению и проверки знаний по охране труда руководителе;! и специалистов железных дорог РФ (1995-1996гг);

- образцы разработанных технических средств экспонировались на ВДНХ СССР и Выставочном Центре РФ.

Пу&шкащи. Результаты исследований опубликованы в 26 работах. из них 21 авторскими свидетельствами и патентами.

Структурами_оОьои работи^____Диссертационная работа состоит из

введения, четырех глав, выводов, списка литературы, приложений. Работа содержит ^^-^страниц машинописного текста иллюстраций.^ ^таблто¿^/^наименования литературы и приложения странщах.

СОДЕРЖАНИЕ РА1ЮТЫ

Во введении показана актуальность темы, сформулирована цель диссертации, основные положения. вынЬсимые на защиту.

В порвой глже рассыотрс'па условия труда работников ведущих профессий железнодорожного транспорта. Основным ввдом травматизма является наезд подимжного состава. Наряду с объективными причинами, здесь существенное влияние оказывают субъективные факторы, в том числе ошибки исполнителей работ. Предпосылками ошибок, приводящих к опасным ситуациям являются экстремальные режимы труда, а в целом ряде случаев- недогруженность информацией, поведенческий стереотип и так называемое ситуационное прогнозирование. Опасными являются также стресс и сон. Так, более половины всех проездов запрещающих сигналов происходит из-за сна локомотивной бригады, а около 15I наездов происходит из-за неподачи оповестительных сигналов локомотивом. Применительно к условиям железнодорожного транс-

порта рассмотрены информационные особенности функционирования оператора, как элемента системы человек-среда-машина. Исходя из этого предложена классификация технических средств предупреждения наездов, в которой человек рассматривается как главный обмжт системы безопасности. С учетом сказанного наибольший уровень безопасноси можно обеспечить устройствами, которые в реальном времени учитывают производственные условия и психофизиологическое состояние (ПФС) работника.

Вовторой г л :)в е___опираясь на выполненные ранее исследования

И.С.Кандрора, Л.С.Нерсесяна,В:Г.Брусенцова, Ю.Г.Спивака, А.3.Цфасмана А.З. и др.было принято в качестве показателя для объективного контроля НФС работника использовать электрическое сопротивление кожи. Для поиска наиболее информативных признаков совместно со Спиваком Ю.Г. был разработан новый регистратор с автоматическим переключением диапазонов (РЭКС-АВТО). Прибор позволяет вести раздельную автоматическую регистрацию тонической (ТОН) и фазической (ФАЗ) составляющей ЭСК (А.С.^14С9720.А.С.#1365002). По результатам опытов с использованием регистратора были выявлены наиболее информативные для целей контроля ПФС признаки ЭСК, а именно: значимый уровень и межимпульсный интервал фазической составляющей.

На базе тренажера машиниста локомотива было проведено несколько серий экспериментов. Эксперименты позволили фиксировать допущенные ошибки и одновременно регистрировать межипульсные интервалы фазической составляющей ЭСК.

Первая серия опытов предполагала выполнение, без всяких установок, обычных операторских функций управления и слежения на теневом тренажере локомотива. Во второй серии опытов имитировались более напряженные условия работы, связанные с ограниченным временем для ответных действий. Третья серия опытов отличалась от порвсй

тем. что при достижоиии межшпульсного интервала 70 секунд, принятого в качестве критического значения, испытуемому подавался предупредительный звуковой сигнал. Результаты статистической обработки эксперементов представлены на рис.1.

Р 0.5 0,4 0,3 0,2 ОД 0.0

1-ый опыт

13- --г--]

р

0.51 0.4 0.3 0,2 t,C 0,1 0,0

---1

2-ой опыт

±3,

20 30 40 50 60 70 80 Р

0.5'-

3-ий опыт

20 30 40 50 Ш 70 80

0,4 0,3 0,2 0,1 0,0

t.C

20 30 40 50 60 70 80

Рис.1 Распределения межимпульсных интервалов времени в опытах: — правильные ответы, - неправильные охваты

В первой серии опытов зарегистрировано 11% неправильных действий (ошибок) из-за потери бдительности. Характерно, ^то эта ошибки сопряжены с удлиненными межимпульсными интервалами фазической составляйся ЭСК. Бо второй сер;ш отмечен самый больной процент ошибок (Ю'О. Связаны они с дефицитом времени на распознавание поездных ситуаций и сопровождаются увеличением коротких ыешмпуль-снмх интервалов. В третьей серии общее количество ошибок оказалось

- д - ■

в 5.5 раза меньше, чем в первой серки опытов. . При этом возросла доля коротких -межимпульсних интервалов. Значимый стимул, предъявляемый оператору и адекватно им воспринимаемый, сопровождается уменьшением ме;шмпульсных интервалов. Статистическое распределение . значений межимпульсного интервала дает основание принять этот параметр в качестве критерии сравнительной оценки оперативной готовности, иначе говоря готовности к экстремальным действиям. Действительно, там, где математическое ожидание.и дисперсия распределений межимпульсного интервала фазической составляющей ЭСК меньше, там оперативная готовность выие и'больше напряженность труда.

Для экспериментальной проверки сформулированного вывода были проведены испытания с машинистами локомотивов пассажирских и грузовых поездов на участках', оборудованных ЛЛСЯ и индикатором бдительности машиниста (ИБМ). Кроме того был таили испытан индикатор бдительности машиниста с визуальной обратной связью (ИВМ-ВОС). С помощь» разработанного регистратора РЭКС-АВТО получены распределения длительностей межимпульсных интервалов для машинистов по показаниям локомотивного светофора (тзбл.1).

Таблица 1

Длительность мемомпульсиых интервалов фаз)1ческой составляющей электрического солротивлеюм кожи машиниста в зависимости от показаний локомотивного светофора (АЛСН-ИВМ)

Параметры • распределений вероятности Огни светофора

3 Б Ж КК

Матожидание 8,94 8,73 8,64 5,71

Дисперсия Dt 53,96 44,70 •15,80 9.25

Средкеквадратическое отклонен"»;;? St •7 осг б,5В 6,77 3,04

Чтобы убедиться в обоснованности предложенного метода сравнительной оценки проведено независимое экспертное исследование. В качестве экспертов приглашались машинисты и их помощники, с различным стажем работы и имевшие опыт вождения пассажирских и грузовых поездов, с различным стажем работы. Обработка результатов анкетирования выполнена методом ранговой корреляции (табл.2). Результаты исследования показали высокую согласованность мнений экспертов. Г-озф'ишдонт конкордацни W=0,Gi7.

Kai; видно из сопоставления данных табл.1 м табл.2 оперативная готовность машиниста по показаниям локомотивного светофора, полученная экспертным методом, совпадает с результатами предлагаемой оценки по мекинпульсному интервалу фазической составляющей ЭСК.

Таблица 2

Знспэртная оценка оперативной готовности машиниста в поездных условиях

......... ■ ..... Г...... Caктори К № Откл. Сбой Г»(вн) Я в 3

Сумма рснгов| 49 S2 г:сг О о 01 71 103 109 143

В таОлнце обозначены: Откл.- ЛЛС'Л отключено,Сбой-сбой кода ASCII, В(Ея)- внезапный белий,К,Кй,М.Б,3--огни локомопшиого светофора

Результаты выполненного исследования позволили по новому подойти к оценки работоспособности, ого аясь на непрерывный, многоступенчато! контроль психофизиологического состояния. Диапазон изменения анализируемого показателя (межимпульсного интервала ЭСК) разбит на зоны, которым поставлены в соответствие удобные для ьосирнятия вспомогательные сигналы обратной связи. Г!о мере получения вспомогательных сигналов, соответственно текущим значениям контролируемого параметра ЭСК, оператор, как показали опиты, волевым усилием может нодопустигь потери бдительности.

Естественно, что предложению! способ контроля бдительности с визуальной обратной связь» потребовал введения дополнительного информационного потока. В связи с этим была проведена оценка информационной загруженности оператора при нормальном уровне бдительности (табл.3).

Количество информации типовой и предлагаемых систем контроля

С И С Т Е ;.! А КОНТРОЛЯ ТИПОВАЯ П Р Е Д Л Л Г А Е И Ы Е

АЛСН АЛСН с индикатором бодрствования КБ!* с визуальной .ОС

ЭНТРОПИЯ 0,392 0.0735 0.173

Анализ показал, что при способе контроля с обратной связью информационная загрузка машиниста примерно в 2 раза меньше, чем при типовой (АЛСН) и несколько вше системы контроля без обратной связи (АЛСН-ИБМ). Вместе с тем многоуровневый характер контроля позволяет за счет саморегуляции поддерживать активное состояние машиниста, значительно уменьшить количество предупредительных проверок и свистков (в пять раз), избежать эмоционального пресса. Повышая оперативную готовность, такие технические средства помогают преодолевать негативное отношение работника к системе контроля своего состояния.

Третая_глава посвящена разработке технических средств контроля снижения работоспособности железнодорожников., связанных с движением поездов. Здесь рассмотрены предлагаемые технические решения и результаты их практической реализации.

Первоначально реализован способ контроля бдительности машиниста локомотива с визуальной обратной связью. Разработано устройство, в основу которого положен алгоритм, предусматривающий ло-

гичесюгй контроль взаимодействия машиниста с системой безопасности. По мере изменения межимпульсного интервала фазической составляющей ЗСК подаются дополнительные световые сигналы. Звуковая предупредительная сигнализация срабатывает при достижении параметром ЗСК заданного критического значения. Такой подход позволяет наряду с повышением оперативной готовности к экстремальным действиям нск-лячить рефлекторное отключение машинистом предупредительной сигнализации. Работоспособность устройства получила подтверждение при опытной эксплуатации на локомотивах. Параметры распределений ме-кшпульсных интервалов фазической составляющей ЭСК ддя устройства контроля бдительности мажшнета, дополненной визуальной обратной связью (ЯВМ-ВСС). приведены в табл.4.

Таблица 4

Параметра распределений вероятности (¡гни светофора

3 Б Ж юк

^атожлдание Mt 8; СБ 8,54 8.50 5,75

Дисперсия Ct 43,67 33,10 40.50 9,15

Средиеквадрахическое отклонений S¿ 6,61 6.25 6,36 3.02

!!о данным табл.1 и табл.4 можно судить о некотором повышегаю (3-52) г отовности оператора к экстремальный действиям при ведении поезда по зеленому огню при ввэденш контроля с визуальной обратной связью. Эхо особенно важно, так как начальная стадия сна чаще всего зарождается именно нрн зеленом огне светофора. В пять раз сократилось срабатывание звуковой предупредительной сигнализации. Опрос машинистов локомотивов показал их положительное отношение к предлагаемой системе контроля бдительности.

По результатам экспериментальных исследований (глава 2), раз-

работано новое устройство для контроля стресса. Стрессовое состояние идентифицируется превышением критического числа значинм Физических импульсов з заданном временном интервале. Для каждого работника эта пороговая величина является индивидуальной и ее следует устанавливать на стадии медосмотра. Достоинством данного прибора, новизна которого защищена А.С.>? 1G245C0, является, возможность оценки стресса в реальном времени, т.е. еще до момента, когда работник совершил ошибку. Прибор прмгодеи не только для целей кош-роля машинистов локомотивов, но и таких операторских профессий, как дежурный по станции, поездной диспетчер и т.п. Новизна текли-ческогое решения защищена патентом .72025363.

Исходя из установленных зависимостей межичнульотого шгаораалп фазической поставляющей ЗСК от поездной обстановки разрпйогано устройство, в котором, режим контроля бдительности адаптирован и коду автоматической локомотивной сш'нализацт. Соответственно поизводилась установка критических значешей паргжетра :ХЧС (Л.С." 1038046). Разработана функциональная и принципиальная схема прибора, позволяющая устанавлзЕвать пороговое значения контролируемого Параметра с учетом индивидуальных различи! операторов (л.с..п7в7;;-1а).

К сожалению органическим недостатком описанных устройств является то, что их реализация требует наличия датчиков-электродов, связанных, обычно, проводами с системным блоком. Это плохо отуама-ется на комфортности работ, невозможно исиольиог.ать такие летчики при смене позы, манипуляциях, перемецениид в пространстве и т.н. Для устранения отмеченных недостатков разработай беспроводна! вариант прибора, схема которого представлена на рис.1'.

С участием автора и МПИТа Л КГ, ДТ öunn разработана конеjрук -тореная документация на новый прибор бдительности. Опытнги? испытд-

»им проведены на машинистах локомотивов и водителях большегрузных автомобилей.

КЬнструютсаю прибор содердагг передающий блок и приемник с оптичосши канале».! связи инфракрасного диапазона частот. В передающем блоке происходит регистрация значимых фазических импульсов ;х;;<, каждый из которых передается в канал кодовой посылкой. Идентификация принятой импульсной последовательности и дальнейший временной анализ межпыпульсного интервала осуществляется в приемнике (А.С.;ШВ13«4).

Рис.2 Схема индикатора бдительности машиниста с ИК-каналом: ЭЛ-электроды, датчики; Б8Ф-6лок выделения фазнческой составлявшей кожи-,АС-амшштудный селектор: СП-селектор помех; ОВ-сдаовибрагор; Г-генератор импульсов; ЛК-Д- инфракрасный излучатель; <гд- фохопрнемшж; БК-бинарный квантователь; БОби-наршл) обнаружитель; ЛБ-логическнй блок; ВПС-блок предупредительной сигнализации; БОК-блок отработки команд; БУТ-блок управления тормозами

Наколи ш опыта отечественных и зарубежных исследований, аз-тором предпринята попытка расширения возможностей использования показателей ЗСК. Для решения задач профотбора и диагностики функционального состояния было разработано устройство для регистрации билатеральной асимметрш (рис.3) по фазической составляющей одновременно с двух рук (А.С.#1531991, заявка 235111353).

Прибор повышает достоверность информации, получаемой путем регистрации ЗСК, устраняет зависимость показателя от условий и. места закрепления электродов. Наличие двух измерительных каналов в совокупности с арифметическим блоком, позволяет автоматизировать процесс вычисления и осуществить непрерванный контроль психо-фпзио-

логического состояния в процессе труда. Данная работа выполнялась в рамках сотрудничества с лабораторией института высшей морвкой деятельности Академии наук (Патент йИ)С3541С1).

Четвертая глава посвящена усодораюнстшг'икио предупредатель-

Рис.З Схема устройства для регистра;;,!;;! коэффзщненга билатеральной асимметрии: ЭЛ -электроды, датчика. М>~рек«кторнмй фильтр, .УТ-усилитель тонической состаилядтдей ИСК, ПФ--полосовой фильтр, УФ-усилитель фааической ссстаалшией ИСК. АД-аналоговый делитель. АВ-арифметичоский блок, Р-регистратор, ИТ-источник тока

ного овещеиия путем применения адаптируемых или гибко программируемых сигнализаторов.

Отличительной особенность ¡а одного из t;nx (A.C.;? 1735489) является то, что еще до включения сигнала 'опасности идет непрерывное отеле,1кивание уровня производственного шума.' Оигнально-звукозля часть выполнена в виде управляемого многозонального генератора с регулируемым уровнем усилителя мощности. Оповещение, с превмшекиси уровня сигнала на б-10 дБ над уровнем помех, позволяет исключи!!, ошибки, связанные с распознаванием предупредигельных авуковых сиг-налов. В развитие этого принципа, разработано устройство (А.С.£1072494), где помимо оценки уровня производственного щууа производится а: лиз его частотного спектра. Для пглнакйшя надежности восприятия предупредительных сигналов, подаваемых одиночными локомотивами, разработаны устройства (Л. С. ,?Г/С!ГЛ'>(), A.C. #1806565), в которых характеристики сягл.ма зависят от ьп,<\ч л спорости движения машины.

Исходя >13 возможностей приьонеимя инфракрасного нлн.ч.«» связи

разработай ряд устройств для идентификации опасных зон на железнодорожных путях. Одно из таких устройств позволяет автоматически включать подачу звуковых сигналов средствами локомотивов (свисток, тифон), за счет приема отраженного излучения при проезде места установки ЯК-отражателя. Автоматическая реализация оповещения без участия машиниста и помощника ( А.С.#1643273) заметно повышает безопасность работ на путях. Это особенно важно при установке отражателя пер-гд мостами, тоннелями, переездами, в местах производства ремонпнгх работ на пути и др. Исключаются субъективные ошибки ло-конотншшй бригады, связанные с неподачей сигналов оповещения.

Аналогичное устройство предложено для повышения надежности остановки поезда перед путевыми светофорами и другими запрещающими знаками безопасности (А.С.;?1439013). Для этой цели в кабине локо-нстшз предполагается установить приемопередатчик инфракрасного диапазона частот, который включается от кода КЖ автоматической ло-коцотшшой сигнализации. Пассивный кодированный отражатель уста-нышсьа-атся в виде вдгта на некотором расстоянии от светофора (запрещающего внзна). Это расстояние, естественно, должно быть не менее тормозного пути. Отраженный от щита сигнал поступает на согласование - иодом система АЛСН. В тех случаях, когда машинист несвоевременно приступил к торможению, срабатывет система принудительного торможения- и не допускает проезд запрещающих сигналов. Ис-нользгшшио ЯК-канала не предъявляет высоких.требований по электромагнитной совместности с другой железнодорожной аппаратурой. Такие устройства могут быть эффективно применены для ограждения м.ста работ, как ьа станциях, так и на перегонах. Для этого на заданное .расстоянии ог места требуемой остановки поезда выставляет циг - отражатель.

Пр«дл0!1.1Я)0 тапяг устройство онов-'.щенич о приближении поезда к

месту работ на станции, позволяющее контролировать, во-перпык, восприятие сигналов оповещения об опасности. Во-вторых, обьектишю подтверждается выгод работников в безопасную зону. Устройство, схема которого приведена на рис.4, использует комбинированный канал связи: проводной и радио УКВ-диапазона. На путях станции/, на стрелочном переводе и других . местах, устанавливается переносной радиопередатчик ограничной мощности. Через дополнительный р:гзъем он подключается к проводному каналу, связанному с центральным постом электрической централизации. Радиоприемни.л УКВ выполнен носимым и оборудован сигнализатором.

МР

р РБ КВС

ч-1 4

Пер!—1 1-ЧПрм (-—иСж

Рис.4 Функциональная схема оповещения о приближении подышю-го объекта: Г-генератор; Р-регистратор; МР-контакт маршрутного реле; РБ-разделительный блок; КВС- блок контроля восприятия сигнала; Пер-радиопередатчик; Прм-радтюприемннк; Сиг-сигнализатор

При нормальном режиме работы, сигнал с тонального генератора через замкнутые контакты повторителя маршрутного реле поступает через кабель, разделительный блок, блок контроля восприятия сигнала и затем на передатчик. Мощность радиопередатчика выбирается такой, чтобы обеспечивать устойчивый прием в зоне выполнения работ. Приемником формируется команда контроля исправности, который и реализуется сигнализатором. Пели стрелка вошла 1; маршрут, то повторитель маршрута го реле обесточивается и его контакт шкдыч.-нгУ генератор на центральном посту. Передатчик выключается. Приемник формирует команду опасности. Сигнал опасности подается тал*."* п случаях, когда работы не санкционированы дежурным по суашцш, ко»1--да работник вышел за пределы охраняемой зону, при неиенракчмпм проводной линии, при отсутствии умеренной связи |>ад»шш.к>,амчкка с

радиоприемником (при экранирование подвижным составом). Восприятие сигнала опасности работник подтверждает нажатием специальной кнопки. Регястрарахор на центральном посту автоматически производит соответствующую отметку. Испытания устройства на станции "Карьерная -2" Полтавского горно-обогатительного комбината и на подъездных путях Московского метрополитена показали хорошие результаты.

Для более надежного восприятия сигналов оповещения персоналом предложено использовать индивидуальные физиологические параметры работников при настройке сигнализаторов. Опыты, выполненные рядом ученых, показывают, что в ответ на различные виды стимулов (световые, звуковме, тактильные, речевые) идет адекватное изменение частоты пульса, к роки ни'о давления, кожного потенциала и кожного сопротивления.4 Именно ,адекватное проявление вегетативной реакции на стимул положен в основу устройства оповещения, реализующего принцип обратной связи "человек-сигнализатор". Системы оповещения, срабатыная требует от работника соответствующего внимания, и затем выхода в безопасное место.

Рис.5 Структурная схеме устройства для тревожной сигнализации: БЬ'Ф-бпок выделения фазической составляющей ЭСК, СП-селектор помх, ВС1.1»С2.ВСЗ-временные селектора межимпульсного интервала Фазической составляющей ЭСК, ТГ-тактовый генератор, БП-блок намити. Д-динамик, УМ-усилитель мощности. ТОН-тональный генератор, ФИ-формирователь длительности импульсов. ГИ-генератор. импульсов, ДО-дахчик опасности

Ее,г.и в отшч. ь'л о-ххедешюе время, последует адекватной изменение контролируемого психофизиологического параметра, то мояно

судить о надежном восприятии и своевременном выходе в безопасное место. При такой реакции можно отключать звуковой сягнзлизатэр или снизить его мощность (рис.5). При изменениях функционального состояния человека, связанных со стрессом, теплохим ударом, сердечноЛ недостаточностью предусмотренно включение сигнала тревсп». Ото имеет особую актуальность для работников, непосредственно связанных с управлением движением поездов, систем энергоснабжения л ряда других профессий.• где цена ошибки особенно валика (А.С.,? 1501052).

ВЫВОДЫ

1. Изучение статистической информации показывает, что основным видом несчастных случаев в отрасли является наезд подвижного состава. Значительная доля травм обусловлена ошибками персонала. Более половины всех проездов запрещающих сиг-налов происходит из-за сна локомотивных бригад , около 15Х наездов из-за неподачи ими оповестительных сигналов. Исходя из этих фактов и диссертздш обоснованы пути совершенствования систем обеспечения безопасности труда железнодорожников, путем включения опережакщего контроля за состоянием человека.

2. Проведений анализ существующих технических средств предупреждения об опасности показал, что в известных устройствах реализация оповещения заканчивается на этане включения сигнализатора. Практически отсутствует контроль за состоянием человека и за средой. в которой формируется опасность. ¡le контролируется также факт осознанного восприятия работниками сигнала оповещения. В основе разработке новых технических средств .предупреждения иаевдоц под вижного состава должен находится человек, кап главный объект системы безопасности. С позиций теории информации, услошк» заидои человека, работающего при движении поездов.предложено рассматривает, в виде двух последовательно связанных информационных кашии-н ог-

раннч.?иной пропускной способностью. Б работе показано, что безопасность труда существенном образом зависит от режимов оповещения и, особенно, от адаптации снгналоз опасности не только к .условиям производственной среди, но и к функциональному состоянию самого работника.

4. Для контроля функционального состояния работника предложено использовать электрическое сопротивление кожи (ЗСК). Разработано устройство для автоматической регистрации ЗСК, позволяющее вести параллельную регистрацию тонической и фазической составляющей ЭСК. Разработан способ оценки по фазической составляющей ЗСК билатеральной асимметрии и связанной с ней различной активности полушарий головного мозга человека. Устройство, реализующее этот способ. повышает достоверность идентификации состояний человека -норма, стресс, сон.

5. Выполненные эксперименты впервые позволили в первом приближении оценивать оперативную готовность машинистов по величинам математического ожидания и дисперсии межимпульсных интервалов ЭСК. Достоверность метода подтверждена результатами экспертного исследования (коэффициент конкордации М-0,617). Как оказалось, показатели оптативной готовности машинистов в реальных поездных условиях убывакт соответственно показаниям локомотивного светофора: красно-желтый.желтый, белый, зеленый.

6. Предложен новый способ опережающего,, многоступенчатого контроля бдительности путем введения визуальной обратной связи. При этом за счет саморегуляции машинист - оператор не допускает ухудшения оперативной готовности. Информационная загрузка машиниста в зт.ой системе контроля примерно в два раза ииле, чем при тиковой. АШ5, л мано 05.умается от системы АЛСИ-ИВМ.

7. fl.ii расыренкч фу.ч.'шиональпм возможностей устройств конт-

роля состояния человека в системах безопасности разработан беспроводной вариант связи с датчиками ЭСК и индивидуально/) настройкой порога срабатывания. Предложен и реализован принцип настройки временных селекторов прибора бдительности по коду А.ВД1. Это позволяет повысить безопасность работ на путях и безопасность дпижения поездов. Опираясь на установленную связь между состоянием стресса у человека и амплитудно-временными характеристиками ЭСК, разработана схема автоматического контроля этого существенно важного состояния.

8. Разработаны различные типы звуковых ш^ещателей адаптируемых как к производственным условиям, тан и к состоянию работника. Предложена группа устройств, позволяющих контролировать приближение подвижного состава к району стрелочного перевода, и обеспечивать связь п центральным постом. Одновременно контролируется восприятие сигнала тревоги и факт выхода работника в безопасное место. Разработаны устройства для сигнализации опасных зон на нуги средствами локомотива. Такие схемные решения позволяют исключить случаи проезда этих зон без подачи акустических сигналов, а в случае не обходимости обеспечивают безусловную остановку поезда перед ними.

СНОШЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В С.ЯЕДУОТ1Х РАБОТАХ:

1 . Грибков О.И. .Шевандин М. А. Даратынова Г. В. , Подюютнова if. М.

Способ определения утомления и устройство «ля его осуществления A.C. 1531001 А 61В 5/10

2 . Грибков 0.1 , Шевандин М.А. . Таратынона Г. It. . Подклетнова U.M.

Устройство для определении утомлении оператора.. Патент 2003541 cl B61L3/20, [¡(ИВ5/Ш

3 . Грибков 0.И.,Спивэк К).Г.,Шенаидин М. А. ,Аниешкш А.М Уст-

ройство для контроля оператора, A.G.UI HvMUiU ünV) ¡ПЪЧЮ

4 . Грибков О.И., Шевандин М.А. Уел рейс л но дмтомагичеекци локомп-

nib.4iii сигнализация с контроль-ы бдительности. A.C. SU 1638C4S Л) <:Г01?/ГЙДЧ:иУГ//14

i> . Громок! О, й., Спивак Ю.Г. .Ulnxep Я. Г., Клишаинс Д. Р. Устройство л;.лч контроля бодрствования водителя транспортного средства. A.C. till 1№Ш4 AI. Alil ltö/18

ö . Грибком О.И..Спквак Ю. Г. .Клишанис Д. Р.. Петросян И. Л. Уст-рЫстьо для контроля бдительности машиниста' локомо'пша. A.C.

!ГЛ i-ii' AI ÜulL 3/20, BOOT 7/1?.

7 . Грпш'он О.И.. Сп>шан Ю.Г. Устройство для считывания номера

ч p.'iuesiepTtioro средства. A.C. :Л! 1КШ74 AG Bßll. 25/02

/

о . Грибков О.И., Спивак Ю.Г. Устройство для исследования электрического сопротивления кожи A.C. М!Ш7Л) AI AßlB 5/05

Ö . Грибков О. И., Шеаанд/ш М. А. , Волков A.B., Чавчанидзи Г. Д. Устройство для оповещения о приближении'поезда к мссту работ на отанциошшх путях A.C. HJ 1498050 AI В fill. 23/06

10. Грибков 0.И.. Шевэндин М.А., Волков A.B., Чавчанидзе Р.Д. Устройство для ограждения зоны работ на станционных путях A.C. SU 14..;Ш0 AI B61L 23/0';,

11. Грибков О.И., Еевалдии М.А., Анненков A.M., Волков A.B. Уст; нство для тревожной сигнализации A.C. SU 1591052 AI GOöB 3/10

12 Грибков 0.И. ;Цеиандын М.А. .Анненков А.М. Устройство предупредительной сигнализации A.C. 5U 1672494 AI G08B 3/10

13. Грибков 0.И. .Пееаидин М.А. .Анненков A.M. Устройство локомотивной сигнализации A.C. SU 1795-103 AI G03B 3/10

14. Грибков О.И..Онивак Ю.Г..Клишанис Д.Р..Шихер Я.Г. Устройство автоматической локомотивной сигнализацией. ,А.С. SU 1439013 AI ШШ. 25/0.?«

Iii i p.i-'ков f:..i ycrpoucieo £>»« оповещения о щ>нС>ыхотш к гдокят-

CTBina на локомотиве, .A.C. ЯП 1643273 Al 861.1, 3/04

16. Грибков О.И. .¡Иевандин М. А. .Воробы-j Е.В. .Анненков A.M. Акустическое устройство сигнализации на локомотиве.. A.C. SU 1799780 Al BOIL 23/00

17. Грибков О.И. .Воробьев В.Б..Шевандин ¡i.A.. Анненков A.I!. .Волков А.В.. Бакулин А.А. Устройство оповещения о приближении одиночного локомотива к месту работ.. A.C. SU 180DSG5 Al

10. Грибков О.И. Шевандин М.А..Иовандин Л.П. Устройство предупредительной сигнализации для поездного диспетчера., Патент Ш 2025363 CI 5B61L 27/04, G08B 3/10

19. Грибков О.И. .Спивак Ю.Г. A.C.13G5062 СССР, МКИ К0Г.Т 1/5Í5 Источник стабилизированного тока/ 4с:ил.

20. Грибков О.И. Спивак Ю.Г.Способ сравчителыюй оценки напряженности труда И61В 5/16 A.C.* 1022743

21. Грибков О.И., Спивак Ю.Г. Способ контроля бдительности мглиниста по физиологическому параметру с визуальной гнои связь»,Гос.per.9402Q573 от Ь.08.94.

22. Грибков О.И., Шевандин М.А. .Волков А.В . Повышение ньдежшнлт. оповещения работников на пути.: В кн.: Сборник научных грудок /Совершенствование управления учебной деятельностью студен-тов-заочникоБ по дисциплине охрана труда,ИЗННТ.М. ,1000,7 с .

23. Грибков О.И., Анненков A.M., Платонова О.С. Выявление тенден-ШС1 роста опасности наезда одиночными ловимо гиками.: В пн.: Тезисы докладов межвузовской учебнс-начно методической hohJkv ренции вузов МПС в г. Москве, 1991г., t с .

24. Грибков О.И., Шевандин М. А.. Анненков Л.Н, ÍIohm,¡№«i¡k; ¿.\1.е»гпж -ности контроля бдительности машиниста пчмшшиих. 'Л кн. : Ти:ш сы Всесоюзной научно-практической коп'(<о учмспго!.! f in циалнстов социалистических стран в г, !' и,1чп.', r.ü^'.i'. ,:» о.

25. Грибков О.И. Шевандин H.A., Волков A.B. Ь'овые технические средства повышения безопасности труда железнодорожников на основе своевременного предупреждения об опасности. В кн.: Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции в г. Новосибирске. 1990г. Д с .

26. Грибков О.И., Куков В.И, Шевандин М.А.. Федосов В.Д. Устройства контроля бдительности машиниста/Методические указания и дипломному проектированию..Москва,МГУ ПС,1993г..56 с.

Грибков Олег Игоревич

Разработка систем контроля бдительности и оповещения . железнодорожников об опасности наезда

Специальность: 05.26.01. Охрана труда

Сдано к печать: 29. ОЦ, 96. Объем печати: /, ¿Г п. J1, Заказ: ggg.

У

Поди, к печати: ¿£t О1/. 96, Формат бумаги: Y//£

Тираж: 100,

T)ijii>:'р.'«}и;; tftiilT, Иисква, ул.Образцова 15.