Цифровой биометрический комплекс оценки функционального состояния пилота воздушного судна

Цифровой биометрический комплекс оценки функционального состояния пилота воздушного судна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к устройствам для определения психофизиологического состояния человека и может быть использовано для контроля операторской деятельности человека, например на авиационном, железнодорожном, морском и речном транспорте, а также для индивидуального самоконтроля функциональных возможностей человека. Устройство позволяет повысить оперативность получения и достоверность результатов диагностики, а также увеличить информативность определения психофизиологического состояния человека и обеспечить надежность и безопасность его профессиональной деятельности.

Комплексной задачей предлагаемого изобретения является как расширение функциональных возможностей штатных бортовых систем регистрации, так и обеспечение записи информации о состоянии операторов, что обеспечит возможность оценки вклада человеческого фактора при разборе происшествий.

В настоящее время для записи параметров работы бортовых агрегатов и переговоров экипажа используется способ записи с помощью бортовых самописцов - самопишущих приборов, устанавливаемых на борту воздушного судна в качестве дополнительного источника сведений для проведения профилактических мероприятий и расследования авиационного происшествия или инцидента (Правила расследования авиационных происшествий и инцидентов с гражданскими воздушными судами в Российской Федерации", утвержденные постановлением Правительства РФ от 18.06.1998 №609).

Такие бортовые самописцы являются частью системы объективного контроля воздушного судна, которая собирает сведения о состоянии материальной части (давление топлива на входе в двигатель, давление в гидросистемах, обороты двигателей, температура воздуха за турбиной и т.д.), о действиях экипажа (степень отклонения органов управления, уборка и выпуск взлетно-посадочной механизации, воздействие на органы управления) и переговорах внутри кабины, навигационные (скорость и высота полета, курс, прохождение приводных маяков) и другие данные.

Зачастую к причине аварии эксперты относят стрессовое состояние пилотов или их неадекватное поведение - так называемый «человеческий фактор», однако получение объективной информации о состоянии оператора (пилота) при оценке отсутствует, поскольку в бортовых системах регистрации ее ввод не предусмотрен.

Известны способы определения функционального состояния человека путем измерения физиологических показателей до и после нагрузки, с помощью размещения на его теле датчиков, циклического их опроса и записи, либо передачи записей их показаний, или осуществления непосредственного контроля состояния организма (см. Патент РФ №2204318, Способ определения функционального состояния организма человека. А61В 5/02, А61В 5/16; Патент РФ №2289301. Способ определения функционального состояния человека. А61В 5/0452, А61В 5/021).

Указанные способы реализуются путем размещения на теле человека датчиков, характеризующих физическое состояние организма.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является адаптация известных устройств измерения функционального состояния организма к условиям работы пилотов воздушных судов. Технический результат заключается в реализации указанного действия путем включения в состав бортовых систем регистрации биометрического комплекса и размещения части его датчиков на штурвале или рычаге управления.

Известно устройство для определения психофизиологического состояния и функциональных возможностей человека (см. Патент РФ №2286090. Устройство для определения психофизиологического состояния и функциональных возможностей человека. А61В 5/16), содержащее датчик электрокожного сопротивления и датчик фотоплетизмограммы, соединенные выходами с входами соответствующих каналов преобразования сигналов измерительного блока, блок датчиков имеет размещенный на руке человека датчик артериального давления крови, выход которого подключен ко входу, по меньшей мере, одного дополнительного канала преобразования сигналов измерительного блока.

Известно взятое за прототип устройство для цифрового биометрического контроля функционального состояния оператора (Кулешов С.В. Цифровой биометрический браслет контроля функционального состояния оператора // Научное приборостроение, 2011, том 21, №2, с. 63-66), состоящее из двух блоков: первого, состоящего из размещенных на теле оператора датчиков температуры, сердечных сокращений и датчика кожно-гальванической реакции (электропроводимости), выходы которых соединены с входом первого микроконтроллера, осуществляющего циклический опрос датчиков, имеющего энергонезависимую память и связанного своим выходом с входом передающего модуля радиоканала, и второго блока, состоящего из приемного модуля радиоканала, выход которого соединен с входом второго микроконтроллера, выход которого соединен с интерфейсом USB.

Недостатком данного устройства является невозможность использования прототипа для определения времени изменения параметров датчиков пилота, управляющего самолетом (вертолетом).

Технический результат заключается в определении физиологического состояния летчика за штурвалом и одновременном определении времени пилотирования конкретным летчиком.

Данный технический результат достигается тем, что в состав устройства в качестве дополнительного датчика включен идентификатор устройства, а датчик кожно-гальванической реакции и датчик сердечных сокращений размещены на штурвале или ручке управления самолета (вертолета).

На чертеже приведен состав предлагаемого устройства, на котором обозначены:

1 - датчик температуры,

2 - датчик сердечных сокращений,

3 - датчик кожно-гальванической реакции,

4 - первый микроконтроллер с энергонезависимой памятью,

5 - передающий модуль радиоканала,

6 - идентификатор устройства,

7 - приемного модуля радиоканала,

8 - второй микроконтроллер,

9 - интерфейс,

10 - штурвал,

11 - ручка управления.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Первый микроконтроллер (4) циклически опрашивает расположенные в первом блоке (по крайней мере, два датчика) датчики температуры (1) и ДСС (2) и идентификатор, формирующий код номера устройства или фамилию пилота (6). Их измеренные значения поступают на вход первого микроконтроллера (4), с выхода которого информация в кодированном сообщении поступает на вход передающего модуля радиоканала (5). На втором блоке, после приема в приемном модуле радиоканала (7) кодированное сообщение поступает на один из входов второго микроконтроллера (8) и дополняется в нем информацией от датчика кожно-гальванической реакции (3), расположенного на штурвале (10) или ручке управления (11) самолета или вертолета (в зависимости от его типа). Далее, кодовое сообщение поступает на вход интерфейса (9), с выхода которого оно может быть записано во внешнем устройстве, например в системе объективного контроля воздушного судна. Таким образом, в кодовом сообщении данные измерений с датчика кожно-гальванической реакции будут в сообщении только того пилота, который в данный момент находится за штурвалом, в то время как данные о температуре и сердечном сокращении будут передаваться от всех членов экипажа.

Цифровой биометрический комплекс оценки функционального состояния пилота воздушного судна, состоящий из датчика кожно-гальванической реакции и двух блоков, из которых первый размещен на теле оператора и содержит датчики температуры и сердечных сокращений, выходы которых соединены с входами первого микроконтроллера, осуществляющего циклический опрос датчиков первого блока, имеющего энергонезависимую память и связанного своим выходом с входом передающего модуля радиоканала, и второй блок состоит из приемного модуля радиоканала, выход которого соединен с входом второго микроконтроллера, выход которого соединен с интерфейсом связи с внешними устройствами, отличающийся тем, что датчик кожно-гальванической реакции связан со вторым микроконтроллером, размещен на штурвале или ручке управления, а первый блок дополнен идентификатором, выполненным с возможностью формирования кода номера устройства или фамилии пилота.