Технология и средства повышения работоспособности и долголетия локомотивных бригад

УДК 625.282 И.А. Худоногов

ТЕХНОЛОГИЯ И СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ И ДОЛГОЛЕТИЯ ЛОКОМОТИВНЫХ БРИГАД

В статье дается разработка новейшей энергосберегающей технологии оздоровительного чая для экипировки им локомотивных бригад с целью охраны здоровья ведущей профессии железнодорожного транспорта и обеспечения безопасности движения поездов.

Как показывает опыт эксплуатации ЭПС, проезды запрещающих сигналов практически полностью определяются управляющей деятельностью машиниста, т.е. его профессиональной подготовкой, психофизиологическим состоянием, режимом труда и отдыха. На основании обработки статистических данных по проезду запрещающих сигналов, аварий и крушений на сети дорог В.Г. Козубенко [1-2] было выявлено, что из-за отказов техники произошло 5% нарушений, а по вине человека - 95%. В подавляющем большинстве нарушение машинистом правил техники эксплуатации (ПТЭ) происходит из-за неудовлетворительного психофизиологического состояния, которое во время поездок усугубляется влиянием вибраций и сильных электромагнитных полей. С целью повышения безопасности движения поездов в современных условиях путем повышения работоспособности и эффективности управляющей деятельности машиниста целесообразно применять методы и средства по снятию психофизиологического напряжения, влияния вибраций и сильных электромагнитных полей в деятельности человека, которые создают в организме машиниста «дремотное состояние». Технические средства по устранению этого состояния эффекта не дают.

Проблема управления состоянием здоровья локомотивных бригад по своей значимости в настоящее время занимает ведущее положение в ОАО «РЖД». Об этом свидетельствуют многочисленные материалы, представленные на страницах журнала «Локомотив» в разделе «Безопасность движения». Следует также признать, что проблема эта не является чисто медицинской. Тем более известно, что медицина в основном борется с болезнями, но не очень заботится о здоровье человека и о его долголетии. Об этом неоднократно говорил Николай Михайлович Амосов [3].

В Московском государственном университете путей сообщения на Международной научнопрактической конференции были обсуждены проблемы по охране здоровья локомотивных бригад (журнал «Локомотив». 2004 г. №8). В конференции приняли участие специалисты различных направлений. По данным ВНИИЖГ, при анонимном анкетировании машинистов 29% признали, что сонливость у них наступает практически в каждой ночной поездке. Психические состояния, которые могут развиваться у машинистов при воздействии некоторых специфических, присущих данному виду деятельности, факторов, достаточно хорошо изучены медициной. Это связано с монотонностью обстановки, с пониженным притоком сигналов. Такие условия работы присущи для функционирования не только железнодорожного, но и всех других видов транспорта в ночное время, для операторов, имеющих дело со считыванием информации с моноэкранных установок при редкой переключаемости внимания на другие приборы и особенно в автоматизированных системах управления транспортным средством. При этом возникают условия для развития дремотных состояний. Начальной стадией развития дремотных состояний является общее снижение уровня бодрствования, сопровождающееся замедлением процессов восприятия и переработки приборной информации, а также снижением скорости двигательных реакций. За этим могут следовать моменты более или менее выраженного снижения бдительности, а иногда и кратковременное сонное состояние. Наличие этих условий в ночное время создает предпосылки для возникновения пространственных и других иллюзий. Развивающиеся в дремотных состояниях гипнотические фазы способствуют яркости и красочности иллюзорных и галлюцинаторных образов. У машинистов меняется эмоциональное состояние, появляются обманы чувств, нарушения в интерпретации явлений и событий. Состояния кратковременной психической оглушенности могут возникнуть при действии неожиданных одиночных сверхсильных раздражителей. В качестве последнего

может оказаться неожиданный, непредвиденный сигнал осложнения операторской деятельности, таящий в себе угрозу для жизни окружающих или самого экипажа.

Сами локомотивщики осознают острую необходимость поиска способов и средств борьбы с наступлением дремоты и утраты бдительности во время движения. ЗАО «Нейроком» в этой связи предлагает разработать и внедрить бортовую систему для непрерывного контроля состояния машиниста. Система должна обнаруживать психофизиологические состояния, предшествующие сну, и вырабатывать предупредительную команду машинисту о необходимости мобилизации. Получив такую команду, машинист должен иметь набор способов и средств для устранения дремотного состояния. Использование антидремотного чая устранит явления перехода от бодрствования к дремотной стадии.

В Иркутском государственном университете путей сообщения в творческом содружестве с Иркутской государственной сельскохозяйственной академией и Иркутским центром народной медицины разработана новейшая энергосберегающая технология оздоровительного чая для экипировки им локомотивных бригад с целью охраны здоровья ведущей профессии железнодорожного транспорта и обеспечения безопасности движения поездов. Акцент в технологии сделан на антидремотный, успокаивающий и поливитаминный чай.

Можно полагать, что эффективность управления психофизиологическим состоянием машиниста будет зависеть от согласования биоэлектромагнитных характеристик всех его органов и систем с биохимическим составом оздоровительного чая. Имеются сведения о том, что в ближайшие годы появятся аппараты, позволяющие получать информацию о состоянии здоровья человека по комплексной биоэлектромагнитной характеристике всех органов и систем в сравнении с эталоном. Прообразом такого аппарата можно считать диагностическую компьютерную систему «Диакомс», апробированную в локомотивном депо Боготол при определении состояния здоровья локомотивных бригад. Общий вид системы «Диакомс» приведен на рис.1. Функциональные возможности аппарата приведены в [4].

Рис. 1. Общий вид комплекса «Диакомс»: 1 - системный блок компьютера; 2 - монитор;

3 - активный электрод; 4 - пассивный электрод; 5 - кабели; 6 - клавиатура; 7 - мышка; 8 - принтер; 9 - выходной документ; 10 - ЦПТ

При наличии таких или более совершенных аппаратов в локомотивном депо можно будет прецизионно определять психофизиологическое состояние локомотивных бригад перед поездкой и по этой характеристике экипировать бригады оздоровительным чаем с программно заданным биохимическим составом под конкретного человека. Употребление этого чая перед поездкой, во время поездки и после поездки по рекомендациям медиков позволит значительно укрепить здоровье локомотивных бригад и продлить их работоспособность и профпригодность минимум на 10 лет.

В настоящее время проверяются методы контроля состояния здоровья локомотивных бригад с использованием компьютерных осциллоскопов. В комплексе «Диакомс» взамен элементов 3,4 и 10 рекомендуется использовать компьютерный осциллоскоп, например, DSO 2100.

На рис. 2 приведены фрагменты снятия временных диаграмм напряжения (в нановольтах) при помощи компьютерного осциллоскопа DSO 2100, которые отражают состояние здоровья человека путем сравнения с эталоном (электропунктура с мизинца левой руки по методу Накатани). На основании временных диа-

грамм напряжений можно будет назначать оздоровительный чай с необходимым в каждом случае {б) или в)} составом активно действующих веществ, ориентируясь на эталонную временную диаграмму напряжения.

б) состояние переутомления

в) состояние перевозбуждения Рис. 2. Общий вид компьютерного осциллоскопа 197

Теория, технология и техника получения оздоровительного чая из лекарственных растений с программно заданным биохимическим составом укладывается в новое научное направление "Биоэлектромагнитология”. Это научное направление основано на гипотезе о том, что жизнь на земле зародилась, совершенствовалась и развивается в результате электромагнитной эволюции. История электромагнитной эволюции написана и продолжает писаться языком электрических и магнитных импульсов и постоянным информационно-энергетическим обменом в природе. Необходимость в управлении этими импульсами с целью получения оздоровительного чая с оптимальным биохимическим составом стимулировала создание принципиально нового поколения электротехнических средств, способных дозировать информационно-энергетические потоки на уровне постоянной Планка. В этой связи нами предложены и запатентованы импульснопрерывные принципы управления электромагнитным излучением в элекротехнологии оздоровительного чая. Экспериментальные исследования по приготовлению оздоровительного чая из дикорастущих и культивируемых лекарственных растений при помощи управляемых электромагнитных излучателей инфракрасного диапазона подтвердили основные положения выдвинутой гипотезы. В зависимости от выбранной программы из одного и того же сырья, можно приготовить оздоровительный чай с различной ориентацией по составу и структуре активно действующих веществ. А, как известно, целебные свойства оздоровительного чая будут определяться структурой и составом активно действующих веществ. Например, в технологиях получения оздоровительного чая на основе использования корнеплодов моркови можно в зависимости от выбранной программы управления режимами инфракрасного облучения получать готовые продукты с 100% сохранением каротина и с низким содержанием сахара или, наоборот, с 100% сохранением сахара и с низким содержанием каротина.

Специалистами биолого-медицинского профиля изучены виды и характеристики лекарственных растений, входящих в различные группы повседневно-бытового чая. Задача специалистов инженерного профиля - разработка и совершенствование систем технологий и технических средств для переработки этих лекарственных растений в оздоровительный чай по рецептам медиков. Эта проблема по своей значимости не ниже биолого-медицинской части, так как переработка лекарственных и пищевых растений в оздоровительный чай традиционными методами с применением только естественных источников энергии, как правило, приводит к неутешительным результатам. Большая часть активно действующих веществ теряется в процессах переработки лекарственных растений (особенно в процессе сушки при неблагоприятных погодных условиях) традиционными методами. Во-первых, с помощью традиционных методов не всегда удается провести некоторые технологические операции, необходимые для повышения вкусовых и ароматических свойств оздоровительного чая (например, процессы ферментации и карамелизации). Во-вторых, нами было установлено, что при сушке медуницы в естественных условиях йод не сохраняется, а скоростная инфракрасная сушка медуницы позволяет на 90% сохранить йод. И, наконец, с позиций ресурсосбережения, применение новейших электротехнологий в процессах переработки лекарственных и пищевых растений в оздоровительный чай сулит большие преимущества.

Новизна теоретической части новой электротехнологии оздоровительного чая состоит в том, что с целью получения чая с оптимальным составом активно действующих веществ предложено управлять электромагнитными излучателями с позиций квантовой электромеханики и путём применения самонастраивающихся излучателей.

Согласно классической электромагнитной теории, степень черноты ИК-излучателей может быть вычислена с помощью их электрических свойств [5].

Решение уравнений Максвелла дает возможность по электрическим и магнитным свойствам вещества определять значения показателя преломления и показателя поглощения. Эти значения определяются по следующим формулам:

2 Р-Г Со

П _-----------

1+ 1+

V

Л)

2-п-Со-ге -у

1/2

^2 _Р-Г- С)

-1+ 1+

V

Яо

2п-С) -Ге -7

Л 2' 1/2

В случае использования для ИК-излучателя тел накала из металлов и полупроводников, когда Ге срав-

Яо

нительно с диэлектриками мало, при относительно больших длинах волн член

2п-С)-Ге-г

становится

2

2

2

определяющим и эта формула преобразуется в следующую формулу (магнитная проницаемость принимается равной цо):

п _ х _ р°-ц° -Со _ /зо^Т,

V 4п - Те у ге ’

где ц - абсолютная магнитная проницаемость среды;

у - абсолютная диэлектрическая проницаемость среды;

Со - скорость электромагнитной волны в вакууме;

Яо - длина волны в вакууме;

Ге - удельное сопротивление материала.

В формуле (3) все величины представлены в единицах системы СИ. Если Яо измеряется в мкм, а Ге -Ом см, формула (3) принимает вид:

(0,003- р ,4

п_х_Г^'

в котором она известна как формула Хагена - Рубенса.

Если электромагнитная волна падает на поглощающую среду, тогда

V

ря п р) _ 7------772-----------------------------------------2 '

(^2 + 1) + Х2

где р' - отражательная способность. Подстрочные индексы: 0 - вакуум; 1,2 - среда 1 или 2.

При упрощении п = х формула (5) сводится к следующему выражению для материала с показателем преломления п, излучающего в направлении нормали в воздух или вакуум:

ерпр= 1 -ррп р) _ 1 -2п 2+2п -1.

2п + 2п +1

Подставляя (4) и (6), получаем формулу для спектральной степени черноты в направлении нормали, известную как формулу Хагена - Рубенса для расчета степени черноты:

2

е ш

70,003- я0/ Те

Спектральную степень черноты в направлении нормали, определяемую формулой (7), можно проинтегрировать по всем длинам волн и получить интегральную степень черноты в направлении нормали.

Такая операция приводит к следующему выражению интегральной степени черноты:

еп'

где Ге,237 - удельное сопротивление при 2370К (00С), измеряемое в Ом см;

Т - температура в градусах Кельвина.

Таким образом, и спектральная и интегральная степень черноты зависят от удельного сопротивления материала. Чем больше удельное сопротивление материала, тем выше эти показатели. Интегральная степень черноты зависит еще и от температуры нагрева материала.

Эти сведения, заимствованные из классической электромагнитной теории, имеют большое практическое значение при анализе взаимодействия системы «излучатель-материал» в технологических процессах по тепловой обработке дикорастущих и сельскохозяйственных материалов, которые необходимо отнести к

группе сильно поглощающих сред. Если мы будем использовать в качестве тел накала источник излучения с

малым удельным электрическим сопротивлением, а, следовательно, с низкой степенью черноты, то в процессе нагрева дикорастущих и культивируемых материалов будем иметь неоправданные потери энергии. Поэтому в данном случае предпочтение следует отдать излучателям с телами накала, обеспечивающими высокие радиационные свойства его. К таким излучателям можно отнести различные керамические излучатели, излучатели выполненные на основе фарфора, пленочные полупроводниковые излучатели и т.п. По своим радиационным свойствам эти излучатели приближаются к абсолютно черному телу, у которого, как известно, степень излучения равна единице. В перспективе ещё большую эффективность открывает возможность использования новых достижений в теории по электропроводности многокомпонентных резистивных материалов. Аналитический обзор теорий по электропроводности многокомпонентных резистивных материалов, структура которых подразделяется на изотропные, анизотропные, зернистые, волокнистые и т.д., позволяет использовать принцип мысленного моделирования в деле разработки и создания, самонастраи-

вающихся ИК-облучателей. Электрофизические явления, протекающие в пленочных и объемных резисторах из композиционных материалов, обобщены в работах В.П. Горелова и С.В. Горелова [6].

Свойства РКМ зависят от технологического процесса производства требуемого изделия. Выбор компонентов сложных смесей и технология изготовления конструкции составляют взаимосвязанный процесс. Не потеряли актуальность исследования по изучению закономерностей электропроводности изделий из РКМ в слабых и сильных электрических полях направленного регулирования основных параметров изделий различными технологическими приемами. Особую важность приобрели конструктивные особенности изделий, повышающие их надежность в различных условиях эксплуатации.

К началу XXI века в работах В.П. Горелова, Р.В. Манчука, Л.И. Сурогина и С.В. Горелова были изложены достаточно аргументированные взгляды на природу электрической проводимости и нелинейность контактирующих частиц проводящей фазы гетерогенных систем. Это позволило не только модернизировать серийно выпускаемые мощные бетэловые резисторы, но и создать новые резисторы, электронагреватели, реакторы с повышенными электрофизическими и физико-механическими характеристиками. Синтез классической электромагнитной теории с теорией проводимости резистивных композиционных материалов открывает путь к созданию самонастраивающихся ИК-излучателей и использованию их в технологии оздоровительного чая с целью обеспечения им операторов транспортных средств.

Для организации производства оздоровительного чая имеются все условия. Учеными и практиками биологического профиля выявлены ресурсы и виды лекарственных растений, пригодных для получения чая. Например, 79% территории Иркутской области покрыто лесами, в которых произрастает более 500 видов лекарственных растений. Многие виды лекарственных растений можно культивировать в условиях сельскохозяйственного производства. Для производства чая рекомендуется использовать около 100 видов растений и особенно такие, как бадан, боярышник, брусника, валериана, голубика, донник, душица, жимолость, земляника, золотой корень, зубровка, зверобой, иван-чай, карагана гривастая, клюква, крапива, лабазник, малина, медуница, морковь, мята, облепиха, полынь эстрагон, курильский чай, рододендрон Адамса, ромашка, рябина обыкновенная и черноплодная, свекла, солодка, смородина, толокнянка, тысячелистник, чабрец, черемуха, черника, шиповник и другие. По мере расширения производства оздоровительного чая и использования его для локомотивных бригад количество видов лекарственных растений будет увеличиваться. Иркутская область богата электроэнергетическими ресурсами. Наличие современных управляемых электротехнических комплексов, предназначенных для переработки лекарственных растений в оздоровительный чай, открывает путь к созданию при ведущих локомотивных депо инженерно-медицинских центров по производству и применению чая для локомотивных бригад. Создание инженерно-медицинских центров позволит проводить исследования по оздоровлению локомотивных бригад и повышению безопасности движения.

Проведенные нами теоретические и экспериментальные работы по технологии оздоровительного чая позволяют сделать следующий вывод. Необходимо при ведущих локомотивных депо создавать инженерномедицинские центры по внедрению этой технологии с целью экипировки локомотивных бригад оздоровительным чаем и повышения эффективности управляющей деятельности машиниста. Необходимые материалы для широкого внедрения электротехнологии оздоровительного чая сосредоточены на кафедре ЭПС ИрГУПС, в том числе и техническая документация на комплектование и изготовление технических средств. Существующая практика по использованию в локомотивных депо фиточая, закупленного у государственных и частных предпринимателей, не только экономически не оправдана, но и эффект действия этого чая будет на порядок ниже по сравнению с чаем, произведенным по новейшей технологии.

По результатам исследований техники и технологии оздоровительного чая нами получено 6 патентов РФ и построена экспериментальная мини-фабрика для производства этого чая. Опыты по использованию антидремотного чая машинистами, работающими на электровозах подталкивающего движения (участок Большой луг - Слюдянка), показали высокую эффективность его в ночных поездках.

По нашим расчетам, ориентировочная стоимость 2-х технологических линий по производству чая будет в пределах 2 млн руб. (в ценах на 01.07.2005 г.), установленная мощность технологического оборудования - 100-120 кВт, производительность по сырью - 100-150 кг/ч, площадь помещения под оборудование -120-180 м2. Такая установленная мощность позволит полностью обеспечить оздоровительным чаем не только все железные дороги восточного региона, но и осуществлять коммерческую деятельность по его реализации заинтересованным организациям и учреждениям.

Набор вспомогательного технологического оборудования состоит из типовых установок, которые широко применяются на предприятиях пищевой и чайной промышленности. Исключение составляет оборудование, предназначенное для проведения основных термических операций типа "ИТС” и "Суховей”, выпуск которого освоен в г.Санкт-Петербурге.

Аналогичные установки без особого труда можно будет изготавливать в условиях локомотивных депо по нашей технической документации. Общий вид такой установки приведен на рис. 3.

Рис. 3. Общий вид установки для проведения основных термических операций в технологии оздоровительного чая

В заключение следует отметить, что внедрение оздоровительного чая позволит значительно повысить эффективность и качество управления не только среди локомотивных бригад, но и других служб системы железнодорожного транспорта, обеспечивающих безопасность движения поездов, а также операторов других транспортных средств.

Литература

1. Козубенко, В.Г. Безопасное управление поездом: вопросы и ответы: учеб. пособие / В.Г. Козубенко. - М.: Маршрут, 2005. - 320 с.

2. Козубенко, В.Г. Безопасное управление поездом: вопросы и ответы / В.Г. Козубенко. - М.: Транспорт, 1992. - 254 с.

3. Энциклопедия Амосова. Алгоритм здоровья / под ред. Н.М. Амосова. - М.: АСТ; Донецк: Сталкер, 2004ю. - 590 с.

4. Автоматизированная система управления локомотивным хозяйством. АСУТ / под ред. И.К. Лакина. - М.: ОЦВ, 2002. - 516 с.

5. Зигель, Р. Теплообмен излучением: пер. с анг. / Р. Зигель, Дж. Хауэлл. - М.: Мир, 1975. - 934 с.

6. Контактные устройства резисторов из композиционных материалов: учеб. пособие. Ч. 1 / В.Н. Андреев, М.А Бучельников, П.В. Горелов [и др.]. - Новосибирск, 2003. - 255 с.

----------♦'-------------

УДК 658.382.2:631.372 Р.В. Шкрабак

АНАЛИЗ И ПУТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТРАНСПОРТНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В АГРОПРОМЫШЛЕННОМ КОМПЛЕКСЕ

В статье приводятся результаты анализа травматизма при использовании транспортных агрегатов за 1999-2006 гг. на примере Ленинградской области; дан анализ числу происшествий, травмированных и погибших за эти годы. Детальному рассмотрению подвергнуты данные за 2006 г. Указаны пути обеспечения транспортной безопасности.

Интенсивные процессы восстановления и развития агропромышленного комплекса (АПК) страны неразрывно связаны с комплексом технологических процессов, составной частью которых являются транспортные работы. Объем последних значителен и в среднем в ряде регионов доходит до 60% от общего объема работ. Практически весь объем этих работ выполняется автомобильным и тракторным парком с прицепами или без них, т.е. по существу автотракторными поездами. Транспортные работы в технологических процессах практически ежедневно связаны с выездами на дороги общего назначения не только в поселках и районах, но и на дороги межгородских и межреспубликанских значений. К примеру, в Ленинградской области это дороги города Санкт-Петербурга, направлений Санкт-Петербург - Москва, Санкт-Петербург - Киев, Санкт-Петербург - Мурманск, Санкт-Петербург - Вологда, Санкт-Петербург - Петразоводск, Санкт-Петербург - Таллин, Санкт-Петербург - Выборг - Хельсинки и др. Дороги указанных направлений проходят через населенные пункты или поля тех или иных хозяйственных структур предприятий АПК, либо с ними тесно стыкуются. В итоге транспортные агрегаты и автотракторные поезда предприятий АПК становятся участниками дорожного движения на дорогах общего назначения. К сожалению, транспортные работы на внутрихозяйственных дорогах и на дорогах общего назначения сопровождаются дорожно-транспортными происшествиями (около 50% их приходится на сельскую местность), авариями, травматизмом и гибелью людей.

Общеизвестно, что положение с аварийностью на дорогах страны настолько неблагополучно, с точки зрения безопасности, что вызывает большую тревогу и требует принятия комплекса радикальных мер по сокращению дорожно-транспортных происшествий. В стране только за 9 месяцев 2006 г. произошло 162623 дорожно-транспортных происшествия, что на 1,8% больше, чем за тот же период 2005 года. В этих происшествиях погибли 22522 человека, а 204461 получили ранения (соответственно на 5,9% меньше и на 3% больше по сравнению с аналогичным периодом 2005 г.). В числе этих трагедий есть доля Санкт-Петербурга и Ленинградской области, где за три квартала 2006 г. произошло 8507 дорожно-транспортных происшествий, в которых получили ранения 10117 человек и погибло 967.