УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПСИХОФИЗИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОПЕРАТОРА

Полезная модель относится к автоматике, в частности к системам контроля, определения, измерения или регистрации функционального состояния операторов для диагностических целей, и может быть использована при профессиональном отборе и психофизических исследованиях.
Аналогом предполагаемой полезной модели является мобильное диагностическое устройство (патент RU 128469 от 2013), содержащее корпус, датчики контроля деятельности сердечно-сосудистой системы, температуры тела, основной модуль, канал радиосвязи, датчики контроля деятельности дыхательной системы, датчики анализа гидрофильности тканей и водного баланса организма пользователя, датчики двигательной активности, положения тела в пространстве и функцию регистрации полноценной одноканальной ЭКГ, вариабельность сердечного ритма, динамику ST сегмента кардиограммы, позволяющую классифицировать различные виды аритмий сердца, функцию регистрации факта падения пользователя, функцию записи и анализа индивидуальной биометрической карты пользователя, представленной статистической информацией по параметрам его жизнедеятельности в течение определенного периода времени, функцию мониторинга биофизических параметров в режиме 24 ч в сутки 7 дней в неделю; при этом корпус основного модуля содержит электронную схему, управляющую датчиками контроля биофизических параметров организма, микроконтроллеры, внутреннюю память на электронном носителе, модуль беспроводной передачи данных, автономный источник питания, геолокационный контроллер, модуль для сотовой связи, пластину из эластичного материала с клеевой поверхностью; корпус основного модуля устройства крепится к пластине из эластичного материала с клеевой поверхностью, обработанной токопроводящим веществом, за счет которой фиксируется на коже человека в области проекции органа, предусмотренного для регистрации биофизических параметров; корпус основного модуля устройства и самоклеющаяся поверхность образуют разъемное соединение, за счет которого корпус является сменным и взаимозаменяемым.
Недостатками данного мобильного диагностического устройства являются: невозможность определения влажности покрова кожи в ходе работы оператора, передача множества различных параметров по одному каналу радиосвязи, что перегружает последний и приводит к снижению надежности, представление сигнала набором дискретных отсчетов при цифровой обработке приводит к потере информации, так как ничего неизвестно о поведении сигнала в промежутках между отсчетами - периодах дискретизации, при обработке сигнала в вычислительных устройствах его отсчеты представляются в виде двоичных чисел, имеющих ограниченное число разрядов, вследствие чего отсчеты могут принимать лишь конечное множество значений и, следовательно, при представлении сигнала неизбежно происходит его округление, при этом возникают ошибки округления, называемые шумами.
Наиболее близким по технической сущности к предполагаемой полезной модели является устройство контроля психофизического состояния оператора (патент RU 174788 от 2017), содержащее датчики контроля деятельности сердечно-сосудистой системы и температуры тела, основной модуль, канал радиосвязи, при этом корпус основного модуля содержит электронную схему, управляющую датчиками контроля биофизических параметров организма, модуль беспроводной передачи данных, автономный источник питания, датчик анализа влажности покрова кожи, модуль обработки аналоговых сигналов и блок нормировки полученных данных, причем датчик анализа влажности покрова кожи подключен к электронной схеме, управляющей датчиками контроля биофизических параметров организма, электронная схема, управляющая датчиками контроля биофизических параметров организма, соединена с модулем обработки аналоговых сигналов, к которому подключен блок нормировки полученных данных, соединенный с модулем беспроводной передачи данных.
Недостатком данного устройства контроля психофизического состояния оператора является то, что контролирующее лицо принимает решение о допуске оператора к работе только на основе показаний системы датчиков, не учитывая при этом массив различных комбинаций переменных, который позволил бы допустить оператора к работе, вследствие чего правильность решения зависит только от опыта и компетентности самого контролирующего лица, поэтому снижается степень объективности оценки психофизического состояния оператора, повышается возможность выдачи неверного заключения о допуске оператора к работе вследствие неверной интерпретации контролирующим лицом диагностической информации о состоянии оператора.
Задачей предполагаемой полезной модели является увеличение степени объективности оценки психофизического состояния оператора, повышение вероятности достоверного определения психофизического состояния оператора и выдача предварительного формального допуска к проведению работ на технике.
Сущность предполагаемой полезной модели заключается в том, что в известном устройстве, содержащем датчики влажности покрова кожи, контроля деятельности сердечно-сосудистой системы и температуры тела, основной модуль, канал радиосвязи, при этом корпус основного модуля содержит электронную схему, управляющую датчиками контроля биофизических параметров организма, модуль беспроводной передачи данных, автономный источник питания, дополнительно введены: фаззификатор, блок нечеткого логического вывода, база правил, дефаззификатор, причем электронная схема, управляющая датчиками контроля биофизических параметров организма, подключена к фаззификатору, который соединен с блоком нечеткого логического вывода, к которому подсоединена база правил, а модуль беспроводной передачи данных соединен с дефаззификатором, который подключен к блоку нечеткого логического вывода.
На фиг. 1 изображен общий вид устройства контроля психофизического состояния оператора.
Устройство контроля психофизического состояния оператора состоит из датчиков: контроля деятельности сердечно-сосудистой системы 1, контроля температуры тела 2, анализа влажности покрова кожи 3, основного модуля 4, содержащего электронную схему 5, управляющую датчиками контроля биофизических параметров организма, фаззификатор 6, осуществляющий преобразование в нечеткие переменные, блок нечеткого логического вывода 7, предназначенный для выдачи заключения об объекте, базу правил 8, содержащую в себе все возможные комбинации параметров датчиков, дафаззификатор 9, осуществляющий обратное преобразования нечетких переменных в четкие, модуль беспроводной передачи данных 10, отправляющий информацию об операторе и формальное решение на допуск к работам по каналу радиосвязи 11 непосредственно в устройство вывода информации (УВИ), представляющее собой, например, персональный компьютер, автономный источник питания 12. Причем датчики контроля деятельности сердечно-сосудистой системы 1, контроля температуры тела 2 и анализа влажности покрова кожи 3 подключены к электронной схеме 5, управляющей датчиками контроля биофизических параметров организма, соединенной с фаззификатором 6, который соединен с блоком нечеткого логического вывода 7, к которому подсоединена база правил 8, а модуль беспроводной передачи данных 10 соединен с дефаззификатором 9, который подключен к блоку нечеткого логического вывода 7.
Работа происходит следующим образом. С датчиков контроля деятельности сердечно-сосудистой системы 1, контроля температуры тела 2 и анализа влажности покрова кожи 3 сигналы о психофизическом состоянии оператора поступают на электронную схему 5, управляющую датчиками контроля биофизических параметров организма, которая отправляет их в фаззификатор 6, осуществляющей преобразование в нечеткие переменные. В базе правил 8 на основе матрицы знаний записываются лингвистические правила вида ЕСЛИ - исходная ситуация, ТО - ответная реакция, которые вместе обычно называют рабочим правилом. Взаимодействие между входными и выходными физическими переменными типа ЕСЛИ-ТО обозначается как импликация. Импликация - это этап нечеткого вывода, представляющий собой процедуру нахождения степени истинности каждого из подзаключений логических правил вида ЕСЛИ-ТО, которые являются нечеткими лингвистическими высказываниями в форме лингвистических переменных. Соответствующей формулировкой правил достигается результат, при котором для любой лингвистической величины управляющего воздействия, как минимум, одно из правил оказывается приемлемым. Блок нечеткого логического вывода 7 на основе сопоставления лингвистических переменных, находящихся в базе правил, и переменных, поступающих с фаззификатора 6, выдает заключение об объекте. После чего дафаззификатор 9, осуществляет обратное преобразования нечетких переменных в четкие и посылает их в модуль беспроводной передачи данных 10, отправляющий информацию об операторе и формальное решение на допуск к работам по каналу радиосвязи 11 непосредственно в УВИ.
Преимущество предлагаемой полезной модели в том, что благодаря исчерпывающему объему имеющихся в базе правил моделей состояния оператора, увеличивается степень объективности оценки психофизического состояния оператора, исключается возможность выдачи неверного заключения о допуске оператора к работе, а также исключается возможность неверной интерпретации контролирующим лицом информации о состоянии оператора.