СРЕДСТВО ДИНАМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА АКУСТИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ

А61В19/00
СРЕДСТВО ДИНАМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА АКУСТИЧЕКОЙ ОБСТАНОВКИ
Предлагаемая полезная модель относится к области безопасности жизнедеятельности, а более конкретно к обеспечению надежной профессиональной деятельности специалиста, подвергающегося в процессе ее выполнения воздействию широкополосного (0,02-20 кГц) шума интенсивностью 60-135 дБА.
Высокоинтенсивный широкополосный шум сопровождает профессиональную деятельность многих социо-профессиональных групп специалистов: инженерно-технический состав авиации, работники судостроительных заводов, испытательных полигонов, металлургических предприятий и т.п. Поскольку организм человека не способен полностью адаптироваться к действию шума, то можно утверждать, что вследствие его воздействия человек находится в состоянии повышенного нервно-эмоционального напряжения. Это, в свою очередь, обусловливает снижение надежности профессиональной деятельности и приводит к ошибочным действиям. Причем с постоянным увеличением мощности современных образцов технических средств уровень шума, обусловленного их функционированием, возрастает с темпами, существенно опережающими темпы развития средств и методов защиты от шума. Поэтому имеется устойчивая тенденция увеличения числа ошибочных действий специалистов, обусловленных нескомпенсированным действием высокоинтенсивного широкополосного шума, требующая разработки и принятия мер по повышению надёжности профессиональной деятельности специалистов.
Наиболее близким заявляемой полезной модели является измеритель шума и вибрации (патент RU №2006104069/28 от 01.02.2006 г.), включающий измерительный микрофон, блок усилителей, блок фильтров, блок детектора мощности, блок индикации, блок управления с переключателями и указателем величины измеряемых уровней шума и вибрации и блок питания и позволяющий автоматизировать сбор и обработку информации об уровнях шума и вибрации. Блок индикации измерителя выполнен в виде взаимосвязанных преобразователя напряжения, микроЭВМ, таймера, оперативного запоминающего устройства и средства связи измерителя шума и вибрации с внешней ЭВМ, а указатель величины измеряемых уровней шума и вибрации может быть выполнен цифровым или в виде светодиодной матрицы. Использование измерителя позволяет исключить постоянное участие оператора при визуальном контроле и переключении выбора диапазона измерения уровня шума и вибрации, что позволяет применять измеритель в системах автоматического сбора и обработки информации для исследования уровня шума.
Однако указанное устройство обладает следующими недостатками:
- не позволяет в реальном времени обеспечить мониторинг уровня шума, воздействующего на специалиста, с учетом кумулятивных эффектов в течение времени воздействия (то есть не позволяет определить среднюю интенсивность шума, действующего в течение определенного интервала времени, реализовав процедуру «скользящего окна», когда с определенной дискретностью для расчета средней интенсивности шума добавляется новое измерение, а самое раннее из анализируемых измерений из анализа исключается),
- используемый способ представления результатов не позволяет в реальном времени обеспечить автоматическое информирование специалистов о снижении надежности профессиональной деятельности, обусловленной воздействием шума, в интересах обеспечения должной эффективности, надежности и безопасности их профессиональной деятельности.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение контроля надежности профессиональной деятельности специалиста, подвергающегося в процессе ее выполнения воздействию широкополосного (0,02-20 кГц) шума интенсивностью 60-135 дБА.
Технический результат заключается в обеспечении возможности реализации динамического мониторинга акустической обстановки на рабочих местах специалистов с оперативной выдачей информации о риске ошибочных действий, обусловленных воздействием шума, на основании которой принимаются решения о дополнительном контроле качества выполнения рабочих операций и/или о коррекции режима труда.
Технический результат достигается тем, что в средство динамического мониторинга акустической обстановки, включающее измерительный микрофон, вычислитель, объединяющий блок усилителей, блок фильтров, блок детектора мощности, блок управления с переключателями и указателем величины измеряемых уровней шума, блок индикации, блок питания введено четырехрежимное сигнально--информационное табло, размещенное в зоне видимости работающих и выполненное с возможностью обеспечения кодирования риска ошибочных действий, обусловленных воздействием шума, цветом и режимом индикации табло: зеленый непрерывный - низкий риск; желтый непрерывный - выраженный риск; красный непрерывный - высокий риск; красный пульсирующий - очень высокий риск.
По совокупности существенных признаков заявляемое сигнально- информирующее акустометрическое средство существенно отличается от аналога, так как:
- позволяет в реальном времени обеспечить мониторинг уровня шума, воздействующего на специалиста, с учетом кумулятивных эффектов в течение времени воздействия (то есть определить среднюю интенсивность шума, действующего в течение определенного интервала времени, реализовав процедуру «скользящего окна»),
- обеспечивает реализацию в реальном времени мониторинга акустической обстановки на рабочих местах специалистов с учетом кумулятивных эффектов воздействия шума в течение времени воздействия и характеристик используемых противошумов (в отличие от регистраторов ионизирующих излучений расчет средней интенсивности неблагоприятного воздействия осуществляется не накоплением дозы за все время воздействия, а в режиме «скользящего окна»);
- позволяет оценить риск ошибочных действий специалиста, обусловленных воздействием шума, на основе времени воздействия шума, его средней интенсивности, определяемой с учетом снижения шума противошумом,
- обеспечивает индикацию результатов непосредственно на рабочих местах специалистов в форме, позволяющей в реальном времени обеспечить информирование специалистов о снижении надежности профессиональной деятельности, обусловленной воздействием шума, в интересах обеспечения должной эффективности, надежности и безопасности их профессиональной деятельности.
Предлагаемое сигнально-информирующее акустометрическое средство поясняется чертежом, где на фиг. 1 (фиг. 1- Схема сигнально- информирующего акустометрического средства) схематично представлено ее устройство и обозначены компоненты как: 1 - измерительный микрофон, 2 - сигнально-информационное табло, 3 - вычислитель, 4 - блок питания, 5 - блок усилителей, 6 - блок фильтров, 7 - блок детектора мощности, 8- микроЭВМ, 9- блок управления, 10- устройство ввода информации, 11- блок индикации, 12- оперативное запоминающее устройство, 13 - постоянное запоминающее устройство.
При этом соответствующие функциональные блоки устройства соединены информационным каналом, например, с использованием проводной связи.
Функционирование сигнально-информирующего акустометрического средства заключается в следующем.
1) Средство (фиг. 1) размещают в зоне рабочих мест специалистов, не создавая помех их профессиональной деятельности, ориентируя ее таким образом, чтобы измерительный микрофон позволял беспрепятственно регистрировать уровни шума, а сигнально-информационное табло находилось в зоне видимости специалистов.
2) Сигнал с измерительного микрофона поступает в вычислитель, включающий: блок усилителей; блок фильтров; блок детектора мощности; блок управления с переключателями и указателем величины измеряемых уровней шума, блок индикации; блок питания; устройство ввода информации для ввода величин снижения уровня шума, обеспечиваемого используемым противошумом в каждой октавной полосе частот; оперативное запоминающее устройство (энергозависимая память) для хранения текущей информации; постоянное запоминающее устройство (энергонезависимая память) для хранения долговременной информации (настройки, характеристики противошумов и т.п.); микроЭВМ, обеспечивающую определение средней интенсивности шума с реализацией режима «скользящего окна» и учетом характеристик используемых противошумов.
3) Из паспорта используемого противошума (противошумные наушники, противошумный шлем и т.п.) берут величины снижения уровня шума, обеспечиваемого противошумом в каждой октавной полосе частот, и вводят их в вычислитель с помощью устройства ввода информации.
4) В процессе профессиональной деятельности с дискретностью 10 секунд осуществляют съем информации с измерительного микрофона
5) Определяют уровни шума, фактически воздействующего на специалиста, для чего в вычислителе из уровня шума в каждой октавной полосе частот вычитают величину снижения шума в этой октавной частоте, обеспечиваемую противошумом.
6) На основании полученных значений в вычислителе накапливают информацию об уровнях шума, воздействующего на специалиста в течение каждых 10 минут, и рассчитывают среднюю (L, дБА) интенсивность шума воздействующего на специалиста, по величине которой рассчитывают оценку риска ошибочных действий, обусловленных его воздействием
061112L
R=1-(0,0003167е +1,10521).
R
7) По величине  формируют сигнал, который подают на четырехрежимное сигнально-информационное табло (Таблица 1 - Сигналы, подаваемые на сигнально-информационное табло).
8) По цвету и режиму индикации сигнально-информационного табло специалисты определяют риск ошибочных действий, обусловленных воздействием шума: зеленый непрерывный - низкий риск; желтый непрерывный - выраженный риск; красный непрерывный - высокий риск; красный пульсирующий - очень высокий риск, работу следует прекратить или выполнять этапно (каждый этап в течение не более 30 минут с обязательными перерывами между этапами не менее 15 минут). Подобный подход: информирование специалистов, работающих в условиях повышенной шумовой нагрузки о риске ошибочных действий в реальном времени - реализуется впервые в мире.
.
Формула расчета оценки риска ошибочных действий человека, обусловленных воздействием высокоинтенсивного широкополосного шума, получена в результате экспериментальных исследований работоспособности 85 представителей инженерно-технического состава Военно-воздушных сил от авиационного шума (уровень шума 63-130 дБ А, спектр включает частоты до 20 кГц, время воздействия 5-30 минут). В качестве внешнего критерия использовались оценки профессиональной работоспособности, полученные с помощью психофизиологического тестирования непосредственно до и сразу после выполнения профессиональной деятельности в условиях воздействия шума. Формула, полученная в результате регрессионного анализа, имеет высокий уровень статистической достоверности: доля объясненной вариации равна 0,958, уровень значимости р<0,0001
Использование в качестве сигнала только цвета и режима индикации сигнально-информационного табло обусловлено тем, что профессиональная деятельность специалистов, для которых предназначено заявляемое устройство, осуществляется в условиях высокого уровня шума.
Разработанное сигнально-информирующее акустометрическое средство можно применять для обеспечения надежности профессиональной действия специалистов авиаремонтных предприятий, судостроительных заводов, предприятий металлургической промышленности, техников аэродромов, ракетно-космических полигонов и др.
Таблица 1.
Оценка риска ошибочных действий, eд.
Цвет и режим индикации сигнально-информационного табло
<0,3
Зеленый непрерывный
[0,3…0,6)
Желтый непрерывный
[0,6…0,9)
Красный непрерывный
≥0,9
Красный пульсирующий