一种铁路司机工作状态的评估干预系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种铁路司机工作状态评估干预系统及方法，其中，所述系统包括车载系统以及与其通信连接的铁路监控系统，其中，所述车载系统包括：头部穿戴设备，以及与所述头部穿戴设备通信连接的手部佩戴设备。本发明专利技术通过采集脑电图，辅以心电、脉搏等信息的综合分析，并通过基于人体生理多维信号预设的分级干预模型，判断铁路司机的疲劳程度、身体健康状况等工作状态，定位铁路司机的工作状态等级，从而实现铁路司机工作状态的在线、实时的管理和预警；同时根据该分级干预模型，对铁路司机和列车进行积极干预，以有效改善铁路司机的工作状态，从而实现安全驾驶。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铁路司机工作状态评估干预系统及方法。
技术介绍
铁路是一个关乎国计民生的行业，对安全要求极高，铁路司机在工作时需要高度集中精神。大量的调查统计表明，若在列车驾驶时，司机工作状态不佳，其警觉性、持续注意力、工作记忆力、判断力等能力都会随之下降，作业人员极易出现违规操作，从而引发安全事故。现有的用于司机工作状态评估与干预的方法，通过对司机状态进行实时监控，评估有风险的工作状态并进行积极干预减少事故发生。例如：1)中国专利公开号：CN105405254A，名称：一种疲劳监测智能帽，该专利技术提供了一种疲劳监测智能帽，利用帽子内置的传感器监测使用者的脑电波数据，处理器通过分析这些数据监测使用者是否已经处于疲劳状态，并进行报警；2)中国专利公开号：CN101183482A，名称:汽车智能提神安全装置及监控报警方法，该专利技术通过智能判定司机的注意力情况，并进行语音提示或根据注意力等级情况播放不同类型的音乐来调解司机的精神状态，达到对司机提神从而降低潜在安全隐患的目的。在较高车速时会自动开启，并可以根据车速自动调解语音提示时间间隔，从而保证本专利技术的可靠性；3)中国专利公开号：CN2891967Y，名称：司机疲劳驾驶监测及反馈刺激仪，该专利技术具有直接测量脑功能状态的功能，它可以实时提醒进入睡眠(或前期)状态的驾驶员本人目前的危险状况，采用电刺激的方式更加强化了提醒的效果。虽然上述现有技术能够对司机工作状态实现实时监控并进行报警干预，但是这些装置及方法一般只能针对司机是否疲劳而进行单一告警提醒，而并不能准确判断出作业人员的工作状态(工作状态是身体的综合指数，包括：疲劳程度、反应能力、记忆能力、空间识别能力、身体健康状态等等)，以致工作状态欠佳(例如身体不适)的作业人员继续工作，从而留下很大的安全隐患。同时，上述现有技术未能对司机的工作状态进行量化分级，而对不同的工作状态采取的干预措施都是一样的，因此，无法很好地提升司机的工作状态，减少安全事故的发生。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术旨在提供一种铁路司机工作状态评估干预系统及方法，以根据铁路司机的不同工作状态才去不同的干预措施，从而更加有效地改善铁路司机的工作状态，减少安全事故。本专利技术之一所述的一种铁路司机工作状态评估干预系统，其包括车载系统以及与其通信连接的铁路监控系统，其中，所述车载系统包括：头部穿戴设备，其采集并处理司机的脑电信号，并生成第一处理信号；以及与所述头部穿戴设备通信连接的手部佩戴设备，其一方面采集并处理司机的心电与脉搏信号，并生成第二处理信号，另一方面根据所述第一处理信号和第二处理信号，获得对应司机当前工作状态的量化分值，并将该量化分值与预设的分级干预模型进行匹配，以获得司机当前工作状态的预警等级，并分别向所述头部穿戴设备和手部佩戴设备输出对应该预警等级的头部告警命令和手部告警命令，控制所述头部穿戴设备和手部佩戴设备进行报警，以对司机进行干预，或者分别向所述头部穿戴设备、手部佩戴设备和铁路监控系统输出对应该预警等级的头部告警命令、手部告警命令和远程告警命令，控制所述头部穿戴设备和手部佩戴设备进行报警，以对司机进行干预，并通过所述铁路监控系统对司机和/或列车进行干预；其中，所述分级干预模型配置为：当对应司机当前工作状态的量化分值大于等于第一阈值时，司机当前工作状态为正常状态；当对应司机当前工作状态的量化分值小于所述第一阈值并大于等于第二阈值时，司机当前工作状态的预警等级为一级预警；当司机当前工作状态的等级为一级预警时，若在T1时间内对应司机当前工作状态的量化分值变化为大于等于所述第一阈值，或在T1时间内所述车载系统接收到外部输入的手动取消告警信号，则司机当前工作状态恢复为正常状态，若在T1时间内所述车载系统未接收到所述手动取消告警信号，或在T1时间内对应司机当前工作状态的量化分值变化为小于所述第二阈值并大于第三阈值，则司机当前工作状态的等级上升为二级预警；当司机当前工作状态的等级为二级预警时，若在T2时间内对应司机当前工作状态的量化分值变化为大于等于所述第一阈值，或在T2时间内所述车载系统接收到所述手动取消告警信号，则司机当前工作状态恢复为正常状态，若在T2时间内所述车载系统未接收到外部输入的手动取消告警信号，或在T2时间内对应司机当前工作状态的量化分值变化为小于等于所述第三阈值，则司机当前工作状态的等级上升为三级预警；当司机当前工作状态的等级为三级预警时，若在T3时间内所述车载系统接收到所述手动取消告警信号，则司机当前工作状态恢复为正常状态，否则，司机当前工作状态的等级保持为三级预警；其中，所述第一阈值、第二阈值和第三阈值依次递减。在上述的铁路司机工作状态评估干预系统中，所述头部穿戴设备包括：脑电采集模块，其采集所述脑电信号；与所述脑电采集模块连接的第一信号处理模块，其对所述脑电信号进行处理，并输出所述第一处理信号；与所述第一信号处理模块连接的第一无线传输模块，其一方面将所述第一处理信号传输至所述手部佩戴设备，另一方面接收所述头部告警命令；以及与所述第一无线传输模块连接的头部报警模块，其根据所述头部告警命令进行相应的报警。在上述的铁路司机工作状态评估干预系统中，所述头部穿戴设备还包括：向所述脑电采集模块、第一信号处理模块、第一无线传输模块以及头部报警模块供电的第一电源管理模块。在上述的铁路司机工作状态评估干预系统中，所述手部佩戴设备包括：心电脉搏采集模块，其采集所述心电与脉搏信号；与所述心电脉搏采集模块连接的第二信号处理模块，其对所述心电与脉搏信号进行处理，并输出所述第二处理信号；与所述第二信号处理模块连接的数据处理模块，其根据所述第一处理信号和第二处理信号，获得对应司机当前工作状态的量化分值，并将该量化分值与预设的分级干预模型进行匹配，以获得司机当前工作状态的预警等级，并输出对应该预警等级的头部告警命令和手部告警命令，或头部告警命令、手部告警命令和远程告警命令；与所述数据处理模块连接的第二无线传输模块，其一方面将所述头部告警命令传输至所述头部穿戴设备，另一方面接收所述第一处理信号，又另一方面将所述远程告警信号传输至所述铁路监控系统；与所述第二信号处理模块、数据处理模块以及第二无线传输模块连接的数据存储模块，其接收所述第一处理信号和第二处理信号，以存储司机的脑电、心电与脉搏参数，同时存储所述量化分值；以及与所述数据处理模块连接的手部报警显示模块，其根据所述手部告警命令进行相应的报警显示。在上述的铁路司机工作状态评估干预系统中，所述手部佩戴设备包括：向所述心电脉搏采集模块、第二信号处理模块、数据处理模块、第二无线传输模块、数据存储模块以及手部报警显示模块供电的第二电源管理模块。在上述的铁路司机工作状态评估干预系统中，所述手部佩戴设备配置为：当司机当前工作状态为正常状态时，不输出头部告警命令、手部告警命令或远程告警命令；当司机当前工作状态的等级为一级预警时，输出对应一级预警的头部告警命令和手部告警命令，并允许接收所述手动取消告警信号，以停止输出头部告警命令和手部告警命令；当司机当前工作状态的等级为二级预警时，输出对应二级预警的头部告警命令、手部告警命令和远程告警命令，并允许接收所述手动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路司机工作状态评估干预系统，其特征在于，该系统包括车载系统以及与其通信连接的铁路监控系统，其中，所述车载系统包括：头部穿戴设备，其采集并处理司机的脑电信号，并生成第一处理信号；以及与所述头部穿戴设备通信连接的手部佩戴设备，其一方面采集并处理司机的心电与脉搏信号，并生成第二处理信号，另一方面根据所述第一处理信号和第二处理信号，获得对应司机当前工作状态的量化分值，并将该量化分值与预设的分级干预模型进行匹配，以获得司机当前工作状态的预警等级，并分别向所述头部穿戴设备和手部佩戴设备输出对应该预警等级的头部告警命令和手部告警命令，控制所述头部穿戴设备和手部佩戴设备进行报警，以对司机进行干预，或者分别向所述头部穿戴设备、手部佩戴设备和铁路监控系统输出对应该预警等级的头部告警命令、手部告警命令和远程告警命令，控制所述头部穿戴设备和手部佩戴设备进行报警，以对司机进行干预，并通过所述铁路监控系统对司机和/或列车进行干预；其中，所述分级干预模型配置为：当对应司机当前工作状态的量化分值大于等于第一阈值时，司机当前工作状态为正常状态；当对应司机当前工作状态的量化分值小于所述第一阈值并大于等于第二阈值时，司机当前工作状态的预警等级为一级预警；当司机当前工作状态的等级为一级预警时，若在T1时间内对应司机当前工作状态的量化分值变化为大于等于所述第一阈值，或在T1时间内所述车载系统接收到外部输入的手动取消告警信号，则司机当前工作状态恢复为正常状态，若在T1时间内所述车载系统未接收到所述手动取消告警信号，或在T1时间内对应司机当前工作状态的量化分值变化为小于所述第二阈值并大于第三阈值，则司机当前工作状态的等级上升为二级预警；当司机当前工作状态的等级为二级预警时，若在T2时间内对应司机当前工作状态的量化分值变化为大于等于所述第一阈值，或在T2时间内所述车载系统接收到所述手动取消告警信号，则司机当前工作状态恢复为正常状态，若在T2时间内所述车载系统未接收到外部输入的手动取消告警信号，或在T2时间内对应司机当前工作状态的量化分值变化为小于等于所述第三阈值，则司机当前工作状态的等级上升为三级预警；当司机当前工作状态的等级为三级预警时，若在T3时间内所述车载系统接收到所述手动取消告警信号，则司机当前工作状态恢复为正常状态，否则，司机当前工作状态的等级保持为三级预警；其中，所述第一阈值、第二阈值和第三阈值依次递减。...

【技术特征摘要】
1.一种铁路司机工作状态评估干预系统，其特征在于，该系统包括车载系统以及与其通信连接的铁路监控系统，其中，所述车载系统包括：头部穿戴设备，其采集并处理司机的脑电信号，并生成第一处理信号；以及与所述头部穿戴设备通信连接的手部佩戴设备，其一方面采集并处理司机的心电与脉搏信号，并生成第二处理信号，另一方面根据所述第一处理信号和第二处理信号，获得对应司机当前工作状态的量化分值，并将该量化分值与预设的分级干预模型进行匹配，以获得司机当前工作状态的预警等级，并分别向所述头部穿戴设备和手部佩戴设备输出对应该预警等级的头部告警命令和手部告警命令，控制所述头部穿戴设备和手部佩戴设备进行报警，以对司机进行干预，或者分别向所述头部穿戴设备、手部佩戴设备和铁路监控系统输出对应该预警等级的头部告警命令、手部告警命令和远程告警命令，控制所述头部穿戴设备和手部佩戴设备进行报警，以对司机进行干预，并通过所述铁路监控系统对司机和/或列车进行干预；其中，所述分级干预模型配置为：当对应司机当前工作状态的量化分值大于等于第一阈值时，司机当前工作状态为正常状态；当对应司机当前工作状态的量化分值小于所述第一阈值并大于等于第二阈值时，司机当前工作状态的预警等级为一级预警；当司机当前工作状态的等级为一级预警时，若在T1时间内对应司机当前工作状态的量化分值变化为大于等于所述第一阈值，或在T1时间内所述车载系统接收到外部输入的手动取消告警信号，则司机当前工作状态恢复为正常状态，若在T1时间内所述车载系统未接收到所述手动取消告警信号，或在T1时间内对应司机当前工作状态的量化分值变化为小于所述第二阈值并大于第三阈值，则司机当前工作状态的等级上升为二级预警；当司机当前工作状态的等级为二级预警时，若在T2时间内对应司机当前工作状态的量化分值变化为大于等于所述第一阈值，或在T2时间内所述车载系统接收到所述手动取消告警信号，则司机当前工作状态恢复为正常状态，
\t若在T2时间内所述车载系统未接收到外部输入的手动取消告警信号，或在T2时间内对应司机当前工作状态的量化分值变化为小于等于所述第三阈值，则司机当前工作状态的等级上升为三级预警；当司机当前工作状态的等级为三级预警时，若在T3时间内所述车载系统接收到所述手动取消告警信号，则司机当前工作状态恢复为正常状态，否则，司机当前工作状态的等级保持为三级预警；其中，所述第一阈值、第二阈值和第三阈值依次递减。2.根据权利要求1所述的铁路司机工作状态评估干预系统，其特征在于，所述头部穿戴设备包括：脑电采集模块，其采集所述脑电信号；与所述脑电采集模块连接的第一信号处理模块，其对所述脑电信号进行处理，并输出所述第一处理信号；与所述第一信号处理模块连接的第一无线传输模块，其一方面将所述第一处理信号传输至所述手部佩戴设备，另一方面接收所述头部告警命令；以及与所述第一无线传输模块连接的头部报警模块，其根据所述头部告警命令进行相应的报警。3.根据权利要求2所述的铁路司机工作状态评估干预系统，其特征在于，所述头部穿戴设备还包括：向所述脑电采集模块、第一信号处理模块、第一无线传输模块以及头部报警模块供电的第一电源管理模块。4.根据权利要求1所述的铁路司机工作状态评估干...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓茜，马清宝，汤军，成工，章捷，刘君平，张征，
申请(专利权)人：上海帝仪科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31