СИГНАЛЬНО-ИНФОРМИРУЮЩАЯ АКУСТОМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Название	СИГНАЛЬНО-ИНФОРМИРУЮЩАЯ АКУСТОМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
Разработчик (Авторы)	Зинкин Валерий Николаевич, Богомолов Алексей Валерьевич, Драган Сергей Павлович , Солдатов Сергей Константинович, Кукушкин Юрий Александрович, Алёхин Максим Дмитриевич
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2563594
Дата регистрации	20.09.2015
Правообладатель	Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр Российской Федерации - Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна"
Область применения (класс МПК)	G06K 15/00 (2006.01) G06F 3/147 (2006.01) G01H 17/00 (2006.01) A61B 5/16 (2006.01)

Описание изобретения

Предлагаемое изобретение относится к области безопасности жизнедеятельности, а более конкретно к обеспечению надежной профессиональной деятельности специалиста, подвергающегося в процессе ее выполнения воздействию производственного шума.

Высокоинтенсивный широкополосный шум сопровождает профессиональную деятельность многих социопрофессиональных 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 отмечается устойчивая тенденция увеличения числа ошибочных действий специалистов, обусловленных нескомпенсированным действием высокоинтенсивного широкополосного шума, требующая разработки и принятия мер по повышению надежности профессиональной деятельности специалистов.

Наиболее близким заявляемому изобретению 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 предлагаемого изобретения является обеспечение контроля надежности профессиональной деятельности специалиста, подвергающегося в процессе ее выполнения воздействию производственного шума.

Технический результат заключается в обеспечении оперативного информирования о риске ошибочных действий, обусловленных воздействием производственного шума.

Технический результат достигается тем, что сигнально-информирующая акустометрическая система включает измерительный микрофон с передающим устройством и блоком питания; вычислитель, который выполнен объединяющим: приемное устройство, блок усилителей, блок фильтров, блок детектора мощности, блок управления, микроЭВМ, выполненную с возможностью определения средней интенсивности шума с реализацией режима «скользящее окно» и с учетом характеристик используемых противошумов, оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, устройство ввода информации, реализующее ввод величин снижения уровня шума, обеспечиваемых используемым противошумом в каждой октавной полосе частот, а также блок питания, блок индикации уровней шума и передающее устройство, причем приемное устройство выполнено принимающим радиосигнал с микрофона, а передающее устройство выполнено передающим информацию с вычислителя на табло; четырехрежимное сигнально-информационное табло, размещаемое в зоне видимости работающих и обеспечивающее отображение информации о риске ошибочных действий на основании рассчитываемой оценки риска ошибочных действий, обусловленных воздействием шума

R=1-(0,0003167e0,061112L+1,10521)

с индикацией оценок риска путем кодирования оценки риска цветом и режимом табло: зеленый (если R<0,3) - низкий риск; желтый (если 0,3≤R<0,6) - выраженный риск; красный (если 0,6≤R<0,9) - высокий риск, необходим контроль качества выполнения работы; красный пульсирующий (если R≥0,9) - очень высокий риск, 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), осуществляя строгий контроль качества ее выполнения.

По совокупности существенных признаков заявляемая сигнально-информирующая акустометрическая система 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 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.

Предлагаемая сигнально-информирующая акустометрическая система поясняется чертежом, где на фигуре (фигура - Схема сигнально-информирующей акустометрической системы) схематично представлено ее устройство и обозначены рабочие места специалистов (1 - рабочее место). Сигнально-информирующая акустометрическая система включает следующие компоненты, обозначенные на фиг. 1 как: 2 - измерительный микрофон, 3 - сигнально-информационное табло, 4 - вычислитель, 5 - радиоканал для передачи информации с измерительного микрофона в вычислитель, 6 - радиоканал для передачи с вычислителя на сигнально-информационное табло, 7 - блок питания, 8 - блок усилителей, 9 - блок фильтров, 10 - блок детектора мощности, 11 - микроЭВМ, 12 - блок управления, 13 - устройство ввода информации, 14 - блок индикации, 15 - приемное устройство, 16 - передающее устройство, 17 - оперативное запоминающее устройство, 18 - постоянное запоминающее устройство.

Функционирование сигнально-информирующей акустометрической системы заключается в следующем.

1) В зоне рабочих мест специалистов размещают измерительный микрофон, связанный с измерителем шума по радиоканалу, и сигнально-информационное табло, связанное по радиоканалу с вычислителем (см. фиг.). Причем измерительный микрофон размещают так, чтобы он не создавал помех профессиональной деятельности и, в тоже время, находился в месте, обеспечивающем беспрепятственную регистрацию уровня шума, а сигнально-информационное табло размещают так, чтобы оно находилось в зоне видимости специалистов, не создавая помех их профессиональной деятельности.

2) В отдалении от рабочих мест (так, чтобы исключить помехи профессиональной деятельности и обеспечить расстояние, необходимое для приема-передачи информации по радиоканалу) располагают вычислитель, включающий: блок усилителей; блок фильтров; блок детектора мощности; блок управления с переключателями и указателем величины измеряемых уровней шума, блок индикации; блок индикации уровней шума; 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.); приемное устройство для получения информации с измерительного микрофона; передающее устройство для передачи информации на сигнально-информационное табло; микроЭВМ, обеспечивающую определение средней интенсивности шума с реализацией режима «скользящего окна» и учетом характеристик используемых ими противошумов.

3) Из паспорта используемого противошума (противошумные наушники, противошумный шлем и т.п.) берут значения снижения уровня шума, обеспечиваемого противошумом в каждой октавной полосе частот.

4) В процессе профессиональной деятельности с дискретностью 10 секунд осуществляют съем информации с измерительного микрофона и передачу ее по радиоканалу в вычислитель.

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

R=1-(0,0003167e0,061112L+1,10521).

7) По величине R формируют сигнал, передающийся на четырехрежимное сигнально-информационное табло через передающее устройство вычислителя (Таблица 1 - Сигналы, передаваемые 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 дБА, 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 p<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.

Разработанную сигнально-информирующую акустометрическую систему можно применять для обеспечения надежности профессиональной действия специалистов авиаремонтных предприятий, судостроительных заводов, предприятий металлургической промышленности, техников аэродромов, ракетно-космических полигонов и др.

Формула изобретения

Сигнально-информирующая акустометрическая система, включающая измерительный микрофон с передающим устройством, блок питания, приемное устройство, измеритель шума, блок индикации,
отличающаяся тем, что
система дополнительно содержит четырехрежимное сигнально-информационное табло, связанное с блоком вычислителя по радиоканалу, и устройство ввода информации,
а приемное устройство, измеритель шума, блок индикации, блок питания, реализованы в вычислительном блоке,
- причем в вычислительном блоке дополнительно расположены:
- приемо-передающее устройство получения информации с измерительного микрофона и передачи информации на сигнально-информационное табло, оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство,
- микроЭВМ, реализующая определение средней интенсивности шума (L, дБА), посредством режима «скользящего окна» и с учетом характеристик используемых противошумов, и вычисление риска ошибочных действий (R), обусловленных воздействием шума:
R=1-(0,0003167e0,061112L+1,10521),
вычисленное значение R передается по радиоканалу на табло, причем вычисленная оценка R кодируется цветом и режимом и сигнал передается на табло: зеленый, если R<0,3 - низкий риск; желтый, если 0,3≤R<0,6 - выраженный риск; красный, если 0,6≤R<0,9 - высокий риск, красный пульсирующий, если R≥0,9 - очень высокий риск,
- измерительный микрофон связан с измерителем шума по радиоканалу.

Изобретение "СИГНАЛЬНО-ИНФОРМИРУЮЩАЯ АКУСТОМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА" (Зинкин Валерий Николаевич, Богомолов Алексей Валерьевич, Драган Сергей Павлович , Солдатов Сергей Константинович, Кукушкин Юрий Александрович, Алёхин Максим Дмитриевич ) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога