用于技術(shù)設(shè)備或工藝過程的安全裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于技術(shù)設(shè)備或工藝過程的安全裝置。該安全裝置用于檢測和評估技術(shù)設(shè)備或工藝過程的操作員的專注度，具有第一模塊，其檢測操作員的預(yù)設(shè)的生理參數(shù)的數(shù)值并且根據(jù)所檢測的數(shù)值確定第一特征數(shù)，將所確定的第一特征數(shù)與事先限定的第一特征值比較并且在超過和/或低于所述第一特征值時(shí)或者在偏離事先限定的第一特征值范圍時(shí)激活第二模塊，其檢測檢查或觸發(fā)機(jī)構(gòu)提供的其他數(shù)值，其中第二模塊根據(jù)所檢測的其他數(shù)值確定代表操作員的專注度的第二特征數(shù)，將第二特征數(shù)與至少一個(gè)事先限定的第二特征值比較并且在超過和/或低于所述第二特征值時(shí)或者在偏離事先限定的第二特征值范圍時(shí)觸發(fā)激活模塊，用以采取提高設(shè)備的操作員的注意力的對應(yīng)措施。
【專利說明】用于技術(shù)設(shè)備或工藝過程的安全裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于檢測和評估技術(shù)設(shè)備或工藝過程的操作員的專注度的安全裝置，該安全裝置優(yōu)選能夠集成在所述技術(shù)設(shè)備或所述工藝過程的操作和觀察系統(tǒng)中，其中操作和觀察系統(tǒng)尤其使用在電廠設(shè)備或者提煉設(shè)備的大型技術(shù)設(shè)備(例如石油平臺和天然氣平臺)的控制室或控制設(shè)備中。此外，本發(fā)明涉及一種用于檢測和評估技術(shù)設(shè)備或工藝過程的操作員的專注度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]操作和監(jiān)控系統(tǒng)的操縱在安全關(guān)鍵的大型技術(shù)設(shè)備中變得越來越復(fù)雜，使得這些設(shè)備的操作員執(zhí)行要求其全神貫注的越來越復(fù)雜的任務(wù)。
[0003]在W02011/117061中描述一種用于監(jiān)控生產(chǎn)設(shè)備的操作員的專注狀態(tài)的方法，借助所述方法在由于工作人員過度疲勞或過負(fù)荷而注意力不集中的情況下減小生產(chǎn)中的質(zhì)量損失、但是也降低對生產(chǎn)裝置的損傷并且甚至降低對工作人員的健康和生命的危險(xiǎn)。在此，在重復(fù)的操作過程期間根據(jù)傳感器的信號和生產(chǎn)設(shè)備的操作元件在所設(shè)置的評估單元中定期地確定、以統(tǒng)計(jì)的方式評估設(shè)備的操作員的操作時(shí)間或反應(yīng)時(shí)間并且在偏離正常的情況下進(jìn)行反應(yīng)。
[0004]此外，例如在機(jī)動車的情況下用于識別和監(jiān)控的專注度的可行性從DE102005015486A1 和 DE20119203U1 中已知。
[0005]在被連續(xù)操縱的大型技術(shù)設(shè)備的操作和觀察系統(tǒng)中，尤其在夜班期間不能排除操作員出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象，然而所述疲勞現(xiàn)象會快速地引起在設(shè)備之內(nèi)的嚴(yán)重的安全關(guān)鍵的事件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明所基于的任務(wù)是:提供一種用于檢測和評估技術(shù)設(shè)備或工藝過程的操作員的專注度的方法和安全裝置，由此克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)并且尤其將大型技術(shù)設(shè)備或者大型工藝過程的操作和監(jiān)控設(shè)計(jì)得更加安全。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，所述任務(wù)通過具有權(quán)利要求1中說明的特征的安全裝置來解決。根據(jù)本發(fā)明的用于檢測和評估技術(shù)設(shè)備或工藝過程的操作員的專注度的安全設(shè)備和相應(yīng)的方法的有利的設(shè)計(jì)方案在從屬權(quán)利要求和說明書中予以說明。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的用于檢測和評估技術(shù)設(shè)備或工藝過程的操作員的專注度的安全裝置包括第一模塊，所述第一模塊檢測操作員的關(guān)于操作員關(guān)注度的預(yù)設(shè)的生理參數(shù)的數(shù)值。因此，第一模塊設(shè)置用于例如借助于至少一個(gè)傳感器檢測操作員的身體反應(yīng)。第一模塊根據(jù)所檢測的數(shù)值確定第一特征數(shù)，將所確定的第一特征數(shù)與事先限定的特征值比較并且在超過和/或低于特征值時(shí)或者在偏離事先限定的特征值范圍時(shí)激活第二模塊。
[0009]第二模塊檢測檢查或觸發(fā)機(jī)構(gòu)提供的其他數(shù)值。在此，集成在第二模塊中的檢查或觸發(fā)機(jī)構(gòu)也能夠使用關(guān)于由第一模塊所檢測的操作員的身體反應(yīng)的數(shù)值。[0010]第二模塊根據(jù)所檢測的數(shù)值確定代表操作員的專注度的第二特征數(shù)，將所確定的第二特征數(shù)與至少一個(gè)事先限定的第二特征值比較并且在超過和/或低于第二特征值時(shí)或者在偏離事先限定的第二特征值范圍時(shí)觸發(fā)激活模塊，以便采取提高設(shè)備操作員的專注度的對應(yīng)措施。
[0011]例如，第二模塊根據(jù)借助第一模塊記錄的下述階段的數(shù)量并且根據(jù)借助第二模塊記錄到的對輸入要求沒有做出反應(yīng)來確定KPI，其中在所述階段中在至少5分鐘之內(nèi)根本沒有記錄到設(shè)備操作員的運(yùn)動。
[0012]在該情況下，借助第一模塊確定的第一 KPI可能有錯誤，因?yàn)樵O(shè)備操作員可能只是非常安靜地坐著。然而，由借助第一模塊和第二模塊確定的數(shù)值組合KPI更為有效，因?yàn)樵诖嗽O(shè)備操作員沒有履行其對于消息做出反應(yīng)的職責(zé)(因?yàn)椴僮鲉T可能已經(jīng)睡著)。因此，當(dāng)KPI超過/低于閾值時(shí)，例如作為處理可以由激活模塊進(jìn)行自動的回叫主管或者給其發(fā)送電子郵件。
[0013]借助預(yù)設(shè)的生理參數(shù)能夠確定操作員的專注度或者疲勞度。所檢測的操作員的生理參數(shù)例如為眨眼頻率、脈搏、血壓、氧飽和度或者操作員在限定的時(shí)間段之內(nèi)的運(yùn)動。操作員的姿勢也能夠作為生理參數(shù)被檢測和分析，所述姿勢能夠借助于集成在第一模塊中的與攝像機(jī)和至少一個(gè)運(yùn)動傳感器共同工作的運(yùn)動識別軟件來確定。
[0014]在根據(jù)本發(fā)明的安全裝置的一種設(shè)計(jì)方案中，第一模塊和第二模塊與處理和評估單元共同作用，所述處理和評估單元根據(jù)所檢測的數(shù)值自動地確定代表所述操作員的專注度的特征數(shù)，將所述特征數(shù)與至少一個(gè)事先限定的另外的特征值比較并且在超過和/或低于另外的特征值時(shí)或者在偏離事先限定的另外的特征值范圍時(shí)觸發(fā)另外的激活模塊。
[0015]在根據(jù)本發(fā)明的安全裝置的一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，將信號發(fā)生器設(shè)置為觸發(fā)機(jī)構(gòu)，在超過和/或低于特征值時(shí)或者在偏離事先限定的特征值范圍時(shí)所述信號發(fā)生器觸發(fā)激活模塊。
[0016]在另一種實(shí)施形式中，檢查機(jī)構(gòu)自動地將事先設(shè)定的信號傳遞給操作員。處理和評估單元在所述操作員對所傳遞的信號做出反饋之后才提供一數(shù)值用于進(jìn)一步處理，然后所述數(shù)值在其處理之后觸發(fā)激活模塊。
[0017]在根據(jù)本發(fā)明的安全裝置的另一種有利的設(shè)計(jì)方案中設(shè)計(jì)為，也將運(yùn)動識別軟件集成在第二模塊中，當(dāng)在事先確定的時(shí)間段中由第一或第二模塊沒有記錄到代表事先限定的運(yùn)動的數(shù)值時(shí)，所述運(yùn)動識別軟件生成信號或脈沖。通過所述脈沖例如能夠提高空調(diào)設(shè)備的空氣流，降低空氣流的溫度和/或要求操作員進(jìn)行特定的輸入。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的安全裝置有利地能夠被集成到電廠設(shè)備或者提煉設(shè)備的安全關(guān)鍵的技術(shù)設(shè)備或者安全關(guān)鍵的工藝過程(尤其是石油平臺和天然氣平臺)的操作和觀察系統(tǒng)中。
[0019]通過將根據(jù)本發(fā)明的用于監(jiān)控工作人員的專注度的安全裝置集成在安全關(guān)鍵的設(shè)備或者安全關(guān)鍵的過程的操作和觀察系統(tǒng)中可以提前識別疲勞狀態(tài)并且避免由此出現(xiàn)的危險(xiǎn)。
[0020]還用來實(shí)現(xiàn)該任務(wù)的方法基于:兩級地檢測技術(shù)設(shè)備或者工藝過程的操作員的疲勞過程并進(jìn)而專注度，其中在第一方法段中首先僅檢測低廉簡單的測試提供的數(shù)值，所述測試僅略微或者甚至不被設(shè)備操作員所察覺。所述測試典型地具有高誤報(bào)率(盡管操作員不疲勞而卻報(bào)告疲勞)和低漏報(bào)率(盡管操作員疲勞卻沒有報(bào)告疲勞)。當(dāng)?shù)谝环椒ǘ我允孪认薅ǖ慕Y(jié)果結(jié)束時(shí)，才借助更精確的但是還更耗費(fèi)的或者更多干擾的關(guān)于操作員的疲勞現(xiàn)象的測試來觸發(fā)第二方法段，其啟動各動作的觸發(fā)。
[0021]利用根據(jù)本發(fā)明的方法，借助于安全裝置檢測和評估技術(shù)設(shè)備或工藝過程的操作員的專注度，其中設(shè)置有第一模塊，借助所述第一模塊提供操作員的預(yù)設(shè)的生理參數(shù)的數(shù)值。
[0022]借助于第一模塊根據(jù)所檢測的數(shù)值確定第一特征數(shù)，將所確定的第一特征數(shù)與事先限定的特征值比較并且在超過和/或低于所述特征值時(shí)或者在偏離事先限定的特征值范圍時(shí)激活與第一模塊共同作用的第二模塊，借助所述第二模塊檢測檢查或觸發(fā)機(jī)構(gòu)提供的其他數(shù)值。
[0023]在第二模塊中，根據(jù)所檢測的其他數(shù)值確定代表操作員的專注度的第二特征數(shù)，將所述第二特征數(shù)與至少一個(gè)事先限定的第二特征值比較并且在超過和/或低于第二特征值時(shí)或者在偏離事先限定的第二特征值范圍時(shí)觸發(fā)激活模塊，用以采取提高設(shè)備的操作員的專注度的對應(yīng)措施。
[0024]在根據(jù)本發(fā)明的方法的一種設(shè)計(jì)方案中，借助于與第一模塊和第二模塊共同作用的處理和評估單元根據(jù)所檢測的數(shù)值自動地確定代表操作員的專注度的特征數(shù)，將所述特征數(shù)與至少一個(gè)事先限定的特征值比較并且在超過和/或低于特征值時(shí)或者在偏離事先限定的另外的特征值范圍時(shí)觸發(fā)激活模塊。
[0025]在根據(jù)本發(fā)明的方法的一種設(shè)計(jì)方案中，當(dāng)在事先確定的時(shí)間段中沒有記錄到操作員的運(yùn)動時(shí)，利用存儲在第一模塊和/或第二模塊中的運(yùn)動識別軟件生成信號，并且同樣將所述信號提供給處理和評估單元，以便確定代表操作員的專注度的特征數(shù)。
[0026]在根據(jù)本發(fā)明的方法的一種設(shè)計(jì)方案中，由處理和評估單元記錄或存儲由第一模塊和第二模塊提供的數(shù)值并且據(jù)此確定長期特征值，借助所述長期特征值作出關(guān)于在事先限定的時(shí)間段(例如24小時(shí))中出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象的平均數(shù)量的說明。
[0027]如此提供的說明能夠有利地用于:通過將以簡單且低成本的方式借助第一模塊產(chǎn)生的、預(yù)設(shè)的生理參數(shù)的數(shù)值與由第二模塊經(jīng)由更精確的檢查或觸發(fā)機(jī)構(gòu)提供的數(shù)值相互組合并且據(jù)此確定代表操作員的專注度的特征數(shù)，對現(xiàn)有的操作和監(jiān)控裝置關(guān)于操作員的工作空間設(shè)計(jì)方面進(jìn)行改進(jìn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]借助在下面的附圖中示出的實(shí)施例要詳細(xì)地闡明和描述本發(fā)明以及本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)方案、改進(jìn)方案和其他優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0029]圖1示出了示例性的用于檢測和評估技術(shù)設(shè)備的操作員的專注度的安全裝置1，該安全裝置具有所謂的無源模塊11，該無源模塊檢測該設(shè)備的操作員的身體反應(yīng)并且據(jù)此生成關(guān)于操作員的專注度的數(shù)值并且傳遞至處理和評估單元13。
[0030]此外，根據(jù)本發(fā)明的安全裝置包括所謂的第二有源模塊12，該第二有源模塊檢測檢查或觸發(fā)機(jī)構(gòu)提供的另外的數(shù)值，并且將其傳遞至處理和評估單元13。[0031]與第一模塊11和第二模塊12共同作用的處理和評估單元13根據(jù)所檢測的數(shù)值自動地確定代表操作員的專注度的特征值KPI，將所確定的特征數(shù)KPI與至少一個(gè)事先限定的特征值比較并且在超過和/或低于特征值時(shí)或者在偏離事先限定的特征值范圍時(shí)觸發(fā)激活模塊15。
[0032]借助第一模塊11執(zhí)行的測試的實(shí)例可基于的是:監(jiān)控人員在長時(shí)間段中是否不運(yùn)動，這能夠表示人員睡著，但也表示該人員非常專心地思索。
[0033]借助第二模塊12執(zhí)行的測試的實(shí)例可基于的是:為人員傳遞消息或者警報(bào)，例如“請按按鍵“ESC””。然而，只有當(dāng)之前借助于第一模塊11確定的數(shù)值指示設(shè)備操作員睡著的被確證的懷疑時(shí)，才提供所述消息。于是，設(shè)備操作員沒有反應(yīng)是睡著的明確的指示。
[0034]在根據(jù)本發(fā)明的方法的一種設(shè)計(jì)方案中設(shè)計(jì)為，當(dāng)在事先確定的時(shí)間段中沒有記錄到操作員的運(yùn)動時(shí)，借助于存儲在第一模塊11和/或第二模塊12中的運(yùn)動識別軟件生成信號，并且將所述信號同樣提供給處理和評估單元13，以便確定代表操作員的專注度的特征數(shù)。
[0035]在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一種設(shè)計(jì)方案中，由處理和評估單元13記錄或存儲由第一模塊11和第二模塊12提供的數(shù)值并且據(jù)此確定長期特征數(shù)，借助所述長期特征數(shù)實(shí)現(xiàn)疲勞管理并且例如作出關(guān)于在事先限定的時(shí)間段(例如24小時(shí))中出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象的平均數(shù)量的說明。
[0036]如此提供的說明能夠有利地用于采取對應(yīng)措施14，以便提高設(shè)備的操作員的注意力。算作此的例如是，輸出信號聲、其他人員的自動信息或者降低空調(diào)設(shè)備的空氣流或者降低其溫度。
[0037]借助本發(fā)明，以有利的方式將廉價(jià)簡單的測試與另一關(guān)于操作員的疲勞現(xiàn)象的精確得多的由第二模塊12提供的測試組合，所述廉價(jià)簡單的測試僅略微或者甚至不被設(shè)備的操作員察覺到并且由第一模塊11來提供。
[0038]在一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案中，由第一模塊11所實(shí)施的測試使用存疑，使得借助第二模塊12應(yīng)用該測試是值得的或者合適的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于檢測和評估技術(shù)設(shè)備或工藝過程的操作員的專注度的安全裝置，所述安全裝置具有第一模塊(11)，所述第一模塊檢測操作員的預(yù)設(shè)的生理參數(shù)的數(shù)值并且根據(jù)所檢測的數(shù)值確定第一特征數(shù)(KPI1)，將所確定的第一特征數(shù)(KPIl)與事先限定的第一特征值比較并且在超過和/或低于所述第一特征值時(shí)或者在偏離事先限定的第一特征值范圍時(shí)激活第二模塊(12)，所述第二模塊檢測檢查或觸發(fā)機(jī)構(gòu)提供的其他數(shù)值，其特征在于，所述第二模塊(12)根據(jù)所檢測的所述其他數(shù)值確定代表操作員的專注度的第二特征數(shù)(KPI2)，將所述第二特征數(shù)(KPI2)與至少一個(gè)事先限定的第二特征值比較并且在超過和/或低于所述第二特征值時(shí)或者在偏離事先限定的第二特征值范圍時(shí)觸發(fā)激活模塊，用以采取提高所述設(shè)備的操作員的注意力的對應(yīng)措施。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全裝置，其特征在于，所述第一模塊(11)和所述第二模塊(12)與處理和評估單元(13)共同作用，所述處理和評估單元根據(jù)所檢測的數(shù)值自動地確定代表操作員的專注度的另外的特征數(shù)(KPI)，將所述另外的特征數(shù)與至少一個(gè)事先限定的另外的特征值比較并且在超過和/或低于所述另外的特征值時(shí)或者在偏離事先限定的另外的特征值范圍時(shí)觸發(fā)另外的激活模塊(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安全裝置，其特征在于，將信號發(fā)生器設(shè)置為觸發(fā)機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的安全裝置，其特征在于，所述檢查或觸發(fā)機(jī)構(gòu)自動地將事先設(shè)定的信號傳遞給操作員，在操作員對所傳遞的信號做出反饋之后才將一數(shù)值提供給所述處理和評估單元(13)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的安全裝置，其特征在于，借助所述預(yù)設(shè)的生理參數(shù)能夠確定操作員的專注度或疲勞度。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求 之一所述的安全裝置，其特征在于，所述第一模塊(11)被設(shè)置用于，例如借助于至少一個(gè)傳感器檢測操作員的身體反應(yīng)。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的安全裝置，其特征在于，所述安全裝置能夠集成到電廠設(shè)備或者提煉設(shè)備的安全關(guān)鍵的技術(shù)設(shè)備或者安全關(guān)鍵的工藝過程的、尤其是石油平臺和天然氣平臺的操作和觀察系統(tǒng)中。
8.一種用于檢測和評估技術(shù)設(shè)備或工藝過程的操作員的專注度的方法，其中借助于第一模塊(11)檢測操作員的預(yù)設(shè)的生理參數(shù)的數(shù)值并且根據(jù)所檢測的數(shù)值確定第一特征數(shù)(KPI1)，將所確定的第一特征數(shù)(KPIl)與事先限定的第一特征值比較并且在超過和/或低于所述第一特征值時(shí)或者在偏離事先限定的第一特征值范圍時(shí)激活第二模塊(12)，借助所述第二模塊檢測由檢查或觸發(fā)機(jī)構(gòu)所提供的其他數(shù)值，其特征在于，借助于所述第二模塊(12)根據(jù)所檢測的所述其他數(shù)值確定代表操作員的專注度的第二特征數(shù)(KPI2)，將所述第二特征數(shù)與至少一個(gè)事先限定的第二特征值比較并且在超過和/或低于所述第二特征值時(shí)或者在偏離事先限定的第二特征值范圍時(shí)觸發(fā)激活模塊，用以采取提高所述設(shè)備的操作員的注意力的對應(yīng)措施。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，借助于與所述第一模塊(11)和所述第二模塊(12)共同作用的處理和評估單元(13)根據(jù)所檢測的數(shù)值自動地確定代表操作員的專注度的特征數(shù)(KPI)，將所述特征數(shù)與至少一個(gè)事先限定的特征值比較并且在超過和/或低于所述特征值時(shí)或者在偏離事先限定的特征值范圍時(shí)觸發(fā)另外的激活模塊(15)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，由所述處理和評估單元(13)記錄或存儲由所述第一模塊(11)和所述第二模塊(12)檢測的數(shù)值并且據(jù)此確定長期特征數(shù)，借助所述長期特征數(shù)來作出關(guān)于在事先限定的時(shí)間段中出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象的平均數(shù)量的說明。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10之一所述的方法，其特征在于，當(dāng)在事先確定的時(shí)間段中沒有記錄到操作員的運(yùn)動時(shí)，借助于存儲在第一模塊(11)和/或第二模塊(12)中的運(yùn)動識別軟件生成信號。
【文檔編號】G06F21/78GK103679065SQ201310416875
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月15日
【發(fā)明者】M·霍倫德, T·B·阿特金森 申請人:Abb技術(shù)股份公司