Как известно, до 25-30 % транспортных аварий обусловлены засыпанием водителей за рулем. Для оценки психофизиологического состояния водителя в процессе управления транспортным средством разработаны телеметрические системы контроля частоты мигания его век, регистрации биопотенциала, кожно-гальванической реакции, двигательной активности.

Все вышеперечисленные методы так и не нашли широкого применения на практике из-за их сложности, дороговизны, необходимости фиксации на кожных покровах водителя различных датчиков.

С целью устранения этих недостатков нами разработано и апробировано на практике принципиально новое техническое решение, характеризующееся простотой, эксплуатационной надежностью, низкими стоимостными показателями.

В основу принципа действия устройства положено автоматическое слежение за силой сжатия рулевого колеса водителем в процессе управления им транспортным средством.

Психофизиологическими исследованиями установлено, что начальные стадии снижения психической активности (начальные стадии наступления предсонного состояния) водителя сопровождаются уменьшением силы сжатия им рулевого колеса.

Для непрерывной регистрации силы сжатия рулевого колеса водителем разработано сенсорное устройство, выполненное в виде зафиксированного на рулевом колесе резистивного сенсора, гальванически связанного через электронный задатчик порога срабатывания с акустическим и звуковым сигнализатором (рис.1), где 1-рулевое колесо; 2-эластичная оболочка (резиновая трубка) сенсора; 3-графитовый порошок; 4-токопроводящие заглушки-электроды сенсора; 5-электронный блок; 6-звуковой сигнализатор.

Конструктивно резистивный сенсор выполнен в виде резиновой трубки, заполненной графитовым порошком и снабженной заглушками-электродами.

При сжатии сенсора, зафиксированного на рулевом колесе, снижается его электрическое сопротивление за счет уменьшения контактного сопротивления между графитовыми частицами наполнителя. Это явление используется для мониторинга состояния водителя.

Электрическая принципиальная схема сигнализатора предсонного состояния водителя приведена на рис.2.

Схема содержит компаратор DA1, генератор низкой частоты на элементах DD1.1 и DD1.2, инвертор на элементе DD1.3, усилитель на транзисторе VT1 и электродинамический громкоговоритель ВА1.

Выходной электрический сигнал сенсора R1 поступает на инвертирующий вход компаратора DA1, где сравнивается с опорным напряжением, снимаемым с резистора R4 и подаваемым на неинвертирующий вход DA1.

Если напряжение на неинвертирующем входе компаратора становится больше чем на инвертирующем, то на выходе компаратора DA1 отсутствует напряжение, которое исполь-зуется для питания генератора звуковой частоты (DD1.1 и DD1.2). Когда сила сжатия водителем рулевого колеса автомобиля достигает своей минимально допустимой величины, напряжение на неинвертирующем входе становится ниже, чем на инвертирующем, и напряжение питание подается на генератор звуковой частоты.

Сигнал, снимаемый с генератора звуковой частоты, усиливается транзистором VT1 и подается на громкоговоритель ВА1.

Порог срабатывания звуковой сигнализации устанавливают резистором R4, а громкость звука - резистором R5.

Для изготовления устройства можно использовать постоянные резисторы типа МЛТ-0,125 Вт; переменный R4 - СП33-48; а подстроечный R6 - СП3-22. Оксидный конденсатор С3 типа К5040; С1,С2 - К10-23. Транзистор VT1КТ315Г или с любым другим буквенным индексом. Громкоговоритель диффузорный электродинамический ВА10,5-ГД-17 или любой другой аналогичный.

Монтаж устройства выполнен на плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1...1,5 мм, размером 32х55 мм. Один из возможных вариантов расположения элементов схемы и соответственно рисунок печатной платы приведены на рис.3.

Таким образом, всякое недопустимое расслабление, сопровождаемое уменьшением контактного усилия системы пальцы водителя - рулевое колесо, будет сопровождаться соответствующей сигнализацией. Тем самым обеспечивается реализация режима непрерывного слежения за физиологическим параметром, являющимся потенциально инициирующим фактором предаварийных ситуаций.

Предложенная разработка выгодно отличается от известных аналогов функциональными параметрами и техническими преимуществами, в частности, возможностями его практического использования без внесения каких-либо неудобств технического, психологического, эргономического и эстетического характера в естественный алгоритм управления водителем любых транспортных средств.

На наш взгляд, простота конструктивного решения разработки и общедоступность ее воспроизведения создают реальные предпосылки для ее широкого внедрения в рамках реализации программ снижения аварийности на транспорте.

Авторы: Р.В.Головаха, Д.И.Левинзон, Г.А.Чаусовский