基于生理參數(shù)分析的高鐵駕駛員預(yù)警平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生理參數(shù)分析領(lǐng)域，尤其涉及一種基于生理參數(shù)分析的高鐵駕駛員預(yù)警平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]尚速有相對性，時(shí)代不同標(biāo)準(zhǔn)有異。由于鐵路時(shí)速的發(fā)展，尚鐵的標(biāo)準(zhǔn)有過提尚。世界歷史上幾個(gè)國家有過不同的規(guī)定。
[0003]歐洲:西歐早期把舊線改造時(shí)速達(dá)到200公里、新建時(shí)速達(dá)到250?300公里的定為高速鐵路；1985年聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)在日內(nèi)瓦簽署的國際鐵路干線協(xié)議規(guī)定:新建客貨運(yùn)列車混用(簡稱客貨共線)型高速鐵路時(shí)速為250公里以上，新建客運(yùn)列車專用(簡稱客運(yùn)專線)型高速鐵路時(shí)速為350公里以上。
[0004]日本:作為世界上最早開始發(fā)展高速鐵路的國家，日本政府在1970年發(fā)布第71號法令，為制定全國新干線鐵路發(fā)展的法律時(shí)，對高速鐵路的定義是，凡一條鐵路的主要區(qū)段，列車的最高運(yùn)行速度達(dá)到200公里/小時(shí)或以上者，可以稱為高速鐵路。
[0005]美國:美國聯(lián)邦鐵路管理局曾對高速鐵路定義為最高營運(yùn)速度高于145公里/小時(shí)(90mph)的鐵路，但從社會(huì)大眾的角度，“高速鐵路” 一詞在美國通常會(huì)被用來指營運(yùn)速度高于160公里/小時(shí)的鐵路服務(wù)，這是因?yàn)樵诋?dāng)?shù)爻税⑽鳂房炀€(最高速度240公里/小時(shí))以外并沒有其他營運(yùn)速度高于128公里/小時(shí)(80mph)的鐵路客運(yùn)服務(wù)。
[0006]高鐵雖然在地面上行駛，然而其速度是地面上各種交通工具最高的，一旦出事，其后果同樣不堪想象。因此駕駛高鐵的駕駛員需要訓(xùn)練有素并保持高度的專注力。然而，駕駛員也會(huì)出現(xiàn)狀態(tài)異常的情況發(fā)生，有主觀的因素，也有客觀的因素，這種異常狀態(tài)在生理參數(shù)上都會(huì)出現(xiàn)一些預(yù)兆。而現(xiàn)有技術(shù)中并沒有這些預(yù)兆的檢測方案，更不用說在檢測預(yù)兆后及時(shí)為乘客提供與外界聯(lián)系的緊急通話機(jī)制了。
[0007]為此，本發(fā)明提出了一種基于生理參數(shù)分析的高鐵駕駛員預(yù)警平臺(tái)，采用高精度的心電圖監(jiān)控設(shè)備和腦電波監(jiān)控設(shè)備對高鐵駕駛員的心電圖參數(shù)和腦電波參數(shù)進(jìn)行及時(shí)檢測和報(bào)警，并在識(shí)別到高鐵駕駛員狀態(tài)異常時(shí)，及時(shí)為乘客啟動(dòng)緊急通話機(jī)制，避免出現(xiàn)高鐵通信不暢的情況發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于生理參數(shù)分析的高鐵駕駛員預(yù)警平臺(tái)，利用有針對性的、可用于高鐵駕駛艙的緊湊結(jié)構(gòu)的心電圖監(jiān)控設(shè)備和腦電波監(jiān)控設(shè)備分別實(shí)現(xiàn)對駕駛位置的駕駛員的心電圖信息和腦電波信息的提取，并在異常時(shí)觸發(fā)報(bào)警機(jī)制和乘客緊急通話機(jī)制，幫助乘客盡早聯(lián)系到外部援助。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種基于生理參數(shù)分析的高鐵駕駛員預(yù)警平臺(tái)，所述預(yù)警平臺(tái)包括腦電波檢測設(shè)備、一鍵通信設(shè)備和MSP430單片機(jī)，所述腦電波檢測設(shè)備用于對高鐵駕駛艙內(nèi)的駕駛員的腦電波參數(shù)進(jìn)行檢測，所述MSP430單片機(jī)與所述腦電波檢測設(shè)備連接，根據(jù)所述腦電波檢測設(shè)備的檢測結(jié)果確定是否提供所述一鍵通信設(shè)備。
[0010]更具體地，在所述基于生理參數(shù)分析的高鐵駕駛員預(yù)警平臺(tái)中，包括:檢測電極，設(shè)置在駕駛員頭部上，用于檢測大腦的神經(jīng)元活動(dòng)通過離子傳導(dǎo)到達(dá)大腦皮層而形成的電壓變化量;前置差分放大器，與所述檢測電極連接，用于對所述電壓變化量進(jìn)行放大;低通濾波器，與所述前置差分放大器連接，用于將放大后的電壓變化量進(jìn)行低通濾波，以輸出第一濾波信號;兩級工頻陷波器，與所述低通濾波器連接，用于對所述第一濾波信號進(jìn)行兩級工頻陷波處理，以輸出陷波信號；高通濾波器，與所述兩級工頻陷波器連接，用于對所述陷波信號進(jìn)行高通濾波，以輸出第二濾波信號；電平調(diào)節(jié)電路，與所述高通濾波器連接，對所述第二濾波信號進(jìn)行電平調(diào)節(jié)處理，以為后續(xù)模數(shù)轉(zhuǎn)換做準(zhǔn)備;第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，與所述電平調(diào)節(jié)電路連接，將經(jīng)過電平調(diào)節(jié)處理后的第二濾波信號進(jìn)行8位的模數(shù)轉(zhuǎn)換，以獲得駕駛員的腦電波數(shù)字信號;信號采集設(shè)備，包括多個(gè)醫(yī)用電極和多個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡傳感器，所述多個(gè)醫(yī)用電極分別設(shè)置在駕駛員體表處的多個(gè)固定位置，用于提取駕駛員心電場在體表處的多個(gè)固定位置分別產(chǎn)生的多個(gè)電壓，每一個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡傳感器緊鄰一個(gè)醫(yī)用電極放置，用于提取對應(yīng)位置處駕駛員因?yàn)楹粑腿梭w運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的漂移心電電壓信號;運(yùn)動(dòng)軌跡消除設(shè)備，與所述多個(gè)醫(yī)用電極和所述多個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡傳感器別連接，將每一個(gè)醫(yī)用電極產(chǎn)生的每一個(gè)電壓與對應(yīng)運(yùn)動(dòng)軌跡傳感器產(chǎn)生的漂移心電電壓信號求和，以獲得對應(yīng)的目標(biāo)電壓；導(dǎo)聯(lián)電路，與所述運(yùn)動(dòng)軌跡消除設(shè)備連接，用于接收多個(gè)目標(biāo)電壓，基于所述多個(gè)目標(biāo)電壓計(jì)算心電電壓差并輸出；信號放大電路，與所述導(dǎo)聯(lián)電路連接，用于接收所述心電電壓差并對所述心電電壓差放大;帶通濾波電路，與所述信號放大電路連接，用于濾除放大后的心電電壓差中的噪聲成分以獲得濾波電壓差;第二模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，與所述帶通濾波電路連接，用于對濾波電壓差進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，以獲得數(shù)字化電壓差;心電圖參數(shù)提取電路，與所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，基于所述數(shù)字化電壓差提取駕駛員的竇性心率和QT間期;一鍵通信設(shè)備，包括呼叫鍵和無線通信接口，所述呼叫鍵用于在外部人員按壓時(shí)，自動(dòng)打開所述無線通信接口以接收外部人員的通話信息，所述無線通信接口用于將外部人員的通話信息通過無線通信鏈路發(fā)送到遠(yuǎn)端的運(yùn)營管理中心處的服務(wù)器;彈簧結(jié)構(gòu)，維系在所述一鍵通信設(shè)備上;彈簧驅(qū)動(dòng)設(shè)備，與MSP430單片機(jī)和彈簧結(jié)構(gòu)分別連接，用于在接收到異常狀態(tài)信號時(shí)，彈開所述彈簧結(jié)構(gòu)以將所述一鍵通信設(shè)備從高鐵乘客車廂廂體內(nèi)部深處推送上來，在接收到正常狀態(tài)信號時(shí)，回縮所述彈簧結(jié)構(gòu)以將所述一鍵通信設(shè)備收回至高鐵乘客車廂廂體內(nèi)部深處；電力供應(yīng)開關(guān)，與MSP430單片機(jī)、一鍵通信設(shè)備和獨(dú)立供電設(shè)備分別連接，用于在接收到異常狀態(tài)信號時(shí)，恢復(fù)所述獨(dú)立供電設(shè)備對所述一鍵通信設(shè)備的電力供應(yīng)，在接收到正常狀態(tài)信號時(shí)，斷開所述獨(dú)立供電設(shè)備對所述一鍵通信設(shè)備的電力供應(yīng);獨(dú)立供電設(shè)備，與所述一鍵通信設(shè)備、所述彈簧驅(qū)動(dòng)設(shè)備和所述電力供應(yīng)開關(guān)分別連接，僅為所述一鍵通信設(shè)備、所述彈簧驅(qū)動(dòng)設(shè)備和所述電力供應(yīng)開關(guān)提供電力供應(yīng);MSP430單片機(jī)，與所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和所述心電圖參數(shù)提取電路分別連接，用于分別接收腦電波數(shù)字信號、竇性心率和QT間期，當(dāng)所述腦電波數(shù)字信號中出現(xiàn)α波和β波時(shí)，輸出淺睡眠識(shí)別信號，當(dāng)所述腦電波數(shù)字信號中出現(xiàn)Θ波和δ波時(shí)，輸出深睡眠識(shí)別信號，當(dāng)所述竇性心率在預(yù)設(shè)竇性心率范圍之外時(shí)，發(fā)出竇性心率異常識(shí)別信號，當(dāng)所述QT間期在預(yù)設(shè)QT間期范圍之外時(shí)，發(fā)出QT間期異常識(shí)別信號;其中，所述兩級工頻陷波器采用帶通濾波抵消方式設(shè)計(jì)，用于抵消所述第一濾波信號中的工頻分量，所述工頻分量為50Hz頻率分量;所述心電電壓差包括多個(gè)電壓差；當(dāng)MSP430單片機(jī)發(fā)出淺睡眠識(shí)別信號、深睡眠識(shí)別信號、竇性心率異常識(shí)別信號或QT間期異常識(shí)別信號時(shí)，MSP430單片機(jī)同時(shí)發(fā)出異常狀態(tài)信號，否則，MSP430單片機(jī)同時(shí)發(fā)出正常狀態(tài)信號。
[0011]更具體地，在所述基于生理參數(shù)分析的高鐵駕駛員預(yù)警平臺(tái)中:所述低通濾波器執(zhí)行的是100Hz低通濾波，以輸出第一濾波信號。
[0012]更具體地，在所述基于生理參數(shù)分析的高鐵駕駛員預(yù)警平臺(tái)中:所述高通濾波器執(zhí)行的是0.1 Hz高通濾波，以輸出第二濾波信號。
[0013]更具體地，在所述基于生理參數(shù)分析的高鐵駕駛員預(yù)警平臺(tái)中:所述無線通信接口為甚高頻通信接口。
[0014]更具體地，在所述基于生理參數(shù)分析的高鐵駕駛員預(yù)警平臺(tái)中:所述無線通信接口為高頻通信接口。
[0015]更具體地，在所述基于生理參數(shù)分析的高鐵駕駛員預(yù)警平臺(tái)中:所述無線通信接口為衛(wèi)星通信接口。
【附圖說明】
[0016]以