一种高铁危险状况预警方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生理参数分析领域，尤其涉及一种高铁危险状况预警方法。
【背景技术】
[0002]尚速有相对性，时代不同标准有异。由于铁路时速的发展，尚铁的标准有过提尚。世界历史上几个国家有过不同的规定。
[0003]欧洲:西欧早期把旧线改造时速达到200公里、新建时速达到250?300公里的定为高速铁路；1985年联合国欧洲经济委员会在日内瓦签署的国际铁路干线协议规定:新建客货运列车混用(简称客货共线)型高速铁路时速为250公里以上，新建客运列车专用(简称客运专线)型高速铁路时速为350公里以上。
[0004]日本:作为世界上最早开始发展高速铁路的国家，日本政府在1970年发布第71号法令，为制定全国新干线铁路发展的法律时，对高速铁路的定义是，凡一条铁路的主要区段，列车的最高运行速度达到200公里/小时或以上者，可以称为高速铁路。
[0005]美国:美国联邦铁路管理局曾对高速铁路定义为最高营运速度高于145公里/小时(90mph)的铁路，但从社会大众的角度，“高速铁路” 一词在美国通常会被用来指营运速度高于160公里/小时的铁路服务，这是因为在当地除了阿西乐快线(最高速度240公里/小时)以外并没有其他营运速度高于128公里/小时(80mph)的铁路客运服务。
[0006]高铁虽然在地面上行驶，然而其速度是地面上各种交通工具最高的，一旦出事，其后果同样不堪想象。因此驾驶高铁的驾驶员需要训练有素并保持高度的专注力。然而，驾驶员也会出现状态异常的情况发生，有主观的因素，也有客观的因素，这种异常状态在生理参数上都会出现一些预兆。而现有技术中并没有这些预兆的检测方案，更不用说在检测预兆后及时为乘客提供与外界联系的紧急通话机制了。
[0007]为此，本发明提出了一种基于生理参数分析的高铁驾驶员预警平台，采用高精度的心电图监控设备和脑电波监控设备对高铁驾驶员的心电图参数和脑电波参数进行及时检测和报警，并在识别到高铁驾驶员状态异常时，及时为乘客启动紧急通话机制，避免出现高铁通信不畅的情况发生。
【发明内容】
[0008]为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种基于生理参数分析的高铁驾驶员预警平台，利用有针对性的、可用于高铁驾驶舱的紧凑结构的心电图监控设备和脑电波监控设备分别实现对驾驶位置的驾驶员的心电图信息和脑电波信息的提取，并在异常时触发报警机制和乘客紧急通话机制，帮助乘客尽早联系到外部援助。
[0009]根据本发明的一方面，提供了一种基于生理参数分析的高铁驾驶员预警平台，所述预警平台包括脑电波检测设备、一键通信设备和MSP430单片机，所述脑电波检测设备用于对高铁驾驶舱内的驾驶员的脑电波参数进行检测，所述MSP430单片机与所述脑电波检测设备连接，根据所述脑电波检测设备的检测结果确定是否提供所述一键通信设备。
[0010]更具体地，在所述基于生理参数分析的高铁驾驶员预警平台中，包括:检测电极，设置在驾驶员头部上，用于检测大脑的神经元活动通过离子传导到达大脑皮层而形成的电压变化量;前置差分放大器，与所述检测电极连接，用于对所述电压变化量进行放大;低通滤波器，与所述前置差分放大器连接，用于将放大后的电压变化量进行低通滤波，以输出第一滤波信号;两级工频陷波器，与所述低通滤波器连接，用于对所述第一滤波信号进行两级工频陷波处理，以输出陷波信号；高通滤波器，与所述两级工频陷波器连接，用于对所述陷波信号进行高通滤波，以输出第二滤波信号；电平调节电路，与所述高通滤波器连接，对所述第二滤波信号进行电平调节处理，以为后续模数转换做准备;第一模数转换电路，与所述电平调节电路连接，将经过电平调节处理后的第二滤波信号进行8位的模数转换，以获得驾驶员的脑电波数字信号;信号采集设备，包括多个医用电极和多个运动轨迹传感器，所述多个医用电极分别设置在驾驶员体表处的多个固定位置，用于提取驾驶员心电场在体表处的多个固定位置分别产生的多个电压，每一个运动轨迹传感器紧邻一个医用电极放置，用于提取对应位置处驾驶员因为呼吸和人体运动而产生的漂移心电电压信号;运动轨迹消除设备，与所述多个医用电极和所述多个运动轨迹传感器别连接，将每一个医用电极产生的每一个电压与对应运动轨迹传感器产生的漂移心电电压信号求和，以获得对应的目标电压；导联电路，与所述运动轨迹消除设备连接，用于接收多个目标电压，基于所述多个目标电压计算心电电压差并输出；信号放大电路，与所述导联电路连接，用于接收所述心电电压差并对所述心电电压差放大;带通滤波电路，与所述信号放大电路连接，用于滤除放大后的心电电压差中的噪声成分以获得滤波电压差;第二模数转换电路，与所述带通滤波电路连接，用于对滤波电压差进行模数转换，以获得数字化电压差;心电图参数提取电路，与所述第二模数转换器连接，基于所述数字化电压差提取驾驶员的窦性心率和QT间期;一键通信设备，包括呼叫键和无线通信接口，所述呼叫键用于在外部人员按压时，自动打开所述无线通信接口以接收外部人员的通话信息，所述无线通信接口用于将外部人员的通话信息通过无线通信链路发送到远端的运营管理中心处的服务器;弹簧结构，维系在所述一键通信设备上;弹簧驱动设备，与MSP430单片机和弹簧结构分别连接，用于在接收到异常状态信号时，弹开所述弹簧结构以将所述一键通信设备从高铁乘客车厢厢体内部深处推送上来，在接收到正常状态信号时，回缩所述弹簧结构以将所述一键通信设备收回至高铁乘客车厢厢体内部深处；电力供应开关，与MSP430单片机、一键通信设备和独立供电设备分别连接，用于在接收到异常状态信号时，恢复所述独立供电设备对所述一键通信设备的电力供应，在接收到正常状态信号时，断开所述独立供电设备对所述一键通信设备的电力供应;独立供电设备，与所述一键通信设备、所述弹簧驱动设备和所述电力供应开关分别连接，仅为所述一键通信设备、所述弹簧驱动设备和所述电力供应开关提供电力供应;MSP430单片机，与所述第一模数转换电路和所述心电图参数提取电路分别连接，用于分别接收脑电波数字信号、窦性心率和QT间期，当所述脑电波数字信号中出现α波和β波时，输出浅睡眠识别信号，当所述脑电波数字信号中出现Θ波和δ波时，输出深睡眠识别信号，当所述窦性心率在预设窦性心率范围之外时，发出窦性心率异常识别信号，当所述QT间期在预设QT间期范围之外时，发出QT间期异常识别信号;其中，所述两级工频陷波器采用带通滤波抵消方式设计，用于抵消所述第一滤波信号中的工频分量，所述工频分量为50Hz频率分量;所述心电电压差包括多个电压差；当MSP430单片机发出浅睡眠识别信号、深睡眠识别信号、窦性心率异常识别信号或QT间期异常识别信号时，MSP430单片机同时发出异常状态信号，否则，MSP430单片机同时发出正常状态信号。
[0011]更具体地，在所述基于生理参数分析的高铁驾驶员预警平台中:所述低通滤波器执行的是10Hz低通滤波，以输出第一滤波信号。
[0012]更具体地，在所述基于生理参数分析的高铁驾驶员预警平台中:所述高通滤波器执行的是0.1Hz高通滤波，以输出第二滤波信号。
[0013]更具体地，在所述基于生理参数分析的高铁驾驶员预警平台中:所述无线通信接口为甚高频通信接口。
[0014]更具体地，在所述基于生理参数分析的高铁驾驶员预警平台中:所述无线通信接口为高频通信接口。
[0015]更具体地，在所述基于生理参数分析的高铁驾驶员预警平台中:所述无线通信接口为卫星通信接口。
【附图说明】
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