Интегральный показатель оценки функционального состояния «утомление» пилота воздушного судна

Рассмотрена необходимость своевременной диагностики и прогнозирования уровня работоспособности лётного состава в условиях воздействия комплекса неблагоприятных факторов, снижающих эффективность профессиональной деятельности и нарушающих функциональное состояние пилотов. Показано, что наиболее часто в процессе управления воздушным судном у пилотов возникает функциональное состояние «утомление». Разработан метод оценки данного функционального состояния у пилотов гражданской авиации, основанный на определении интегрального показателя с последующей идентификацией конкретной стадии функционального состояния: утомление отсутствует; компенсируемое, острое, хроническое утомление; переутомление. Определён набор оцениваемых физиологических показателей – частота сердечных сокращений, частота дыхания, уровень фракционной сатурации крови и среднеквадратичное значение длительности кардиоинтервалов. По перечисленным показателям методом множественной линейной регрессии получена функциональная зависимость для расчёта интегрального показателя функционального состояния. При предварительном нормировании значений физиологических показателей использована функция принадлежности Харрингтона. Рассчитанный интегральный показатель изменяется в пределах 0–100 %. Статистически обоснована надёжность регрессионной модели: по t-критерию Стьюдента на уровне значимости 0,01 подтверждены все коэффициенты регрессии и рассчитан коэффициент детерминации 0,934, подтверждающий высокий уровень соответствия полученной функциональной зависимости исходным данным. Верификация интегрального показателя функционального состояния проведена для двух контрольных групп пилотов. Рассчитанные коэффициенты парной корреляции составили 0,842 для первой группы и 0,798 для второй группы, что свидетельствует о сильной положительной корреляционной связи по Пирсону и, следовательно, о согласованности рассчитанных значений интегрального показателя функционального состояния с экспертными оценками. Полученные результаты можно использовать при проектировании и разработке устройств неинвазивной диагностики функционального состояния, а также в области клинической медицины для оценки значений физиологических показателей.

1. Бодров В. А. Утомление у авиационных специалистов. Воздушный транспорт, Москва (1993).

2. Медведев В. И. Функциональные состояния оператора. Эргономика. Принципы и рекомендации, (1), 127–160 (1970).

3. Коптев Д. С. Разработка интегрального показателя функционального состояния для оценки степени утомления пилота воздушного судна в процессе выполнения профессиональной деятельности. Сборник научных статей по материалам VII Всероссийской научно-практической конференции «Инфокоммуникации и космические технологии: состояние, проблемы и пути решения», 13–15 апреля 2023, Юго-Западный государственный университет, Курск. С. 242–249 (2023). https://eli brary.ru/oyltaa

4. Коптев Д. С. Подход к оценке степени утомления пилота воздушного судна по показателям вариабельности сердечного ритма. Сборник научных статей по материалам XXVI Международной научно-технической конференции «Медико-экологические информационные технологии», 18–19 мая 2023, Юго-Западный государственный университет, Курск. С. 97–102 (2023). https://elibrary.ru/ywzkce

5. Egerton T., Chastin S. F., S tensvold D., Helbostad J. L. Fatigue may contribute to reduced physical activity among older people: an observational study. The Journals of Gerontology: Series A, 71(5), 670–676 (2016). https://doi.org/10.1093/gerona/glv150

6. Бодров В. А. Проблемы утомления лётного состава (понятие, причины, признаки, классификация). Физиология человека, (5), 835–843 (1988).

7. Данилова Н. Н. Психофизиологическая диагностика функциональных состояний. МГУ, Москва (1992).

8. Пухов В. А., Иванов И. В., Чепур С. В. Оценка функционального состояния организма военных специалистов: научно – практическое руководство. Под ред. акад. И. Б. Ушакова. СпецЛит, Санкт-Петербург (2016).

9. Энциклопедический справочник по авиационной эргономике. Под ред. Балуева О. Т., Ступакова Г. П., Сыроватко В. Г., Турзина П. С., Ушакова И. Б. ИП РАН, Москва (1997). https://www.elibrary.ru/ytbukp

10. Баевский Р. М. Прогнозирование состояния на грани нормы и патологии. Медицина, Москва (1979).

11. Коптев Д. С., Юдин И. С. Оценка фракционной сатурации крови у пилота воздушного судна в условиях влияния динамических полётных факторов. Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение, 12(2), 98–120 (2022). https://doi.org/10.21869/2223-1536-2022-12-2-98-120

12. Киселев А. Р., Караваев А. С., Гриднев В. И. и др. Метод оценки степени синхронизации низкочастотных колебаний в вариабельности ритма сердца и фотоплетизмограмме. Кардио-ИТ, 3(1), 0101 (2016). https://elibrary.ru/wbelpv; https://doi.org/10.15275/cardioit.2016.0101

13. Ушаков И. Б., Рогожников В. А., Поляков М. В. и др. Основы авиационной и космической медицины. Слово, Москва (2007).

14. Кукушкин Ю. А., Богомолов А. В., Солдатов С. К. и др. Рискометрия функциональной надёжности лётчика. ФИЗМАТЛИТ, Москва (2022).

15. Зибарев Е. В., Бухтияров И. В., Кравченко, Астанин П. А. Разработка новой концепции оценки напряжённости труда пилотов гражданской авиации. Анализ риска здоровью, (2), 73–87 (2022). https://doi.org/10.21668/health.risk/2022.2.07

16. Петров В. А., Иванов А. О., Пульцина К. И., Эль-Салим Суад Зухер. Способ контроля функционального состояния человека в экстремальных условиях деятельности: пат. RU 2655186 С2. Изобретения. Полезные модели. № 5 (2018).

17. Кочегуров В. А. и др. Разработка и применение индивидуального интегрального показателя здоровья пациентов с заболеваниями щитовидной железы. Известия Томского политехнического университета. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика, 314(5), 185–189 (2009).

18. Сериков В. В., Юшкова О. И., Богданова В. Е. и др. Оценка функционального состояния организма лётчиков во время смоделированного полёта на тренажёре. Вестник Тверского государственного университета. Серия: Биология и экология, (1(57)), 17–30 (2020).

19. Бубнов Е. А., Скороходов Д. И. Шкалирование входной информации в корабельных системах информационной поддержки (2000). https://lib.uni-dubna.ru/search/files/stat_sbornik_docladov/volume_1/session_1/1_5.htm

20. Коптев Д. С. Математическая модель и устройство неинвазивной диагностики уровня фракционной сатурации крови. Измерительная техника, 73(8), 13–21 (2024). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2024-8-13-21