XXVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Проект "Ты-не один". Внедрение технических средств контроля за перемещением пассажиров с расстройством памяти на городском пассажирском транспорте.
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Ежегодно на территории России в городах и в природной среде теряются люди. По статистике поисково-спасательного отряда «Лиза Алерт» только в Санкт-Петербурге за прошлый год пропало рекордное количество – 3922 человека.Около 60% заявок на поиск через поисково-спасательные службы завершаются статусом «Найден. Жив». 28% - «Найден. Погиб», 12% - отстаются не найдены. Большинство пропавших - потерявшиеся или сбежавшие из дома дети и пожилые люди с деменцией. [4]
Деменция — синдром деградации памяти и мышления, возникающий в основном у пожилых. Основная его причина — прогрессирующая болезнь Альцгеймера. Заболевание не поддаётся лечению. Люди с нарушением функции памяти склонны к внезапному уходу из дома. Они теряются и не могут найти дорогу домой. [2]
По данным Всемирной Организации Здравоохранения в мире 50 млн человек страдает расстройством памяти. В России пациентов с деменцией насчитывается свыше 2 млн. Ожидается, что к 2030 году от деменция будут страдать свыше 80 млн. человек по всему миру.[14] Это заболевание, от которого никто не застрахован и оно с каждым годом «молодеет». Решать эту проблему в разных странах пытаются с помощью доступной городской среды.В России в 2019 сеть магазинов «Пятерочка» и «Перекрёсток» вместе с поисковым отрядом «Лиза Алерт» запустили социальную программу «Островок безопасности». В рамках этой программы в магазинах установили специальные знаки для потерявшихся людей, а сотрудников магазинов обучили навыкам работы с такими людьми и способам их выявления. Благодаря «Островкам безопасности» ежегодно домой возвращается около 1400 людей, в том числе 68 детей. Сейчас проект работает почти во всех российских регионах. Однако он направлен на поиск людей в целом, узкой специализации на проблеме деменции нет. Потерявшийся человек получит помощь только в том случае, если окажется в поле зрения сотрудников сети магазинов.[7]
На станциях метрополитенов различных городов установлены специальные стойки, выделенные стикерами, для передачи тревожной информации. Подошедший сотрудник возьмёт потерявшегося «под опеку» до прибытия дежурного по станции или полицейских. Такие стойки в основном нацелены на потерявшихся детей. Пациент с деменцией их попросту не заметит и не сможет передать информацию о себе. Он сам не понимает, что нуждается в помощи.
На самом деле, человек с деменцией может абсолютно не привлекать к себе внимание. Он выглядит как обычный пассажир: знает, куда едет (ставит перед собой цель и, обычно, направляется в те места, где когда-то жил, работал), адекватно общается с окружающими, опрятно, но не всегда по-погоде одет.Он может уехать в другой район, на другой конец города, но, спустя час блужданий, компенсаторные возможности организма заканчиваются. В условиях жажды, голода, на фоне жары и дезориентации появляется паника. Существует такое понятие, как «Правило золотого часа». Если за это время не найти потерявшегося, возможность травматизации и летального исхода увеличится на 30%. [6]
В современном мире разработан целый ряд способов отслеживания геопозиции: использование различного вида трекеров, маячков, социальных приложений. Людям, склонным к внезапному уходу из дома пришивают специальные нашивки с контактным телефоном родственников, qr-кодами. Например, в Москве и Калининграде работает специальный фонд «Альцрус», который бесплатно выдаёт нашивки и значки с qr-кодом родственникам больных с расстройством памяти (в дальнейшем РП). При считывании его с помощью телефона, можно получить информацию об идентификационном номере человека с проблемой памяти и указанием номера телефона, по которому необходимо связаться. Для того, чтобы помочь такому пассажиру, нужно как минимум, чтобы на него обратили внимание окружающие. А, как максимум, эти окружающие оказались неравнодушными и считали информацию с помощью телефона и позвонили дежурному оператору. [1]
В основе работы используемых в настоящее время для отслеживания геопозиции трекеров и меток лежат технологии: - GPS - отслеживание местоположения осуществляется спутниковой системой ГЛОННАС - и GSM -через вышки операторов сотовой связи. Однако, в мегаполисе и в подземке нередко возникают проблемы с устойчивостью данных видов связи. Могут появляться помехи и искажение сигнала при использовании телефонов окружающими людьми, а также в зоне наличия бетонных и металлических конструкций (в т. ч. на станциях метро глубокого заложения). Зачастую, геопозиция отображается неверно. Если на улице шансы «запеленговать» потерявшегося еще достаточно высоки, то при попадании в транспорт, поймать его очень трудно. В наземном транспорте, как правило, такого пассажира водитель замечает только тогда, когда он успел несколько раз проехал маршрут по кругу. Хуже обстоит дело, если такой пассажир спустился в подземку. Очень высок риск травматизации и даже летального исхода.
Китайские учёные Нанкинского Университета придумали отслеживать смартфоны за счёт внедрения в них акселерометров, отличающихся повышенной чувствительностью. Они «видят» смартфон там, где нет сигналов gps и gsm. Можно было бы разработать вариант расположения чипа не в телефоне, а более надёжном носителе, который сложно забыть или потерять. Но приложение для данного устройства имеет незащищённый доступ, в связи с чем его использование небезопасно. Данное устройство имеет видимые преимущества на фоне других, но требует существенной доработки в плане информационной защиты. [8]
Подводя итог вышеизложенному:
- В нашем обществе имеется группа лиц с расстройством памяти, которая может потенциально стать пассажирами городского транспорта.
- Эти люди нуждаются в особом внимании со стороны родственников, сотрудников транспортной системы и окружающих пассажиров.
- Современные виды отслеживания перемещения несовершенны и требуют поиска дополнительных альтернативных систем, которые смогут работать самостоятельно или синхронно с уже имеющимися.
- Технические системы не должны зависеть от устойчивости сигналов gps и gsm.
-
Основная часть
1.1. Главные задачи проекта:
- Оценить механизм и эффективность работы имеющихся систем навигации для определения местонахождения людей.
- Выявить и изучить принцип работы новых компонентов системы обнаружения и перехвата пассажиров с РП с целью обеспечения безопасности в рамках «Золотого часа» компенсаторных возможностей организма.
- Определить оптимальные зоны установки технических средств контроля за перемещением лиц с РП на транспорте.
- Постараться синхронизировать их с уже имеющимися на транспорте техническими средствами.
- Оценить влияние, которое они могут оказывать на пассажиров.
- Продумать, какие службы будут отвечать на разных этапах за сбор и передачу информации.
- Составить алгоритм сбора, передачи и обработки информации на различных этапах процедуры отслеживания, а также возможность партнёрского взаимодействия различных органов и структур (социальной службы, служб экстренной помощи, органов безопасности и т.д.).
- Рассмотреть возможность подключения медико - социальных экспертных служб с целью внедрения новых средств реабилитации и абилитация инвалидов - Определить способы оценки качества работы новых систем отслеживания пассажиров с расстройством памяти.
1.2 Разработка оптимальной системы контроля.
В ходе работы над проектом, была разработана оптимальная трёхступенчатая система контроля за перемещением пассажиров с РП в городском пассажирском транспорте: [Прил.1, рис.1]
- Установка детекторов радиочастотного, акустомагнитного и bluetooth-сигналов на входе в городской пассажирский транспорт.
- Задействование системы биометрического распознавания лиц в салоне наземного транспорта и у зоны турникетов метро с включением в данную систему базы данных о лицах, имеющих официальный диагноз «деменция».
- Усовершенствование БСК специальной категории граждан для всех видов транспорта.
Предлагаемая система контроля может работать параллельно с уже имеющимися системами отслеживания геопозиции. Для работы нужно наличие метки, считывающего сигнал устройства, операционной системы и устройство для вывода информации ответственному лицу, а также наличие базы данных о лицах с расстройством памяти. Важно понимать, что данный проект будет касаться только лиц с официально установленным диагнозом, т.к. предполагается задействование информационной базы данных и привлечение ответственных структур различного уровня согласно разработанному протоколу. Лица, внезапно потерявшие память (вследствие травм или острого состояния), при нахождении в транспорте учитываться предлагаемыми системами не будут. При нахождении пассажира с РП в зоне действия детекторов меток, данные о нём будут фиксироваться и незамедлительно передаваться соответствующим органам, согласно разработанному протоколу действий.
Мною была рассмотрена возможность установки технических средств отслеживания за перемещением в зоне эскалаторов, на платформах и переходах метрополитена, а также на остановках наземного пассажирского транспорта. Прорабатывалась идея отслеживания с помощью камер наблюдения. Но я пришла к выводу о том что:
-это экономически не выгодно;
- требует введения в штат дополнительных сотрудников;
- основной задачей является недопущение особенного пассажира дальше зоны турникетов (в метро), а также его максимально быстрый «перехват» на начальном этапе перемещения на наземном транспорте и передача ответственным службам.
1.4 Первая барьерная ступень системы контроля – установка датчиков нового типа на входе в городской пассажирский транспорт.
1.4.1 Основные характеристики предлагаемых технических средств детекции меток.
Исследованные мною системы работают на основе детекции магнитного излучения и радиосигнала. Отмечу также, что обе технологии совместимы друг с другом. Поэтому возможно использование гибридных маячков, что только повысит эффективность работы системы.
Все представленные системы обладают следующими характеристиками:
- Высокая чувствительность (97-98%) только к конкретной защитной метке. А значит отсутствуют ложные срабатывания датчика.
- Считыватели магнитных полей можно отрегулировать на определённый уровень магнитного излучения, подобрав специальный размер метки.
- Устойчивость к помехам и наводкам
- Отсутствие мёртвых зон.
- Активация только в момент попадания метки в зону нахождения детектора.
- Безопасность (не оказывают влияние на кардиостимулятор).
- Можно отключить звуковой сигнал, чтобы не напугать пассажиров в случае срабатывания детектора.
- Cигнал выводится на внешнее устройство (монитор) ответственного персонала.
- Компактность (кроме акустомагнитных рамок) и простота установки.
- Низкое потребление энергии.
- Большой диапазон покрытия (до 400 м)
Главная особенность рассматриваемых магнитных носителей заключается в том, что метка начинает излучать своё магнитное поле с затухающим сигналом, по типу камертона, только в зоне присутствия детектора, который воспринимает затухающий сигнал. Само магнитное поле сразу выключается, предупреждая оказание воздействия на окружающих.
1.4.2 Системы детекции меток.
-
Акустомагнитная система. В основе лежит принцип работы магнитных рамок в магазинах.
- подходит для широких проходов до 2,5 м. Достаточно установки 1 системы для контроля 3-х дверей на входе/выходе метрополитена;
- требует установки ворот или арок;
- имеет различный дизайн (метал, стекло);
- можно нанести логотип или рекламу
-
Беспроводная система интеллектуальной детекции магнитного носителя с расширенной зоной обслуживания. Аналог детектора магнитных съёмников и фольгированных сумок (для борьбы с шоплифтингом). Представляют собой автономные настенные датчики, реагирующие на приближающееся магнитное поле.
- радиосигнал передаётся на частоте WIFI и Bluetooth;
- система запоминает все находящиеся рядом магнитные объекты и не реагирует на них;
- можно отрегулировать на какой уровень магнитного излучения будет срабатывать датчик;
- совместим с радиочастотными системами (RFID,BLE)- конструкция позволяет встраиваться в различные уже функционирующие антенны;
- совместим с металлодетекторами и счетчиками пассажиров.
-
Стационарные BLE – считыватели (BluetoothLowEnergy).
Пример работы BLE -детектора - работа системы «Умный дом» (например, автоматическое включение света при приближении к квартире), брелок с меткой для поиска ключей, поиск телефона по запуску команды с часов, чипы у животных.
- метка излучает радиосигнал, несущий в себе уникальный идентификатор;
-определяет расстояние до объекта (за счет изменения уровня сигнала);
-может дополнительно отслеживать параметры окружающей среды (температуру, влажность)
-
Радиочастотная идентификация (RFID-сканеры и пассивные RFID-метки). Ярким примером является работа БСК.
- возможно чтение скрытых меток (система чипирования животных);
- большой объём хранения информации;
- возможна многократная перезапись данных;
- устойчивость к воздействию окружающей среды;
- срок жизни метки 10 лет;
- метка не требует батареек.
1.5. Вторая барьерная ступень - использование биометрической системы распознавания лиц.
В основе работы системы - обработка информации Искусственным интеллектом. Бесконтактные проходы по биометрии лица активно внедряются в метрополитенах и в наземном транспорте разных городов. В московском метрополитене установлены системы распознавания лиц «Цифровой океан» от компании-разработчика VisionLabs (технологический партнёр столичной подземки). В санкт-Петербурге система бесконтактного биометрического прохода через турникет начала работать в тестовом режиме с декабря прошлого года. Системы используют собственную базу биометрий. При внесении в неё информации о пассажире с РП, система будет блокировать проход турникета и передавать информацию соответствующим структурам.[13]
1.6. Третья барьерная ступень – модернизация работы БСК
Вернёмся к БСК, в основе принципа действия которых, лежит детекция RFID-меток.На третьей ступени барьера я предлагаю установить программу блокирования открытия дверей турникета в метро и реагирование детектора в валидаторе наземного транспорта, при прикладывании проездного билета исследуемой категорией лиц. В том случае, если пассажира с РП сопровождает родственник, возможно использование принципа «ключа для активации». Карта «замок» активируется другой картой - «ключ». Аналогичный метод используется в магазинах на кассах самообслуживания при подтверждении продавцом возраста человека, покупающего алкогольную продукцию (система ЕГАИС).
Мной разработан дизайн-проект именного льготного проездного билета для категории граждан с расстройством памяти и проездного билета сопровождающего. Необычный дизайн БСК сразу заметит кондуктор при прикладывании переносного детектора и контролёр автоматических пропускных пунктов. [Прил.2, рис.1,2]
1.7 Задействованные службы
Согласно проекту, в работе по сбору и передаче информации о нахождении человека с РП в городском пассажирском транспорте, будут задействованы:
- водитель наземного пассажирского транспорта;
- кондуктор;
- диспетчер автопарка;
- контролёр автоматических пропускных пунктов;
- сотрудники службы транспортной безопасности;
- сотрудники поисково-спасательной организации;
- сотрудники полиции.
Алгоритм получения и передачи информации об обнаружении пассажира с РП на наземном транспорте и в метро представлен в Приложении 3, рис.1,2
2.Заключение
Деменция - заболевание неизлечимое. Оно предполагает получение инвалидности пожизненно. При прохождении комиссии в организации медико-социальной экспертизы, для каждого инвалида разрабатывается индивидуальная программа реабилитации (ИПР), в которую вносятся необходимые технические средства для улучшения качества жизни (протезы, инвалидные кресла, костыли и т.д.), получаемые за счёт средств федерального бюджета города. [5] Предлагаемые мной средства контроля вполне могли бы внедриться в качестве необходимых и важных технических средств безопасности. При этом метки можно установить в различные виды корпуса (браслеты, кулоны, дужки очков, стельки, брелоки, трости для ходьбы, импланты). А социальное обеспечение в виде получения льготного проездного билета, специального образца, разработанного для специальной категории граждан, повысило бы безопасность «потеряшек». С каждым годом наблюдается рост числа пациентов с деменцией, заболевание молодеет, поэтому важно понимать, что любой из нас в недалёком будущем может оказаться тем самым пассажиром с РП.
Подведём итоги:
- Данный проект имеет социальную значимость, т.к. направлен на обеспечение безопасности незащищённой категории граждан.
- Предложение не требует радикальной перестройки имеющихся в пассажирском транспорт электронно-механических устройств и отличается невысокой финансовой затратностью.
- Подходит для всех видов городского пассажирского транспорта.
- Не требуется привлечение дополнительных штатных сотрудников.
- Способствует развитию партнёрских отношений между службами.
Список использованных источников и литературы
1. «Альцрус»-фонд помощи пациентам с деменцией URL: https://alzrus.ru
2. А.Н.Боголепова, Е. А. Коваленко, Н.А Осиновская «Деменция» //Терапия. -2021 - N5. Электронный журнал. URL: https://therapy-journal.ru (дата обращения: 25.08.2025)
3. ГУП «Петербургский метрополитен» URL: https://metro.spb.ru
4. Добровольческий поисково-спасательный отряд «Лиза Алерт» URL: https://lizaalert.org
5. Медико-социальная экспертиза URL: https://www.invalidnost.com
6. МЧС России URL: https://mchs.gov.ru
7. «Островок безопасности»- социальный проект «Центра поиска пропавших людей» URL: www.ostrovokbezopasnosti.ru
8. Принцип работы противокражных систем URL: https://ramok.by
9. Принцип работы противокражных систем URL: https://uralvision.com
10. Сайт научно-технических новостей URL: https://phys.org
11. Технологии BLE в системах контроля доступа: считыватели и мобильные приложения. URL: https://harbr.com
12. RFID-метки: что это такое, как работает, виды и типы идентификации. URL: https://www.cleverence.ru
13. VisionLabs – разработчик системы распознавания лиц URL: https://visionlabs.ru
14. World Health Organization (WHO) URL: www.who.int
Приложение 1
Рис. 1 Трёхступенчатая система контроля за перемещением пассажиров с расстройством памяти на городском пассажирском транспорте
Приложение 2
Рис.1 Дизайн-макет БСК-карты для лиц с расстройством памяти
Рис. 2 Дизайн-макет БСК-карты-активатора для сопровождающего лица
Приложение 3
Рис. 1 Алгоритм получения и передачи информации об обнаружении пассажира с расстройством памяти в наземном городском пассажирском транспорте
Рис.2 Алгоритм получения и передачи информации об обнаружении пассажира с расстройством памяти в метрополитене