Przełącznik umarlaka - Dead man's switch
A czuwak (patrz alternatywne nazwy ) jest przełącznik, który został zaprojektowany, aby być aktywowany lub dezaktywowany, gdy ludzki operator staje się niezdolny, tak jak przez śmierć , utrata przytomności , lub są usuwane z ciała kontrolą. Pierwotnie stosowany do przełączników w pojeździe lub maszynie, od tego czasu zaczął być używany do opisywania innych niematerialnych zastosowań, takich jak oprogramowanie komputerowe.
Przełączniki te są zwykle używane jako forma zabezpieczenia przed awarią, gdzie zatrzymują maszynę bez operatora przed potencjalnie niebezpiecznym działaniem lub unieruchamiają urządzenie w wyniku wypadku, awarii lub niewłaściwego użycia. Są powszechne w takich zastosowaniach, w lokomotywach , tankowania samolotów , windy towarowe , kosiarki do trawy , ciągniki , skutery wodne , silniki przyczepne , piły łańcuchowe , odśnieżarki , maszyny bieżnika , skutery śnieżne , przejażdżki rozrywki i wielu obrazowania medycznego urządzeń. W niektórych maszynach przełączniki te jedynie przywracają maszynę do bezpiecznego stanu, na przykład zmniejszając przepustnicę do biegu jałowego lub uruchamiając hamulce, pozostawiając maszyny nadal pracujące i gotowe do wznowienia normalnej pracy po przywróceniu sterowania.
Przełączniki martwego człowieka nie zawsze służą do zatrzymywania maszyn i zapobiegania szkodom; takie przełączniki mogą być również używane jako awaryjne , ponieważ przełącznik sprężynowy może być użyty do zamknięcia obwodu, a nie tylko do jego przerwania. Dzięki temu przełącznik martwego człowieka może być użyty do aktywacji szkodliwego urządzenia, takiego jak bomba lub IED . Przełącznik, który uzbraja urządzenie, jest utrzymywany w pozycji „wyłączonej” tylko przez ciągły nacisk dłoni użytkownika. Urządzenie aktywuje się po zwolnieniu przełącznika, więc jeśli użytkownik zostanie znokautowany lub zabity podczas trzymania przełącznika, bomba wybuchnie. Bronie specjalne Separacja awaryjnego systemu jest zastosowanie tej koncepcji w dziedzinie broni jądrowej. Bardziej ekstremalną wersją jest rosyjski program Martwej Ręki , który pozwala na automatyczne odpalenie pocisków nuklearnych w przypadku spełnienia szeregu warunków, nawet w przypadku zabicia wszystkich rosyjskich przywódców.
Podobną koncepcją są odręczne listy ostatniej instancji od premiera Wielkiej Brytanii do dowódców czterech brytyjskich okrętów podwodnych z rakietami balistycznymi . Zawierają rozkazy, jakie działania należy podjąć, jeśli rząd brytyjski zostanie zniszczony w wyniku ataku nuklearnego. Po odejściu premiera listy są niszczone nieotwarte.
Ta koncepcja została zastosowana w przypadku danych komputerowych, w których poufne informacje zostały wcześniej zaszyfrowane i udostępnione publicznie, a „przełącznik” polega na wydaniu klucza deszyfrującego, tak jak w przypadku „plików ubezpieczeniowych” WikiLeaks .
Tło
Zainteresowanie sterowaniem martwego człowieka wzrosło wraz z wprowadzeniem tramwajów elektrycznych (tramwaje w Ameryce Północnej), a zwłaszcza zelektryfikowanych szybkich pociągów tranzytowych . Pierwsze powszechne zastosowanie pojawiło się wraz z wprowadzeniem masowo produkowanego samochodu bezpieczeństwa jednoosobowego Birney (tramwaju) , chociaż wyposażenie martwego człowieka było dość rzadkie w amerykańskich tramwajach, aż do udanego tramwaju PCC , który miał martwego człowieka obsługiwanego lewą nogą. pedał w połączeniu z pedałami hamulca i wspomagania obsługiwanymi prawą nogą . Ten układ jest nadal używany w niektórych nowoczesnych tramwajach na całym świecie. W konwencjonalnych pociągach parowych zawsze była druga osoba z inżynierem, strażakiem , który prawie zawsze mógł zatrzymać pociąg w razie potrzeby. Przez wiele dziesięcioleci do lokomotyw elektrycznych i spalinowych przydzielono dwie osoby , choć teoretycznie jedna osoba mogła nimi sterować.
W nowoczesnych systemach kolei miejskiej i podmiejskiej kierowca jest zazwyczaj sam w zamkniętej kabinie. Na początku XX wieku w nowszych instalacjach nowojorskiego systemu metra zaczęto wdrażać automatyczne urządzenia . Wrak Malbone Ulica na Brooklyn Rapid Transit systemu w 1918 roku, choć nie spowodowana niedyspozycji kierowcy, nie pobudzi potrzebę powszechnego wdrożenia takich urządzeń do pociągów Halt w przypadku niepełnosprawności operatora. Według historyka z dzielnicy Manhattan były co najmniej trzy przypadki, w których przełącznik zmarłego został pomyślnie użyty – w 1927, 1940 i 2010 roku.
Stan i działanie zarówno wyłącznika czujności, jak i czuwaka mogą być rejestrowane na rejestratorze zdarzeń pociągu (powszechnie znanym jako czarna skrzynka ).
Rodzaje
Uchwyt
Wiele przełączników czuwakowych jest zamontowanych w uchwycie sterującym pojazdu lub maszyny i włącza się, gdy operator straci przyczepność.
Pojazdy
Przełączniki klamkowe są nadal używane w nowoczesnych tramwajach i pociągach. Połączone pneumatycznie lub elektrycznie elementy sterujące czuwaka obejmują stosunkowo proste modyfikacje uchwytu sterującego , urządzenia regulującego siłę trakcyjną. Jeżeli na sterowniku nie jest utrzymywane ciśnienie, uruchamiane są hamulce awaryjne pociągu. Zazwyczaj uchwyt kontrolera to poziomy pasek, obracany w celu przyłożenia wymaganej mocy do pociągu. Do dolnej części rękojeści przymocowany jest pręt, który po wciśnięciu styka się z solenoidem lub przełącznikiem wewnątrz obudowy sterowania. Uchwyt odskakuje po usunięciu nacisku, zwalniając kontakt pręta z wewnętrznym przełącznikiem, natychmiast odcinając moc i uruchamiając hamulce.
Chociaż istnieją sposoby na to, że tego typu kontrola martwego człowieka może zawieść, w praktyce okazały się one wysoce niezawodne. W niektórych wcześniejszych urządzeniach nacisk nie był utrzymywany na całym kontrolerze, ale na dużym przycisku wystającym z uchwytu kontrolera. Ten przycisk również musiał być wciskany w sposób ciągły, zwykle dłonią, tak aby przycisk był równo z wierzchołkiem rączki. Inna zastosowana metoda, szczególnie w przypadku niektórych sterowników typu dźwigniowego, które są obracane, a nie pchane lub ciągnięte, wymaga, aby uchwyt na dźwigni był obrócony o 90 stopni i utrzymywany w tej pozycji podczas jazdy pociągu. Niektóre elementy sterujące czuwaka działają tylko w pozycji środkowej, a nie przy pełnym ciśnieniu (patrz zawór pilotowy ).
Na przykład w nowoczesnych pociągach metra w Nowym Jorku przełącznik umarlaka jest włączony do kontroli prędkości pociągu. W wagonie R142A operator pociągu musi stale przytrzymywać dźwignię w miejscu, aby pociąg mógł się poruszać.
Przykładem pojazdu osobowego z wyłącznikiem czuwakowym są pojazdy elektryczne Tesli . Gdy kierowca włączy autonomiczny system jazdy „Autopilot”, musi trzymać ręce na kierownicy. Jeśli kierowca zdejmie ręce z kierownicy na dłużej niż 30 sekund, wewnątrz samochodu rozlegnie się głośny alarm, aby obudzić śpiących kierowców, jeśli kierowca odłoży ręce na dłużej niż minutę, samochód włączy ostrzeżenie o niebezpieczeństwie światła i zatrzymaj samochód. Dzieje się tak, ponieważ system Autopilot nie jest w stanie w pełni samodzielnie jeździć i wymaga, aby kierowca mógł bez ostrzeżenia przejąć kierowanie pojazdem, jeśli samochód napotka problem, którego nie potrafi rozwiązać. System ten wykorzystuje czujnik momentu obrotowego na kierownicy pojazdu: gdy kierowca po prostu trzyma kierownicę, nadal przykłada niewielką ilość momentu obrotowego do koła, potwierdzając, że kierowca jest uważny; jeśli kierowca kręci kierownicą z większą siłą, wszystkie elementy sterujące pojazdu są natychmiast przekazywane z powrotem kierowcy.
Maszyneria
Przełączniki martwego człowieka montowane na uchwycie są również używane w wielu ręcznych narzędziach i sprzęcie do trawników, zwykle tych, które się obracają lub mają ostrza, takie jak piły, wiertarki i kosiarki. Na przykład w piłach zawierają one w rękojeści wciskany spust przepustnicy. Jeśli użytkownik straci przyczepność piły, sprężyny spustu przepustnicy wypchną ją z powrotem do pozycji wyłączenia lub biegu jałowego, zapobiegając obracaniu się ostrza. Niektóre narzędzia idą dalej i mają osłonę spustu wbudowaną w uchwyt, podobnie jak bezpieczniki broni palnej . Dopiero gdy użytkownik najpierw naciśnie osłonę spustu, zwolni blokadę na spuście i pozwoli na wciśnięcie spustu. Zazwyczaj osłony spustu można wcisnąć tylko wtedy, gdy użytkownik mocno trzyma uchwyt.
Każda kosiarka pchana sprzedawana w Stanach Zjednoczonych od 1982 r. jest wyposażona w wyłącznik martwy zwany „kontrolą obecności operatora”, który zgodnie z prawem musi zatrzymać ostrza w ciągu trzech sekund po zwolnieniu elementów sterujących przez użytkownika. Na ich uchwycie przymocowana jest mechaniczna dźwignia połączona elastycznym kablem z wyłącznikiem awaryjnym na silniku. Podczas koszenia operator musi zawsze dociskać dźwignię do uchwytu. Jeśli operator kiedykolwiek straci uchwyt, silnik zgaśnie, uniemożliwiając obracanie się ostrzy, a jeśli jest w wyposażeniu, obracanie się kół napędowych. Ta konfiguracja przełącznika działa również jako główny wyłącznik awaryjny silnika. Gdy operator chce zatrzymać silnik, celowo zwalnia wyłącznik martwego człowieka.
Czujnik dotyku
W niektórych pojazdach, w tym lokomotywach spalinowo-elektrycznych w Kanadzie oraz w pojazdach Nottingham Express Transit , regulator prędkości tramwaju jest wyposażony w pojemnościowy czujnik dotykowy, który wykrywa rękę kierowcy. Jeśli ręka zostanie zdjęta na dłużej niż krótki czas, zostaną uruchomione hamulce gąsienicowe . Rękawiczki, jeśli są noszone, muszą być pozbawione palców, aby czujnik dotykowy działał. Z boku kontrolera znajduje się zapasowy przycisk czuwaka, który można wykorzystać w przypadku awarii czujnika dotykowego lub gdy jest zbyt zimno, aby zdjąć rękawiczki.
Pedał
Zamiast rączki można użyć pedału. Podczas gdy niektóre przełączniki pedałów muszą być po prostu przytrzymane, aby maszyna działała (ten system jest często spotykany na przejażdżkach rozrywkowych, gdzie operator prawdopodobnie pozostaje w pozycji stojącej przez dłuższy czas podczas jazdy) , ta metoda ma pewne wady. Podczas katastrofy kolejowej Waterfall na południe od Sydney w Australii w 2003 roku okazało się, że kierowca osunął się na siedzenie, trzymając wciśnięty pedał, gdy nagle zmarł na atak serca. Zdarzyło się to również w przypadku pociągu pasażerskiego Canadian National Railway Railliner w latach 70., ale problem został zauważony przez innych członków załogi i pociąg bezpiecznie się zatrzymał.
Istnieje kilka rozwiązań tego problemu, które są obecnie stosowane w nowoczesnych systemach pedałów. Pedał może mieć wbudowaną funkcję czujności, w której kierowcy muszą zwolnić i ponownie nacisnąć pedał w odpowiedzi na sygnał dźwiękowy. Zapobiega to pokonaniu go przez powyższe okoliczności i jest standardową funkcją większości brytyjskich systemów DSD.
Niektóre typy lokomotyw są wyposażone w trzypozycyjny pedał, który normalnie musi być utrzymywany w pozycji środkowej. Zmniejsza to prawdopodobieństwo przypadkowego pokonania go, chociaż nadal można to celowo zrobić. Dodanie funkcji czujności do tego typu pedału skutkuje bardzo bezpiecznym systemem. Jednak urządzenia izolujące są nadal zapewniane na wypadek awarii sprzętu, więc celowe obejście jest nadal możliwe. Z tego powodu te urządzenia izolacyjne mają zwykle zamontowane plomby zabezpieczające przed manipulacją.
Przełączniki siedzeń
Przełącznik czuwaka może być również umieszczony pod siedzeniem pojazdu lub maszyny i włącza się, jeśli operator nie siedzi na siedzeniu i przytrzymuje przełącznik. W nowoczesnych ciągnikach przełącznik odcina silnik, gdy skrzynia biegów jest włączona lub przystawka odbioru mocy obraca się. W kosiarkach samojezdnych, przełącznik jest często bardziej skrajny, gdzie wyłącza silnik, nawet jeśli kosiarka jest zaparkowana, a ostrza się nie obracają. Przełączniki siedzeń mogą być również używane do powstrzymania małych dzieci przed uruchomieniem pojazdu, ponieważ nie ważyłyby one wystarczająco, aby całkowicie przytrzymać przełącznik dostosowany do wagi nastolatka lub osoby dorosłej.
Kluczowe przełączniki
Na pojazdach rekreacyjnych, takich jak łodzie, skutery wodne i skutery śnieżne oraz na panelu sterowania wielu przejażdżek rozrywkowych , użytkownik lub operator ma linkę lub smycz przymocowaną do jego nadgarstka lub kamizelki ratunkowej, która z kolei jest przymocowana do klucza zamontowanego na przełączniku umarlaka. Jeśli kierowca spadnie z pojazdu lub operator przynajmniej oddali się od elementów sterujących, linka zostanie wyciągnięta z przełącznika czuwaka, wyłączając silnik lub ustawiając przepustnicę w pozycji „jałowy”. Zwłaszcza na łodziach z napędem przewód ten jest często nazywany „kalem zabijającym” (w przypadku łodzi z napędem nie zaleca się używania wokół nadgarstka, ponieważ może się zsunąć bez odcięcia silnika). Jeśli sternik wypadnie za burtę lub zostanie odepchnięty od sterów, silnik gaśnie. Zapobiega to kontynuowaniu łodzi pod napięciem, ale poza kontrolą, co grozi obrażeniami osób znajdujących się na wodzie lub poza nią, w tym pasażerom, którzy wypadli lub mogą nadal znajdować się na łodzi, a także uszkodzeniu w wyniku kolizji jakiegokolwiek mienia na drodze tego wyjścia. kontroli łodzi. Powszechną i niebezpieczną praktyką jest pokonanie linki zabijającej poprzez przymocowanie jej do części łodzi zamiast do operatora; dla wygody. Była to przyczyną wypadków, z których niektóre były śmiertelne lub spowodowały utratę kończyny.
Niektóre wózki bagażowe na lotniskach i bieżnie treningowe mają tę funkcję. W przypadku bieżni przełącznik martwego człowieka zwykle składa się z zewnętrznego magnesu przymocowanego do sznurka, który przypina się do użytkownika. Jeśli użytkownik upadnie lub odejdzie bez wyłączenia bieżni, przełącznik odetnie zasilanie pasa bieżni.
Przełączniki wysokościomierza
Strategiczne Dowództwo Powietrzne opracowało przełącznik martwego człowieka dla swoich bombowców nuklearnych, znany jako System Separacji Awaryjnej Broni Specjalnej (SWESS), który zapewniał detonację ładunku jądrowego w przypadku obezwładnienia załogi w wyniku działań wroga. Celem tego urządzenia, w przeciwieństwie do innych przykładów wspomnianych powyżej, było raczej „ fail-deadly” niż „ fail-safe” . Po uzbrojeniu system zdetonowałby pokładową broń jądrową, gdyby samolot spadł poniżej z góry określonego poziomu, zwykle z powodu zestrzelenia.
Kontrola czujności
Głównym błędem w przypadku podstawowego systemu martwego człowieka jest możliwość utrzymywania urządzenia operacyjnego w stałej pozycji, celowo lub przypadkowo. Opracowano kontrolę czujności w celu wykrycia tego stanu, wymagając natychmiastowego zwolnienia urządzenia zmarłego i ponownego zastosowania w określonych odstępach czasu. Pojawiła się również propozycja wprowadzenia podobnego systemu do samochodowych tempomatów . Hybryda między przełącznikiem uśmiercania a urządzeniem kontrolującym czujność jest urządzeniem czujności uśmiercania .
Oprogramowanie
Wersje oprogramowania przełączników martwego człowieka są zazwyczaj używane tylko przez osoby posiadające wiedzę techniczną i mogą służyć kilku celom, takim jak wysyłanie powiadomień do znajomych lub usuwanie i szyfrowanie danych. Może to być niemal wszystko, co może wywołać „niezdarzenie”, na przykład brak logowania przez 7 kolejnych dni, brak odpowiedzi na automatyczną wiadomość e-mail, ping , brak ruchu telefonu z włączonym GPS przez pewien czas lub po prostu braku wpisać kod w ciągu kilku minut z komputera w bagażniku . Przykładem przełącznika martwego opartego na oprogramowaniu jest taki, który uruchamia się po uruchomieniu komputera i może szyfrować lub usuwać dane określone przez użytkownika, jeśli nieautoryzowany użytkownik kiedykolwiek uzyska dostęp do chronionego komputera. Menedżer nieaktywnych kont Google umożliwia właścicielowi konta wyznaczenie innej osoby do korzystania z jej usług, jeśli nie jest używana przez dłuższy czas (domyślnie trzy miesiące). Przykładem wyłącznika martwego opartego na oprogramowaniu jest deadswitch.eu. Nowsze dostępne publicznie rozwiązania wykorzystują rosnący rynek urządzeń mobilnych i zamiast wysyłać zautomatyzowaną wiadomość e-mail, wyślą powiadomienie push bezpośrednio na urządzenie mobilne i znacznie wygodniej zaalarmują rodzinę i znajomych.
Statek kosmiczny
Wiele statków kosmicznych wykorzystuje rodzaj przełącznika martwego człowieka, aby chronić się przed awariami systemu dowodzenia. Ustanawiany jest zegar, który zwykle jest resetowany przez odebranie dowolnego ważnego polecenia (w tym takiego, którego jedyną funkcją jest zresetowanie zegara). Jeśli czas upłynie, statek kosmiczny wchodzi w algorytm „straty polecenia”, który cyklicznie przechodzi przez predefiniowaną sekwencję trybów sprzętowych lub programowych (takich jak wybór zapasowego odbiornika poleceń), aż do odebrania ważnego polecenia. Statek kosmiczny może również wejść w tryb bezpieczny, aby chronić się podczas oczekiwania na dalsze polecenia.
Chociaż ma pewne podobieństwa do przełącznika czuwakowego, ten typ urządzenia (zegar utraty poleceń) nie jest w rzeczywistości przełącznikiem czuwakowym, ponieważ ma na celu odzyskanie sprawności po awarii sprzętu, a nie braku ludzkich operatorów. Jest ogólnie nazywany zegarem nadzorującym i jest również szeroko stosowany w systemach sterowania energią jądrową. Komponenty systemu na statku kosmicznym, które wprowadzają go w tryb bezpieczny lub powodują wykonanie domyślnych zachowań, gdy nie zostanie odebrane żadne polecenie w określonym oknie czasowym, można uznać za przełącznik martwego człowieka, ale sprzęt lub oprogramowanie, które próbuje odebrać polecenie od ludzkich operatorów przez kanał alternatywny jest samonaprawiającym się lub adaptacyjnym systemem komunikacyjnym, a nie wyłącznikiem martwego człowieka. Voyager 2 odzyskał siły po awarii odbiornika poleceń z zegarem utraty poleceń.
Pociąg
W większości pociągów podstawowy poziom ochrony zapewnia „uchwyt martwego człowieka” lub pedał. Jeśli maszynista zachoruje i zwolni go, zasilanie zostanie odcięte i uruchomione zostanie awaryjne hamowanie w celu zatrzymania pociągu.
Nowsze normy bezpieczeństwa nie uznają tego za odpowiednie, ponieważ maszynista może opaść na rączkę martwego człowieka i nadal ją przytrzymywać, nawet jeśli nie jest w stanie kontrolować pociągu. Nowoczesne pociągi przezwyciężają to ryzyko, dodając system czujności do systemu zmarłego. Co około minutę rozbrzmiewa brzęczyk lub dzwonek, aby ostrzec motorniczego lub inżyniera. Jeśli nie zareagują, przesuwając kontroler lub zwalniając, a następnie ponownie naciskając rączkę martwego człowieka, system automatycznie zainicjuje uruchomienie hamulca awaryjnego. Większość głównych systemów kolejowych na świecie korzysta z tego sprzętu, zarówno w transporcie towarowym, jak i pasażerskim. Jest również używany w R143 i innych wagonach metra w Nowym Jorku podczas operacji CBTC . W USA starsze lokomotywy wyprodukowane przed 1995 r. nie mają tej cechy, ale biorąc pod uwagę modułowy charakter systemu, nierzadko zdarza się, że są one modernizowane.
Samolot
Niektóre samoloty stosują kontrolę czujności, aby zminimalizować niedotlenienie , schodząc na niższą wysokość, jeśli pilot nie reaguje.
W 2019 r. Garmin G3000 stał się pierwszym pakietem awioniki lotnictwa ogólnego zdolnym do automatycznego przekierowania samolotu na najbliższe lotnisko i lądowania go w przypadku, gdy pilot nie wejdzie w interakcję z elementami sterującymi samolotu lub nie zareaguje na monity systemu. Ta zdolność automatyzacji jest możliwa dzięki postępowi w technologiach obliczeniowych, sterowania i nawigacji i ma szczególne znaczenie w lotnictwie ogólnym, ponieważ prywatne samoloty są często pilotowane tylko przez jednego pilota.
Szantaż
Termin „przełącznik umarlaka” jest czasami używany do opisania formy szantażu obronnego lub akt ubezpieczeniowych, w których zagrożone jest ujawnienie szkodliwego materiału, jeśli coś stanie się osobie.
Alternatywne nazwy
- Zamiana „przełącznika” na „sterowanie” lub nazwę oznaczającą określony typ włącznika, np. „przycisk”, „spust”, „przepustnica”, „pedał”, „klamka”, „chwyt”, „hamulec”
- Zastąpienie słów „dead man” lub „dead-man” słowami „enbling” lub „live-man” (powszechnie używane w branży robotyki)
- „Urządzenie zabezpieczające maszynisty” („DSD”) (oficjalny termin w Wielkiej Brytanii dla zwrotnic tego typu stosowanych w pociągach kolejowych)
- „Kontrola obecności operatora” („OPC”)
- „Kontrola czujności”
- „System alarmowy” (w systemach wyższego rzędu, w których przełącznik aktywuje się, aby zabrzmieć alarmem, a nie dezaktywuje, aby wyłączyć system wyższego rzędu)
- "Kill cord" na łodzi .