隨著我國鐵路的快速發展，鐵路運輸安全問題是現代交通永恒不變的主題，越來越被重視。機車乘務員在機車運行中起著核心作用，他直接決定了列車能否正常運行，他們是保證一趟列車安全運行的重要關鍵。如何讓他們在行駛過程當中始終保持集中注意力，不讓精神狀態不佳威脅到列車正常運行，這是非常重要的。因此，對機車乘務員的安全管理成了重中之重。在機車乘務員安全管理方面,針對乘務員值乘過程中安全關鍵項點的作業標準,制定標準化要求,依照系統科學的方法，通過分析乘務員一次出乘標準作業程序，列出安全節點，例如，在列車運行中可能出現的機車乘務員行車精神不振、視野偏離、盹睡，間斷瞭望等重大安全隱患問題，非常有必要通過技術手段在發生上述問題的同時給予報警提示，及時糾正乘務員的駕駛狀態，防控風險于前期，保證行車安全。
本發明針對雙節重聯電力機車，單司機值乘的特點,研制出基于方向切換型司機狀態監測預警裝置,根據讀取列車方向信息，進行兩端狀態監測設備的切換,當機車乘務員在機車運行中持續低頭、盹睡、目視方向非運行前方的時間達到設定的閥值時，裝置分別發出一、二、三級報警提醒語音，自動記錄各級報警的實時數據影像存儲在本地的TF卡，同時通過4G無線的方式傳輸到鐵路專用服務器網絡形成報警記錄。