CN116098592A - 一种基于生理指标的高温预警方法、装置及可穿戴设备 - Google Patents

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CN116098592A CN202310311511.4A CN202310311511A CN116098592A CN 116098592 A CN116098592 A CN 116098592A CN 202310311511 A CN202310311511 A CN 202310311511A CN 116098592 A CN116098592 A CN 116098592A
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Abstract

本发明涉及人体健康监测技术领域，公开了一种基于生理指标的高温预警方法、装置及可穿戴设备。本发明获取生理指标检测模块所采集的佩戴可穿戴设备的人员的生理指标数据；根据数据中的心率信号实时计算出相应的心率值，在计算得到的心率值大于最大健康心率阈值时发布第一预警信息；根据数据中的皮肤温度计算出人体核心温度；利用计算得到的人体核心温度和对应时刻的心率值计算PHSI指数；确定目标人体热暴露警示阈值，将计算得到的PHSI指数与目标人体热暴露警示阈值进行比较，在计算得到的PHSI指数大于所述目标人体热暴露警示阈值时，发布第二预警信息。本发明能够准确便捷地实现对高温环境下劳动人群生理指标的监测及预警。

Description

一种基于生理指标的高温预警方法、装置及可穿戴设备
技术领域
本发明涉及人体健康监测技术领域，尤其涉及一种基于生理指标的高温预警方法、装置及可穿戴设备。
背景技术
随着极端高温天气出现的频率和强度的不断增加，对于室外工作者尤其是体力劳动人群，高温暴露的风险也不断增加。这些工作人员没有足够的高温自我保护观念，而往往在人体意识到热应激风险的时候，人体的一些生理机能和调节已经超过限值，最终导致中暑、热衰竭甚至死亡等安全事故发生。因此，有必要提出可监测高温环境下劳动人群生理指标的预警装置，从而可以提前为相关人员提供有效的保护预警和实施劳动防护。
现有的一些环境监测装置，主要是对于环境温度、湿度等物理参数的监测，对于高温特殊环境的监测装置较少。由于高温环境下劳动人群个体差异，同样热暴露下不同人员的耐热能力不同，高温引起的生理热应激的程度也不同，对于环境参数的监测不能有效避免高温作业下人群的热应激风险。
目前市场上开发了心率监测手环等监测装置，这类装置更多的是针对人体疾病及运动场景的监测，且这些装置无报警功能，对于工作期间不及时察看数据的使用者同样起不到保护作用。此外，这类装置应用于监测高温环境下劳动人群的生理指标时，仅监测人体心率一个客观因素，并不能全面反映人体热应激状态，从而可能会造成安全预警的延缓，使工人错失最佳的自我保护时间。
为全面监测人体热应激状态，相关技术提出了高温环境下的热应激预警方案。例如，现有申请号为202111068785.2的中国专利提供了一种电网户外作业人员热应激预警方法及系统，本发明提供的方法包括：获取多维数据并构建数据仓库；利用数据仓库中的数据作为训练样本分别构建核心温度预测模型和出汗量预测模型；获取作业人员的当前工况数据；根据当前工况数据利用预测模型得到作业人员在当前工况数据的当前核心温度和当前出汗量；根据当前核心温度和当前出汗量向作业人员发布预警信息。然而，这类发明需要过多的参数监测，不仅增加了成本，更重要的是一些参数获取困难，甚至会扰乱人员的正常工作，不利于普及应用。
发明内容
本发明提供了一种基于生理指标的高温预警方法、装置及可穿戴设备，解决了如何准确便捷地实现对高温环境下劳动人群生理指标的监测及预警的技术问题。
本发明第一方面提供一种基于生理指标的高温预警方法，所述方法应用于包括生理指标检测模块的可穿戴设备，所述方法包括：
获取所述生理指标检测模块所采集的佩戴所述可穿戴设备的人员的生理指标数据；所述生理指标数据包括皮肤温度和心率信号；
根据所述心率信号实时计算出相应的心率值；
在计算得到的心率值大于最大健康心率阈值时发布第一预警信息；
根据所述皮肤温度计算出人体核心温度；
利用计算得到的人体核心温度和对应时刻的心率值计算PHSI指数(热应激指数)；
确定目标人体热暴露警示阈值，将计算得到的PHSI指数与目标人体热暴露警示阈值进行比较；
在所述计算得到的PHSI指数大于所述目标人体热暴露警示阈值时，发布第二预警信息。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述根据所述皮肤温度计算出人体核心温度，包括：
按照下式计算出人体核心温度：
Tc＝aTm+b
式中，Tc表示人体核心温度，Tm为皮肤温度，a和b均为回归系数，a和b的值基于不同人群的皮肤温度及人体核心温度的实测数据进行拟合得到。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述利用计算得到的人体核心温度和对应时刻的心率值计算PHSI指数，包括：
按照下式计算PHSI指数：
PHSI＝5×(T0i-T0。)·(39.5-T0。)-1+5×(HRi-HR0)·(180-HR0)-1
式中，PHSI表示PHSI指数的值，T0i为热暴露过程中计算得到的第i时刻的人体核心温度值，HRi为热暴露过程中与T0i同时刻测量得到的心率值，T0o为热暴露开始前人体处于静坐休息状态下的人体核心温度值，HR0为热暴露开始前人体处于静坐休息状态下的心率值。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述确定目标人体热暴露警示阈值，包括：
获取佩戴所述可穿戴设备的人员的所属人群类型；
根据确定的所属人群类型在人体热暴露警示阈值列表中匹配出相应的人体热暴露警示阈值作为目标人体热暴露警示阈值；所述人体热暴露警示阈值列表存储有所属人群类型与人体热暴露警示阈值的映射关系。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述方法还包括：
将计算得到的人体核心温度与人体最高核心温度阈值进行比较；
在所述计算得到的人体核心温度大于所述人体最高核心温度阈值时，发布第三预警信息。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述方法还包括：
当达到下列预警条件中的任意一个预警条件时发布二级警报以提示人员应进行休息和热应力恢复，当达到下列预警条件中的任意两个或三个预警条件时发布一级警报以提示人员终止作业：
计算得到的心率值大于所述最大健康心率阈值；
计算得到的人体核心温度大于所述人体最高核心温度阈值；
计算得到的PHSI指数大于所述目标人体热暴露警示阈值。
本发明第二方面提供了一种基于生理指标的高温预警装置，包括：
存储器，用于存储指令；其中，所述指令用于实现如上任意一项能够实现的方式所述的基于生理指标的高温预警方法；
处理器，用于执行所述存储器中的指令。
本发明第三方面一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任意一项能够实现的方式所述的基于生理指标的高温预警方法。
本发明第四方面提供一种基于生理指标的高温预警装置，所述装置应用于包括生理指标检测模块的可穿戴设备，所述装置包括：
获取模块，用于获取所述生理指标检测模块所采集的佩戴所述可穿戴设备的人员的生理指标数据；所述生理指标数据包括皮肤温度和心率信号；
第一计算模块，用于根据所述心率信号实时计算出相应的心率值；
第一预警模块，用于在计算得到的心率值大于最大健康心率阈值时发布第一预警信息；
第二计算模块，用于根据所述皮肤温度计算出人体核心温度；
第三计算模块，用于利用计算得到的人体核心温度和对应时刻的心率值计算PHSI指数；
第一比较模块，用于确定目标人体热暴露警示阈值，将计算得到的PHSI指数与目标人体热暴露警示阈值进行比较；
第二预警模块，用于在所述计算得到的PHSI指数大于所述目标人体热暴露警示阈值时，发布第二预警信息。
根据本发明第四方面的一种能够实现的方式，所述第二计算模块具体用于：
按照下式计算出人体核心温度：
Tc＝aTm+b
式中，Tc表示人体核心温度，Tm为皮肤温度，a和b均为回归系数，a和b的值基于不同人群的皮肤温度及人体核心温度的实测数据进行拟合得到。
根据本发明第四方面的一种能够实现的方式，所述第三计算模块具体用于：
按照下式计算PHSI指数：
PHSI＝5×(T0i-T0o)·(39.5-T0o)-1+5×(HRi-HR0)·(180-HR0)-1
式中，PHSI表示PHSI指数的值，T0i为热暴露过程中计算得到的第i时刻的人体核心温度值，HRi为热暴露过程中与T0i同时刻测量得到的心率值，T0o为热暴露开始前人体处于静坐休息状态下的人体核心温度值，HR0为热暴露开始前人体处于静坐休息状态下的心率值。
根据本发明第四方面的一种能够实现的方式，所述第一比较模块包括：
获取单元，用于获取佩戴所述可穿戴设备的人员的所属人群类型；
确定单元，用于根据确定的所属人群类型在人体热暴露警示阈值列表中匹配出相应的人体热暴露警示阈值作为目标人体热暴露警示阈值；所述人体热暴露警示阈值列表存储有所属人群类型与人体热暴露警示阈值的映射关系。
根据本发明第四方面的一种能够实现的方式，所述装置还包括：
第二比较模块，用于将计算得到的人体核心温度与人体最高核心温度阈值进行比较；
第三预警模块，用于在所述计算得到的人体核心温度大于所述人体最高核心温度阈值时，发布第三预警信息。
根据本发明第四方面的一种能够实现的方式，所述装置还包括：
风险提示模块，用于当达到下列预警条件中的任意一个预警条件时发布二级警报以提示人员应进行休息和热应力恢复，当达到下列预警条件中的任意两个或三个预警条件时发布一级警报以提示人员终止作业：
计算得到的心率值大于所述最大健康心率阈值；
计算得到的人体核心温度大于所述人体最高核心温度阈值；
计算得到的PHSI指数大于所述目标人体热暴露警示阈值。
本发明第五方面提供一种可穿戴设备，所述可穿戴设备包括生理指标检测模块以及如上任意一项能够实现的方式所述的基于生理指标的高温预警装置。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明获取生理指标检测模块所采集的佩戴可穿戴设备的人员的生理指标数据，根据数据中的心率信号实时计算出相应的心率值，在计算得到的心率值大于最大健康心率阈值时发布第一预警信息，根据数据中的皮肤温度计算出人体核心温度，利用计算得到的人体核心温度和对应时刻的心率值计算PHSI指数，确定目标人体热暴露警示阈值，将计算得到的PHSI指数与目标人体热暴露警示阈值进行比较，在计算得到的PHSI指数大于所述目标人体热暴露警示阈值时发布第二预警信息，从而实现了对高温作业下的个体劳动者的监测及预警，能够更便捷地识别出高温作业下热耐受力低、容易出现热应激风险和热安全事故的人群，从而提供及时的保护，避免热安全事故发生；
本发明以心率及基于人体核心温度计算的PHSI指数作为监测指标，相比通过单一的指标进行监测及预警更加客观、准确，避免了劳动环境中个别干扰因素或者测量误差引起的风险误判和错判等问题；
本发明仅仅采用可穿戴设备的生理指标检测模块获取心率和皮肤温度，相比现有技术基于一系列复杂的监测参数进行高温预警的方式，更便捷实用，应用本发明装置的可穿戴设备在佩戴过程不会对劳动人员产生干扰和不便，且制造成本低，便于推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明一个可选实施例提供的一种基于生理指标的高温预警方法的流程图；
图2为本发明另一个可选实施例提供的一种基于生理指标的高温预警方法的流程图；
图3为本发明又一个可选实施例提供的一种基于生理指标的高温预警装置的结构连接框图；
图4为本发明一个可选实施例提供的一种基于生理指标的高温预警装置的结构连接框图；
图5为本发明另一个可选实施例提供的一种基于生理指标的高温预警装置的结构连接框图；
图6为本发明又一个可选实施例提供的一种基于生理指标的高温预警装置的结构连接框图；
图7为本发明一个可选实施例提供的智能手环的结构示意图。
附图标记：
1-获取模块；2-第一计算模块；3-第一预警模块；4-第二计算模块；5-第三计算模块；6-第一比较模块；7-第二预警模块；8-第二比较模块；9-第三预警模块；10-风险提示模块；100-手环本体；200-电源部；300-心率测量部；400-皮肤温度测量探头；500-芯片部；600-显示部。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种基于生理指标的高温预警方法、装置及可穿戴设备，用于解决如何准确便捷地实现对高温环境下劳动人群生理指标的监测及预警的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种基于生理指标的高温预警方法，该方法应用于包括生理指标检测模块的可穿戴设备。
请参阅图1，图1示出了本发明实施例提供的一种基于生理指标的高温预警方法的流程图。
本发明实施例提供的一种基于生理指标的高温预警方法，包括：
步骤S1，获取生理指标检测模块所采集的佩戴可穿戴设备的人员的生理指标数据；所述生理指标数据包括皮肤温度和心率信号。
作为具体的实施方式，生理指标检测模块可包括皮肤温度测温探头，由皮肤温度测温探头对佩戴相应可穿戴设备的人员的手腕温度值进行实时监测，从而得到该皮肤温度。
需要说明的是，也可以采用其他现有的温度检测设备替代该皮肤温度测温探头，来进行皮肤温度的采集。
作为具体的实施方式，生理指标检测模块可包括心率传感器，心率传感器用于实时监测佩戴相应可穿戴设备的人员的动脉电阻，以获得该心率信号。
需要说明的是，也可以采用其他现有的心率检测设备替代该心率传感器，来进行心率信号的采集。
步骤S2，根据所述心率信号实时计算出相应的心率值。
作为替代的实施方式，也可以由生理指标检测模块本身对检测到的心率信号实时计算出相应的心率值。
需要说明的是，根据心率信号计算心率值，属于现有技术，本实施中，对此不做限定。
步骤S3，在计算得到的心率值大于最大健康心率阈值时发布第一预警信息。
本实施例中，实现了对心率的实时监测，使得装置能够用于日常情况下的心率保护。
作为一种实施方式，为保证对高温环境下劳动人群生理指标的监测的科学性，该最大健康心率阈值可以根据专业人员/组织所建议的最大心率阈值进行设置。例如，WHO(世界卫生组织)建议高温连续劳动过程中人体达到最大心率阈值180bpm时需停止工作，基于此，可以设置该最大健康心率阈值为180bpm。
作为另一种实施方式，为提高装置的用户体验，该最大健康心率阈值可以由用户在预置的心率范围中进行调节设置。进一步地，为保证对高温环境下劳动人群生理指标的监测的科学性，该心率范围可以以专业人员/组织所建议的最大心率阈值为基准进行设置。
步骤S4，根据所述皮肤温度计算出人体核心温度。
本实施例中，为实现基于温度的高温预警以及后续PHSI指数的计算，将所测得的皮肤温度修正为人体核心温度。
在一种能够实现的方式中，所述根据所述皮肤温度计算出人体核心温度，包括：
按照下式计算出人体核心温度：
Tc＝aTm+b
式中，Tc表示人体核心温度，Tm为皮肤温度，a和b均为回归系数，a和b的值基于不同人群的皮肤温度及人体核心温度的实测数据进行拟合得到。
本实施例中，通过上述人体核心温度的计算公式将皮肤温度换算为人体核心温度，方法简单便捷。为实现人体核心温度的科学计算，可以预先采集不同人群的皮肤温度及人体核心温度的实测数据，以得到较大数据量的样本，基于该样本拟合得到回归系数a和b的具体值。
步骤S5，利用计算得到的人体核心温度和对应时刻的心率值计算PHSI指数。
在一种能够实现的方式中，所述利用计算得到的人体核心温度和对应时刻的心率值计算PHSI指数，包括：
按照下式计算PHSI指数：
PHSI＝5×(T0i-T0o)·(39.5-T0o)-1+5×(HRi-HR0)·(180-HR0)-1
式中，PHSI表示PHSI指数的值，T0i为热暴露过程中计算得到的第i时刻的人体核心温度值，HRi为热暴露过程中与T0i同时刻测量得到的心率值，T0o为热暴露开始前人体处于静坐休息状态下的人体核心温度值，HR0为热暴露开始前人体处于静坐休息状态下的心率值。
PHSI指数是一种相对于HIS(热应力指标)更能够评价人体的热承受力的指标，本实施例中，对PHSI指数的计算进行改进，创造性地将人体核心温度替代现有PHSI指数计算公式中的人体口腔温度值，使得PHSI指数的计算更为便捷，因为人体核心温度的计算相对于人体口腔温度值的采集更为便利，且申请人通过实验比较发现，基于人体核心温度计算出的PHSI指数也能准确反映高温作业下人体的热应激情况。
步骤S6，确定目标人体热暴露警示阈值，将计算得到的PHSI指数与目标人体热暴露警示阈值进行比较。
本实施例中，基于佩戴所述可穿戴设备的人员的所属人群类型确定目标人体热暴露警示阈值，实现了个体化的高温监测及预警，使得装置的使用增强了用户体验。
在一种能够实现的方式中，所述确定目标人体热暴露警示阈值，包括：
获取佩戴所述可穿戴设备的人员的所属人群类型；
根据确定的所属人群类型在人体热暴露警示阈值列表中匹配出相应的人体热暴露警示阈值作为目标人体热暴露警示阈值；所述人体热暴露警示阈值列表存储有所属人群类型与人体热暴露警示阈值的映射关系。
本实施例中，基于人体热暴露警示阈值列表中匹配出目标人体热暴露警示阈值，方法简单便捷。在具体的实施方式中，可以通过用户的预先设置或者在线与用户进行交互，来确定佩戴所述可穿戴设备的人员的所属人群类型。
在其他能够实现的方式中，目标人体热暴露警示阈值也可以根据实际情况由用户预先进行设置。为保证高温监测及预警的科学性，该目标人体热暴露警示阈值的设置可以在装置预设的人体热暴露警示阈值范围中进行选择。
在一种能够实现的方式中，所述所属人群类型包括重度体力劳动人群、中度体力劳动人群和轻度体力劳动人群；
所述人体热暴露警示阈值列表中，各所属人群类型按照人体热暴露警示阈值由大到小的排列顺序为：重度体力劳动人群、中度体力劳动人群和轻度体力劳动人群。
作为一种具体的实施方式，所述重度体力劳动人群对应的人体热暴露警示阈值为7，所述中度体力劳动人群对应的人体热暴露警示阈值为6，所述轻度体力劳动人群对应的人体热暴露警示阈值为4。
需要说明的是，该所属人群类型可以根据实际情况调整为其他分类方案，对应的人体热暴露警示阈值可以根据实际情况调整为其他的值。
步骤S7，在所述计算得到的PHSI指数大于所述目标人体热暴露警示阈值时，发布第二预警信息。
本发明上述实施例中，实现了对高温作业下的个体劳动者的监测及预警，能够更便捷地识别出高温作业下热耐受力低、容易出现热应激风险和热安全事故的人群，从而提供及时的保护，避免热安全事故发生；以心率及基于人体核心温度计算的PHSI指数作为监测指标，相比通过单一的指标进行监测及预警更加客观、准确，避免了劳动环境中个别干扰因素或者测量误差引起的风险误判和错判等问题；仅仅采用可穿戴设备的生理指标检测模块获取心率和皮肤温度，相比现有技术基于一系列复杂的监测参数进行高温预警的方式，更便捷实用，应用本发明装置的可穿戴设备在佩戴过程不会对劳动人员产生干扰和不便，且制造成本低，便于推广应用。
在一种能够实现的方式中，在图1所示方法的基础上，如图2所示，所述方法还包括：
步骤S8，将计算得到的人体核心温度与人体最高核心温度阈值进行比较；
步骤S9，在所述计算得到的人体核心温度大于所述人体最高核心温度阈值时，发布第三预警信息。
本实施例中，实现了基于人体核心温度的高温监测及预警。结合上述心率和PHSI指数的监测指标，使得高温监测及预警更加全面。
作为一种实施方式，为保证对高温环境下劳动人群生理指标的监测的科学性，人体最高核心温度阈值可以根据专业人员/组织所建议的人体最高核心温度阈值进行设置。例如，根据WHO和标准ISO 9886的推荐，对于连续监测下的人体核心温度超过39℃即认为人体处于高温暴露的生理阈值，应立即停止工作和休息。基于此，可以人体最高核心温度阈值为39℃。
作为另一种实施方式，为提高装置的用户体验，人体最高核心温度阈值可以由用户在预置的人体最高核心温度范围中进行调节设置。进一步地，为保证对高温环境下劳动人群生理指标的监测的科学性，人体最高核心温度范围可以以专业人员/组织所建议的人体最高核心温度阈值为基准进行设置。
在一种能够实现的方式中，在图2所示方法的基础上，如图3所示，所述方法还包括：
步骤S10，当达到下列预警条件中的任意一个预警条件时发布二级警报以提示人员应进行休息和热应力恢复，当达到下列预警条件中的任意两个或三个预警条件时发布一级警报以提示人员终止作业：
计算得到的心率值大于所述最大健康心率阈值；
计算得到的人体核心温度大于所述人体最高核心温度阈值；
计算得到的PHSI指数大于所述目标人体热暴露警示阈值。
当实时监测和计算的人体生理指标和热应激指数达到上述三个预警条件中任意一个时，佩戴该可穿戴设备的人员应进行适当休息和热应力恢复；当达到上述预警条件中任意两个或者三个时，此时佩戴该可穿戴设备的人员应立即终止劳动，离开所处的高温暴露环境，并采用主动措施进行高温恢复。本实施例中，通过达到上述三个预警条件中的预警条件的数量来确定发布警报提示的等级，以相应等级的警报提示佩戴该可穿戴设备的人员，能够有效实现对佩戴该可穿戴设备的人员的高温劳动防护。
本发明还提供了一种基于生理指标的高温预警装置，包括：
存储器，用于存储指令；其中，所述指令用于实现如上任意一项实施例所述的基于生理指标的高温预警方法；
处理器，用于执行所述存储器中的指令。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任意一项实施例所述的基于生理指标的高温预警方法。
本发明还提供了一种基于生理指标的高温预警装置，所述装置应用于包括生理指标检测模块的可穿戴设备。该装置可用于执行本发明上述任一项实施例所述的基于生理指标的高温预警方法。
请参阅图4，图4示出了本发明实施例提供的一种基于生理指标的高温预警装置的结构连接框图。
本发明实施例提供的一种基于生理指标的高温预警装置，包括：
获取模块1，用于获取所述生理指标检测模块所采集的佩戴所述可穿戴设备的人员的生理指标数据；所述生理指标数据包括皮肤温度和心率信号；
第一计算模块2，用于根据所述心率信号实时计算出相应的心率值；
第一预警模块3，用于在计算得到的心率值大于最大健康心率阈值时发布第一预警信息；
第二计算模块4，用于根据所述皮肤温度计算出人体核心温度；
第三计算模块5，用于利用计算得到的人体核心温度和对应时刻的心率值计算PHSI指数；
第一比较模块6，用于确定目标人体热暴露警示阈值，将计算得到的PHSI指数与目标人体热暴露警示阈值进行比较；
第二预警模块7，用于在所述计算得到的PHSI指数大于所述目标人体热暴露警示阈值时，发布第二预警信息。
在一种能够实现的方式中，所述第二计算模块4具体用于：
按照下式计算出人体核心温度：
Tc＝aTm+b
式中，Tc表示人体核心温度，Tm为皮肤温度，a和b均为回归系数，a和b的值基于不同人群的皮肤温度及人体核心温度的实测数据进行拟合得到。
在一种能够实现的方式中，所述第三计算模块5具体用于：
按照下式计算PHSI指数：
PHSI＝5×(T0i-T0o)·(39.5-T0o)-1+5×(HRi-HR0)·(180-HR0)-1
式中，PHSI表示PHSI指数的值，T0i为热暴露过程中计算得到的第i时刻的人体核心温度值，HRi为热暴露过程中与T0i同时刻测量得到的心率值，T0o为热暴露开始前人体处于静坐休息状态下的人体核心温度值，HR0为热暴露开始前人体处于静坐休息状态下的心率值。
在一种能够实现的方式中，所述第一比较模块6包括：
获取单元，用于获取佩戴所述可穿戴设备的人员的所属人群类型；
确定单元，用于根据确定的所属人群类型在人体热暴露警示阈值列表中匹配出相应的人体热暴露警示阈值作为目标人体热暴露警示阈值；所述人体热暴露警示阈值列表存储有所属人群类型与人体热暴露警示阈值的映射关系。
在一种能够实现的方式中，在图4所示装置的基础上，如图5所示，所述装置还包括：
第二比较模块8，用于将计算得到的人体核心温度与人体最高核心温度阈值进行比较；
第三预警模块9，用于在所述计算得到的人体核心温度大于所述人体最高核心温度阈值时，发布第三预警信息。
在一种能够实现的方式中，在图5所示装置的基础上，如图6所示，所述装置还包括：
风险提示模块10，用于当达到下列预警条件中的任意一个预警条件时发布二级警报以提示人员应进行休息和热应力恢复，当达到下列预警条件中的任意两个或三个预警条件时发布一级警报以提示人员终止作业：
计算得到的心率值大于所述最大健康心率阈值；
计算得到的人体核心温度大于所述人体最高核心温度阈值；
计算得到的PHSI指数大于所述目标人体热暴露警示阈值。
本发明还提供一种可穿戴设备，所述可穿戴设备包括生理指标检测模块以及如上任意一项实施例所述的基于生理指标的高温预警装置。
其中，本实施例中的可穿戴设备可以为腕带式的形式。示例性地，可穿戴设备可以与目前的智能手表、智能手环等类似。
需要说明的是，本发明的可穿戴设备还可以为其他形式的设备，只要其上的生理指标检测模块可以便捷性地检测到心率和皮肤温度。
作为一种具体的实施方式，本实施例中的可穿戴设备为智能手环。请参阅图7，图7示出了智能手环的结构示意图。该智能手环包括手环本体100、电源部200、心率测量部300、皮肤温度测量探头400、芯片部500和显示部600，其中电源部200为智能手环其余部供电，心率测量部300和皮肤温度测量探头400构成智能手环的生理指标检测模块，而该芯片部500对应如上任意一项实施例所述的基于生理指标的高温预警装置。显示部600可用于人员自主控制手环运行功能，可视化展现心率值、皮肤温度、人体核心温度、手环电量、身体异常报警图标等。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置、模块和可穿戴设备的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，上述描述的装置、模块和可穿戴设备的具体有益效果，可以参考前述方法实施例中的对应有益效果，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、装置及可穿戴设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于生理指标的高温预警方法，其特征在于，所述方法应用于包括生理指标检测模块的可穿戴设备，所述方法包括：
获取所述生理指标检测模块所采集的佩戴所述可穿戴设备的人员的生理指标数据；所述生理指标数据包括皮肤温度和心率信号；
根据所述心率信号实时计算出相应的心率值；
在计算得到的心率值大于最大健康心率阈值时发布第一预警信息；
根据所述皮肤温度计算出人体核心温度；
利用计算得到的人体核心温度和对应时刻的心率值计算PHSI指数；
确定目标人体热暴露警示阈值，将计算得到的PHSI指数与目标人体热暴露警示阈值进行比较；
在所述计算得到的PHSI指数大于所述目标人体热暴露警示阈值时，发布第二预警信息。
2.根据权利要求1所述的基于生理指标的高温预警方法，其特征在于，所述根据所述皮肤温度计算出人体核心温度，包括：
按照下式计算出人体核心温度：
Tc＝aTm+b
式中，Tc表示人体核心温度，Tm为皮肤温度，a和b均为回归系数，a和b的值基于不同人群的皮肤温度及人体核心温度的实测数据进行拟合得到。
3.根据权利要求1所述的基于生理指标的高温预警方法，其特征在于，所述利用计算得到的人体核心温度和对应时刻的心率值计算PHSI指数，包括：
按照下式计算PHSI指数：
PHSI＝5×(T0i-T0o)·(39.5-T0o)-1+5×(HRi-HR0)·(180-HR0)-1
式中，PHSI表示PHSI指数的值，T0i为热暴露过程中计算得到的第i时刻的人体核心温度值，HRi为热暴露过程中与T0i同时刻测量得到的心率值，T0o为热暴露开始前人体处于静坐休息状态下的人体核心温度值，HR0为热暴露开始前人体处于静坐休息状态下的心率值。
4.根据权利要求1所述的基于生理指标的高温预警方法，其特征在于，所述确定目标人体热暴露警示阈值，包括：
获取佩戴所述可穿戴设备的人员的所属人群类型；
根据确定的所属人群类型在人体热暴露警示阈值列表中匹配出相应的人体热暴露警示阈值作为目标人体热暴露警示阈值；所述人体热暴露警示阈值列表存储有所属人群类型与人体热暴露警示阈值的映射关系。
5.根据权利要求1所述的基于生理指标的高温预警方法，其特征在于，所述方法还包括：
将计算得到的人体核心温度与人体最高核心温度阈值进行比较；
在所述计算得到的人体核心温度大于所述人体最高核心温度阈值时，发布第三预警信息。
6.根据权利要求5所述的基于生理指标的高温预警方法，其特征在于，所述方法还包括：
当达到下列预警条件中的任意一个预警条件时发布二级警报以提示人员应进行休息和热应力恢复，当达到下列预警条件中的任意两个或三个预警条件时发布一级警报以提示人员终止作业：
计算得到的心率值大于所述最大健康心率阈值；
计算得到的人体核心温度大于所述人体最高核心温度阈值；
计算得到的PHSI指数大于所述目标人体热暴露警示阈值。
7.一种基于生理指标的高温预警装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储指令；其中，所述指令用于实现如权利要求1-6任意一项所述的基于生理指标的高温预警方法；
处理器，用于执行所述存储器中的指令。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任意一项所述的基于生理指标的高温预警方法。
9.一种基于生理指标的高温预警装置，其特征在于，所述装置应用于包括生理指标检测模块的可穿戴设备，所述装置包括：
获取模块，用于获取所述生理指标检测模块所采集的佩戴所述可穿戴设备的人员的生理指标数据；所述生理指标数据包括皮肤温度和心率信号；
第一计算模块，用于根据所述心率信号实时计算出相应的心率值；
第一预警模块，用于在计算得到的心率值大于最大健康心率阈值时发布
第一预警信息；
第二计算模块，用于根据所述皮肤温度计算出人体核心温度；
第三计算模块，用于利用计算得到的人体核心温度和对应时刻的心率值计算PHSI指数；
第一比较模块，用于确定目标人体热暴露警示阈值，将计算得到的PHSI指数与目标人体热暴露警示阈值进行比较；
第二预警模块，用于在所述计算得到的PHSI指数大于所述目标人体热暴露警示阈值时，发布第二预警信息。
10.一种可穿戴设备，其特征在于，所述可穿戴设备包括生理指标检测模块以及如权利要求9所述的基于生理指标的高温预警装置。
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