JP7777832B2 - Biometric information processing method and biological information processing system - Google Patents

Biometric information processing method and biological information processing system

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Description

本願は、被評価者から得られた生体情報に基づいて、当該被評価者の体調評価などを行う生体情報処理方法、および、生体情報処理システムに関する。 This application relates to a biometric information processing method and a biometric information processing system that evaluates the physical condition of a person being evaluated based on biometric information obtained from the person being evaluated.

近年、無線LANなどインターネットへの接続環境が整備されるとともに、ブルートゥース(登録商標)などの近距離での情報伝達を可能とする手段の発達、さらに、スマートフォンなどの高性能のモバイル機器や、体温や心拍数、発汗量などの身体データを測定することができる小型センサ機器の普及により、センサ機器で取得された被評価者の生体情報に基づいてその体調を評価する評価システムや、評価結果に基づいて被評価者の健康状態を管理して近年問題化している熱中症の発症リスクを軽減させる体調管理システムが実用化されている。 In recent years, with the development of internet connection environments such as wireless LAN, the development of means that allow for short-range information transmission such as Bluetooth (registered trademark), and the widespread use of high-performance mobile devices such as smartphones and small sensor devices that can measure physical data such as body temperature, heart rate, and sweat rate, evaluation systems that evaluate the physical condition of the person being evaluated based on the biometric information obtained by sensor devices, and health management systems that manage the health of the person being evaluated based on the evaluation results and reduce the risk of developing heatstroke, which has become a problem in recent years, have been put into practical use.

このような体調の評価管理を行う生体情報処理システムの例として、被評価者の身体の動きを把握する三次元加速度センサと心拍を検出する生体情報取得部とを備えたウェアラブルな生体信号を検出する検出装置を用いて、被評価者が熱中症を発症するリスクを常に評価して、そのリスクを低減させる方策を採れるようにした熱中症リスク管理システムが提案されている(特許文献1参照)。 As an example of a biometric information processing system that performs such physical condition evaluation and management, a heatstroke risk management system has been proposed that uses a wearable biometric signal detection device equipped with a three-dimensional acceleration sensor that captures the subject's physical movements and a biometric information acquisition unit that detects heart rate to constantly evaluate the subject's risk of developing heatstroke and enable measures to be taken to reduce that risk (see Patent Document 1).

特開2018-130531号公報JP 2018-130531 A

上記従来の熱中症リスク管理システムでは、アンダーシャツの胸元に、着用者の心拍検知する電位計と、着用者の身体の動きを検出可能な3次元加速度センサ、服内温度を検出可能な温度センサを有する生体情報取得部が配置され、この生体情報取得部で取得された生体情報を被測定者が所持するスマートフォンなどの通信機器を介してインターネット上のクラウドサーバの情報処理部に送信される。情報処理部では、各人ごとに、さらには、同じ環境で作業する作業者の集団について、熱中症を発症するリスクを評価して、熱中症を発症するリスクが高くなっている作業者に対して休憩を取ることを指示することで、熱中症の発症リスクを低減する。 In the above-mentioned conventional heatstroke risk management system, a biometric information acquisition unit is placed on the chest of the undershirt. The biometric information acquired by the biometric information acquisition unit is equipped with an electrometer that detects the wearer's heart rate, a three-dimensional acceleration sensor that can detect the wearer's body movements, and a temperature sensor that can detect the temperature inside the clothing. The biometric information acquired by the biometric information acquisition unit is sent to an information processing unit on a cloud server on the Internet via a communication device such as a smartphone carried by the person being measured. The information processing unit assesses the risk of heatstroke for each individual, or for a group of workers working in the same environment, and reduces the risk of heatstroke by instructing workers at high risk to take a break.

被測定者の脈拍、身体の動き、体温などを検出するセンサを備えた生体情報取得部としては、上記従来の熱中症リスク管理システムで用いられたような、被測定者の身体にシャツ等を用いて電位計などを付着させるウェアラブルな衣服タイプ以外にも、着脱の容易性や生体情報取得部を装着していることの違和感を低減することができる、振動または光学方式によって脈拍を検出する腕時計型のタイプや、耳たぶや指先に装着して被測定者の脈拍を光学的に検出するタイプなど、生体情報を取得する方式や装置の形状、装着方法などが異なる各種のものが提案されている。 Biometric information acquisition units equipped with sensors that detect the subject's pulse, body movements, body temperature, etc. include wearable clothing types, such as those used in the above-mentioned conventional heatstroke risk management systems, in which an electrometer or the like is attached to the subject's body using a shirt, etc. In addition, various types have been proposed that differ in the method of acquiring biometric information, device shape, and wearing method, such as wristwatch-type types that detect pulse using vibration or optical methods, which are easy to put on and take off and reduce the discomfort of wearing a biometric information acquisition unit, and types that are worn on the earlobe or fingertip and optically detect the subject's pulse.

これら各種の生体情報取得部では、その構成上の制約から取得される生体情報の種類やその精度が異なる。また、これらの生体情報取得部は、それぞれが固有の生体情報処理システムに組み込まれていて、生体情報のデータを検出する頻度やデータ送信の頻度の設定が異なっている。さらに、それぞれの生体情報取得部の形状や装着場所、採用されているシステム内でのデータ転送能力、生体情報取得部内に組み込まれているデータ処理機能の違いから、取得されたデータを生体情報取得部から送出されるまでにどの程度データ処理が行われているかという、データ処理仕様も異なる。このため、従来、生体情報取得部を用いた生体情報処理システムでは、被評価者が装着する生体情報取得部はそのシステムに固有のものに限定されていた。 Due to the constraints of their configuration, these various biometric information acquisition units differ in the type of biometric information acquired and its accuracy. Furthermore, each of these biometric information acquisition units is incorporated into a unique biometric information processing system, with different settings for the frequency with which biometric data is detected and the frequency with which data is transmitted. Furthermore, due to differences in the shape and attachment location of each biometric information acquisition unit, the data transfer capabilities within the system employed, and the data processing functions incorporated within the biometric information acquisition unit, the data processing specifications, such as the extent to which data is processed before the acquired data is sent from the biometric information acquisition unit, also differ. For this reason, in conventional biometric information processing systems that use biometric information acquisition units, the biometric information acquisition unit worn by the person being evaluated was limited to one specific to that system.

しかし、生体情報処理システムにおいては、より多くの被測定者の生体情報が集まることによって、生体情報に基づいて判断される体調評価などの評価結果の精度が向上する。このように取得される生体情報の数を増やして評価結果の精度向上を図ることや、より安価に生体情報処理システムを構築すること、また、被測定者の置かれた環境や、運動や仕事の種類など被測定者の動作の種類や激しさ等の違いに応じてより適切な形態で生体情報を取得すること、さらに、個々の被測定者の好みなどに応じてより負担の少ない状態での生体情報の取得を目指す上では、タイプの異なる各種の生体情報取得部からの生体情報を使用することがでる生体情報処理システムとすることが好ましい。 However, in a biometric information processing system, collecting biometric information from more subjects improves the accuracy of evaluation results, such as physical condition assessments based on the biometric information. Increasing the amount of acquired biometric information in this way improves the accuracy of evaluation results, allows for the construction of a more cost-effective biometric information processing system, and allows for acquisition of biometric information in a more appropriate form depending on the subject's environment and the type and intensity of the subject's movements, such as the type of exercise or work, and furthermore aims to acquire biometric information under less stressful conditions according to the preferences of each subject. Therefore, it is preferable to have a biometric information processing system that can use biometric information from a variety of different types of biometric information acquisition units.

本願は、上記従来技術の有する課題を解決することを目的とするものであり、被評価者の生体情報を取得する生体情報取得部として、複数の形態のものからのデータを処理可能な生体情報処理方法、ならびに、複数の形態の生体情報取得部を採用することができる生体情報処理システムを提供することを目的とする。 The present application aims to solve the problems associated with the above-mentioned prior art, and to provide a biometric information processing method capable of processing data from multiple forms as a biometric information acquisition unit that acquires biometric information of the subject, as well as a biometric information processing system that can employ multiple forms of biometric information acquisition units.

上記課題を解決するため、本願で開示する生体情報処理方法は、生体情報取得部で被評価者の生体情報を取得する工程と、取得された前記生体情報に基づいて当該被評価者の状態を表す指標を算出する工程とを備え、異なる2種類以上の前記生体情報取得部により取得された前記生体情報を、共通パラメータに変換して前記指標を算出することを特徴とする。 In order to solve the above problem, the biometric information processing method disclosed in this application comprises the steps of acquiring biometric information of the person being evaluated using a biometric information acquisition unit, and calculating an index representing the state of the person being evaluated based on the acquired biometric information, and is characterized in that the biometric information acquired by two or more different types of biometric information acquisition units is converted into a common parameter to calculate the index.

また、本願で開示する生体情報処理システムは、被評価者の生体情報を取得する異なる2種類以上の生体情報取得部と、取得された前記生体情報に基づいて、当該被評価者の状態を表す指標を算出するデータ処理部とを備え、前記データ処理部は、前記生体情報取得部が取得した前記生体情報を共通パラメータに変換して前記指標を算出することを特徴とする。 The biometric information processing system disclosed in this application also includes two or more different types of biometric information acquisition units that acquire biometric information of the person being evaluated, and a data processing unit that calculates an index representing the state of the person being evaluated based on the acquired biometric information, and the data processing unit converts the biometric information acquired by the biometric information acquisition units into common parameters to calculate the index.

上記構成により、本願で開示する生体情報処理方法は、2種類以上の生体情報取得部で取得された被評価者の生体情報を用いて、当該被評価者の状態を表す各種の指標を算出すること、すなわち、異なる種類の生体情報取得部から取得した生体情報を共通のパラメータに変換することで、データ精度やデータ仕様の違いを吸収することができる。このため、多くの被評価者の生体情報を用いて高い精度で被評価者の状態を表す指標を算出することができるとともに、被評価者がより好ましいタイプの生体情報取得部を選択することが可能となる。 With the above configuration, the biometric information processing method disclosed in this application uses the biometric information of the person being evaluated acquired by two or more types of biometric information acquisition units to calculate various indices that represent the state of the person being evaluated. In other words, by converting the biometric information acquired from different types of biometric information acquisition units into common parameters, differences in data accuracy and data specifications can be absorbed. As a result, it is possible to calculate indices that represent the state of the person being evaluated with high accuracy using the biometric information of many people being evaluated, and it is also possible for the person being evaluated to select the type of biometric information acquisition unit that is more preferred.

また、上記構成とすることで、本願で開示する生体情報処理システムは、システムとして採用する生体情報処理部の選択肢が広がり、より低コストで、かつ、精度が高く、被評価者に受け入れられやすい生体情報処理システムを実現することができる。 Furthermore, with the above configuration, the biometric information processing system disclosed in this application has a wider range of options for the biometric information processing units that can be adopted in the system, making it possible to realize a biometric information processing system that is lower cost, has high accuracy, and is more easily accepted by the person being evaluated.

図1は、実施形態として説明する熱中症発症リスク管理システムの各部の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of each part of a heatstroke risk management system described as an embodiment. 図2は、本実施形態で説明する熱中症発症リスク管理システムに用いられる、第1の生体情報取得部の構成を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of a first biological information acquisition unit used in the heatstroke risk management system described in this embodiment. 図3は、本実施形態で説明する熱中症発症リスク管理システムに用いられる、第2の生体情報取得部を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a second biological information acquisition unit used in the heatstroke risk management system described in this embodiment. 図4は、本実施形態で説明する熱中症発症リスク管理システムに用いられる、第3の生体情報取得部を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a third biological information acquisition unit used in the heatstroke risk management system described in this embodiment. 図5は、本実施形態で説明する熱中症発症リスク管理システムにおける、熱中症発症リスクの評価方法を説明するフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating a method for assessing the risk of developing heatstroke in the heatstroke risk management system described in this embodiment. 図6は、加速度偏差に対する心拍応答を示す標準心拍応答の測定結果を示す図である。図6(a)は、約300万点のデータをすべてプロットした図を、図6(b)は、加速度データに対する心拍応答の中央値を用いて得られた標準心拍応答を示す。6A and 6B show the results of measuring standard heart rate responses, which indicate heart rate responses to acceleration deviations. Fig. 6A shows a plot of all approximately 3 million data points, and Fig. 6B shows the standard heart rate response obtained using the median value of the heart rate responses to acceleration data. 図7は、本実施形態にかかる生体情報処理方法における、心拍指数と体力指数との推定方法を説明する図である。FIG. 7 is a diagram for explaining a method for estimating a heart rate index and a physical fitness index in the biological information processing method according to this embodiment. 図8は、本実施形態において説明する作業負担推定方法において、作業負担指数を求める第1の補正マップを説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a first correction map for determining a work strain index in the work strain estimation method described in this embodiment. 図9は、本実施形態において説明する作業負担推定方法において、作業負担指数を求める第2の補正マップを説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a second correction map for determining a work strain index in the work strain estimation method described in this embodiment.

本願で開示する生体情報処理方法は、生体情報取得部で被評価者の生体情報を取得する工程と、取得された前記生体情報に基づいて当該被評価者の状態を表す指標を算出する工程とを備え、異なる2種類以上の前記生体情報取得部により取得された前記生体情報を、共通パラメータに変換して前記指標を算出する。 The biometric information processing method disclosed in this application comprises the steps of acquiring biometric information of the person being evaluated using a biometric information acquisition unit, and calculating an index representing the state of the person being evaluated based on the acquired biometric information, and converting the biometric information acquired by two or more different types of biometric information acquisition units into common parameters to calculate the index.

上記の構成を有することで、本願で開示する生体情報処理方法は、被評価者が装着する生体情報取得部の選択の幅が広がってより多くの被評価者の生体情報を、被評価者の負担が少ない方法で取得することができ、取得された生体情報を用いて正確な指標を算出することができる。 By having the above configuration, the biometric information processing method disclosed in this application allows for a wider range of options for the biometric information acquisition unit worn by the person being evaluated, making it possible to acquire more biometric information from the person being evaluated in a manner that places less burden on the person being evaluated, and to calculate accurate indicators using the acquired biometric information.

上記生体情報処理方法において、前記指標が、前記被評価者が受けている負荷の影響度合いを示す作業負担指数、前記被評価者の体調の平常状態からの変化度合いを示す体調評価指数、および、前記被評価者が熱中症を発症するリスクの度合いを示す熱中症発症リスク指数のうちの少なくともいずれか一つであることが好ましい。このようにすることで、多くの被評価者の状態を表す実用的な指標を得ることができる。 In the above biometric information processing method, it is preferable that the index is at least one of a work burden index indicating the degree of impact of the workload on the person being evaluated, a physical condition assessment index indicating the degree of change from the normal state of the person being evaluated's physical condition, and a heatstroke risk index indicating the degree of risk of the person being evaluated developing heatstroke. In this way, it is possible to obtain practical indexes that represent the condition of many people being evaluated.

また、前記生体情報が、心拍データ、加速度データ、および、METs(代謝当量の推定値)のうちの少なくともいずれか一つであることが好ましい。このようにすることで、個人ごとの特性の違いや、生体情報取得部の仕様の違いを補正し、被評価者の状態を的確に判断する上で必要な生体情報を得ることができ、被評価者の状態を表す指標を正確に算出することができる。なお、心拍データには、心拍数や心拍時間間隔を含む。また、生体情報には、エネルギー消費量の推定値を含んでいても良い。 It is also preferable that the biometric information is at least one of heart rate data, acceleration data, and METs (estimated metabolic equivalents). This makes it possible to correct for differences in individual characteristics and differences in the specifications of the biometric information acquisition unit, obtain the biometric information necessary to accurately assess the state of the person being evaluated, and accurately calculate an index representing the state of the person being evaluated. Note that heart rate data includes heart rate and heartbeat interval. The biometric information may also include an estimated value of energy expenditure.

さらに、前記心拍データに用いられる前記共通パラメータが中央心拍数であることが好ましい。このようにすることで、生体情報取得部における心拍データの取得方法やデータ処理仕様にかかわらず、被評価者の正確な心拍データを得ることができる。 Furthermore, it is preferable that the common parameter used for the heart rate data is the median heart rate. By doing so, accurate heart rate data for the subject can be obtained regardless of the heart rate data acquisition method or data processing specifications used by the biometric information acquisition unit.

さらにまた、前記加速度データ、または、前記METs(代謝当量の推定値)に用いられる前記共通パラメータが加速度偏差であることが好ましい。このようにすることで、生体情報取得部における被評価者の身体の動きを把握する方法やデータ処理方法にかかわらず、被評価者の動作を正確に把握することができる。 Furthermore, it is preferable that the common parameter used in the acceleration data or the METs (estimated metabolic equivalents) is acceleration deviation. This allows the subject's movements to be accurately understood regardless of the method used to understand the subject's body movements or the data processing method used by the biometric information acquisition unit.

本願で開示する生体情報処理システムは、被評価者の生体情報を取得する異なる2種類以上の生体情報取得部と、取得された前記生体情報に基づいて、当該被評価者の状態を表す指標を算出するデータ処理部とを備え、前記データ処理部は、前記生体情報取得部が取得した前記生体情報を共通パラメータに変換して前記指標を算出することを特徴とする。 The biometric information processing system disclosed in this application comprises two or more different types of biometric information acquisition units that acquire biometric information of the person being evaluated, and a data processing unit that calculates an index representing the state of the person being evaluated based on the acquired biometric information, and is characterized in that the data processing unit converts the biometric information acquired by the biometric information acquisition units into common parameters and calculates the index.

上記の構成を有することで、本願で開示する生体情報処理システムは、生体情報取得部の選択の余地が広がり、被評価者が自己の好みや測定中の身体の状態に対応した生体情報取得部を選択でき、容易により多くの被評価者の生体情報を用いてその状態を表す指標を算出することができ、低コストで正確な評価結果が得られる生体情報管理システムを実現することができる。 By having the above configuration, the biometric information processing system disclosed in this application has a wider range of options for the biometric information acquisition unit, allowing the person being evaluated to select a biometric information acquisition unit that suits their preferences and the physical condition of their body during measurement. It is also possible to easily calculate indices representing the condition of a larger number of people being evaluated using their biometric information, thereby realizing a biometric information management system that can obtain accurate evaluation results at low cost.

以下、本願で開示する生体情報処理方法、および、生体情報処理システムの実施形態について、図面を用いて説明する。 Embodiments of the biometric information processing method and biometric information processing system disclosed in this application are described below with reference to the drawings.

(実施の形態)
[システムの全体構成]
まず、本願で開示する生体情報処理システムの一例についてその全体構成を説明する。
(Embodiment)
[Overall system configuration]
First, the overall configuration of an example of a biological information processing system disclosed in the present application will be described.

本実施形態では、作業者の動作や環境温度、心拍数などに基づいて、作業によって受ける負担の大きさを示す作業負担指数と、作業者の熱的負荷の大きさを示す熱的負荷指数とに基づいて、当該作業者の体調を評価して熱中症発症リスクを評価・管理する熱中症発症リスク管理システムについて例示する。本実施形態にかかる熱中症発症リスク管理システムは、例えば、一つの建設現場で働く複数の作業者を被評価者として好適に用いられるものであり、各作業者から得られた生体情報に基づいて熱中症を発症するリスクを評価し、熱中症の発症リスクが高まっている作業者には警告を与えて適宜の休憩を取らせるなどの対策を施すことによって、建設現場での熱中症の発症リスクを低減させることを目的とするシステムである。 This embodiment illustrates a heatstroke risk management system that evaluates a worker's physical condition and assesses and manages the risk of heatstroke based on a work strain index indicating the level of strain caused by work, based on the worker's movements, environmental temperature, heart rate, etc., and a thermal load index indicating the level of thermal load on the worker. The heatstroke risk management system of this embodiment is suitable for use with, for example, multiple workers working at a construction site as subjects of evaluation. It assesses the risk of heatstroke based on biometric information obtained from each worker and aims to reduce the risk of heatstroke at construction sites by issuing warnings to workers at increased risk of heatstroke and taking measures such as encouraging them to take appropriate breaks.

図1は、本実施形態にかかる熱中症発症リスク管理システムの各部の構成例を示すブロック図である。 Figure 1 is a block diagram showing an example configuration of each component of a heatstroke risk management system according to this embodiment.

図1に示すように、本実施形態にかかる熱中症発症リスク管理システムは、被評価者である作業者10と、作業者10の生体情報に基づいてその体調評価を行うとともに、熱中症の発症リスクを評価するインターネット20上のクラウドサーバ21と、被評価者である作業者10と一定数の作業者10が含まれる作業グループを監督する管理者である現場監督30と、さらに、複数の現場監督30をその管理下に置いて全体を把握し、熱中症発症リスク評価システムの運用と維持管理等を行う事業所40とによって構成されている。なお、上記は一般的な建設現場を想定した汎用例であって、一人の現場監督30が管理する作業者10が一人の場合や、現場監督と事業所が不可分の状態となっている場合、事業所が複数含まれてより大規模に建設現場全体を管理する場合など、実際に本実施形態の熱中症発症リスク管理システムが導入される現場の構成に応じて、適宜異なる形態を採り得ることは言うまでもない。 As shown in FIG. 1, the heatstroke risk management system of this embodiment is composed of a worker 10 who is being assessed; a cloud server 21 on the Internet 20 that evaluates the worker's 10 physical condition based on his or her biometric information and assesses the risk of developing heatstroke; a site supervisor 30 who is the manager who oversees the worker 10 who is being assessed and a work group that includes a certain number of workers 10; and an office 40 that manages multiple site supervisors 30, provides overall visibility, and operates and maintains the heatstroke risk assessment system. Note that the above is a generalized example assuming a typical construction site. Needless to say, the heatstroke risk management system of this embodiment can take various forms depending on the actual configuration of the site where it is being implemented, such as when one site supervisor 30 manages one worker 10, when the site supervisor and the office are inseparable, or when multiple offices are involved and the entire construction site is managed on a larger scale.

本実施形態で説明する熱中症発症リスク管理システムでは、作業者10は、自身の心拍データや、身体の動きを示す加速度データ、環境温度としての服内温度データといった生体情報の少なくとも一つ以上を検出可能な、生体情報取得部である測定装置11をそれぞれ装着している。そして、この測定装置11は、少なくとも2種類が用いられている。 In the heatstroke risk management system described in this embodiment, each worker 10 wears a measuring device 11, which is a biometric information acquisition unit, capable of detecting at least one of the following biometric information: their own heart rate data, acceleration data indicating body movement, and clothing temperature data representing the ambient temperature. At least two types of measuring devices 11 are used.

例えば、一部の作業者は、第1の測定装置として、服内温度を検出する温度センサと、心拍データを検出する電位計と、体の動きを検出するための3次元加速度センサとを備えた生体センサ11aが胸部に装着されたアンダーシャツを着用している。また、他の作業者は、第2の測定装置として、耳たぶに装着して光学的に脈拍を測定する測定部と着衣の身体の中心に近い位置に装着する3次元加速度センサを内蔵する本体部とを備えたワイヤレスタイプの脈拍計11bを装着している。さらに別の作業者は、第3の測定装置として、微細な振動として脈拍を検知可能な脈センサと3次元加速度センサ、さらに、気温と湿度を検出するセンサが内蔵された腕時計タイプのセンシングユニット11cを装着している。 For example, some workers wear undershirts with a biosensor 11a attached to the chest as a first measuring device, which includes a temperature sensor that detects the temperature inside the clothing, an electrometer that detects heart rate data, and a three-dimensional acceleration sensor that detects body movement. Another worker wears a wireless pulse meter 11b as a second measuring device, which includes a measuring unit that is attached to the earlobe to optically measure pulse, and a main unit that is attached to the clothing near the center of the body and has a built-in three-dimensional acceleration sensor. Another worker wears a wristwatch-type sensing unit 11c as a third measuring device, which includes a pulse sensor that can detect pulse as minute vibrations, a three-dimensional acceleration sensor, and sensors that detect temperature and humidity.

なお、本実施形態にかかる熱中症発症リスク管理システムにおいて採用可能な生体情報取得部は、上記例示したものに限られず、被評価者の心拍データ、身体の動きを示す加速度センサ、環境温度測定する温度センサなどを備えた各種の生体情報取得部を採用することができる。 Note that the biometric information acquisition units that can be used in the heatstroke risk management system of this embodiment are not limited to those exemplified above, and various types of biometric information acquisition units can be used, including those equipped with heart rate data of the person being evaluated, an acceleration sensor that indicates body movement, a temperature sensor that measures environmental temperature, etc.

なお、本実施形態にかかる熱中症発症リスク管理システムで採用した第1の生体情報取得部である生体センサ11aを作業者10の胸部または身体の中心に使い部分の体表面に密着させる手段としては、生体センサ11aをベルトを用いて固定するベルト方式や、生体センサ11aを粘着性を有するシート上に配置した測定パッチ方式など、各種の手段を採用することができる。なお、生体情報取得部である測定装置11の具体的な構成や、それぞれの測定装置11により取得された作業者10の生体情報データのデータ処理の詳細については、後に詳述する。 In addition, various means can be used to attach the biosensor 11a, which is the first biometric information acquisition unit used in the heatstroke risk management system of this embodiment, to the chest or center of the body of the worker 10. These include a belt method in which the biosensor 11a is secured using a belt, and a measurement patch method in which the biosensor 11a is placed on an adhesive sheet. The specific configuration of the measurement device 11, which is the biometric information acquisition unit, and details of the data processing of the biometric information data of the worker 10 acquired by each measurement device 11 will be described in detail later.

本実施形態にかかる熱中症発症リスク管理システムでは、作業者10はそれぞれ携帯端末としてのスマートフォン12を所持している。測定装置11と作業者10が所持するスマートフォン12とは、ブルートゥース(登録商標)などの短距離間通信によって常時接続されていて、測定装置11が取得する生体情報は、随時スマートフォン12に送られている。 In the heatstroke risk management system according to this embodiment, each worker 10 carries a smartphone 12 as a mobile terminal. The measurement device 11 and the smartphone 12 carried by the worker 10 are constantly connected via short-range communication such as Bluetooth (registered trademark), and the biological information acquired by the measurement device 11 is sent to the smartphone 12 as needed.

スマートフォン12は、データ受信部15とデータ送信部16とを備えていて、無線LANや携帯電話の情報キャリアを介して常時ネットワーク環境としてのインターネット20に接続されている。本実施形態の熱中症発症リスク管理システムでは、スマートフォン12によって各作業者10の識別データと紐つけられるとともに、スマートフォン12が被評価者情報送信部13を有していて、スマートフォン12のデータ送信機能を利用して、作業者の識別情報とリンクした状態での生体情報をインターネット20上に配置されたクラウドサーバ21に送信している。 The smartphone 12 is equipped with a data receiving unit 15 and a data transmitting unit 16, and is constantly connected to the Internet 20 as a network environment via a wireless LAN or a mobile phone information carrier. In this embodiment of the heatstroke risk management system, the smartphone 12 is linked to the identification data of each worker 10, and the smartphone 12 also has an assessee information transmitting unit 13, which uses the data transmission function of the smartphone 12 to transmit biometric information linked to the worker's identification information to a cloud server 21 located on the Internet 20.

なお、作業者が装着する測定装置と作業自体を識別するIDなどとの紐付けは、作業者がスマートフォンに使用する測定装置の名称や管理番号を入力する方法、スマートフォンの画像認識機能を利用して測定装置に添付された2次元、または、3次元の識別コードを読み込む方法、スマートフォンと測定装置との間の短距離通信における識別コードを利用する方法、その他作業者がスマートフォン上のアプリケーションを利用して選択する方法など、各種の方法が利用できる。また、スマートフォン自体が、作業者個人の所有物ではなくシステム利用の一環として貸し出す場合には、作業者の認識を、スマートフォンを用いたデータ入力、識別コードの読み込み、顔認証システムの利用、その他の方法が採用できる。 Measuring devices worn by workers can be linked to IDs that identify the work itself in a variety of ways, including the worker entering the name and control number of the measuring device into their smartphone, using the smartphone's image recognition function to read a two-dimensional or three-dimensional identification code attached to the measuring device, using an identification code in short-range communication between the smartphone and the measuring device, or other methods selected by the worker using an application on their smartphone. Furthermore, if the smartphone itself is not the worker's personal property but is loaned out as part of system use, worker recognition can be achieved by entering data using the smartphone, reading an identification code, using a facial recognition system, or other methods.

また、スマートフォン12は、データを受信したり、音声を発したり、画像を表示したりすることができるため、本実施形態にかかる熱中症発症リスク管理システムでは、作業者10に対して熱中症の発症リスクを伝達して休憩すること促す警告報知機能を果たすための警告報知部14や、各作業者10自身やその作業者10が属するグループ全体についての熱中症発症リスク評価結果を見やすく表示する機能を果たすための画像表示部17を備えている。 In addition, since the smartphone 12 is capable of receiving data, emitting sound, and displaying images, the heatstroke risk management system of this embodiment is equipped with a warning notification unit 14 that notifies the worker 10 of the risk of developing heatstroke and urges them to take a break, and an image display unit 17 that displays in an easy-to-read manner the results of the heatstroke risk assessment for each worker 10 and the entire group to which that worker 10 belongs.

クラウドサーバ21は、内部にデータ受信部23とデータ送信部26とを備えていて、インターネット20を介した情報の授受を行う。また、クラウドサーバ21は、データ処理部としての評価判定部22を備えていて、熱中症発症リスク管理システムの対象となる作業者10全員の生体情報データを取得し、それぞれの作業者10について、作業により受けている負荷の影響度合いを示す作業負担指数、体調が当該作業者の普段の平常状態からどの程度変化しているかを示す体調評価指数を算出し、これらの指数に基づいて、各作業者10が熱中症を発症するリスクの度合いを示す熱中症発症リスク指数を算出する。また、評価判定部22では、作業内容や作業環境の共通性などによって形成された作業者10のグループに対しての熱中症の発症リスクを管理することができる。 The cloud server 21 has an internal data receiving unit 23 and data transmitting unit 26, and transmits and receives information via the Internet 20. The cloud server 21 also has an evaluation and determination unit 22 as a data processing unit, which acquires biometric information data of all workers 10 who are the targets of the heatstroke risk management system, calculates a work strain index indicating the degree of impact of the workload on each worker 10, and a physical condition evaluation index indicating the extent to which the worker's physical condition has changed from their usual state, and calculates a heatstroke risk index indicating the degree of risk of each worker 10 developing heatstroke based on these indices. The evaluation and determination unit 22 can also manage the risk of heatstroke for groups of workers 10 formed based on commonalities in work content and working environment.

本実施形態にかかる熱中症発症リスク管理システムでは、個々の作業者10の熱中症発症リスクを管理して、特に熱中症発症リスクが高いと判断された場合には、その情報を伝達して当該作業者が熱中症発症リスクを低減する対策を採ることを促す。このため、クラウドサーバ21は、熱中症発症リスクを評価、判定し、熱中症の発症リスクが高まっている場合にはその旨を当該作業者に警告する警告情報を作成する。 The heatstroke risk management system according to this embodiment manages the risk of heatstroke for each worker 10, and if the risk of heatstroke is determined to be particularly high, communicates this information to encourage the worker to take measures to reduce the risk of heatstroke. To this end, the cloud server 21 evaluates and determines the risk of heatstroke, and if the risk of heatstroke is increasing, creates warning information to warn the worker of this fact.

また、クラウドサーバ21は、気象情報取得部25を有していて、インターネット20を介して気象情報を提供する情報サイトから気象情報を取得して、作業者10が作業している地域での気温や湿度、日照量などの現在時刻での気象条件や、今後数時間内における変化を見込んだ気象予報を取得することができ、熱中症の発症リスクの評価に気象条件を加味することができる。 The cloud server 21 also has a weather information acquisition unit 25, which acquires weather information from information sites that provide weather information via the Internet 20, and can obtain current weather conditions such as temperature, humidity, and amount of sunlight in the area where the worker 10 is working, as well as a weather forecast that predicts changes over the next few hours, allowing weather conditions to be taken into account when assessing the risk of developing heatstroke.

さらに、クラウドサーバ21はデータ記録部24を備えていて、熱中症発症リスク管理システムに登録されている作業者10それぞれからの測定データ、警告情報の作成履歴などを時系列に記録することができる。これにより、例えば、各作業者10への当日の現時点までの体調評価や、前日までの体調評価の結果を踏まえて熱中症の発症リスクを管理したり、過去の同じような気象条件における熱中症発症リスクの評価結果を踏まえて、より正確な熱中症の発症リスク評価を行ったりすることができる。 Furthermore, the cloud server 21 is equipped with a data recording unit 24, which can chronologically record measurement data from each worker 10 registered in the heatstroke risk management system, the history of warning information creation, and other information. This makes it possible, for example, to manage the risk of heatstroke based on the results of each worker's 10 physical condition assessment up to the current day and the previous day, or to perform a more accurate risk assessment of heatstroke based on past heatstroke risk assessment results under similar weather conditions.

クラウドサーバ21は、インターネット20を介して、被評価者である作業者10の作業を建築現場で監督する管理者である現場監督30が使用する管理者情報端末としてのパソコン31と接続されている。このため、作業者10が作業する作業現場にいる現場監督30は、パソコン31のデータ受信部33によって、クラウドサーバ21から随時送信される作業者10の生体情報のデータや、評価判定部22によって警告情報が生成されたか否かなどを把握することができる。 The cloud server 21 is connected via the Internet 20 to a personal computer 31 that serves as a manager's information terminal used by a site supervisor 30, who is the manager who supervises the work of the worker 10 being evaluated at the construction site. Therefore, the site supervisor 30, who is at the work site where the worker 10 is working, can use the data receiving unit 33 of the personal computer 31 to grasp the biometric information data of the worker 10 that is sent from the cloud server 21 at any time, as well as whether or not warning information has been generated by the evaluation determination unit 22.

クラウドサーバ21の評価判定部22は、作業者10が装着する測定装置11から得られた心拍データ、加速度データ、服内温度データに基づいて、作業者10の体調を評価し、さらに、作業負担指数を算出して、服内温度情報と、インターネットを経由して取得した作業地の環境温度情報とを加味して、作業者10の熱中症発症リスク指数を算出する。 The evaluation and judgment unit 22 of the cloud server 21 evaluates the physical condition of the worker 10 based on the heart rate data, acceleration data, and temperature data inside the clothing obtained from the measuring device 11 worn by the worker 10, and further calculates a work strain index and calculates a heatstroke risk index for the worker 10 by taking into account the temperature information inside the clothing and environmental temperature information at the work location obtained via the Internet.

なお、評価判定部22で行われる、作業者10の作業負担推定や熱中症発症リスク評価の具体的な内容については、後に説明する。 The specific details of the estimation of the worker's 10 workload and the heatstroke risk assessment performed by the evaluation and determination unit 22 will be explained later.

クラウドサーバ21は、データ記録部24に記録された判定対象の作業者10の過去の履歴情報としての履歴データや、気象情報取得部25で取得した作業地域の気象情報、さらには、判定対象の作業者と同じ現場で働いている、判定対象の作業者以外の作業者から取得された各種情報の変化などの環境情報に基づいて、作業者10個人の熱中症発症リスクの評価結果を補正して、より現実に即した熱中症発症リスクの管理を行うことができる。 The cloud server 21 corrects the assessment results for the individual worker's 10 risk of developing heatstroke based on historical data representing the past history information of the worker 10 being assessed, recorded in the data recording unit 24, weather information for the work area acquired by the weather information acquisition unit 25, and environmental information such as changes in various information acquired from workers other than the worker being assessed who work at the same site as the worker being assessed, thereby enabling more realistic management of the risk of developing heatstroke.

なお、本実施形態で例示する熱中症発症リスク管理システムにおいて、評価判定部22を備えるのはクラウドサーバ21に限られない。例えば、管理者情報端末や事業所の管理コンピュータ上に、クラウドサーバ21の各種機能を実装してもよく、その機能が実現できるのであれば、評価判定部が実装される場所や機器は問わない。 In the heatstroke risk management system exemplified in this embodiment, the evaluation and determination unit 22 is not limited to being provided on the cloud server 21. For example, the various functions of the cloud server 21 may be implemented on an administrator information terminal or a business management computer, and as long as the functions can be realized, the location or device on which the evaluation and determination unit is implemented does not matter.

現場監督30のパソコン31は、作業者10を含めた当該現場監督30が監督する作業現場に所属する作業者10についての測定装置11で得られた各種の情報や警告情報が生成されたか否かを管理する情報管理部32を備えている。情報管理部32は、クラウドサーバ21から送信された情報に基づいて、それぞれの作業者10から得られた情報や警告情報が生成されたか否かの熱中症発症リスク評価の基準となる情報を常に最新情報として把握している。また、情報管理部32は、取得した各作業者10の熱中症発症リスクの評価判定結果やその他の環境情報を表示画像処理部35へと出力し、表示画像処理部35で液晶モニタなどの表示デバイス36上に表示される画面内容が調整される。 The site supervisor's 30's computer 31 is equipped with an information management unit 32 that manages various information obtained by the measuring devices 11 regarding the workers 10 (including the workers 10) who belong to the work site supervised by the site supervisor 30, as well as whether warning information has been generated. Based on information transmitted from the cloud server 21, the information management unit 32 constantly keeps track of the latest information obtained from each worker 10 and information that serves as the basis for assessing the risk of heatstroke, such as whether warning information has been generated. The information management unit 32 also outputs the acquired assessment results of the heatstroke risk for each worker 10 and other environmental information to the display image processing unit 35, which then adjusts the screen content displayed on a display device 36, such as an LCD monitor.

このようにして、現場監督30は、自分が監督する作業現場で働く作業者10の情報や熱中症発症リスクなどを、全体として一元的に、または、作業者個々の詳細情報として見やすい画面で把握することができる。なお、表示画像処理部35で処理された表示デバイス36に表示される具体的な画面内容については、適宜形成されるシステムによって求められる情報を見やすく表示できればよいため、本明細書での具体的な詳細の説明は省略する。 In this way, the site supervisor 30 can grasp information about the workers 10 working at the work site he or she supervises, such as the risk of developing heatstroke, in a unified manner as a whole, or as detailed information about each individual worker, on an easy-to-read screen. Note that the specific screen content displayed on the display device 36 after processing by the display image processing unit 35 is not described in detail in this specification, as it is sufficient to display the information required by the appropriately configured system in an easy-to-read manner.

さらに、現場監督30のパソコン31では、警告情報を通知した後に当該作業者10から得られる生体情報の変化や、作業者10からの警告情報の受領確認を受け取ることで、作業者10が熱中症の発症を予防するための対策を行ったか否かを確認することができ、作業者10が熱中症の発症を予防するための対応をとっていない場合には、対象の作業者10に繰り返して警告情報を伝達するなど、作業者10のさらなる注意喚起を行うことができる。 Furthermore, the site supervisor's 30's computer 31 can check whether the worker 10 has taken measures to prevent the onset of heatstroke by checking changes in the biometric information obtained from the worker 10 after notifying the warning information and by receiving confirmation of receipt of the warning information from the worker 10.If the worker 10 has not taken measures to prevent the onset of heatstroke, the site supervisor's 30 can further warn the worker 10 by repeatedly transmitting the warning information to the worker 10 in question.

なお、上記説明では、作業者10に熱中症を発症するリスクが高くなっていることを報知する警告情報を、クラウドサーバ21の評価判定部22で生成する例を説明したが、警告情報を、現場監督30のパソコン31に設置された情報管理部32で生成することができる。また、評価判定部22と、情報管理部32の双方で警告情報を生成するように設定することもできる。このようにすることで、作業現場を実際に監督している現場監督30のパソコン31から、評価判定部22での判定結果に先んじて警告情報を生成して対象となる作業者10に伝達することで、作業現場の実情に応じて熱中症の発症リスクをより低減することができる場合がある。 In the above explanation, an example was given in which the evaluation and judgment unit 22 of the cloud server 21 generates warning information informing the worker 10 that the risk of developing heatstroke is increasing. However, the warning information can also be generated by the information management unit 32 installed on the computer 31 of the site supervisor 30. It is also possible to configure both the evaluation and judgment unit 22 and the information management unit 32 to generate warning information. In this way, the computer 31 of the site supervisor 30 who actually supervises the work site can generate warning information prior to the judgment results of the evaluation and judgment unit 22 and transmit it to the target worker 10, which may further reduce the risk of developing heatstroke depending on the actual conditions at the work site.

クラウドサーバ21の評価判定部22、または、現場監督30のパソコン31で生成された警告情報は、現場監督30のパソコン31のデータ送信部34から、無線LANなどのローカルネットワークや携帯電話の情報キャリアを含めたネットワークを介して作業者10が装備するスマートフォン12に送信される。警告情報を受け取ったスマートフォン12の警告報知部14は、音声、画面表示、ランプの点灯または点滅、振動などの各種の情報伝達手段を用いて、作業者10に対して、自分が熱中症を発症するリスクが高まっていることを報知する。警告情報を確認した作業者10は、スマートフォン12のタッチパネルまたは操作ボタンなどを通じて警告情報を受け取った旨を報告するとともに、作業を中断して休息をとるなど熱中症を予防するための対策を実行する。 Warning information generated by the evaluation/determination unit 22 of the cloud server 21 or the computer 31 of the site supervisor 30 is transmitted from the data transmission unit 34 of the computer 31 of the site supervisor 30 to the smartphone 12 carried by the worker 10 via a network including a local network such as a wireless LAN and a mobile phone information carrier. The warning notification unit 14 of the smartphone 12 that receives the warning information uses various communication methods such as voice, screen display, illuminating or flashing lights, and vibration to notify the worker 10 that their risk of developing heatstroke is increasing. Upon confirming the warning information, the worker 10 reports receipt of the warning information via the touch panel or operation buttons of the smartphone 12, and takes measures to prevent heatstroke, such as stopping work and taking a rest.

作業者10のスマートフォン12は、作業者10が警告情報を確認して作業を中断したことを監督者30のパソコン31に送信し、監督者30は、作業者10が熱中症の発症を予防する対策をとったことを確認できる。 The worker's 10 smartphone 12 sends a message to the supervisor's 30's computer 31 that the worker 10 has confirmed the warning information and stopped working, allowing the supervisor 30 to confirm that the worker 10 has taken measures to prevent the onset of heatstroke.

さらに、本実施形態で説明する熱中症発症リスク管理システムでは、現場監督30が把握している作業現場での熱中症発症リスクデータを、作業者10のスマートフォン12に送信して、作業者10が、自分が働いている作業現場での熱中症発症リスクの現状を確認することができる。例えば、自分以外の作業者の熱中症発症リスクが高くなっていることが確認できれば、各作業者自身が熱中症の発症を積極的に予防する対応を採ることが可能となる。また、他に熱中症発症リスクの警告情報を受け取って作業を中断した作業者がいることがわかれば、現場監督30からの自分宛の警告情報により素直に応じることが期待できる。 Furthermore, in the heatstroke risk management system described in this embodiment, heatstroke risk data for the work site, as determined by the site supervisor 30, is sent to the smartphone 12 of the worker 10, allowing the worker 10 to check the current heatstroke risk at the work site where he or she is working. For example, if it is confirmed that the risk of heatstroke for workers other than the worker 10 is increasing, each worker can take proactive measures to prevent the onset of heatstroke. Furthermore, if a worker learns that other workers have stopped working after receiving warning information about the risk of heatstroke, it is expected that they will respond more readily to the warning information sent to them by the site supervisor 30.

さらに、作業者10が所有するスマートフォン12で、当該作業者10の現在までの熱中症発症リスクの変化や、生体センサ11で取得された自身の心拍数、加速度データから計算された体調評価指数の変化や、消費カロリーなどの関連情報を画面に表示して、作業者10自身が参照することができる。これら、作業者10が所有するスマートフォンでの表示画面についても、それぞれの目的に応じて必要事項を見やすく表示することができればよいため、本明細書での詳細な説明は省略する。 Furthermore, the smartphone 12 owned by the worker 10 can display on the screen related information such as changes in the worker's 10's current risk of developing heatstroke, changes in the worker's own heart rate acquired by the biosensor 11, changes in the physical condition assessment index calculated from acceleration data, and calories burned, for the worker 10 to refer to. Since the display screen on the smartphone owned by the worker 10 only needs to be able to clearly display the necessary information according to each purpose, a detailed description will be omitted in this specification.

クラウドサーバ21は、インターネット20を通じて作業者10が所属する会社や事業所40内の管理コンピュータ41にも接続されていて、現場監督30のパソコン31に送信された作業者10の測定結果情報や、クラウドサーバ21が熱中症の発症リスクを判断するために用いた各種の情報を、リアルタイムで、事業所40の管理コンピュータ41に対して送信する。事業所40の管理コンピュータ41は、自身のデータ受信部42とデータ送信部43とを備えているため、インターネットを介して現場監督30のパソコン31とも接続されていて、現場監督30から作業者10に対して警告情報が正しく伝達されたか、作業者10が熱中症の予防対策をとったか、などの情報を確認し、必要に応じて所定の指示を行うことができる。このため、作業者10の熱中症発症リスクの回避を効果的にバックアップすることができる。 The cloud server 21 is also connected via the Internet 20 to a management computer 41 within the company or business 40 to which the worker 10 belongs, and transmits, in real time, to the management computer 41 of the business 40, the measurement result information for the worker 10 sent to the computer 31 of the site supervisor 30, as well as various information used by the cloud server 21 to determine the risk of heatstroke. The management computer 41 of the business 40 is equipped with its own data receiving unit 42 and data transmitting unit 43, and is also connected via the Internet to the computer 31 of the site supervisor 30, and can confirm information such as whether warning information from the site supervisor 30 was correctly transmitted to the worker 10 and whether the worker 10 has taken preventative measures against heatstroke, and can issue specified instructions as necessary. This effectively supports efforts to prevent the risk of heatstroke for the worker 10.

また、クラウドサーバ21、現場監督30のパソコン31、および、事業所40の管理コンピュータ40は、インターネット20環境上で接続されているため、パソコン31や管理コンピュータ40の側からクラウドサーバ21にアクセスすることができ、クラウドサーバ21でのデータ処理内容を制御したり、評価判定部22での判定プログラムを更新したり、クラウドサーバ21から熱中症予防管理に必要な情報を適宜取り出したりすることができる。 In addition, because the cloud server 21, the site supervisor's 30's personal computer 31, and the business establishment's 40 management computer 40 are connected via the Internet 20 environment, the cloud server 21 can be accessed from the personal computer 31 or management computer 40, allowing the cloud server 21 to be controlled, the data processing content in the cloud server 21 to be updated, the evaluation program in the evaluation and judgment unit 22 to be updated, and information necessary for heatstroke prevention and management to be retrieved from the cloud server 21 as appropriate.

なお、上記説明においては、作業者が装備する携帯端末としてスマートフォンを例示したが、作業者の携帯端末はスマートフォンには限られず、携帯電話機やタブレット機器、さらには、熱中症発症リスク管理システムに特化した、情報の送受信が可能な専用の小型端末機器を用いることができる。また、現場監督が操作する管理者情報端末としては、例示したパソコンとして、デスクトップパソコン、ノートパソコン、タブレット型パソコン、小型サーバ機器などの、ネットワークを通じた情報の送受信とデータ表示、データ記録などが可能な各種の情報機器を採用することができる。 In the above explanation, a smartphone was used as an example of a mobile device carried by a worker, but the mobile device used by the worker is not limited to a smartphone. It can also be a mobile phone, tablet, or even a small, dedicated terminal device capable of sending and receiving information specifically designed for heatstroke risk management systems. Furthermore, the manager's information terminal operated by the site supervisor can be any type of information device capable of sending and receiving information over a network, displaying and recording data, such as a desktop computer, laptop computer, tablet computer, or small server device, in addition to the computer mentioned above.

さらに、上記説明では、現場監督の管理者情報端末から作業者の携帯端末に警告情報を送信する形態を説明したが、警告情報がクラウドサーバの評価判定部で生成される場合には、クラウドサーバから直接作業者の携帯端末に警告情報を送信するようにシステムを構成することもできる。 Furthermore, in the above explanation, we have described a form in which warning information is sent from the site supervisor's manager information terminal to the worker's mobile device, but if the warning information is generated by the evaluation and judgment unit of the cloud server, the system can also be configured to send the warning information directly from the cloud server to the worker's mobile device.

さらに、作業者、現場監督、事業所内の管理部門を結ぶ情報伝達手段としては、上記例示したものに限られず、データの送受信を行う各種の情報通信手段を利用できることは言うまでもない。 Furthermore, the means of communication between workers, site supervisors, and the management department within the workplace are not limited to those exemplified above, and it goes without saying that various information communication means for sending and receiving data can be used.

[生体情報取得部]
(第1の測定装置)
まず、生体情報取得部としての測定装置11の第1の形態について、被評価者である作業者の胸部に密着させて生体情報を取得するタイプの生体センサについて説明する。
[Biometric information acquisition unit]
(First measuring device)
First, a first embodiment of the measuring device 11 as a biometric information acquisition unit will be described, in which a biometric sensor is placed in close contact with the chest of the worker to be evaluated to acquire biometric information.

図2は、本実施形態にかかる熱中症発症リスク管理システムで作業者が着用する、第1の生体情報取得部である生体センサが装着されたアンダーシャツの構成例を示す図である。図2(a)が、生体センサが装着されたアンダーシャツの表面を示し、図2(b)がアンダーシャツの裏面、すなわち、作業者の体表面に対向して接触する側を示している。 Figure 2 shows an example configuration of an undershirt worn by a worker in a heatstroke risk management system according to this embodiment, equipped with a biosensor, which is the first biometric information acquisition unit. Figure 2(a) shows the front side of the undershirt equipped with the biosensor, and Figure 2(b) shows the back side of the undershirt, i.e., the side that faces and comes into contact with the surface of the worker's body.

図2に示すように、作業者10が着用するアンダーシャツ18の胸部には、生体センサ11aが配置されている。より具体的には、生体センサ11aは、アンダーシャツ18の表面18aの胸部中央部分に配置された、データ取得送信ユニット11a1と、このデータ取得送信ユニット11a1に接続され、アンダーシャツ18の裏面18b、つまり、皮膚に接する側の部分に左右方向に延在して配置された電極部11a2とから構成されている。 As shown in Figure 2, a biosensor 11a is placed on the chest of the undershirt 18 worn by the worker 10. More specifically, the biosensor 11a is composed of a data acquisition and transmission unit 11a1 placed in the center of the chest on the front surface 18a of the undershirt 18, and an electrode portion 11a2 connected to this data acquisition and transmission unit 11a1 and positioned extending in the left-right direction on the back surface 18b of the undershirt 18, i.e., the side that comes into contact with the skin.

本実施形態にかかる熱中症発症リスク管理システムで第1の生体情報取得部を装着した作業者10は、生体センサ11aによって作業者10の心拍、服内温度、動作を検出するものであり、アンダーシャツ18の裏面に配置された心拍検出手段である電極が胸部に接触することで、表面電位の変化から作業者10の心拍を検出することができるようになっている。また、服内温度を検出する温度センサ(図示省略)と、3次元方向の加速度を検出する加速度センサチップ(図示省略)は、データ取得送信ユニット11a1内に収容されている。前述したように、本実施形態にかかる熱中症発症リスク管理システムでは、各作業者が所持するスマートフォン12を測定された生体情報の中継器として使用するため、データ取得送信ユニット11a1は、最低限のデータ処理回路、短距離通信を行うデータ送信部と各センサを含めたこれらの電子回路を駆動するための電源のみが含まれていればよく、データ取得送信ユニット11a1を小型軽量化して、胸部に装着されたアンダーシャツ18を着用する作業者10の違和感を軽減することができる。 In the heatstroke risk management system of this embodiment, a worker 10 wearing a first biometric information acquisition unit uses a biometric sensor 11a to detect the worker's 10 heart rate, temperature inside the clothing, and movement. An electrode serving as a heart rate detection means, located on the undershirt 18's back surface, contacts the worker's chest, enabling the worker's 10 heart rate to be detected from changes in surface potential. A temperature sensor (not shown) for detecting the temperature inside the clothing and an acceleration sensor chip (not shown) for detecting acceleration in three dimensions are housed within the data acquisition and transmission unit 11a1. As described above, in the heatstroke risk management system of this embodiment, the smartphone 12 carried by each worker is used as a repeater for the measured biometric information. Therefore, the data acquisition and transmission unit 11a1 need only include a minimum amount of data processing circuitry, a data transmission unit for short-range communication, and a power source for driving these electronic circuits, including the sensors. This allows the data acquisition and transmission unit 11a1 to be made smaller and lighter, thereby reducing the discomfort felt by the worker 10 wearing the undershirt 18 attached to their chest.

なお、上述したとおり、本実施形態で説明する熱中症発症リスク管理システムにおいて、作業者10の胸部等に接触して心拍データ、服内温度データ、動作により生じる加速度データを取得する生体センサ11aを装着するための各種の方法が知られているが、測定用パッチとして胸部に直接貼り付ける方法や伸縮性のある装着ベルトを用いル方法などと比較して、図2に示したように生体センサ11aを作業者10が着用するアンダーシャツ18に固着する方法によれば、作業者10が、生体センサ11aを装着することに対する特別な意識を緩和して必要な情報を取得することができる。また、仮に作業者10の発汗や作業中の体のひねりなどが生じた場合でも、アンダーシャツ18に固着された生体センサ11aが、作業者10の体表面から最終的に外れてしまうことはなく、その装着位置も実質的に変化しない状態を維持することができる。このため、生体センサ11aが作業者10の胸部から離れた瞬間は、心拍の一部を心拍データとして取得できないことがあるものの、心拍データが全く取得できない状況が継続して続く事態は回避することができる。 As mentioned above, in the heatstroke risk management system described in this embodiment, various methods are known for attaching the biosensor 11a, which contacts the chest or other area of the worker 10 to acquire heart rate data, temperature data inside the clothing, and acceleration data generated by movement. However, compared to methods such as attaching a measurement patch directly to the chest or using an elastic attachment belt, the method of attaching the biosensor 11a to the undershirt 18 worn by the worker 10 as shown in FIG. 2 allows the worker 10 to acquire necessary information without having to worry about wearing the biosensor 11a. Furthermore, even if the worker 10 sweats or twists his or her body while working, the biosensor 11a attached to the undershirt 18 will not ultimately detach from the worker 10's body surface, and its attachment position can be maintained substantially unchanged. Therefore, although some heart rate data may not be acquired the moment the biosensor 11a leaves the worker 10's chest, a situation in which no heart rate data is acquired for a prolonged period can be avoided.

なお、作業者10の心拍データを取得するための生体センサ11aの配置場所としては、上記した作業者の胸部以外にも、作業者の腰部、背中、上腕部や脚部などを採用することができる。ただし、生体センサ11aに内蔵される加速度センサや温度センサが良好な測定データを取得できる範囲に限ることが好ましいことは言うまでも無い。また、本実施形態で説明したような、工事現場で働く作業者を被評価者として熱中症の発症リスクを管理するシステムとしてではなく、たとえば、トレーニングを行うスポーツ選手などの体調評価として熱中症の発症リスクの評価を行う場合などでは、被評価者がスポーツウェアを着用することが考えられ、この場合も上半身に着用されるウェアの胸部に生体センサを配置することが最も合理的である。 The biosensor 11a for acquiring the worker's 10 heart rate data can be placed on the worker's waist, back, upper arms, or legs, in addition to the chest as described above. However, it goes without saying that it is preferable to limit the location to a range where the acceleration sensor and temperature sensor built into the biosensor 11a can acquire good measurement data. Furthermore, rather than using a system to manage the risk of heatstroke with workers working at a construction site as the subject of assessment, as described in this embodiment, in cases where the risk of heatstroke is assessed, for example, as part of an assessment of the physical condition of an athlete undergoing training, it is conceivable that the subject of assessment will be wearing sportswear, and in this case too, it is most reasonable to place the biosensor on the chest of the clothing worn on the upper body.

(第2の測定装置)
次に、生体情報取得部としての測定装置11の第2の形態の一例として、光学的に血管の収縮を検出して作業者の脈拍を心拍データとして検出するとともに、3次元加速度センサによって作業者の身体の動きを検出するタイプのセンサについて説明する。
(Second Measuring Device)
Next, as an example of a second form of the measuring device 11 as a biometric information acquisition unit, we will explain a type of sensor that optically detects blood vessel contraction to detect the worker's pulse as heart rate data, and also detects the worker's body movements using a three-dimensional acceleration sensor.

図3は、本実施形態にかかる熱中症発症リスク管理システムで作業者の生体情報を取得する、第2の測定装置であるワイヤレスタイプの脈拍計を装着している状態を示す図である。 Figure 3 shows a state in which a worker is wearing a wireless pulse monitor, which is a second measuring device that acquires the worker's biological information in the heatstroke risk management system according to this embodiment.

図3に示すように、ワイヤレスタイプの脈拍計11bは、バネなどで付勢された一対の測定片11b1、11b2で耳たぶを挟むようにして装着する脈拍検知部分と、この脈拍検知部分と有線接続された本体部11b3とから構成されている。 As shown in Figure 3, the wireless pulse meter 11b consists of a pulse detection part that is worn by pinching the earlobe with a pair of measuring pieces 11b1 and 11b2 biased by a spring or the like, and a main body part 11b3 that is connected to the pulse detection part by wire.

脈拍検知部分では、一対の測定片11b1、11b2の一方にLEDなどの光源が、他方にCCDなどの受光素子が互いに対向するように配置されていて、バネなどの付勢手段によって耳たぶに密着、固定できるようになっている。CCDにより撮影された耳の血管の収縮から、作業者11の脈拍を検出する。本体部11b3には、脈拍検知部で検知された血管の収縮画像から適宜ノイズ成分を除外して脈拍数のデータを出力する制御回路や、脈拍計全体の動作電源、3次元加速度センサ、データ送信部などが内蔵されている。 The pulse detection section has a pair of measuring pieces 11b1, 11b2, one of which has a light source such as an LED and the other a light-receiving element such as a CCD, arranged facing each other, and is secured to the earlobe by a spring or other biasing means. The pulse of the worker 11 is detected from the contraction of the blood vessels in the ear photographed by the CCD. The main body 11b3 houses a control circuit that outputs pulse rate data after appropriately filtering out noise components from the image of the contracted blood vessels detected by the pulse detection section, as well as a power supply for the entire pulse meter, a three-dimensional acceleration sensor, a data transmission section, and more.

図3に示すタイプのワイヤレスタイプの脈拍計11bでは、被評価者である作業者11の身体の動きをより正確に把握するために、3次元加速度センサが配置されている本体部11b3を、作業者10の体幹に近い上半身に固着することが好ましく、図示するように、作業者10の身体の動きとは異なる動きが生じにくい衿の後方部分に装着することが好ましいとされている。 In the wireless pulse monitor 11b of the type shown in Figure 3, in order to more accurately grasp the physical movements of the worker 11 being evaluated, it is preferable to attach the main body 11b3, on which the three-dimensional acceleration sensor is located, to the upper body of the worker 10, close to the torso, and as shown in the figure, it is considered preferable to attach it to the back of the collar, where movements that differ from the physical movements of the worker 10 are less likely to occur.

図3に示した市販されているワイヤレスタイプの脈拍計11bは、環境温度を測定する機能を備えていないが、図示するように衿の後方側に本体部11b3を装着するようにすれば、被評価者である作業者10が本体部11b3を装着することについて感じる違和感は、図2で示した生体センサ11aを胸部に装着する場合と比較して小さい。このため、本体部11b3内部に、温度計や湿度計などの環境条件を把握する各種のセンサを内蔵することが可能である。また、同様の理由から、本体部11b3の内部にインターネット環境に生体情報を直接送信可能な送信部を備えることができ、この場合には、作業者10が被評価者情報送信部13を備えていたスマートフォン12を所持する必要がなくなる。作業者10にスマートフォン12を所持させない場合には、スマートフォン12が果たしていた警告報知部14の機能を発揮させるために、ワイヤレスタイプの脈拍計11bの本体部11b3内部に、音声による警告報知機能を内蔵すれば良い。 The commercially available wireless pulse monitor 11b shown in Figure 3 does not have a function for measuring environmental temperature. However, if the main body 11b3 is attached to the back of the collar as shown, the discomfort felt by the worker 10 (the person being evaluated) when wearing the main body 11b3 is less than when the biosensor 11a shown in Figure 2 is attached to the chest. Therefore, various sensors for monitoring environmental conditions, such as a thermometer or hygrometer, can be built into the main body 11b3. For the same reason, the main body 11b3 can be equipped with a transmission unit capable of directly transmitting biometric information to an Internet environment. In this case, the worker 10 does not need to carry the smartphone 12 equipped with the evaluation subject information transmission unit 13. If the worker 10 does not have a smartphone 12, an audio warning function can be built into the main body 11b3 of the wireless pulse monitor 11b to fulfill the function of the warning notification unit 14 previously performed by the smartphone 12.

なお、図3に示した第2の測定装置としてのワイヤレスタイプの脈拍計では、耳たぶの血管の収縮を測定して心拍データを取得したが、耳たぶ以外の個所、例えば指先部分などでも、光学的に脈拍を検知することができる。また、図3に示すワイヤレスタイプの脈拍計では、脈拍検知部分と本体部とが有線接続されたものを例示したが、脈拍測定部分の動作電源が容易に確保できるのであれば、短距離間の無線接続によって脈拍測定部分と本体部とを接続することも可能である。 In the wireless pulse meter shown in Figure 3 as the second measuring device, heart rate data is obtained by measuring the contraction of blood vessels in the earlobe, but pulse can also be detected optically at locations other than the earlobe, such as the fingertip. Also, while the wireless pulse meter shown in Figure 3 shows a wired connection between the pulse detection unit and the main unit, it is also possible to connect the pulse measurement unit and the main unit via a short-distance wireless connection if the operating power source for the pulse measurement unit can be easily secured.

(第3の測定装置)
続いて、生体情報取得部としての測定装置11の第3の形態について、脈拍を検知する振動センサと、動作を検出する加速度センサ、気温、湿度などの環境条件を測定するセンサを内部に備えた装置本体を、ベルトを用いて手首に装着する腕時計タイプのセンサを説明する。
(Third Measuring Device)
Next, we will explain the third form of the measuring device 11 as a biometric information acquisition unit, which is a wristwatch-type sensor that is worn on the wrist using a belt and has a device main body that internally contains a vibration sensor that detects pulse, an acceleration sensor that detects movement, and sensors that measure environmental conditions such as temperature and humidity.

図4は、本実施形態にかかる熱中症発症リスク管理システムで作業者の生体情報を取得する、第3の測定装置である腕時計タイプのセンシングユニットを示す図である。 Figure 4 shows a wristwatch-type sensing unit, which is a third measuring device used to acquire a worker's biometric information in the heatstroke risk management system of this embodiment.

図4に示すように、センシングユニット11cは、手首に接触させて装着する装置本体11c1と時計バンド型の固着ベルト11c2とから構成されていて、外観は腕時計と同様のものである。なお、図4に例示するセンシングユニット11cは、メンテナンスが容易に行えることなどを目的として、装置本体11c1は、固定ベルト11c2に対して着脱可能とされている。 As shown in Figure 4, the sensing unit 11c is composed of a device main body 11c1 that is worn in contact with the wrist and a watchband-type fixed belt 11c2, and has an appearance similar to that of a wristwatch. Note that the sensing unit 11c illustrated in Figure 4 is designed so that the device main body 11c1 is detachable from the fixed belt 11c2 for purposes such as easy maintenance.

腕時計型のセンシングユニット11cは、装置本体11c1が手首の外側(手の甲側)になるように装着され、手首と接触する側(固定ベルト11c2の内側)には、被評価者である作業者10の手首外側に押しつけられて脈拍を検出可能な、パルス検知部が配置されている(図示省略)。また、装置本体11c1の内部には、温度や湿度、気圧などの環境情報を測定するセンサや、作業者10の動作を検知する3次元加速度センサが配置されていて、装置本体11c1の外側表面には、図示するように、これらセンサに対応した部分に小さな開口部が形成されている。また、装置本体の側面部分には、装置本体内部に配置された2次電池に電力を供給し、内部のメモリ素子との間のデータ交換が可能となる接続電極が配置されていて(図示省略)、専用のクレイドルに載置してセンシングユニット11cの動作電池の充電とパソコンなどとのデータ交換が可能となっている。 The wristwatch-type sensing unit 11c is worn with the device body 11c1 on the outside of the wrist (the back of the hand), and the side that comes into contact with the wrist (the inside of the fixing strap 11c2) is equipped with a pulse detection unit (not shown) that is pressed against the outside of the wrist of the worker 10 being evaluated to detect the pulse. Inside the device body 11c1 are sensors that measure environmental information such as temperature, humidity, and air pressure, as well as a three-dimensional acceleration sensor that detects the movements of the worker 10. As shown in the figure, small openings are formed on the outer surface of the device body 11c1 in areas corresponding to these sensors. Furthermore, connection electrodes (not shown) are located on the side of the device body that supply power to a secondary battery located inside the device body and enable data exchange with the internal memory element. The device can be placed in a dedicated cradle to charge the operating battery of the sensing unit 11c and exchange data with a computer or the like.

また、腕時計型の測定装置としては、装置本体部分の表面に画像表示デバイスが配置されて現在時間を表示する時計機能を有する、いわゆるスマートウォッチと称されるものが含まれる。スマートウォッチには、赤外線の吸収に基づいて心拍数を測定する光学式心拍センサを搭載し、かつキャリア通信機能を有するタイプも存在する。このようなスマートウォッチを用いることで、測定装置で取得した心拍情報等の生体情報をインターネット経由でクラウドサーバに直接送信可能である。 Wristwatch-type measuring devices also include so-called smartwatches, which have a clock function that displays the current time on an image display device located on the surface of the device body. Some smartwatches are equipped with an optical heart rate sensor that measures heart rate based on infrared absorption and also have carrier communication capabilities. Using such smartwatches, biometric information such as heart rate information acquired by the measuring device can be sent directly to a cloud server via the Internet.

本実施形態にかかる熱中症発症リスク管理システムに使用される、図4に例示したセンシングユニット11cのような腕時計型の測定装置では、装置本体11c1の内部に、作業者10が所持するスマートフォン12に測定された生体情報を送信する送信部を有している。なお、第3の測定装置も、被評価者の手首部分外側に装着されるものであるため、第2の測定装置であるワイヤレス脈拍計と同様に、作業者10が装置本体11c1を装着することについて感じる違和感は、図2で示した生体センサ11aを胸部に装着する場合と比較して小さい。このため、図4に示すセンシングユニット11cにおいても、装置本体11c1の内部に、インターネット環境に生体情報を直接送信可能な送信部を備えることができる。また、作業者10が被評価者情報送信部14を有するスマートフォン12を所持しない場合には、装置本体11c1が警告報知部14の機能を発揮することになるが、スマートウォッチの場合を含めて、作業者10への警告報知機能や、熱中症発症リスクのデータを画像等で示す構成は採用しやすい。 A wristwatch-type measuring device, such as the sensing unit 11c illustrated in FIG. 4, used in the heatstroke risk management system of this embodiment has a transmission unit within the device main body 11c1 that transmits measured biometric information to the smartphone 12 carried by the worker 10. Note that the third measuring device is also worn on the outside of the wrist of the person being evaluated. Therefore, similar to the second measuring device, the wireless pulse meter, the discomfort felt by the worker 10 when wearing the device main body 11c1 is less than when the biometric sensor 11a shown in FIG. 2 is worn on the chest. Therefore, the sensing unit 11c shown in FIG. 4 can also be provided with a transmission unit within the device main body 11c1 that can transmit biometric information directly to an Internet environment. Furthermore, if the worker 10 does not have a smartphone 12 with the subject information transmission unit 14, the device main body 11c1 will perform the function of the warning notification unit 14. However, it is easy to adopt a warning notification function for the worker 10 and a configuration that displays heatstroke risk data as an image, etc., in the case of a smartwatch, as well as other devices.

[熱中症発症リスク評価方法]
次に、本実施形態にかかる熱中症発症リスク管理システムにおける暑熱環境評価について、作業者個人についての熱中症発症リスク評価の具体的内容について説明する。
[Heatstroke risk assessment method]
Next, the specific contents of the heatstroke risk assessment for an individual worker in the hot environment assessment in the heatstroke risk management system according to this embodiment will be described.

本実施形態にかかる熱中症発症リスク評価方法は、被評価者が装着する測定装置が備える心拍検出手段によって検出された被評価者の心拍データと、3次元の加速度センサにより取得された加速度データとに基づいて被評価者の行った作業の強度を示す作業負担指数を算出する。また、測定装置から得られた被評価者の服内温度と、被評価者が作業している現場の環境温度とに基づいて、被評価者の暑熱負荷指数を算出する。そして、これら算出された作業負担指数と暑熱負荷指数とに基づいて、熱中症を発症するリスクを示す熱中症発症リスク指数を算出する。 The heatstroke risk assessment method according to this embodiment calculates a work strain index indicating the intensity of the work performed by the person being assessed based on the person's heart rate data detected by a heart rate detection means provided in a measuring device worn by the person being assessed and acceleration data acquired by a three-dimensional acceleration sensor. The method also calculates a heat stress index for the person being assessed based on the temperature inside the person's clothes obtained from the measuring device and the environmental temperature of the site where the person is working. Then, based on the calculated work strain index and heat stress index, a heatstroke risk index indicating the risk of developing heatstroke is calculated.

なお、以下の熱中症発症リスク評価方法の説明に当たっては、図1を用いて説明した本実施形態にかかる熱中症発症リスク管理システムの各構成部分を適宜例示して説明する。 In the following explanation of the heatstroke risk assessment method, the components of the heatstroke risk management system according to this embodiment, as explained using Figure 1, will be illustrated as appropriate.

図5は、本実施形態で説明する熱中症発症リスク管理システムでの、評価判定部における熱中症発症リスク評価の流れを示すフローチャートである。 Figure 5 is a flowchart showing the flow of heatstroke risk assessment in the assessment unit in the heatstroke risk management system described in this embodiment.

本実施形態にかかる熱中症発症リスク評価システムでは、インターネット上のクラウドサーバ21が備える制御手段である評価判定部22が、被評価者である作業者10が装着している生体情報取得部としての第1の測定装置である生体センサ11aから得られたデータと、クラウドサーバ21内の各構成部分から取得されたデータに基づいて、作業者10の作業負担指数と暑熱負荷指数とを算出して熱中症発症リスク指数を算出する。 In the heatstroke risk assessment system according to this embodiment, the assessment and determination unit 22, which is a control means provided in the cloud server 21 on the Internet, calculates the worker's 10 work strain index and heat load index based on data obtained from the biosensor 11a, which is a first measuring device serving as a biometric information acquisition unit worn by the worker 10 being assessed, and data obtained from each component within the cloud server 21, thereby calculating a heatstroke risk index.

図5に示すように、評価判定部22での評価が始まる(START)と、評価判定部22は、被評価者の作業負担指数の算出を開始する。 As shown in Figure 5, when the evaluation by the evaluation assessment unit 22 begins (START), the evaluation assessment unit 22 begins calculating the workload index of the person being evaluated.

なお、評価判定部22での評価の開始(START)は、作業者10自身、または、管理者である現場監督30などが測定装置である生体センサ11aの電源スイッチを「ON」にする、タイマーによって作業開始時間となると自動的に生体センサ11の動作が開始するように設定されている、生体センサ11aを備えたアンダーシャツ18を作業者が着用したことを生体センサ11a自体が検出して動作を開始する、などの各種方法で設定することができる。 The start (START) of the evaluation by the evaluation and determination unit 22 can be set in various ways, such as by the worker 10 himself or the site supervisor 30, who is the manager, turning on the power switch of the biosensor 11a, which is a measuring device; by a timer being set so that the biosensor 11 automatically starts operating when the work start time arrives; or by the biosensor 11a itself detecting that the worker has put on an undershirt 18 equipped with the biosensor 11a and starting operation.

作業負担指数の算出を行うために、評価判定部22は、まず、データ記録部24に評価対象の作業者10の過去のデータとして心拍データと加速度データである履歴データが記録されているか否かを確認する(ステップS101)。 To calculate the work strain index, the evaluation and determination unit 22 first checks whether historical data, which is heart rate data and acceleration data, of the worker 10 being evaluated has been recorded in the data recording unit 24 (step S101).

当該作業者10が過去に本実施形態で説明する熱中症発症リスク管理システムでの評価対象となって、データ記録部24に作業者10の履歴データが記録されている場合(ステップS101で「Yes」の場合)は、その履歴データの集合から、加速度に対して心拍数が線形に変化する線形区間を求め、その線形区間に含まれる履歴データに対して回帰直線を求める。この履歴データから求めた回帰直線は、当該作業者の心拍応答の特徴(個性)を表している。この回帰直線の傾きを心拍応答係数αr、切片を切片心拍数βrと定義し算出する(ステップS102)。 If the worker 10 has previously been evaluated by the heatstroke risk management system described in this embodiment and historical data for the worker 10 is recorded in the data recording unit 24 (if "Yes" in step S101), a linear section in which heart rate changes linearly with acceleration is determined from the collection of historical data, and a regression line is determined for the historical data included in that linear section. The regression line determined from this historical data represents the characteristics (individuality) of the worker's heart rate response. The slope of this regression line is defined as the heart rate response coefficient αr, and the intercept is defined as the intercept heart rate βr, and these are calculated (step S102).

その後、評価判定部22は、生体センサ11aで測定された作業者10の心拍データの検出を行う(ステップS103)。 Then, the evaluation and determination unit 22 detects the heart rate data of the worker 10 measured by the biosensor 11a (step S103).

一方、当該作業者10の履歴データが存在していない場合、また、データは存在しているが前回のデータが記録されてから一定の期間(一例として1ヶ月)が経過している場合は、評価判定部22は当該作業者10の正しい標準化心拍数を算出できないと判断して、心拍データに基づかず加速度データのみから当該作業者10の作業負担指数を算出する。評価判定部22は、作業者10の動作を示す数値である加速度偏差を算出(ステップS110)し、加速度偏差のみに基づいて、作業者10の作業負担指数を算出する(ステップS111)。この場合、加速度偏差に適当な係数を掛ける等、所定の数式を用いて作業負担指数に変換すればよい。 On the other hand, if no historical data exists for the worker 10, or if data exists but a certain period of time (for example, one month) has passed since the last data was recorded, the evaluation and determination unit 22 determines that it is not possible to calculate the correct standardized heart rate for the worker 10, and calculates the work strain index for the worker 10 from the acceleration data alone, not based on the heart rate data. The evaluation and determination unit 22 calculates the acceleration deviation, which is a numerical value indicating the movement of the worker 10 (step S110), and calculates the work strain index for the worker 10 based only on the acceleration deviation (step S111). In this case, the acceleration deviation can be converted to a work strain index using a predetermined formula, such as by multiplying it by an appropriate coefficient.

データ記録部24に作業者10の履歴データが記録されている場合(ステップS101で「Yes」の場合)、心拍データを検出するに当たって評価判定部22は心拍データの信頼性を確保する。本実施形態の熱中症発症リスク管理システムでは、上述したように被評価者である作業者10の心拍データをより良好に取得できるよう、作業者10が着用するアンダーシャツ18の裏面18bに生体センサ11aの電極部11a2が配置されている。しかし、作業者の体の動きや体表面の発汗などの影響で、心拍を正しく検出できないことがある。このため、本実施形態の熱中症発症リスク管理システムでは、被評価者である作業者10の心拍データを正しく測定できていない場合に、誤ったデータで作業負担指数を算出して熱中症の発症リスク評価を誤ることがないように、心拍データが正しく取得できているか否かを確認している。 If the data recording unit 24 has recorded the worker's 10 history data ("Yes" in step S101), the evaluation and determination unit 22 ensures the reliability of the heart rate data when detecting the heart rate data. In the heatstroke risk management system of this embodiment, as described above, the electrode portion 11a2 of the biosensor 11a is located on the back surface 18b of the undershirt 18 worn by the worker 10 to better acquire the heart rate data of the worker being evaluated. However, the worker's body movements, sweating on the body surface, and other factors can sometimes prevent the heart rate from being detected correctly. For this reason, in the heatstroke risk management system of this embodiment, if the heart rate data of the worker being evaluated 10 cannot be measured correctly, the system checks whether the heart rate data has been acquired correctly to avoid calculating the work strain index based on incorrect data and resulting in an incorrect heatstroke risk assessment.

まず、評価判定部22は、心拍データの信頼性を評価するために心拍波形検出率を算出する(ステップS104)。 First, the evaluation and determination unit 22 calculates the heartbeat waveform detection rate to evaluate the reliability of the heartbeat data (step S104).

生体センサからサンプリングした生データは、被評価者の皮膚と電極との接触不良等の影響で、一定割合のノイズ(異常な心拍データ)が含まれている可能性がある。そこで1拍ごとのデータ(心拍間隔)に対して、例えば、心拍間隔が0.33秒以上かつ1.33秒以下であって、かつ、1つ前のデータとの差(差分心拍間隔)が0.15秒以下のデータを正常と判定してラベリングする。 Raw data sampled from biosensors may contain a certain percentage of noise (abnormal heart rate data) due to factors such as poor contact between the subject's skin and the electrodes. Therefore, for each beat of data (heart rate interval), for example, data with a heart rate interval between 0.33 seconds and 1.33 seconds, and a difference from the previous data (differential heart rate interval) of 0.15 seconds or less, is determined to be normal and labeled.

正常/異常を判定する閾値は、任意に設定可能であるが、生理学的な見地に基づいて有り得ない心拍間隔のデータを除去できるように適当な数値を設定すればよい。そして、測定データを所定の時間幅でk個 の部分区間に分け、各部分区間ごとに正常とラベリングされたデータが区間全データ中に何割含まれているかを心拍波形検出率Qとして計算する。 The threshold for determining normality/abnormality can be set arbitrarily, but it is sufficient to set an appropriate value so that data with heartbeat intervals that are impossible from a physiological perspective can be removed. Then, the measurement data is divided into k subintervals with a specified time width, and the heartbeat waveform detection rate Q is calculated as the percentage of data labeled as normal for each subinterval out of the total data for that interval.

次に、評価判定部22は、各部分区間ごとに心拍波形検出率を判定する(ステップS105)。 Next, the evaluation/determination unit 22 determines the heartbeat waveform detection rate for each subsection (step S105).

心拍波形検出率が基準値(例えば50%)以上であれば当該区間について信頼性があると判断し(ステップS105で「Yes」の場合)、心拍データを用いて作業負担指数を算出する(ステップS106)。 If the heart rate waveform detection rate is equal to or greater than a reference value (e.g., 50%), the section is determined to be reliable ("Yes" in step S105), and a work strain index is calculated using the heart rate data (step S106).

一方、心拍波形検出率が基準値(50%)未満であれば信頼性がないと判断し(ステップS105で「No」の場合)、当該区間については加速度データを用いて作業負担指数を算出するステップS110に進む。 On the other hand, if the heart rate waveform detection rate is less than the reference value (50%), it is determined to be unreliable ("No" in step S105), and the process proceeds to step S110, where the acceleration data for that section is used to calculate the work strain index.

なお、上記説明において基準値は一例であり、生体センサの性能や対象者の職種等によって適宜調整すればよい。例えば、動作の激しい職種では閾値を低く、動作の少ない職種では閾値を高く設定してもよい。 Note that the reference values in the above explanation are merely examples, and may be adjusted as appropriate depending on the performance of the biosensor, the subject's occupation, etc. For example, the threshold may be set lower for occupations that require intense movement, and higher for occupations that require less movement.

心拍波形検出率が50%以上である場合(ステップS105で「Yes」の場合)には、評価判定部22は、得られた心拍データから中央心拍数を算出する(ステップS106)。ここでは、ステップS104で設定した部分区間に対して、各部分区間ごとの代表値(中央値)をもって中央心拍数データとする。代表値は区間平均値であってもよいが、好ましくは、区間中央値である。測定装置から取得したデータにイレギュラーな値が少数含まれていても、その影響を排除できるからである。 If the heart rate waveform detection rate is 50% or higher ("Yes" in step S105), the evaluation unit 22 calculates the median heart rate from the obtained heart rate data (step S106). Here, the representative value (median) for each sub-interval set in step S104 is used as the median heart rate data. The representative value may be the average value of the interval, but is preferably the median value of the interval. This is because even if the data obtained from the measurement device contains a small number of irregular values, the influence of these can be eliminated.

さらに、評価判定部22は、同時に生体センサ11aから得られた加速度データから、作業者10の動作状況を示す数値である加速度偏差を算出する(ステップS107)。 Furthermore, the evaluation and determination unit 22 simultaneously calculates the acceleration deviation, which is a numerical value indicating the operating status of the worker 10, from the acceleration data obtained from the biosensor 11a (step S107).

次に、履歴データと予め作成した標準心拍応答モデルとに基づいて、中央心拍数を補正し、標準化心拍数を求める(ステップS108)。 Next, the median heart rate is corrected based on the historical data and a previously created standard heart rate response model to determine the standardized heart rate (step S108).

具体的には、心拍応答係数および切片心拍数、ならびに、標準心拍応答モデルのパラメータである標準心拍応答係数および標準切片心拍数を用いて、中央心拍数データを以下の数式(式1)で標準化心拍数に変換する。 Specifically, the median heart rate data is converted to a standardized heart rate using the heart rate response coefficient and intercept heart rate, as well as the standard heart rate response coefficient and standard intercept heart rate, which are parameters of the standard heart rate response model, using the following formula (Equation 1):

HRS[k]=(αs/αr)(HR[k]-βr)+βs (式1)
ここで、
・中央心拍数データ :HR[k]
・標準化心拍数 :HRS[k]
・心拍応答係数 :αr
・切片心拍数 :βr
・標準心拍応答係数 :αs
・標準切片心拍数 :βs
である。なお、ここでkは、部分区間の番号を表す。
HR S [k] = (αs/αr) (HR[k] - βr) + βs (Formula 1)
where:
Central heart rate data: HR [k]
Standardized heart rate: HR S [k]
Heart rate response coefficient: αr
・Intercept heart rate: βr
Standard heart rate response coefficient: αs
Standard intercept heart rate: βs
Here, k represents the number of the subinterval.

標準心拍応答モデルとは、大人数を測定対象として得られた大規模データを基に作成された心拍応答モデルである。加速度(身体の動き)に対するヒトの標準的な心拍応答を表したモデルで、各種パラメータ及び所定の数式で表現できる。 The standard heart rate response model is a heart rate response model created based on large-scale data obtained by measuring a large number of people. It represents the standard human heart rate response to acceleration (body movement) and can be expressed using various parameters and specified mathematical formulas.

標準心拍応答モデルを求めるための測定結果の一例を、図6に示す。 Figure 6 shows an example of the measurement results used to derive the standard heart rate response model.

図6(a)は大規模データの全て(約300万点)をプロットしたもので、濃淡はデータの密度を表している。図6(a)中に示す線51が5%のデータラインを、線52が25%のデータラインを、線53が50%のデータラインを、線54が75%のデータラインを、線55が95%のデータラインを示している。 Figure 6(a) plots all of the large-scale data (approximately 3 million points), with the shading representing data density. Line 51 in Figure 6(a) represents the 5% data line, line 52 represents the 25% data line, line 53 represents the 50% data line, line 54 represents the 75% data line, and line 55 represents the 95% data line.

これに対して各区間の中央値を求めたものが図6(b)の×印であり、各中央値に対して当てはめた近似曲線FHR(符号56)が標準心拍応答モデルを表している。 The median values of each section are calculated and are indicated by the cross marks in FIG. 6(b), and the approximate curve F HR (reference numeral 56) fitted to each median value represents the standard heart rate response model.

近似曲線FHRは種々の曲線あてはめ手法によって求めることができ、加速度偏差ARMSを与えたとき、推定標準化心拍数FHRを与える関数FHR(ARMS)として表現できる。また、FHRの直線的に変化している部分(加速度が0.05あたり~0.45あたりの区間)の傾きが標準心拍応答係数に相当し、近似曲線の切片が標準切片心拍数に相当する。 The approximate curve FHR can be found using various curve fitting methods and can be expressed as a function FHR (A RMS ) that gives the estimated standardized heart rate FHR when the acceleration deviation A RMS is given. The slope of the linearly changing portion of FHR (the section between around 0.05 and 0.45 acceleration) corresponds to the standard heart rate response coefficient, and the intercept of the approximate curve corresponds to the standard intercept heart rate.

なお、大規模データは、当該現場における複数の作業員の過去数日間のデータであってもよいし、別の現場で予めサンプリングしておいた蓄積データであってもよい。好ましくは、当該作業者と同様の作業に従事する大人数の作業者を測定対象として得られた大規模データを基に、標準心拍応答モデルを作成するのがよい。これは当該作業に最適化された心拍応答モデルであり、その作業に従事する作業者の典型的な心拍応答を表すと考えられる。大規模データの基になる人数に特に決まりはないが、サンプリング数が多い方がより高精度に心拍応答を近似できる。好ましくは5人以上、より好ましくは50人以上である。蓄積期間についても特に決まりはないが、好ましくは同じ現場で2日以上、より好ましくは5日以上のデータを取得することが好ましい。 The large-scale data may be data from the past few days for multiple workers at the site in question, or accumulated data sampled in advance at another site. Preferably, a standard heart rate response model is created based on large-scale data obtained by measuring a large number of workers who perform the same tasks as the worker in question. This is a heart rate response model optimized for the task in question, and is thought to represent the typical heart rate response of workers performing that task. There are no particular rules regarding the number of people on which the large-scale data is based, but the larger the sampling number, the more accurately the heart rate response can be approximated. Preferably, it is five or more people, more preferably fifty or more people. There are also no particular rules regarding the accumulation period, but it is preferable to obtain data for two or more days, more preferably five or more days, at the same site.

このようにして得られた標準化心拍数と加速度偏差とに基づいて、評価判定部22は作業者10の作業負担指数を算出する(ステップS109)。 Based on the standardized heart rate and acceleration deviation obtained in this manner, the evaluation and determination unit 22 calculates the work strain index of the worker 10 (step S109).

このとき、評価判定部22は、標準化心拍数を用いるか、それとも推定標準化心拍数を用いるかを、標準化心拍応答モデルに基づいて作成された補正マップを利用して判定する。測定装置である生体センサ11から得られた心拍データと3次元加速度センサの数値から、中央心拍数と加速度偏差とを求める具体的方法、補正マップを用いた心拍データの選択基準等については、後に詳述する。 At this time, the evaluation and determination unit 22 determines whether to use the standardized heart rate or the estimated standardized heart rate using a correction map created based on the standardized heart rate response model. Specific methods for calculating the median heart rate and acceleration deviation from the heart rate data obtained from the biosensor 11 (a measurement device) and the values of the three-dimensional acceleration sensor, as well as criteria for selecting heart rate data using the correction map, will be described in detail later.

一方、心拍波形検出率Qが基準値(上記例では50%)以上ではない場合(ステップS105で「No」の場合)には、評価判定部22は、得られた心拍データの信憑性が低いと判断して中央心拍数の算出は行わずに、生体センサ11aから得られた加速度データから作業者10の動作状況を示す数値である加速度偏差を算出する(ステップS110)。この場合には、加速度偏差のみに基づいて、評価判定部22は作業者10の作業負担指数を算出する(ステップS111)。 On the other hand, if the heartbeat waveform detection rate Q is not equal to or greater than the reference value (50% in the above example) ("No" in step S105), the evaluation and judgment unit 22 determines that the reliability of the obtained heartbeat data is low and does not calculate the median heart rate, but instead calculates the acceleration deviation, which is a numerical value indicating the operating status of the worker 10, from the acceleration data obtained from the biosensor 11a (step S110). In this case, the evaluation and judgment unit 22 calculates the work strain index of the worker 10 based only on the acceleration deviation (step S111).

ステップS111で得られた作業負担指数は、ステップS109で得られた作業負担の数値と比較して、心拍データが反映されていない分精度が劣ると考えられるが、作業者10の動作が連続して行われていることから、心拍データが得られていないことを理由としてその間の作業負担指数を算出しないよりも連続して作業負担指数が得られていることが好ましい。 The work strain index obtained in step S111 is thought to be less accurate than the work strain value obtained in step S109 because it does not reflect heart rate data. However, since the worker 10's movements are continuous, it is preferable to obtain a work strain index continuously rather than not calculating the work strain index during that time because heart rate data is not available.

さらに評価判定部22は、生体センサ11aから得られた作業者10の服内温度データと、作業者10が作業する現場での環境温度データとに基づいて、作業者10の暑熱負荷指数を算出する(ステップS112)。作業現場の環境温度データは、クラウドサーバ21の気象情報取得部25により取得された作業現場の周囲の気温データ、作業者が屋内で作業している場合などではその作業場に配置された温度センサから得られる温度情報などに基づいて、取得することができる。 Furthermore, the evaluation and determination unit 22 calculates the heat load index of the worker 10 based on the temperature data inside the worker's 10 clothes obtained from the biosensor 11a and the environmental temperature data at the work site where the worker 10 is working (step S112). The environmental temperature data at the work site can be obtained based on the ambient temperature data at the work site obtained by the weather information acquisition unit 25 of the cloud server 21, or, if the worker is working indoors, based on temperature information obtained from a temperature sensor installed at the work site.

なお、作業者10の服内温度データと環境温度データとに基づいて暑熱負荷指数を算出する具体的な手順については、追って詳述する。 The specific procedure for calculating the heat load index based on the temperature data inside the worker's 10 clothing and the environmental temperature data will be described in detail later.

そして、評価判定部22は、得られた作業負担指数と暑熱負荷指数とに基づいて、当該作業者10の熱中症発症リスクを熱中症発症リスク指数として算出する(ステップS113)。 Then, the evaluation and determination unit 22 calculates the risk of heatstroke for the worker 10 as a heatstroke risk index based on the obtained work strain index and heat load index (step S113).

本実施形態に示す熱中症発症リスク評価システムにおける熱中症発症リスク指数は、作業負担指数と暑熱負荷指数との線形和として判断できる。このため、熱中症発症リスク指数の値が大きいほど、当該作業者が熱中症を発症するリスクが高くなり、熱中症発症リスク指数の大きさを領域として規定することで、熱中症発症リスクが、高い(=危険)な状態にあるのか、やや高い(=注意)な状態にあるのか、それとも低い(=安全)な状態にあるのかをランク付けすることができる。このため、評価判定部22で算出された熱中症発症リスク指数のランクに応じて、作業者10自身が、または、監督者である現場監督30が、作業を停止して休憩する、作業負担を減らす、または、服内温度を下げるなどして暑熱負荷を低減する、などの対応を採ることができ、熱中症の発症を効果的に回避することが可能となる。 The heatstroke risk index in the heatstroke risk assessment system shown in this embodiment can be determined as the linear sum of the work strain index and the heat load index. Therefore, the higher the value of the heatstroke risk index, the higher the risk that the worker will develop heatstroke. By defining the magnitude of the heatstroke risk index as a range, the risk of developing heatstroke can be ranked as high (= dangerous), somewhat high (= caution), or low (= safe). Therefore, depending on the rank of the heatstroke risk index calculated by the evaluation/determination unit 22, the worker 10 or the site supervisor 30 can take measures such as stopping work and taking a break, reducing the work load, or reducing the heat load by lowering the temperature inside the clothing, thereby effectively avoiding the onset of heatstroke.

[熱中症発症リスクの評価方法]
ここで、本実施形態にかかる熱中症発症リスク評価システムにおいて行われる、個々の作業者についての熱中症発症リスク評価指標である、熱中症発症リスク指数を算出するアルゴリズムについて説明する。
[Method for assessing the risk of heat stroke]
Here, an algorithm for calculating a heatstroke risk index, which is a heatstroke risk assessment index for each worker, performed in the heatstroke risk assessment system according to this embodiment will be described.

(作業負担の推定)
<a.前処理>
まず、心拍データと加速度データについて、作業負担指数を算出する前処理を行う。
(Estimation of workload)
<a. Pretreatment>
First, pre-processing is performed on the heart rate data and acceleration data to calculate a work strain index.

心拍データの前処理は、図5のフローチャートを用いて説明したとおり、作業者10が装着している生体センサ11aが検出した心拍データから、中央心拍数を算出する(図5におけるステップS106)ことで行われる。 As explained using the flowchart in Figure 5, the heart rate data is preprocessed by calculating the central heart rate from the heart rate data detected by the biosensor 11a worn by the worker 10 (step S106 in Figure 5).

より具体的には、部分区間の心拍波形検出率が50%以上であった場合に、部分区間に含まれる心拍データの取得間隔から部分区間あたり(例えば、過去1分間あたり)の心拍数に換算して中央心拍数HRを得る。 More specifically, if the heartbeat waveform detection rate for a subsection is 50% or higher, the heartbeat data acquisition interval included in the subsection is converted into the heartbeat rate per subsection (e.g., per past minute) to obtain the median heart rate HR.

一方、加速度センサによって得られた加速度データについては、以下の手続きによって過去1分間の平均値ΔAを求める。 On the other hand, for acceleration data obtained by the acceleration sensor, the average value ΔA for the past minute is calculated using the following procedure.

1)不等時間間隔データの指数移動平均
x軸、y軸、z軸それぞれの方向の加速度データ{Ax(t)}、{Ay(t)}、{Az(t)}について、時定数を10secとして、統計学の手法である指数移動平均法を用いてそれぞれの軸方向における加速度データの指数移動平均を求める。時定数は特に限定されないが、例えば5~10secの範囲で加速度センサの性能に応じて適宜決定すればよい。
1) Exponential moving average of data at unequal time intervals For the acceleration data {Ax(t)}, {Ay(t)}, and {Az(t)} in the x-, y-, and z-axis directions, the exponential moving average of the acceleration data in each axial direction is calculated using the exponential moving average method, a statistical technique, with a time constant of 10 seconds. The time constant is not particularly limited, but may be set appropriately in the range of 5 to 10 seconds, for example, depending on the performance of the acceleration sensor.

ここでは、x軸、y軸、z軸それぞれの方向の指数移動平均を、それぞれ{Sx(t)}、{Sy(t)}、{Sz(t)}とする。 Here, the exponential moving averages for the x-axis, y-axis, and z-axis directions are {Sx(t)}, {Sy(t)}, and {Sz(t)}, respectively.

2)指数移動平均の除去
各軸の加速度データから、上述の指数移動平均を除去し、トレンド除去された時系列加速度を求める
たとえば、x軸の場合は、「Ax(t)-Sx(t)」となる。
2) Removal of Exponential Moving Averages The exponential moving averages described above are removed from the acceleration data for each axis to obtain detrended time series acceleration. For example, in the case of the x-axis, the result is "Ax(t) - Sx(t)".

3)2乗和の計算
トレンド除去された時系列加速度について、以下の式(式2)を用いて各時刻での2乗を計算して和を求める
3) Calculation of the sum of squares For the trend-removed time series acceleration, calculate the square at each time using the following formula (Formula 2) to find the sum.

4)1分ごとの加速度の平均
上記求めた2乗和「ΔA2(t)」の1分ごとの平均値「ΔA2 ave」を計算する。ここでは、データ点数の数で割って平均値とする。また、加速度の2乗平均「ΔA2 ave」の平方根「ΔAave」を計算する。ここで、ΔAaveは加速度偏差ARMSである。
4) Minute-by-minute average of the square sum "ΔA 2 (t)" calculated above is calculated as the average value "ΔA 2 ave " for each minute. Here, the average value is calculated by dividing by the number of data points. Also, the square root "ΔA ave " of the square mean of the acceleration "ΔA 2 ave " is calculated. Here, ΔA ave is the acceleration deviation A RMS .

<b.異常値の除去>
心拍データから得られた心拍数のデータについて、非数値データと、心拍数が40以下のものと180以上のものとを異常値として除去する。
<b. Removal of outliers>
Regarding the heart rate data obtained from the heart rate data, non-numeric data and heart rate values of 40 or less and 180 or more are removed as abnormal values.

また、加速度データについては、非数値データと、「ΔAが0.05以下、もしくは、0.55以上のデータを異常値として除外する。 Furthermore, for acceleration data, non-numeric data and data with a ΔA of 0.05 or less or 0.55 or more are excluded as abnormal values.

<c.切片心拍数と心拍応答係数の計算>
履歴データの集合に関して、加速度偏差に対して中央心拍数が線形に変化する線形応答区間を設定し、その線形応答区間に含まれるデータに対して回帰直線を求める。この回帰直線の傾きが心拍応答係数αr、切片が切片心拍数βrとなる。
<c. Calculation of intercept heart rate and heart rate response coefficient>
For a set of historical data, a linear response interval is set in which the median heart rate changes linearly with respect to the acceleration deviation, and a regression line is found for the data included in that linear response interval. The slope of this regression line is the heart rate response coefficient αr, and the intercept is the intercept heart rate βr.

回帰直線の当てはめ方法については、特に限定しない。例えば、加速度偏差が0.05~0.4の区間を線形応答区間と設定し、その間をm個の部分区間(mは例えば3~7)に分ける。次に、各部分区間に関して中央心拍数と加速度偏差の中央値をそれぞれ求める。そして、求めたm点の中央値座標に対して回帰直線をあてはめる(図7参照)。 There are no particular limitations on how the regression line is applied. For example, the range of acceleration deviations from 0.05 to 0.4 is set as the linear response range, and this range is divided into m sub-ranges (m is, for example, 3 to 7). Next, the median heart rate and the median acceleration deviation are calculated for each sub-range. A regression line is then applied to the calculated median coordinates of the m points (see Figure 7).

<d.作業負担指数の計算>
図5において、ステップS108で示したように、被測定者である作業者10の履歴データがある場合は、この履歴データと標準心拍応答モデルとに基づいて、標準化心拍数HRSが計算される。標準化心拍数HRSを算出することで、被測定者個々の特性による心拍データから作業負担指数を算出する上での個人差を補正することができる。
<d. Calculation of Workload Index>
5, if historical data of the worker 10 being measured is available, a standardized heart rate HR S is calculated based on this historical data and the standard heart rate response model, as shown in step S108. By calculating the standardized heart rate HR S , it is possible to correct for individual differences in calculating the workload index from the heart rate data due to the characteristics of each individual worker.

一方、推定標準化心拍数は、標準心拍応答モデルの近似式FHR(ARMS)を用いて、被測定者の加速度偏差ARMSから標準的な心拍数を推定するものである。実際の作業負担指数算出においては、標準化心拍数と推定標準化心拍数のどちらを信頼するかがポイントとなる。本実施例では、標準心拍応答モデルに基づいて作成した補正マップを用いて、どちらの心拍数を選択するかを判定し、補正心拍数HRsを得る。 On the other hand, the estimated standardized heart rate is calculated by estimating the standard heart rate from the acceleration deviation A RMS of the subject using the approximate formula F HR (A RMS ) of the standard heart rate response model. The key to calculating the actual workload index is determining whether to trust the standardized heart rate or the estimated standardized heart rate. In this embodiment, a correction map created based on the standard heart rate response model is used to determine which heart rate to select, and the corrected heart rate HR s is obtained.

図8は、補正マップの第1の例である。 Figure 8 is a first example of a correction map.

図8に示すように、補正マップには、標準切片心拍数βsをy軸切片とし直線部分の傾きが標準心拍応答係数αsである近似曲線FHR71が記載されている。ここで近似曲線FHR71を判定線とする。なお、加速度偏差が0.45を超える部分からは、図7に示すように判定線71は直線ではなくなり、加速度偏差に対する中央心拍数の上昇度合いが低下していくことが判明している。 As shown in Figure 8, the correction map shows an approximate curve FHR 71, which has the standard intercept heart rate βs as its y-axis intercept and the slope of its linear portion is the standard heart rate response coefficient αs. Here, the approximate curve FHR 71 is referred to as the judgment line. It has been found that, once the acceleration deviation exceeds 0.45, the judgment line 71 is no longer a straight line, as shown in Figure 7, and the degree of increase in median heart rate relative to acceleration deviation decreases.

図8に示す補正マップでは、被測定者である作業者の動作を示す加速度偏差が0.2である部分に境界線72が設けられている。加速度偏差が0.2よりも小さい領域では、動作による心拍数の変化よりも情動による影響が大きく現れ、加速度偏差が0.2よりも大きい領域では、体が動くことによる心拍数の変動が大きいと考えられるからである。 In the correction map shown in Figure 8, a boundary line 72 is set in the area where the acceleration deviation, which indicates the movement of the worker being measured, is 0.2. This is because in areas where the acceleration deviation is smaller than 0.2, the influence of emotions is greater than the change in heart rate due to movement, and in areas where the acceleration deviation is larger than 0.2, the fluctuation in heart rate due to body movement is thought to be greater.

図8に示す補正マップでは、心拍数と加速度偏差との関係がマップ中ハッチングで示された領域73および領域77の範囲となるように補正される。たとえば、加速度偏差が0.2までの範囲では、標準化心拍数が大きく判定線71よりも上側に位置する場合には、図中矢印74として示すように判定線71の数値、すなわち推定標準化心拍数が補正心拍数HRsとして用いられ、標準化心拍数が標準切片心拍数βsよりも小さい場合には、標準切片心拍数βsの値を補正心拍数HRsとして採用する。また、標準化心拍数が判定線71以下かつ標準切片心拍数βs以上の場合は、標準化心拍数をそのまま補正心拍数HRsとして採用する。このようにすることで、加速度偏差が0.2よりも小さな領域では、推定標準化心拍数よりも大きな標準化心拍数が検出された場合は情動による影響としてこれを排除することができる。 In the correction map shown in FIG. 8 , the relationship between the heart rate and the acceleration deviation is corrected to fall within the hatched regions 73 and 77 in the map. For example, in the range of acceleration deviation up to 0.2, when the standardized heart rate is large and located above the judgment line 71, the value of the judgment line 71, i.e., the estimated standardized heart rate, is used as the corrected heart rate HRs , as indicated by arrow 74 in the figure. When the standardized heart rate is smaller than the standard intercept heart rate βs, the value of the standard intercept heart rate βs is adopted as the corrected heart rate HRs . Furthermore, when the standardized heart rate is equal to or smaller than the judgment line 71 but equal to or larger than the standard intercept heart rate βs, the standardized heart rate is adopted as the corrected heart rate HRs . In this way, when a standardized heart rate greater than the estimated standardized heart rate is detected in the region where the acceleration deviation is smaller than 0.2, this can be eliminated as an effect of emotion.

一方、加速度偏差が0.2よりも大きな領域では、前述の標準心拍応答係数αsと同じ傾き、すなわち、近似曲線FHRの直線部分と平行に、心拍数値が大きすぎると判断される領域を規定する平行線76を引いて、この平行線76と判定線71とで挟まれた領域77内が正しい心拍数が検出できたと判断する。この領域77に該当する場合には、そのままの標準化心拍数を補正心拍数HRsとして用いて作業負担指数が計算される。標準化心拍数が、上限を示す平行線76よりも大きい場合は、図中矢印78として示すように、平行線76上の値を補正心拍数HRsとして採用することでエラーの影響を排除する。また、判定線71よりも下側の領域に現れた数値は、図中矢印79として示すように判定線71上の数値、すなわち推定標準化心拍数を補正心拍数HRsとして採用することで、被測定者が一定以上の動きをしているにもかかわらず低すぎる心拍数値が作業負担指数の算出に用いられることを回避できる。 On the other hand, in the region where the acceleration deviation is greater than 0.2, a parallel line 76 is drawn with the same slope as the aforementioned standard heart rate response coefficient αs, i.e., parallel to the linear portion of the approximated curve F HR , to define the region where the heart rate value is determined to be too high. A region 77 sandwiched between this parallel line 76 and the judgment line 71 is determined to be a region where the correct heart rate has been detected. If the heart rate falls within this region 77, the workload index is calculated using the standardized heart rate as is as the corrected heart rate HRs . If the standardized heart rate is greater than the upper limit of the parallel line 76, the value on the parallel line 76 is adopted as the corrected heart rate HRs , as indicated by arrow 78 in the figure, thereby eliminating the influence of errors. Furthermore, for values appearing in the region below the judgment line 71, the value on the judgment line 71, i.e., the estimated standardized heart rate, is adopted as the corrected heart rate HRs , as indicated by arrow 79 in the figure. This prevents a heart rate value that is too low from being used to calculate the workload index even when the subject is performing more than a certain level of movement.

図9に示す補正マップは、検出された心拍データの信頼性がより高いと判断される場合に使用される補正マップである。 The correction map shown in Figure 9 is used when the detected heart rate data is deemed to be more reliable.

心拍データの信頼性が高い場合としては、生体センサ11より取得された心拍データの検出率が判定基準(一例として50%)よりも高く、例えば、80%を超える状態が続いているような場合が想定できる。 Heart rate data is considered to be highly reliable when the detection rate of the heart rate data acquired by the biosensor 11 is higher than the judgment criterion (for example, 50%), and continues to exceed, for example, 80%.

図9に示す補正マップは、基本的には図7に示した補正マップと同様であるが、加速度偏差が0.2以上であって、標準化心拍数が判定線81よりも低い領域にある場合が異なっている。図9に示す、心拍データの信頼性が高い場合には、判定線81の下方に、加速度偏差0.2における標準切片心拍数βsの位置から判定線81に平行な下限を規定する境界線88を引いて、境界線88と判定線81との間の領域89の標準化心拍数を補正心拍数HRsとしてそのまま用いるとともに、標準化心拍数が境界線88よりも小さい場合には、図中矢印91として示すように境界線88上の値が補正心拍数HRsとして採用される。 The correction map shown in Fig. 9 is basically the same as the correction map shown in Fig. 7 , but differs in that the acceleration deviation is 0.2 or greater and the standardized heart rate is in a region lower than the judgment line 81. When the reliability of the heart rate data shown in Fig. 9 is high, a boundary line 88 is drawn below the judgment line 81 from the position of the standard intercept heart rate βs at an acceleration deviation of 0.2 to define a lower limit parallel to the judgment line 81, and the standardized heart rate in a region 89 between the boundary line 88 and the judgment line 81 is used as is as the corrected heart rate HRs . When the standardized heart rate is smaller than the boundary line 88, the value on the boundary line 88 is adopted as the corrected heart rate HRs , as shown by arrow 91 in the figure.

このようにすることで、広い範囲で標準化心拍数を採用して、より精度の高い作業負担指数を算出することができる。 By doing this, a wider range of standardized heart rates can be used to calculate a more accurate workload index.

<e.作業負担の評価>
補正マップを用いて得られた補正心拍数HRcに基づいて、以下のように作業負担指数Wを計算する。
<e. Workload evaluation>
Based on the corrected heart rate HR c obtained using the correction map, the workload index W is calculated as follows:

まず、以下の数式(式3)を用いて補正心拍数HRcを代謝当量METs(Metabolic equivalents)に変換する。 First, the corrected heart rate HRc is converted into metabolic equivalents (METs) using the following formula (Formula 3).

METs=aMETs×HRc+bMETs (式3)
ここで、aMETsとbMETsは所定のパラメータであり、呼吸計測実験に基づいて決定することができる。
METs=a METs ×HR c +b METs (Formula 3)
Here, a METs and b METs are predetermined parameters that can be determined based on respiration measurement experiments.

次に、以下の数式(式4)を用いて代謝当量METsを作業負担指数Wに変換する。 Next, the metabolic equivalents METs are converted to a workload index W using the following formula (Equation 4):

W=aW×METs+bW (式4)
ここで、aWとbWは所定のパラメータである。
W=a W ×METs+b W (Formula 4)
Here, a W and b W are predetermined parameters.

例えば、aW=0,2、bW=-0.2と設定した場合、作業負担の評価としては、作業負担指数Wが0.6以上であれば高代謝率の作業、すなわち、負担が大きい作業、Wの数値が1以上の場合は、きわめて代謝率の高い作業、すなわち作業者への負担がとても大きな作業とすることができる。 For example, when a W = 0.2 and b W = -0.2 are set, the work burden can be evaluated as follows: if the work burden index W is 0.6 or more, it is work that requires a high metabolic rate, i.e., work that places a heavy burden on the worker; and if the value of W is 1 or more, it is work that places an extremely high metabolic rate, i.e., work that places a very heavy burden on the worker.

(暑熱負荷の評価)
測定装置11により得られた服内温度Tiと、環境温度として得られた外気温Toとを用いて、暑熱負荷指数Hを以下の式(式5)によって求める。
(Evaluation of heat load)
Using the clothing temperature Ti obtained by the measuring device 11 and the outside air temperature To obtained as the environmental temperature, the heat load index H is calculated by the following formula (Formula 5).

なお、暑熱負荷指数Hが0より小さい場合は、H=0とする。 If the heat load index H is less than 0, H = 0.

暑熱負荷指数Hが0.6以上の場合は、暑熱負荷が比較的高い状態、暑熱負荷指数Hが1以上である場合は、暑熱負荷が極めて高い状態であると評価することができる。 When the heat load index H is 0.6 or higher, the heat load is considered to be relatively high, and when the heat load index H is 1 or higher, the heat load is considered to be extremely high.

(熱中症発症リスクの評価)
上記計算によって得られた作業負担指数Wと暑熱負荷指数Hとを用いて、下記式(式6)として示すように、評価対象の作業者10の熱中症発症リスク評価指数Rを求める。
(Assessment of the risk of heat stroke)
Using the work strain index W and heat load index H obtained by the above calculation, a heat stroke risk assessment index R for the worker 10 to be evaluated is calculated as shown in the following formula (Formula 6).

ここで、aは、評価対象の作業者の暑熱順化に対応して規定される数値であり、暑熱順化ありの場合a=-1.8、暑熱順化なしの場合a=-1.3とする。 Here, a is a numerical value defined according to the heat acclimatization of the worker being evaluated, with a = -1.8 if heat acclimatized and a = -1.3 if not.

以上のようにして求めた熱中症発症リスク評価数値Rについて、Rが0.6未満の場合は発症リスクが低リスク、Rが0.6以上で1.0未満の場合は要注意の警戒レベル、Rが1.0以上の場合は高リスクであり熱中症発症の危険レベル、と判定することができる。 The heatstroke risk assessment value R calculated in the above manner can be judged as low risk if R is less than 0.6, low risk if R is 0.6 or greater but less than 1.0, requiring caution and a warning level, and high risk if R is 1.0 or greater, indicating a danger level of heatstroke.

なお、実際に熱中症の発生まで検証することはできないため、熱中症の発症リスクの判断基準を定めるに当たっては、熱中症の発症リスクをより厳しく判断できるように、すなわち、より安全サイドにたって決定すべきである。 However, since it is not possible to verify the actual occurrence of heatstroke, when determining the criteria for judging the risk of heatstroke, they should be determined so that the risk of heatstroke can be judged as strictly as possible, i.e., on the safe side.

(熱中症発症リスクの連続評価)
作業者10が装着する測定装置である生体センサ11から得られる測定結果などに基づいて、当該作業者の熱中症発症リスクを連続的に評価する場合には、暑熱負荷指数Hと作業負担指数Wそれぞれの指数移動平均値を、サンプリングの間隔を1分間として以下の式(式7)、(式8)から求める。
(Continuous assessment of heatstroke risk)
When continuously assessing the risk of heatstroke of a worker 10 based on measurement results obtained from a biosensor 11, which is a measuring device worn by the worker 10, the moving average values of the heat load index H and the work strain index W are calculated using the following equations (Equation 7) and (Equation 8) with a sampling interval of one minute.

なお、ここでw1=2/31、w2=2/11とする。 Here, w 1 =2/31 and w 2 =2/11.

さらに以下の式(式9)から、熱中症発症リスク指数Rの指数移動平均値が求まる。 Furthermore, the exponential moving average value of the heatstroke risk index R can be calculated using the following equation (Equation 9):

たとえば、熱中症発症リスク指数Rの指数移動平均値が1以上の状態が30分以上続いた場合には、熱中症を発症するリスクが極めて高い状態であると判断されて、作業者に休憩を促すなどの熱中症を発症しないように対応策を採る。 For example, if the exponential moving average value of the heatstroke risk index R remains at or above 1 for 30 minutes or more, it is determined that the risk of developing heatstroke is extremely high, and measures are taken to prevent the onset of heatstroke, such as encouraging workers to take breaks.

(2次元マップでの表示)
上記の式(式6)からわかるように、本実施形態にかかる熱中症発症リスク管理システムにおいて熱中症発症リスクを表す指数Rは、作業者10に対する暑熱負荷指数Hと、作業負担指数Wとの線形和として表現される。
(Displayed on a 2D map)
As can be seen from the above equation (Equation 6), in the heatstroke risk management system of this embodiment, the index R representing the risk of heatstroke is expressed as a linear sum of the heat load index H and the work burden index W for the worker 10.

このことを利用して、熱中症発症リスク指数を、暑熱負荷指数と作業負担指数とをそれぞれ軸とする2次元のマップ上に熱中症発症リスク指標として表示することができる。たとえば、2次元のマップ上に、管理者である現場監督30が管理する複数人の作業者10それぞれにおける、現在時点での熱中症発症リスク指数に応じた記号を表示することで、 現場監督30は、管理対象の作業者の全体的なリスク指標を一目で把握することができる。なお、作業者10の熱中症発症リスクの程度を表示する表示画像について、具体的な説明は省略する。 Using this, the heatstroke risk index can be displayed as a heatstroke risk index on a two-dimensional map with the heat load index and work strain index as axes. For example, by displaying symbols on a two-dimensional map corresponding to the current heatstroke risk index for each of multiple workers 10 managed by a site supervisor 30, who is also a manager, the site supervisor 30 can grasp the overall risk index of the workers under his/her management at a glance. Specific explanations of the display image that shows the degree of heatstroke risk for each worker 10 will be omitted.

[第1の測定装置以外で得られた生体情報の取り扱い]
以上のように、本実施形態にかかる熱中症発症リスク管理システムでは、図2に示したアンダーシャツの胸部に装着された第1の測定装置である生体センサ11aによって取得された生体情報に基づいて、各作業者の体調評価を行い熱中症の発症リスク評価が行われる。したがって、上述した第2の測定装置としてのワイヤレスタイプの脈拍計11bや、第3の測定装置としてのセンシングユニット11cで得られた生体情報を、第1の測定装置で得られた生体情報に換算することで、異なる種類の生体情報取得部を装着した作業者を熱中症発症リスク管理システムで共通して管理することができる。
[Handling of biological information obtained by a device other than the first measuring device]
As described above, in the heatstroke risk management system according to this embodiment, the physical condition of each worker is evaluated and the risk of developing heatstroke is assessed based on the biological information acquired by the biological sensor 11a, which is the first measuring device, attached to the chest area of the undershirt shown in Fig. 2. Therefore, by converting the biological information acquired by the wireless pulse meter 11b as the second measuring device or the sensing unit 11c as the third measuring device described above into biological information acquired by the first measuring device, workers wearing different types of biological information acquisition units can be managed in common by the heatstroke risk management system.

本実施形態にかかる熱中症発症リスク管理システムでは、心拍データの共通のパラメーとして中央心拍数を、加速度データの共通のパラメータとしての加速度偏差を用いることで、異なる測定装置によって得られた生体情報の統合を行う。 In this embodiment of the heatstroke risk management system, biometric information obtained from different measurement devices is integrated by using median heart rate as a common parameter for heart rate data and acceleration deviation as a common parameter for acceleration data.

(第2の測定装置により取得された生体情報の処理方法)
ワイヤレスタイプの脈拍計11bでは、心拍データとして計測された脈波間隔が毎秒出力されている。この点において、心拍ごとに心拍間隔が出力されていた生体センサ11aとデータ出力のタイミングが異なる。
(Method for processing biological information acquired by second measurement device)
The wireless pulse rate monitor 11b outputs the pulse wave interval measured as heart rate data every second, which differs from the biosensor 11a in that the heart rate interval is output for each heart rate.

生体センサ11aでは、上述のように心拍データの信頼性を心拍波形検出率を推定することで判断し、正常な心拍データであると判断できたもののみを用いて中央心拍数HRを求めた。これに対応させて、ワイヤレスタイプの脈拍計11bの脈拍データにおいても、各秒ごとに出力される脈拍データの内、信頼性が低いものは切り捨てて信頼性が高いと考えられる数値のみを用いた。 As described above, the biosensor 11a judged the reliability of the heart rate data by estimating the heart rate waveform detection rate, and calculated the central heart rate HR using only heart rate data that was judged to be normal. Correspondingly, the wireless pulse meter 11b also discarded unreliable pulse data output each second, and only used values considered to be highly reliable.

より具体的には、値が0であるデータ、45bpm未満または180bpmより大きなデータは、信頼性が低いとして切り捨てた。また、同じ脈拍が連続することは生理学的にも不自然であることから、同じ脈拍データが5回以上連続した場合は、5拍目以降のデータは不良データとして切り捨てた。 More specifically, data with a value of 0, or data below 45 bpm or above 180 bpm was discarded as being unreliable. Furthermore, because it is physiologically unnatural for the same pulse to occur consecutively, if the same pulse data occurred five or more times in a row, the data from the fifth beat onwards was discarded as defective data.

このようにして、信頼性の高いデータのみを用いて、30秒ごとに窓幅60秒の中央心拍数の1分間中央値を、中央心拍数HRとした。 In this way, using only reliable data, the one-minute median of the central heart rate over a 60-second window every 30 seconds was used to determine the central heart rate (HR).

加速度データについては、ワイヤレスタイプの脈拍計11bでは図3に示したように衿の後方部分などの頭部または首部の周辺や上半身で測定されることから、加速度データの内の高周波成分のみを抽出した。一例として、0.1Hz以下の低周波数成分をカットオフ周波数とするハイパスフィルタを通過させることで、被評価者である作業者10の動作ではないノイズ成分が除去されるものと考えられる。 As for the acceleration data, since the wireless pulse rate monitor 11b measures the area around the head or neck, such as the back of the collar, or the upper body as shown in Figure 3, only the high-frequency components of the acceleration data were extracted. As an example, by passing the data through a high-pass filter with a cutoff frequency of low-frequency components below 0.1 Hz, it is believed that noise components that are not related to the movements of the worker 10 being evaluated can be removed.

そして、ハイパスフィルタを通過した加速度データに対して、x方向、y方向、z方向それぞれのデータの1分間における2乗偏差を求める。 Then, the squared deviation over one minute is calculated for the acceleration data that has passed through the high-pass filter in the x, y, and z directions.

このようにして求めた、中央心拍数と加速度偏差の値は、第1の測定装置である生体センサ11aにより取得された中央心拍数と加速度偏差と同じであると考えられるため、以下、上述のようにして、作業負担指数を算出できる。 The values of the median heart rate and acceleration deviation obtained in this way are considered to be the same as the median heart rate and acceleration deviation obtained by the first measuring device, the biosensor 11a, so the work strain index can be calculated as described above.

なお、上述したように、市販されているワイヤレスタイプの脈拍計11bは、温度や湿度などの環境条件を測定するセンサを有していないものも存在する。このため、暑熱負荷指数を算出するに当たっては、クラウドサーバ21の気象情報取得部25で取得されたデータなどを用いて、作業者10の置かれている環境条件を推定することが好ましい。なお、この場合において、服内温度センサのデータと、WBGTとの比較などについての研究資料(一例として信州大学での実験データ等)が公開されているため、適宜その内容を参酌することで、より精度の高い暑熱負荷指数の算出につながると期待できる。 As mentioned above, some commercially available wireless pulse rate monitors 11b do not have sensors to measure environmental conditions such as temperature and humidity. For this reason, when calculating the heat load index, it is preferable to estimate the environmental conditions in which the worker 10 is located using data acquired by the weather information acquisition unit 25 of the cloud server 21. In this case, research materials comparing data from clothing temperature sensors with WBGT (such as experimental data from Shinshu University) are publicly available, and appropriate reference to such materials is expected to lead to more accurate calculations of the heat load index.

(第3の測定装置により取得された生体情報の処理方法)
センシングユニット11cとして、心拍データとして計測された脈波間隔が一定の間隔で(例えば毎分)出力されている。また、被測定者の動作状況については、METs推定値が、同様に一定の間隔で(例えば毎分)出力される。
(Method for processing biological information acquired by a third measurement device)
The sensing unit 11c outputs pulse wave intervals measured as heart rate data at regular intervals (e.g., every minute), and also outputs METs estimates for the subject's activity status at regular intervals (e.g., every minute).

この場合、1分間の脈拍間隔データを、所定の係数、一例として0.984を掛けることによって生体センサ11aで出力される心拍間隔との対応がとれ、中央心拍値が求められる。この係数は、心拍間隔の統計分布の非対称性、および、脈波測定機器の特性により、1分間の心拍間隔の中央値と平均値に差が生じることを補正するためのものである。 In this case, the one-minute pulse interval data is multiplied by a predetermined coefficient, for example 0.984, to correlate it with the heart rate output by the biosensor 11a and determine the median heart rate value. This coefficient is used to correct for the asymmetry in the statistical distribution of heart rate intervals and the difference between the median and average heart rate intervals over one minute due to the characteristics of the pulse wave measuring device.

また、METsデータと加速度データとが、歩行や軽度のジョギングなどにおいては線形に対応することを用いて、例えば、実際に2つの測定装置によるデータを同時に取得することで相関係数を求めて、出力されるMETsデータを加速度データに変換することができる。その結果の得られた変換された加速度データから、生体センサ11aで求めた場合と同様にして加速度変位を求める。 Furthermore, taking advantage of the fact that METs data and acceleration data correspond linearly during walking, light jogging, and the like, it is possible to calculate a correlation coefficient by actually acquiring data from two measuring devices simultaneously, and then convert the output METs data into acceleration data. From the resulting converted acceleration data, acceleration displacement can be calculated in the same way as when it is calculated using the biosensor 11a.

なお、センシングユニット11cは、被評価者である作業者10の腕に装着されるため、作業者10の身体全体の動きの他に、装着された腕の細かな動作を加速度データとして検出する。このため、例えば作業現場においても、大きな部材を運んで組み立てるような作業と、細かな部品を取り扱う手先を使用する細かな作業とでは測定結果としての加速度データが異なる。このような場合には、同じような作業を行っている作業者10を適宜グループ化して、グループごとに判定基準を異ならせるなどの対策を施すことにより、測定データの信憑性を向上させることができる。 In addition, because the sensing unit 11c is worn on the arm of the worker 10 being evaluated, it detects not only the movements of the worker's 10 entire body but also the fine movements of the worn arm as acceleration data. For this reason, for example, even at a work site, the acceleration data measured will differ between work such as carrying and assembling large components and work requiring the use of hands to handle small parts. In such cases, the reliability of the measurement data can be improved by taking measures such as appropriately grouping workers 10 performing similar work and setting different evaluation criteria for each group.

このようにして、センシングユニット11cにより取得された心拍データとMETsデータとを用いて、中央心拍数と加速度偏差とを求めることで、生体センサ11aで得られたデータと同様にして、作業負担指数を算出できる。 In this way, by using the heart rate data and METs data acquired by the sensing unit 11c to determine the central heart rate and acceleration deviation, the work strain index can be calculated in the same way as with the data obtained by the biosensor 11a.

なお、センシングユニット11cは、温度や湿度などの環境条件を測定するセンサを有している。ただし、測定個所が手首部分であり、生体センサ11aが測定する服内温度とは当然に異なる。このため、暑熱負荷指数を算出するに当たっては、上述のワイヤレス脈拍計11bの場合と同様に、クラウドサーバ21の気象情報取得部25で取得されたデータなどを用いて、作業者10の置かれている環境条件を推定したり、別途服内温度と露出した体表部分の温度との相関を取るなどして、適宜温度データを補正して暑熱負荷指数を算出することが好ましい。 The sensing unit 11c has a sensor that measures environmental conditions such as temperature and humidity. However, the measurement location is the wrist, which is naturally different from the temperature inside the clothing measured by the biosensor 11a. For this reason, when calculating the heat load index, as in the case of the wireless pulse meter 11b described above, it is preferable to estimate the environmental conditions in which the worker 10 is placed using data acquired by the weather information acquisition unit 25 of the cloud server 21, or to separately calculate the correlation between the temperature inside the clothing and the temperature of exposed body surfaces, and then correct the temperature data as appropriate to calculate the heat load index.

以上説明したように、本願で開示する生体情報処理方法、生体情報処理システムでは、異なる生体情報取得部により取得された被評価者の生体情報について、共通の指標を用いて相互に変換することで、生体情報取得部の形態により制限されることなく、被評価者を共通したシステム内に含めた評価、管理を行うことができる。 As explained above, the biometric information processing method and biometric information processing system disclosed in this application use a common index to convert the biometric information of the person being evaluated acquired by different biometric information acquisition units into each other, allowing evaluation and management of the person being evaluated within a common system without being restricted by the type of biometric information acquisition unit.

この結果、例えば、被評価者がより好ましいと思うタイプの生体情報を選択して使用することや、既に所有している生体情報取得部をそのまま利用することが可能となるなど、顧客のニーズに合わせて、より多くの被評価者を評価対象とする生体情報処理システムをより安価に構築することができる。被評価者の数が増えることで、生体情報処理システムにおけるデータ処理例が増加するため、過去のデータを用いた補正が可能となり、生体情報から得られる評価結果の精度をより向上させることができる。 As a result, it is possible to build a biometric information processing system that can evaluate more subjects at a lower cost, tailored to customer needs, for example by allowing the subject to select and use the type of biometric information that they prefer, or by using a biometric information acquisition unit that they already own. As the number of subjects increases, the number of data processing examples in the biometric information processing system increases, making it possible to make corrections using past data and further improving the accuracy of the evaluation results obtained from the biometric information.

また、測定装置の違いによる取得データの精度の相違についても、多くのデータを参照することでその傾向を把握することが可能となるため、異なる生体情報取得部により取得されたデータの変換の精度を向上させることができる。 In addition, by referencing a large amount of data, it is possible to understand trends in the accuracy of acquired data due to differences in measurement devices, thereby improving the accuracy of conversion of data acquired by different biometric information acquisition units.

なお、上記実施形態では、心拍データの共通のパラメータとして中央心拍数を用いた場合を示したが、中央心拍数以外にも、平均心拍数などをパラメータとして用いることができる。 In the above embodiment, the median heart rate was used as a common parameter for heart rate data, but parameters other than the median heart rate, such as the average heart rate, can also be used.

また、上記実施形態では、加速度データの共通のパラメータとして加速度偏差を用いたが、加速度偏差以外にも、合成加速度の2乗偏差平方根などをパラメータとして用いることができる。 In addition, in the above embodiment, acceleration deviation was used as a common parameter for acceleration data, but parameters other than acceleration deviation, such as the square root of the resultant acceleration deviation, can also be used.

また、上記実施形態では、本願で開示する生体情報処理システムとして、建設現場などで働く作業者を被評価者とした熱中症発症リスク管理システムを例示したが、上記例示したものには限られず、複数の被評価者の生体情報を取得することができ、取得された生体情報に基づいてそれぞれの被評価者の作業負担指数、体調評価指数、暑熱負荷指数、運動負荷指数、その他の各指数を評価する生体情報処理システムとして利用することができる。 In addition, in the above embodiment, the biometric information processing system disclosed in the present application is exemplified as a heatstroke risk management system in which workers working at construction sites, etc., are evaluated. However, the system is not limited to the above example and can acquire biometric information from multiple subjects, and can be used as a biometric information processing system that evaluates the work strain index, physical condition assessment index, heat load index, exercise load index, and other indices of each subject based on the acquired biometric information.

例えば、運動選手のトレーニング時における体調管理や、高齢者施設での入所者の体調管理システムなど、被評価者や測定される生体情報、その評価目的が異なる幅広い内容での生体情報処理を行うシステムに利用できる。 For example, it can be used in systems that process a wide range of biometric information, with different subjects, biometric information measured, and evaluation purposes, such as managing the physical condition of athletes during training or managing the physical condition of residents in elderly care facilities.

本願で開示する生体情報処理方法、生体情報処理システムは、被評価者が装着する生体情報取得部が限定されないため、より大人数を被評価者とする生体情報の処理方法を実現でき、汎用性の高い生体情報処理システムを安価に構成でき、極めて有用である。 The biometric information processing method and biometric information processing system disclosed in this application are not limited to the biometric information acquisition unit worn by the person being evaluated, making it possible to realize a method for processing biometric information for a larger number of people being evaluated, and it is possible to construct a highly versatile biometric information processing system at low cost, making it extremely useful.

10 作業者(被評価者)
11a 生体センサ(第1の測定装置、生体情報取得部)
11b ワイヤレスタイプ脈拍計(第2の測定装置、生体情報取得部)
11c センシングユニット(第3の測定装置、生体情報取得部)
22 評価判定部(データ処理部)
10. Worker (evaluated person)
11a Biosensor (first measuring device, bioinformation acquisition unit)
11b Wireless pulse rate monitor (second measuring device, biological information acquisition unit)
11c Sensing unit (third measurement device, biological information acquisition unit)
22 Evaluation and judgment unit (data processing unit)

Claims (6)

生体情報取得部で被評価者の生体情報を取得する工程と、
取得された前記生体情報に基づいて当該被評価者の状態を表す指標を算出する工程とを備え、
前記被評価者は複数であり、
複数の前記被評価者それぞれの前記生体情報を、それぞれ生体情報のデータを検出する頻度やデータ送信の頻度が異なる複数の形態の生体情報取得部のいずれかによって取得し、
前記被評価者から離れて位置するデータ処理部において、前記生体情報が心拍データの場合は共通パラメータとしての中央心拍数に変換し、前記生体情報が加速度データ、または、METsの場合は共通パラメータとしての加速度偏差、または、合成加速度の2乗偏差平方根に変換して、
異なる複数の形態の前記生体情報取得部により取得された前記生体情報を、これらの共通パラメータに統合して前記指標を算出することを特徴とする、生体情報処理方法。
a step of acquiring biometric information of the person to be evaluated by a biometric information acquisition unit;
and calculating an index representing the state of the subject based on the acquired biometric information,
There are multiple assessees,
The biometric information of each of the plurality of subjects is acquired by one of a plurality of types of biometric information acquisition units, each of which has a different frequency of detecting biometric information data or a different frequency of data transmission;
In a data processing unit located away from the subject, if the biological information is heart rate data, it is converted into a central heart rate as a common parameter, and if the biological information is acceleration data or METs, it is converted into an acceleration deviation or a square root of the squared deviation of a composite acceleration as a common parameter,
A biometric information processing method, characterized in that the biometric information acquired by the biometric information acquisition units in different forms is integrated into a common parameter to calculate the index.
前記複数の形態は、少なくとも衣服タイプ、腕時計タイプ、および、耳たぶや指先に装着するタイプの3種類の形態を含む、請求項1に記載の生体情報処理方法。The biometric information processing method according to claim 1 , wherein the plurality of forms include at least three types of forms: a clothing type, a wristwatch type, and a type worn on an earlobe or a fingertip. 前記指標が、前記被評価者が受けている負荷の影響度合いを示す作業負担指数、前記被評価者の体調の平常状態からの変化度合いを示す体調評価指数、および、前記被評価者が熱中症を発症するリスクの度合いを示す熱中症発症リスク指数のうちの少なくともいずれか一つである、請求項1または2に記載の生体情報処理方法。 A biometric information processing method as described in claim 1 or 2, wherein the index is at least one of a workload index indicating the degree of impact of the workload on the person being evaluated, a physical condition assessment index indicating the degree of change in the person's physical condition from its normal state, and a heatstroke risk index indicating the degree of risk of the person being evaluated developing heatstroke. 前記生体情報が、心拍データ、加速度データ、および、METsのうちの少なくともいずれか一つである、請求項1~3のいずれかに記載の生体情報処理方法。 4. The biological information processing method according to claim 1 , wherein the biological information is at least one of heart rate data, acceleration data, and METs. 前記心拍データに用いられる前記共通パラメータが中央心拍数である、請求項に記載の生体情報処理方法。 The biological information processing method according to claim 4 , wherein the common parameter used for the heart rate data is a median heart rate. 複数の被評価者それぞれの生体情報を取得する、それぞれ生体情報のデータを検出する頻度やデータ送信の頻度が異なる複数の形態の異なる2種類以上の生体情報取得部と、
前記被評価者から離れて位置し、取得された前記生体情報に基づいて、当該被評価者の状態を表す指標を算出するデータ処理部とを備え、
前記データ処理部は、前記生体情報取得部が取得した前記生体情報を、前記生体情報が心拍データの場合は共通パラメータとしての中央心拍数に変換し、前記生体情報が加速度データ、または、METsの場合は共通パラメータとしての加速度偏差、または、合成加速度の2乗偏差平方根に変換して、異なる複数の形態の前記生体情報取得部が取得した前記生体情報をこれらの共通パラメータに統合して前記指標を算出することを特徴とする、生体情報処理システム。
Two or more different types of biometric information acquisition units, each with a different frequency of detecting biometric information data and a different frequency of transmitting data , acquire biometric information of each of a plurality of subjects;
a data processing unit located away from the subject and calculating an index representing the subject's condition based on the acquired biometric information;
The data processing unit converts the biometric information acquired by the biometric information acquisition unit into a central heart rate as a common parameter if the biometric information is heart rate data, or into acceleration data or METs if the biometric information is acceleration deviation or the square root of the squared deviation of resultant acceleration as a common parameter, and integrates the biometric information acquired by the biometric information acquisition unit in different forms into these common parameters to calculate the index.
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