CN114664068B - 一种体力劳动疲劳预警***及方法 - Google Patents

一种体力劳动疲劳预警***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种体力劳动疲劳预警***和方法，利用警戒值判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第一劳动强度判别结果，利用劳动者心率强度判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第二劳动强度判别结果，利用劳动程度评估规则对第一劳动强度判别结果和第二劳动强度判别结果进行联合处理，得到劳动疲劳预警信息。本发明能实现根据动态劳动心率和劳动时间确定劳动者当前的劳动强度和劳动程度，以及该劳动强度下继续劳动的可持续劳动时间，预警疲劳发生，以便劳动者实时掌握和适当调整劳动强度和劳动时间，避免疲劳发生。

Description

一种体力劳动疲劳预警***及方法
技术领域
本发明涉及职业卫生与职业医学的劳动生理学技术领域，尤其涉及一种体力劳动疲劳预警***及方法。
背景技术
大强度长时间的体力劳动会导致劳动疲劳发生，劳动疲劳是影响劳动效率、危害劳动安全和劳动者健康的主要风险，是劳动者体力劳动过程中经常遇到又不能避免的现实存在。如何预防疲劳、提前预警疲劳，一直是职业卫生与职业医学领域长期关注和研究的重要方面。
目前，针对普通劳动者劳动全程的普适性疲劳预警的相关技术尚属空白。目前报道的疲劳预警技术大多针对驾驶员及飞行员疲劳，疲劳预警主要依据操作或运动过程中对生理信号、影像信号等的实时监测判断，是对操作过程某个时刻的横向预警，或是通过数学模型对监测指标进行计算并进行横向判断预警。现有的疲劳预警技术没有考虑疲劳发生的累积效应，其预警过程中没有参照国家的相关职业卫生相应标准，导致其科学性针对性实用性不强。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，现有的疲劳预警技术没有考虑疲劳发生的累积效应，其预警过程中没有参照国家的相关职业卫生相应标准，导致其科学性针对性实用性不强。
为了解决上述技术问题，本发明实施例第一方面公开了一种体力劳动疲劳预警方法，包括：
采集劳动者的心率信息；
利用心率判别规则，对所述的劳动者心率信息进行处理，得到劳动强度判别结果；
利用劳动程度评估规则对劳动强度判别结果进行处理，得到劳动疲劳预警信息。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述利用心率判别规则，对所述的劳动者心率信息进行处理，得到劳动强度判别结果，包括：
利用警戒值判别规则，对所述的劳动者心率信息进行处理，得到第一劳动强度判别结果；
利用劳动者心率强度判别规则，对所述的劳动者心率信息进行处理，得到第二劳动强度判别结果。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述利用警戒值判别规则，对所述的劳动者心率信息进行处理，得到第一劳动强度判别结果，包括：
对所述的劳动者心率信息进行平滑处理得到劳动者心率信息的平滑值，利用平滑值判别规则对所述的平滑值和劳动者心率警戒值进行处理，得到第一劳动强度判别结果。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述的对劳动者心率信息进行平滑处理得到平滑值，包括：
采集得到劳动者心率信息的离散采样值，利用该离散采样值构成采样向量，计算所述采样向量的互相关矩阵，利用特征提取方法对所述互相关矩阵进行处理，得到其特征值向量，利用所述特征值向量对采样向量进行加权，得到劳动者心率信息的平滑值。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述的利用平滑值判别规则对所述的平滑值和劳动者心率警戒值进行处理，得到第一劳动强度判别结果，包括：
首先判别所述的平滑值是否在心率正常区间内，如果所述的平滑值在心率正常区间内，再判断所述的平滑值是否小于心率警戒值，如果所述的平滑值小于心率警戒值，则第一劳动强度判别结果为安全并继续劳动，如果所述的平滑值不小于心率警戒值，则第一劳动强度判别结果为预警并停止劳动；如果所述的平滑值不在心率正常区间内，则第一劳动强度判别结果为预警并停止劳动。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述利用劳动者心率强度判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第二劳动强度判别结果，包括：根据采集的劳动者心率信息确定劳动强度级别信息，根据劳动强度级别信息和劳动时间，确定劳动者单位时间的劳动负荷量，对劳动者单位时间的劳动负荷量进行处理，得到剩余劳动时间信息，根据剩余劳动时间信息，得到第二劳动强度判别结果。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述根据剩余劳动时间信息，得到第二劳动强度判别结果，包括，如果剩余劳动时间小于等于0，则第二劳动强度判别结果疲劳并停止劳动，如果剩余劳动时间大于0，则第二劳动强度判别结果为安全并继续劳动。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，利用劳动程度评估规则对第一劳动强度判别结果和第二劳动强度判别结果进行联合处理，得到劳动疲劳预警信息，包括，如果第一劳动强度判别结果为预警并停止劳动或第二劳动强度判别结果为疲劳并停止劳动，确定劳动疲劳预警信息为预警并停止劳动，如果第一劳动强度判别结果和第二劳动强度判别结果均为安全并继续劳动，确定劳动疲劳预警信息为安全并继续劳动。
本发明实施例第二方面公开了一种体力劳动疲劳预警***，包括：
信号采集模块，用于实时采集劳动者的劳动心率信息并发送至第一处理模块和第二处理模块；
第一处理模块，用于利用警戒值判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第一劳动强度判别结果；
第二处理模块，用于利用劳动者心率强度判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第二劳动强度判别结果；
评价模块，用于利用劳动程度评估规则对第一劳动强度判别结果和第二劳动强度判别结果进行联合处理，得到劳动疲劳预警信息并发送至显示模块；
显示模块，用于对劳动疲劳预警信息进行显示。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述的体力劳动疲劳预警***，还包括语音提示模块，语音提示模块用于对接收评价模块的劳动疲劳预警信息并进行语音播放。
本发明第三方面公开了另一种体力劳动疲劳预警***，所述***包括：
存储有可执行程序代码的存储器；
与所述存储器耦合的处理器；
所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本发明实施例第一方面公开的体力劳动疲劳预警方法中的部分或全部步骤。
本发明第四方面公开了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行本发明实施例第一方面公开的体力劳动疲劳预警方法中的部分或全部步骤。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
本发明实施例中，利用警戒值判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第一劳动强度判别结果，利用劳动者心率强度判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第二劳动强度判别结果，利用劳动程度评估规则对第一劳动强度判别结果和第二劳动强度判别结果进行联合处理，得到劳动疲劳预警信息，能实现根据动态劳动心率和劳动时间确定劳动者的劳动负荷量以及下一步继续劳动的时间，并预警劳动疲劳，以便劳动者适当调整劳动强度和劳动时间，实现安全劳动，避免疲劳发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例公开的一种体力劳动疲劳预警方法的流程示意图；
图2是本发明实施例公开的一种体力劳动疲劳预警***的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
体力劳动疲劳的发生与能量消耗密切相关，随劳动时间延长，劳动过程的能量消耗超过生理限值会导致疲劳发生。劳动过程的能量消耗由劳动强度和劳动时间决定，劳动强度分为轻、中、重、很重、极重五个级别(参考国家军用标准：军事体力劳动强度分级GJB1336-92)，相同劳动时间内，劳动强度级别越高，能量消耗越高；同理，相同劳动强度下，劳动时间越长，能量消耗越高。一天中不同劳动强度(以能量消耗率表示，单位为kJ/min)与相应的劳动时间的乘积总和称为劳动负荷量，一天劳动的能量消耗可通过计算劳动负荷量得到。国家职业卫生标准“工作场所有害因素职业接触限值第2部分：物理因素(GBZ2.2-2007)”规定:工作日内从事任何单项体力工作时，最大心率值不应超过150次/min；一天(8小时)劳动的能量消耗不应超过6276kJ(这里称作：一天总体劳动能量消耗生理限值)，一天劳动的能量消耗超过此限值，即有发生疲劳的风险。劳动强度可通过测量劳动心率(可转换成能量消耗率，参考军事体力劳动强度分级GJB1336-92)确定，因此，通过实时监测劳动心率和劳动时间，累计一天内完成的劳动负荷量，判断实际完成的劳动负荷量是否超过一天总体劳动能量消耗生理限值，并判断劳动心率是否超过警戒值，即可对劳动疲劳进行预警，预防疲劳的发生。
本发明公开了一种体力劳动疲劳预警方法及装置，包括：利用警戒值判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第一劳动强度判别结果，利用劳动者心率强度判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第二劳动强度判别结果，利用劳动程度评估规则对第一劳动强度判别结果和第二劳动强度判别结果进行联合处理，得到劳动疲劳预警信息。
以下分别进行详细说明。
实施例一
请参阅图1，图1是本实施例公开的一种体力劳动疲劳预警方法的流程示意图。如图1所示，该体力劳动疲劳预警方法可以包括以下操作：
101、利用警戒值判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第一劳动强度判别结果；
102、利用劳动者心率强度判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第二劳动强度判别结果；
103、利用劳动程度评估规则对第一劳动强度判别结果和第二劳动强度判别结果进行联合处理，得到劳动疲劳预警信息。
在该可选的实施例中，作为另一种可选的实施方式，所述利用警戒值判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第一劳动强度判别结果，包括：判断采集的劳动者心率信息是否超过心率警戒值，根据判断结果，生成第一劳动强度判别结果。
在该可选的实施例中，作为另一种可选的实施方式，所述判断采集的劳动者心率信息是否超过心率警戒值，包括，对一段时间内采集的劳动者心率离散采样值构成采样向量，计算采样向量的互相关矩阵，利用特征提取方法对所述互相关矩阵进行处理，利用该特征值向量对采样向量进行加权，得到劳动者心率信息平滑值，对劳动者心率信息平滑值与心率预警值进行比较。通过对采集的劳动者心率值进行平滑，可有效减低劳动者持续劳动尤其是处于疲劳状态后，心率波动所造成的虚警和误采样现象，提高对心率预警的准确度，进而提升疲劳预警的实时性和准确性。
可选的，所述的特征提取方法，可以是子空间方法。
可选的，所述判断采集的劳动者心率信息是否超过心率警戒值，包括，一段时间内采集的劳动者心率离散采样值所构成的采样向量表示为[x1,x2,…,xN]，N为一段时间内采集的劳动者心率离散采样值的数目，计算得到该采样向量的互相互矩阵C，对互相关矩阵C进行特征值分解，得到：
C＝VDVH，
其中，C为特征向量矩阵，D为特征值矩阵，对矩阵D的对角线元素进行归一化处理并将其作为权值向量，对采样向量进行加权求和，得到劳动者心率信息平滑值，对劳动者心率信息平滑值与心率预警值进行比较。
可选的，对互相关矩阵C进行特征值分解，采用子空间方法实现，具体可采用快速子空间分解算法或Rayleigh-Rits逼近算法实现。
在该可选的实施例中，作为另一种可选的实施方式，所述的根据判断结果，生成第一劳动强度判别结果，包括，如果判断结果为采集的劳动者心率信息超过心率警戒值，则第一劳动强度判别结果为预警并停止劳动，如果判断结果为采集的劳动者心率信息未超过心率警戒值，则第一劳动强度判别结果为安全并继续劳动。
在该可选的实施例中，作为另一种可选的实施方式，所述利用劳动者心率强度判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第二劳动强度判别结果，包括：根据采集的劳动者心率信息确定劳动强度级别信息，根据劳动强度级别信息和劳动时间，确定劳动者单位时间的劳动负荷量，对劳动者单位时间的劳动负荷量进行处理，得到剩余劳动时间信息，根据剩余劳动时间信息，得到第二劳动强度判别结果。
在该可选的实施例中，作为另一种可选的实施方式，所述利用劳动者心率强度判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第二劳动强度判别结果，包括：
确定劳动者单位时间的劳动负荷量Z，其计算公式为：
其中，Pn代表第n次劳动的劳动强度值，其将采集的劳动者心率转换为能量消耗率来确定，tn代表第n个劳动强度的劳动时间,N代表不同劳动强度的劳动次数，n＝1，2……，N；确定单位时间的劳动程度M，其公式为：
M＝Z÷S×100％，
其中，S代表单位时间的总体劳动能量消耗的生理限值。
可选的，对劳动者单位时间的劳动负荷量进行处理，得到剩余劳动时间信息，其计算公式为：
D＝[(S-Z)÷n']-t'
其中，D为剩余劳动时间，n'为当前的劳动强度值，t'为在当前劳动强度下劳动者已完成的劳动时间。n'为通过计算或测量劳动者单位时间的平均劳动强度值得到。
所述的劳动强度值，其通过采集的劳动者心率来确定，根据采集的劳动者心率值范围，将所述劳动强度级别从低到高依次分为轻度、中度、重度、很重度以及极重度。
在该可选的实施例中，作为另一种可选的实施方式，所述根据剩余劳动时间信息，得到第二劳动强度判别结果，包括，如果剩余劳动时间小于等于0，则第二劳动强度判别结果疲劳并停止劳动，如果剩余劳动时间大于0，则第二劳动强度判别结果为安全并继续劳动。
在该可选的实施例中，作为另一种可选的实施方式，所述的劳动疲劳预警信息，包括第一劳动疲劳预警信息和第二劳动疲劳预警信息，第一劳动疲劳预警信息用于对劳动者的心率进行预警提醒，第二劳动疲劳预警信息用于对劳动者在单位时间内的劳动程度进行提醒。
在该可选的实施例中，作为另一种可选的实施方式，利用劳动程度评估规则对第一劳动强度判别结果和第二劳动强度判别结果进行联合处理，得到劳动疲劳预警信息，包括，如果第一劳动强度判别结果为预警并停止劳动或第二劳动强度判别结果为疲劳并停止劳动，确定劳动疲劳预警信息为预警并停止劳动，如果第一劳动强度判别结果和第二劳动强度判别结果均为安全并继续劳动，确定劳动疲劳预警信息为安全并继续劳动。
可见，本实施例中，利用警戒值判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第一劳动强度判别结果，利用劳动者心率强度判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第二劳动强度判别结果，利用劳动程度评估规则对第一劳动强度判别结果和第二劳动强度判别结果进行联合处理，得到劳动疲劳预警信息，能实现根据动态劳动心率和劳动时间确定劳动者的劳动负荷量以及下一步继续劳动的时间，并预警劳动疲劳，以便劳动者适当调整劳动强度和劳动时间，实现安全劳动，避免疲劳发生。
实施例二
请参阅图2，图2是本发明实施例公开的一种体力劳动疲劳预警***的结构示意图。如图2所示，本实施例公开了一种体力劳动疲劳预警***，包括：
信号采集模块201，用于实时采集劳动者的劳动心率信息并发送至第一处理模块和第二处理模块；
第一处理模块202，用于利用警戒值判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第一劳动强度判别结果；
第二处理模块203，用于利用劳动者心率强度判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第二劳动强度判别结果；
评价模块204，用于利用劳动程度评估规则对第一劳动强度判别结果和第二劳动强度判别结果进行联合处理，得到劳动疲劳预警信息并发送至显示模块；
显示模块205，用于对劳动疲劳预警信息进行显示。
在该可选的实施例中，作为另一种可选的实施方式，所述的体力劳动疲劳预警***，还包括语音提示模块，语音提示模块用于对接收评价模块的劳动疲劳预警信息并进行语音播放。
在该可选的实施例中，作为另一种可选的实施方式，所述的第一处理模块202，用于判断采集的劳动者心率信息是否超过心率警戒值，根据判断结果，生成第一劳动强度判别结果。
在该可选的实施例中，作为另一种可选的实施方式，所述第一处理模块202，对一段时间内采集的劳动者心率离散采样值构成采样向量，计算采样向量的互相关矩阵，对互相关矩阵利用子空间方法得到其特征值向量，利用该特征值向量对采样向量进行加权，得到劳动者心率信息平滑值，对劳动者心率信息平滑值与心率预警值进行比较。
在该可选的实施例中，作为另一种可选的实施方式，所述第一处理模块202，判断采集的劳动者心率信息是否超过心率警戒值，如果判断结果为采集的劳动者心率信息超过心率警戒值，则第一劳动强度判别结果为预警并停止劳动，如果判断结果为采集的劳动者心率信息未超过心率警戒值，则第一劳动强度判别结果为安全并继续劳动。
在该可选的实施例中，作为另一种可选的实施方式，所述第二处理模块，根据采集的劳动者心率信息确定劳动强度级别信息，根据劳动强度级别信息和劳动时间，确定劳动者单位时间的劳动负荷量，对劳动者单位时间的劳动负荷量进行处理，得到剩余劳动时间信息，根据剩余劳动时间信息，得到第二劳动强度判别结果。
在该可选的实施例中，作为另一种可选的实施方式，所述第二处理模块，根据剩余劳动时间信息，得到第二劳动强度判别结果，包括，如果剩余劳动时间小于等于0，则第二劳动强度判别结果疲劳并停止劳动，如果剩余劳动时间大于0，则第二劳动强度判别结果为安全并继续劳动。
在该可选的实施例中，作为另一种可选的实施方式，所述评价模块，利用劳动程度评估规则对第一劳动强度判别结果和第二劳动强度判别结果进行联合处理，得到劳动疲劳预警信息，包括，如果第一劳动强度判别结果为预警并停止劳动或第二劳动强度判别结果为疲劳并停止劳动，确定劳动疲劳预警信息为预警并停止劳动，如果第一劳动强度判别结果和第二劳动强度判别结果均为安全并继续劳动，确定劳动疲劳预警信息为安全并继续劳动。
可见，本实施例中，利用警戒值判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第一劳动强度判别结果，利用劳动者心率强度判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第二劳动强度判别结果，利用劳动程度评估规则对第一劳动强度判别结果和第二劳动强度判别结果进行联合处理，得到劳动疲劳预警信息，能实现根据动态劳动心率和劳动时间确定劳动者的劳动负荷量以及下一步继续劳动的时间，并预警劳动疲劳，以便劳动者适当调整劳动强度和劳动时间，实现安全劳动，避免疲劳发生。
实施例三
本发明第三方面公开了另一种体力劳动疲劳预警***，所述***包括：
存储有可执行程序代码的存储器；
与所述存储器耦合的处理器；
所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本发明实施例一公开的体力劳动疲劳预警方法中的部分或全部步骤。
可见，本实施例中，利用警戒值判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第一劳动强度判别结果，利用劳动者心率强度判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第二劳动强度判别结果，利用劳动程度评估规则对第一劳动强度判别结果和第二劳动强度判别结果进行联合处理，得到劳动疲劳预警信息，能实现根据动态劳动心率和劳动时间确定劳动者的劳动负荷量以及下一步继续劳动的时间，并预警劳动疲劳，以便劳动者适当调整劳动强度和劳动时间，实现安全劳动，避免疲劳发生。
实施例四
本发明第四方面公开了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行本发明实施例一公开的体力劳动疲劳预警方法中的部分或全部步骤。
可见，本实施例中，利用警戒值判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第一劳动强度判别结果，利用劳动者心率强度判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第二劳动强度判别结果，利用劳动程度评估规则对第一劳动强度判别结果和第二劳动强度判别结果进行联合处理，得到劳动疲劳预警信息，能实现根据动态劳动心率和劳动时间确定劳动者的劳动负荷量以及下一步继续劳动的时间，并预警劳动疲劳，以便劳动者适当调整劳动强度和劳动时间，实现安全劳动，避免疲劳发生。
实施例五
一种体力劳动疲劳预警***，包括
信号采集模块，用于实时采集劳动者的劳动心率并发送至处理模块；
处理模块，用于接收所述信号采集模块发送的心率信号和劳动时间信号，并判断所述心率值是否超过警戒值，并发送信号给显示模块显示预警信息；所述处理模块用于将未超过警戒值的心率值及劳动时间发送给分析模块；
所述分析模块用于根据接收到的劳动心率确定劳动强度级别并发送至所述显示模块，所述劳动强度级别从低到高依次分为轻度、中度、重度、很重度以及极重度；用于根据所述劳动强度及劳动时间确定劳动者一天内完成的劳动负荷量，以及确定劳动者在一天内劳动强度级别在轻度(含轻度)以上的累计劳动时间，并将所述一天内完成的劳动负荷量和所述一天内劳动强度级别在轻度(含轻度)以上的累计劳动时间发送给显示模块；用于根据所述一天内完成的劳动负荷量确定得出一天内的劳动程度；用于根据一天总体劳动能量消耗的生理限值、一天内实际完成的劳动程度、当前劳动强度已完成的劳动时间，确定剩余劳动时间(小时.分钟)，并将所述劳动程度和所述剩余劳动时间发送给所述显示模块；
所述评价模块用于根据累计一天内的劳动负荷量、所述预警信息判断是否给出劳动者继续劳动的强度级别和劳动时间，并将继续劳动的强度级别和劳动时间发送至所述显示模块；
显示模块用于显示已完成的劳动强度级别和各个劳动强度级别的劳动时间；用于显示已完成劳动的且劳动强度级别在轻度(含轻度)以上的累计劳动时间；用于显示一天内的所述劳动程度；用于显示所述剩余劳动时间(小时.分钟)；用于显示所述预警信息。
所述的体力劳动疲劳预警***，所述预警信息包括当所述处理模块判断的劳动心率值超过劳动心率警戒值时显示的“预警，停止劳动，稍息可继续”，当所述处理模块判断的心率值未超过劳动心率警戒值时显示的“安全，继续劳动”。当分析模块的劳动负荷量等于大于一天总体劳动能量消耗的生理限值时显示“预警，完成劳动，继续会疲劳”。
所述的体力劳动疲劳预警***，确定一天内完成的劳动负荷量的方法如下：
其中，in代表第n次劳动的劳动强度值，其将采集的劳动者心率转换为能量消耗率来确定，tn代表第n次的劳动强度的劳动时间，Z代表一天内完成的劳动负荷量,n代表(不同劳动强度)劳动次数，n＝1，2……，N。
所述的体力劳动疲劳预警***，确定一天内的劳动程度的方法如下：
M＝Z÷S×100％
其中，Z代表一天内完成的劳动负荷量，M代表劳动程度,S代表总体劳动能量消耗的生理限值。
所述的体力劳动疲劳预警***，确定一天内剩余劳动时间的方法如下：
其中，D为剩余劳动时间，In为已完成的劳动强度，Tn为已完成劳动强度的劳动时间，S为一天总体劳动能量消耗生理限值,n'为当前劳动强度，t'为当前劳动强度已完成的劳动时间。
所述的体力劳动疲劳预警***，确定所述当前劳动强度下继续劳动的剩余劳动时间的具体方法如下：
步骤S100：累计劳动者已完成的劳动负荷量；
步骤S102：若所述劳动负荷量等于或超过所述一天总体劳动能量消耗生理限值，或者所述显示模块显示的预警信息为“预警，停止劳动，稍息可继续”时，则结束或停止劳动；
步骤S104：若所述劳动负荷量未超过所述一天总体劳动能量消耗生理限值，且所述显示模块显示的预警信息为“安全，继续劳动”时，进入下一步；
步骤S106：依据如下公式，计算确定当前劳动强度下的剩余劳动时间。
其中，D为剩余劳动时间，In为已完成的劳动强度，Tn为已完成劳动强度的劳动时间，n'为当前劳动强度，t'为当前劳动强度已完成的劳动时间，S为一天总体劳动能量消耗生理限值。
所述的体力劳动疲劳预警***，在劳动中，实时累计一天内完成的劳动负荷量，并判断实际完成的劳动负荷量是否等于或超过一天总体劳动能量消耗生理限值，或者所述显示模块显示的预警信息是否为“预警，停止劳动，稍息可继续”时，如果是，则停止劳动；如果所述实际完成的劳动负荷量未超过所述一天总体劳动能量消耗生理限值，且所述显示模块显示的预警信息为“安全，继续劳动”时，则执行步骤S106,实时计算计算确定当前劳动强度下的剩余劳动时间。累计一天内完成的劳动负荷量，并判断实际完成的劳动负荷量是否等于或超过一天总体劳动能量消耗生理限值，或者所述显示模块显示的预警信息为“预警，停止劳动，稍息可继续”时，如果是，则停止劳动。
所述的体力劳动疲劳预警***，还包括与所述显示模块连接的语音提示模块，所述语音提示模块用于播放所述显示模块显示的预警信息和/或当前劳动的劳动强度级别和剩余劳动时间，以提醒劳动者。
以上所描述的装置实施例仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施例的具体描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存储器(RandomAccess Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-timeProgrammable Read-Only Memory，OTPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-OnlyMemory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
最后应说明的是：本发明实施例公开的一种体力劳动疲劳预警方法及装置所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种体力劳动疲劳预警方法，其特征在于，所述方法包括：
采集劳动者的心率信息；
利用心率判别规则，对所述的劳动者心率信息进行处理，得到劳动强度判别结果；
利用劳动程度评估规则对劳动强度判别结果进行处理，得到劳动疲劳预警信息；
所述利用心率判别规则，对所述的劳动者心率信息进行处理，得到劳动强度判别结果，包括：
利用警戒值判别规则，对所述的劳动者心率信息进行处理，得到第一劳动强度判别结果；
利用劳动者心率强度判别规则，对所述的劳动者心率信息进行处理，得到第二劳动强度判别结果；
所述利用警戒值判别规则，对所述的劳动者心率信息进行处理，得到第一劳动强度判别结果，包括：
对所述的劳动者心率信息进行平滑处理得到劳动者心率信息的平滑值，利用平滑值判别规则对所述的平滑值和劳动者心率警戒值进行处理，得到第一劳动强度判别结果；
所述的对劳动者心率信息进行平滑处理得到劳动者心率信息的平滑值，包括：
采集得到劳动者心率信息的离散采样值，利用该离散采样值构成采样向量，计算所述采样向量的互相关矩阵，利用特征提取方法对所述互相关矩阵进行处理，得到其特征值向量，利用所述特征值向量对采样向量进行加权，得到劳动者心率信息的平滑值；
所述利用警戒值判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第一劳动强度判别结果，还包括：判断采集的劳动者心率信息是否超过心率警戒值，根据判断结果，生成第一劳动强度判别结果；
所述判断采集的劳动者心率信息是否超过心率警戒值，包括，一段时间内采集的劳动者心率离散采样值所构成的采样向量表示为[x1,x2,…,xN]，N为一段时间内采集的劳动者心率离散采样值的数目，计算得到该采样向量的互相互矩阵C，对互相关矩阵C进行特征值分解，得到：
C＝VDVH，
其中，C为特征向量矩阵，D为特征值矩阵，对矩阵D的对角线元素进行归一化处理并将其作为权值向量，对采样向量进行加权求和，得到劳动者心率信息平滑值，对劳动者心率信息平滑值与心率预警值进行比较；
所述利用劳动者心率强度判别规则，对采集的劳动者心率信息进行处理，得到第二劳动强度判别结果，包括：根据采集的劳动者心率信息确定劳动强度级别信息，根据劳动强度级别信息和劳动时间，确定劳动者单位时间的劳动负荷量，对劳动者单位时间的劳动负荷量进行处理，得到剩余劳动时间信息，根据剩余劳动时间信息，得到第二劳动强度判别结果。
2.如权利要求1所述的体力劳动疲劳预警方法，其特征在于，所述的利用平滑值判别规则对所述的平滑值和劳动者心率警戒值进行处理，得到第一劳动强度判别结果，包括：
首先判别所述的平滑值是否在心率正常区间内，如果所述的平滑值在心率正常区间内，再判断所述的平滑值是否小于心率警戒值，如果所述的平滑值小于心率警戒值，则第一劳动强度判别结果为安全并继续劳动，如果所述的平滑值不小于心率警戒值，则第一劳动强度判别结果为预警并停止劳动；如果所述的平滑值不在心率正常区间内，则第一劳动强度判别结果为预警并停止劳动。
3.如权利要求1所述的体力劳动疲劳预警方法，其特征在于，所述的利用劳动程度评估规则对劳动强度判别结果进行处理，得到劳动疲劳预警信息，包括，如果第一劳动强度判别结果为预警并停止劳动或第二劳动强度判别结果为疲劳并停止劳动，确定劳动疲劳预警信息为预警并停止劳动，如果第一劳动强度判别结果和第二劳动强度判别结果均为安全并继续劳动，确定劳动疲劳预警信息为安全并继续劳动。
4.如权利要求1所述的体力劳动疲劳预警方法，其特征在于，所述根据剩余劳动时间信息，得到第二劳动强度判别结果，包括，如果剩余劳动时间小于等于0，则第二劳动强度判别结果疲劳并停止劳动，如果剩余劳动时间大于0，则第二劳动强度判别结果为安全并继续劳动。
5.一种体力劳动疲劳预警***，其特征在于，所述***包括：
存储有可执行程序代码的存储器；
与所述存储器耦合的处理器；
所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行权利要求1至4中任一项所公开的体力劳动疲劳预警方法中的全部步骤。
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