一种杆塔基础有限空间人员状态监测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及输电线路基建作业安全防护技术领域，具体提供了一种杆塔基础有限空间人员状态监测系统及方法，包括：环境检测模块和生理状态监测模块；所述环境检测模块，用于检测有限空间内的环境参量，并基于所述环境参量生成生理状态监测指令；所述生理状态监测模块，用于基于所述生理状态监测指令对作业人员的进行生理状态监测；其中，所述生理状态监测模块穿戴于作业人员身上。本发明专利技术提供的技术方案具有环境与人体监测联动能力，可根据气体状态实时调整人员状态监测参数，最优化现场测量参量，减少系统整体功耗，降低现场通讯压力。降低现场通讯压力。降低现场通讯压力。

【技术实现步骤摘要】
一种杆塔基础有限空间人员状态监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及输电线路基建作业安全防护
，具体涉及一种杆塔基础有限空间人员状态监测系统及方法。

技术介绍

[0002]电网规模的迅速扩张，尤其是特高压线路建设力度的增大，对现场作业人员的安全状态监测提出了新的挑战。电网建设属能源基础建设，受关注程度高、涉及面广、影响深远，一旦发生安全生产事故不仅危及施工人员人身安全、影响工程进度，同时也将造成较大的经济损失和社会影响。电网杆塔基础建设属于典型的有限空间作业，其基础作业空间狭小、通风不畅，容易造成氧浓度过低的缺氧事故、积聚有害气体引起中毒。
[0003]有限空间事故分析发现，中毒与室息是有限空间作业事故的主要类型。在现代化的有限空间作业场所中，作业人员操作的机器、工具以及控制系统均较为复杂，且要求作业人员持续保持警觉作业；而长期从事高度重复性工作易引发低觉醒水平，会造成职业疾病或引发中毒室息事故的发生。此外，有限空间危险作业环境会导致作业人员的生理状态不佳，从而引发工作疲劳和操作失误。
[0004]现有的有限空间人员状态监测手段主要分为两类，一类是针对有限空间气体的监测，借由环境状态去评估人员状态。人工挖孔基础开挖时，会采用爆破加人工挖孔的方式进行桩基开挖，爆破过程会产生一氧化碳、氮氧化物、硫化氢、二氧化硫等有害气体。此外在进行清孔和绑扎钢筋笼或声测管时，孔下作业人员会消耗氧气，呼出二氧化碳。钢筋笼焊接过程中会产生烟尘，主要气体有二氧化碳、一氧化碳、碳氢化合物、二氧化硫、含铅化合物及固体颗粒等。有害气体的产生叠加较差的空气扩散条件会导致有限空间内有害气体堆积，影响作业人员健康。目前针对气体监测的技术较为成熟，但该种方法通过环境参量间接反映人体状态，存在状态采集不及时、状态反映不直接等不足。
[0005]另外一类是直接针对人员状态的监测，该种方案多采用穿戴于人体的各类传感器监测作业人员的生理参数，如心跳、血压、血氧等状态参量，再结合正常人体的生理状态阈值或经验值来判断人员状态。这种测量方式具有对人员状态反映直观、判断精准的特点，但由于人体状态会根据环境状态变化，仅观测人体状态无法对气体环境进行判断，且无法实现对危险气体环境的预警。
[0006]此外，目前也有环境与人员状态共同监测的手段，但其目前尚不具备联动或联合判断能力，且监测参量过多也会带来传感器功耗及现场通讯压力。

技术实现思路

[0007]为了克服上述缺陷，本专利技术提出了一种杆塔基础有限空间人员状态监测系统及方法。
[0008]第一方面，提供一种杆塔基础有限空间人员状态监测系统，所述杆塔基础有限空间人员状态监测系统包括：环境检测模块和生理状态监测模块；
[0009]所述环境检测模块，用于检测有限空间内的环境参量，并基于所述环境参量生成生理状态监测指令；
[0010]所述生理状态监测模块，用于基于所述生理状态监测指令对作业人员的进行生理状态监测；
[0011]其中，所述生理状态监测模块穿戴于作业人员身上。
[0012]优选的，所述环境参量包括下述中的至少一种：氧气含量、一氧化碳含量、二氧化碳含量、甲烷含量、硫化氢含量、温度、湿度。
[0013]优选的，所述环境检测模块包括：气体传感器、温湿度传感器、第一主控单元、第一供电单元和第一通讯单元；
[0014]所述气体传感器，用于监测环境内的氧气含量、一氧化碳含量、二氧化碳含量、甲烷含量、硫化氢含量；
[0015]所述温湿度传感器，用于监测环境中的温度及湿度；
[0016]所述第一主控单元，用于基于所述环境参量及生成生理状态监测指令；
[0017]所述第一供电单元，用于利用电池给气体传感器、温湿度传感器、第一主控单元及第一通讯单元供电；
[0018]所述第一通讯单元，向所述生理状态监测模块发送主控单元生成的生理状态监测指令。
[0019]优选的，所述主控单元具体用于：
[0020]当所述气体传感器监测到氧气含量超出其对应的预警范围时，生成血压、血氧、体温监测指令；
[0021]当所述气体传感器监测到一氧化碳的时间加权平均浓度超过其对应的预警值或一氧化碳的瞬时浓度超过其对应的预警值时，生成血氧监测指令；
[0022]当所述气体传感器监测到二氧化碳含量的时间加权平均浓度超过其对应的预警值或二氧化碳的瞬时浓度超过其对应的预警值时，生成血氧、心电、血压监测指令；
[0023]当所述气体传感器监测到空气中甲烷含量超出其对应的预警值时，生成心电、血压监测指令；
[0024]当所述气体传感器监测到硫化氢的浓度达到其对应的预警范围时，生成血压、血氧、体温监测指令；
[0025]当所述温湿度传感器监测到生活环境的温度超出其对应的预警值或生产环境的温度超出其对应的预警值时，生成血压、血氧、体温监测指令；
[0026]当所述温湿度传感器监测到湿度超出其对应的预警值时，生成血压、血氧、体温监测指令。
[0027]进一步的，所述氧气含量对应的预警范围为[19.5％,23.5％]；
[0028]所述一氧化碳的时间加权平均浓度对应的预警值为20mg/m3；
[0029]所述一氧化碳的瞬时浓度对应的预警值为30mg/m3；
[0030]所述二氧化碳的时间加权平均浓度对应的预警值为9000mg/m3；
[0031]所述二氧化碳的瞬时浓度对应的预警值为18000mg/m3；
[0032]所述空气中甲烷含量对应的预警范围为[25％,30％]；
[0033]所述硫化氢的浓度对应的预警值为10mg/m3；
[0034]所述生活环境的温度对应的预警值为35℃；
[0035]所述生产环境的温度对应的预警值为32℃；
[0036]所述湿度对应的预警值为60％。
[0037]优选的，所述生理状态监测指令包括下述中的至少一种：血氧监测指令、血压监测指令、心电监测指令、体温监测指令。
[0038]优选的，所述生理状态监测模块包括：生理监测传感器、第二主控单元、第二供电单元和第二通讯单元；
[0039]所述生理监测传感器，用于监测作业人员的生理状态，包括血氧、血压、心电、体温；
[0040]所述第二主控单元，用于基于所述生理状态监测指令启动所述生理监测传感器相应的监测功能；
[0041]所述第二供电单元，用于利用电池给生理监测传感器、第二主控单元及第二通讯单元供电；
[0042]所述第二通讯单元，用于接收环境检测模块发送的生理状态监测指令。
[0043]第二方面，提供一种杆塔基础有限空间人员状态监测方法，所述杆塔基础有限空间人员状态监测方法包括：
[0044]环境检测模块检测有限空间内的环境参量，并基于所述环境参量生成生理状态监测指令；
[0045]生理状态监测模块基于所述生理状态监测指令对作业人员的进行生理状态监测；
[0046]其中，所述生理状态监本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种杆塔基础有限空间人员状态监测系统，其特征在于，所述系统包括：环境检测模块和生理状态监测模块；所述环境检测模块，用于检测有限空间内的环境参量，并基于所述环境参量生成生理状态监测指令；所述生理状态监测模块，用于基于所述生理状态监测指令对作业人员的进行生理状态监测；其中，所述生理状态监测模块穿戴于作业人员身上。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述环境参量包括下述中的至少一种：氧气含量、一氧化碳含量、二氧化碳含量、甲烷含量、硫化氢含量、温度、湿度。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述环境检测模块包括：气体传感器、温湿度传感器、第一主控单元、第一供电单元和第一通讯单元；所述气体传感器，用于监测环境内的氧气含量、一氧化碳含量、二氧化碳含量、甲烷含量、硫化氢含量；所述温湿度传感器，用于监测环境中的温度及湿度；所述第一主控单元，用于基于所述环境参量及生成生理状态监测指令；所述第一供电单元，用于利用电池给气体传感器、温湿度传感器、第一主控单元及第一通讯单元供电；所述第一通讯单元，向所述生理状态监测模块发送主控单元生成的生理状态监测指令。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述主控单元具体用于：当所述气体传感器监测到氧气含量超出其对应的预警范围时，生成血压、血氧、体温监测指令；当所述气体传感器监测到一氧化碳的时间加权平均浓度超过其对应的预警值或一氧化碳的瞬时浓度超过其对应的预警值时，生成血氧监测指令；当所述气体传感器监测到二氧化碳含量的时间加权平均浓度超过其对应的预警值或二氧化碳的瞬时浓度超过其对应的预警值时，生成血氧、心电、血压监测指令；当所述气体传感器监测到空气中甲烷含量超出其对应的预警值时，生成心电、血压监测指令；当所述气体传感器监测到硫化氢的浓度达到其对应的预警范围时，生成血压、血氧、体温监测指令；当所述温湿度传感器监测到生活环境的温度超出其对应的预警值或生产环境的温度超出其对应的预警值时，生成血压、血氧、体温监测指令；当所述温湿度传感器监测到湿度超出其对应的预警值时，生成血压、血氧、体温监测...

【专利技术属性】
技术研发人员：李孟轩，杨知，赵彬，汉京善，马潇，李丹煜，刘彬，姬昆鹏，赵斌滨，刘毅，张国强，刘佳龙，唐海涛，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：