一种电子T卡终端控制系统及方法与流程

一种电子t卡终端控制系统及方法
技术领域
1.本发明涉及海上人员管理技术领域，尤其涉及一种电子t卡终端控制系统及方法。


背景技术：

2.中国海上风能资源丰富，且主要分布在经济发达、电网结构较强、又缺乏常规能源的东南沿海地区。从全球范围来看，自20世纪90年代以来，海上风电经过十多年的探索，技术已日趋成熟。海上风电系统需要海上风电人员来进行风电工程的建设以及运维管理，在对海上风电系统进行建设管理过程中，经常需要海上风电人员前往任务地进行安装调试及检修，由于海上环境变化多端，因此在海上施工作业的工程中经常会因环境恶劣而出现险情，危害到海上风电人员的生命健康安全，一旦险情发生而没有及时救援，则会导致人员伤亡。目前，在现有技术中，一般仅通过与海上风电人员进行对讲通话来判断遇险状况，但是一旦通话信号不佳则无法判断遇险状况，容易出现不必要的伤亡或者无效救援。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种电子t卡终端控制系统及方法，用于提升对海上风电人员遇险状况判断的准确性。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种电子t卡终端控制系统，包括：
5.电子t卡，用于保存单个海上风电人员的身份信息，各所述海上风电人员根据任务信息执行任务；
6.生命体征检测模块，用于实时检测所述海上风电人员在执行任务过程中的心率、脉搏、血压、呼吸频率和血氧浓度，得到心率数据、脉搏数据、血压数据、呼吸频率数据和血氧浓度数据；
7.环境要素检测模块，用于实时检测所述海上风电人员在执行任务过程中的环境湿度、环境温度、环境气压、环境风速和环境风向，得到湿度数据、温度数据、气压数据、风速数据和风向数据；
8.定位模块，用于对所述海上风电人员进行实时定位，得到定位信息；
9.电子t卡终端，分别连接所述电子t卡、所述生命体征检测模块、所述环境要素检测模块和定位模块，包括：
10.任务分配单元，用于根据所述身份信息分配相应的所述任务信息，所述任务信息中包含有初始执行轨迹，所述初始执行轨迹中包含有故障区域的位置坐标；
11.第一计算单元，用于将所述湿度数据、所述温度数据、所述气压数据、所述风速数据和所述风向数据输入预设的环境状态计算公式中，得到环境状态指数；
12.第二计算单元，用于将所述心率数据、所述脉搏数据、所述血压数据、所述呼吸频率数据和所述血氧浓度数据输入预设的生命体征状态计算公式中，得到生命状态指数；
13.综合处理单元，分别连接所述第一计算单元和所述第二计算单元，用于将所述生命状态指数与所述环境状态指数输入预先训练完成的遇险指数处理模型中，得到综合遇险
指数；
14.呼叫救援单元，连接所述综合处理单元，用于根据所述综合遇险指数和所述定位信息生成一呼叫指令和一救援指令；
15.通讯设备，连接所述电子t卡终端，用于根据所述呼叫指令对所述海上风电人员进行呼叫，并供所述海上风电人员与所述电子t卡终端进行呼叫通讯；
16.若干救援设备，分布在所述故障区域的周围，并连接所述电子t卡终端，用于根据所述救援指令前往所述定位信息所对应的位置坐标所在地对所述海上风电人员进行救援。
17.进一步地，所述初始执行轨迹上的各位置坐标点处配置有预设的环境预测指数，电子t卡终端还包括轨迹修正单元，分别连接所述任务分配单元和所述第一计算单元，包括：
18.采样子单元，用于在所述海上风电人员沿所述初始执行轨迹运动一连续轨迹后，对所述连续轨迹上的各位置坐标点处的环境预测指数和环境状态指数进行采样，得到若干第一采样数据和若干相应的第二采样数据；
19.计算子单元，连接所述采样子单元，用于将所述第一采样数据和相应所述第二采样数据做差，得到若干数据差值；
20.轨迹生成子单元，连接所述计算子单元，用于根据若干所述数据差值生成差值曲线，并根据所述差值曲线对所述初始执行轨迹进行修正，得到修正轨迹，所述修正轨迹中包含有故障区域的位置坐标。
21.进一步地，所述环境状态计算公式配置为：
[0022][0023]
abcd＝25；
[0024]
其中，en用于表示所述环境状态指数；
[0025]
a用于表示预设的第一系数，所述第一系数为常数；
[0026]
b用于表示预设的第二系数，所述第二系数为常数；
[0027]
c用于表示预设的第三系数，所述第三系数为常数；
[0028]
d用于表示预设的第四系数，所述第四系数为常数；
[0029]
h用于表示所述湿度数据；
[0030]
t用于表示所述温度数据；
[0031]
pr用于表示所述气压数据；
[0032]
wv用于表示所述风速数据；
[0033]
wd用于表示所述风向数据。
[0034]
进一步地，所述生命体征状态计算公式配置为：
[0035]vi
＝ax(t) by(t) cz(t) du(t) ev(t)；
[0036][0037]
其中，vi用于表示所述生命状态指数；
[0038]
t用于表示当前时刻；
[0039]
t用于所述生命体征采样模块的数据采集时间；
[0040]
x(t)用于表示当前时刻的所述心率数据；
[0041]
y(t)用于表示当前时刻的所述脉搏数据；
[0042]
z(t)用于表示当前时刻的所述血压数据；
[0043]
u(t)用于表示当前时刻的所述呼吸频率数据；
[0044]
v(t)用于表示当前时刻的所述血氧浓度数据。
[0045]
进一步地，所述综合处理单元包括：
[0046]
数据存储子单元，用于保存若干组相同时刻的历史环境状态数据、历史生命状态数据和综合标定指数；
[0047]
模型训练子单元，连接所述数据存储子单元，用于将所述历史环境状态数据和所述历史生命状态数据作为输入，将所述综合标定指数作为输出，训练得到所述遇险指数处理模型；
[0048]
模型输出子单元，连接所述模型训练子单元，用于将当前时刻的所述生命状态指数与所述环境状态指数输入所述遇险指数处理模型，得到所述综合遇险指数。
[0049]
进一步地，还包括身份核验模块，连接所述电子t卡终端，包括：
[0050]
存储单元，用于保存各所述海上风电人员的生物特征信息与所述身份信息的关联关系；
[0051]
采集单元，用于采集所述海上风电人员的生物特征信息；
[0052]
匹配单元，分别连接所述存储单元和所述采集单元，用于将采集到的所述生物特征信息与所述存储单元中的各所述身份信息进行匹配，得到一匹配结果；
[0053]
所述电子t卡终端在匹配结果表明采集到的所述生物特征信息在所述存储单元中匹配得到相应的所述身份信息时，所述任务分配单元向所述电子t卡发送所述任务信息。
[0054]
进一步地，还包括一信号增强模块，分别连接所述通讯设备、所述电子t卡终端和各所述救援设备，用于接收所述电子t卡终端发送的所述呼叫指令和所述救援指令并进行信号增强，并将信号增强后的所述呼叫指令和所述救援指令分别发送至所述通讯设备和所述救援设备
[0055]
一种电子t卡终端控制方法，应用于上述的电子t卡终端控制系统，包括：
[0056]
步骤s1，电子t卡保存单个海上风电人员的身份信息，任务分配单元根据所述身份信息分配相应任务信息，所述任务信息中包含有相应的初始执行轨迹，所述初始执行轨迹中包含有故障区域的位置坐标，各所述海上风电人员根据任务信息执行任务；
[0057]
步骤s2，生命体征检测模块实时检测所述海上风电人员在执行任务过程中的心
率、脉搏、血压、呼吸频率和血氧浓度，得到心率数据、脉搏数据、血压数据、呼吸频率数据和血氧浓度数据，环境要素检测模块实时检测所述海上风电人员在执行任务过程中的环境湿度、环境温度、环境气压、环境风速和环境风向，得到湿度数据、温度数据、气压数据、风速数据和风向数据，定位模块对所述海上风电人员进行实时定位，得到定位信息；
[0058]
步骤s3，第一计算单元将所述湿度数据、所述温度数据、所述气压数据、所述风速数据和所述风向数据输入预设的环境状态计算公式中得到环境状态指数，第二计算单元将所述心率数据、所述脉搏数据、所述血压数据、所述呼吸频率数据和所述血氧浓度数据输入预设的生命体征状态计算公式中得到生命状态指数；综合处理单元将所述生命状态指数与所述环境状态指数输入预先训练完成的遇险指数处理模型中得到综合遇险指数；
[0059]
步骤s4，呼叫救援单元根据所述综合遇险指数和所述定位信息生成一呼叫指令和一救援指令，通讯设备根据所述呼叫指令对所述海上风电人员进行呼叫，并供所述海上风电人员与所述电子t卡终端进行呼叫通讯，若干救援设备根据所述救援指令前往所述定位信息所对应的位置坐标所在地对所述海上风电人员进行救援。
[0060]
本发明的有益效果：
[0061]
本发明通过设置生命体征检测模块和环境检测模块，在执行任务过程中分别对海上风电人员的心率数据、脉搏数据、血压数据、呼吸频率数据、血氧浓度、湿度数据、温度数据、气压数据、风速数据和风向数据进行检测并发送至电子t卡终端，电子t卡终端根据心率数据、脉搏数据、血压数据、呼吸频率数据、血氧浓度计算得到生命状态指数，以及根据湿度数据、温度数据、气压数据、风速数据和风向数据计算得到环境状态指数，进而根据生命状态指数和环境状态指数处理得到综合遇险指数，最终根据综合遇险指数生成救援指令使得救援设备前往救援，由于综合遇险指数是对表征海上风电人员的生命体征状态的生命状态指数以及表征外部环境状态的环境状态指数进行综合处理得到的，因此综合遇险指数能够结合生命体征状态和外部环境状态，更加准确地表征海上风电人员的遇险情况，因此本发明提升了对海上风电人员遇险状况判断的准确性，在保证海上风电人员施工安全性的同时可以避免无效救援。
附图说明
[0062]
图1是本发明中电子t卡终端控制系统的结构示意图；
[0063]
图2是本发明中电子t卡终端控制方法的步骤流程图。
[0064]
附图标记：1、电子t卡；2、生命体征检测模块；3、环境要素检测模块；4、定位模块；5、电子t卡终端；51、任务分配单元；52、第一计算单元；53、第二计算单元；54、综合处理单元；541、数据存储子单元；542、模型训练子单元；543、模型输出子单元；55、呼叫救援单元；56、轨迹修正单元；561、采样子单元；562、计算子单元；563、轨迹生成子单元；6、通讯设备；7、救援设备；8、身份核验模块；81、存储单元；82、采集单元；83、匹配单元；9、信号增强模块。
具体实施方式
[0065]
下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件
几何中心的方向。
[0066]
如图1所示，本实施例的一种电子t卡终端控制系统，包括：
[0067]
电子t卡1，用于保存单个海上风电人员的身份信息，各海上风电人员根据任务信息执行任务；
[0068]
生命体征检测模块2，用于实时检测海上风电人员在执行任务过程中的心率、脉搏、血压、呼吸频率和血氧浓度，得到心率数据、脉搏数据、血压数据、呼吸频率数据和血氧浓度数据；
[0069]
环境要素检测模块3，用于实时检测海上风电人员在执行任务过程中的环境湿度、环境温度、环境气压、环境风速和环境风向，得到湿度数据、温度数据、气压数据、风速数据和风向数据；
[0070]
定位模块4，用于对海上风电人员进行实时定位，得到定位信息；
[0071]
电子t卡终端5，分别连接电子t卡1、生命体征检测模块2、环境要素检测模块3和定位模块4，包括：
[0072]
任务分配单元51，用于根据身份信息分配相应的任务信息，任务信息中包含有初始执行轨迹，初始执行轨迹中包含有故障区域的位置坐标；
[0073]
第一计算单元52，用于将湿度数据、温度数据、气压数据、风速数据和风向数据输入预设的环境状态计算公式中，得到环境状态指数；
[0074]
第二计算单元53，用于将心率数据、脉搏数据、血压数据、呼吸频率数据和血氧浓度数据输入预设的生命体征状态计算公式中，得到生命状态指数；
[0075]
综合处理单元54，分别连接第一计算单元52和第二计算单元53，用于将生命状态指数与环境状态指数输入预先训练完成的遇险指数处理模型中，得到综合遇险指数；
[0076]
呼叫救援单元55，连接综合处理单元54，用于根据综合遇险指数和定位信息生成一呼叫指令和一救援指令；
[0077]
通讯设备6，连接电子t卡终端5，用于根据呼叫指令对海上风电人员进行呼叫，并供海上风电人员与电子t卡终端5进行呼叫通讯；
[0078]
若干救援设备7，分布在故障区域的周围，并连接电子t卡终端5，用于根据救援指令前往定位信息所对应的位置坐标所在地对海上风电人员进行救援。
[0079]
具体地，本实施例中，电子t卡1与电子t卡终端5之间通过近场通信的方式进行数据传输。海上风电人员在执行任务之前需要先持电子t卡1去电子t卡终端5上获取任务信息。电子t卡终端5中的任务分配单元51通过读取电子t卡1中的身份信息，进而根据身份信息为海上风电人员分配任务信息，海上风电人员根据任务信息中的初始执行轨迹开始执行任务。生命体征检测模块2和环境要素检测模块3与电子t卡终端5通过无线通信的方式进行数据传输。定位模块4设置在海上风电人员身上，用于对海上风电人员进行实时定位，生成定位信息并发送至电子t卡终端5。生命体征检测模块2和环境要素检测模块3均佩戴在海上风电人员身上，并在海上风电人员开始执行任务后分别对海上风电人员的生命体征和外部环境进行检测，得到心率数据、脉搏数据、血压数据、呼吸频率数据、血氧浓度数据、湿度数据、温度数据、气压数据、风速数据和风向数据并发送至电子t卡终端5。电子t卡终端5中的第一计算单元52根据心率数据、脉搏数据、血压数据、呼吸频率数据、血氧浓度数据计算得到用于表征海上风电人员生命体征的生命状态指数；电子t卡终端5中的第二计算单元53根
据湿度数据、温度数据、气压数据、风速数据和风向数据计算得到用于表明实时外部环境状态的环境状态指数；电子t卡终端5中的综合计算单元将生命状态指数和环境状态指数输入遇险指数处理模型中，得到综合遇险指数。电子t卡终端5中的呼叫救援单元55根据综合遇险指数生成呼叫指令和救援指令，通讯设备6根据呼叫指令对海上风电人员进行呼叫并等待回应，若干救援设备7根据救援指令前往最新发送的定位信息的位置坐标所在地进行救援。在本实施例中，由于综合遇险指数能够结合生命体征状态和外部环境状态并进行综合处理，因此能够更加准确地表征海上风电人员的遇险情况，因此本技术方案提升了对海上风电人员遇险状况判断的准确性，在保证海上风电人员施工安全性的同时可以避免无效救援。
[0080]
优选的，初始执行轨迹上的各位置坐标点处配置有预设的环境预测指数，电子t卡终端5还包括轨迹修正单元56，分别连接任务分配单元51和第一计算单元52，包括：
[0081]
采样子单元561，用于在海上风电人员沿初始执行轨迹运动一连续轨迹后，对连续轨迹上各位置坐标点处的环境预测指数和环境状态指数进行采样，得到若干第一采样数据和若干相应的第二采样数据；
[0082]
计算子单元562，连接采样子单元561，用于将第一采样数据和相应第二采样数据做差，得到若干数据差值；
[0083]
轨迹生成子单元563，连接计算子单元562，用于根据若干数据差值生成差值曲线，并根据差值曲线对初始执行轨迹进行修正，得到修正轨迹，修正轨迹中包含有故障区域的位置坐标。
[0084]
具体地，本实施例中，采样子单元561在海上风电人员运动至连续轨迹上的各位置坐标点时第一计算单元52处理得到的环境状态指数以及预先配置的环境预测指数进行采样，分别作为第二采样数据和第一采样数据，计算子单元562对各第一采样数据和第二采样数据进行做差，得到若干组数据差值，轨迹生成子单元563根据数据差值生成差值曲线，进而根据差值曲线对初始执行轨迹进行修正，生成修正轨迹。通过设置轨迹修正单元56，能够根据外部环境状况不断修正初始执行轨迹，能够提前避开环境恶劣的路径，提升海上风电人员工作的安全性。
[0085]
优选的，环境状态计算公式配置为：
[0086][0087]
abcd＝25；
[0088]
其中，en用于表示环境状态指数；
[0089]
a用于表示预设的第一系数，第一系数为常数；
[0090]
b用于表示预设的第二系数，第二系数为常数；
[0091]
c用于表示预设的第三系数，第三系数为常数；
[0092]
d用于表示预设的第四系数，第四系数为常数；
[0093]
h用于表示湿度数据；
[0094]
t用于表示温度数据；
[0095]
pr用于表示气压数据；
[0096]
wv用于表示风速数据；
[0097]
wd用于表示风向数据。
[0098]
优选的，生命体征状态计算公式配置为：
[0099]vi
＝ax(t) by(t) cz(t) du(t) ev(t)；
[0100][0101]
其中，vi用于表示生命状态指数；
[0102]
t用于表示当前时刻；
[0103]
t用于生命体征采样模块的数据采集时间；
[0104]
x(t)用于表示当前时刻的心率数据；
[0105]
y(t)用于表示当前时刻的脉搏数据；
[0106]
z(t)用于表示当前时刻的血压数据；
[0107]
u(t)用于表示当前时刻的呼吸频率数据；
[0108]
v(t)用于表示当前时刻的血氧浓度数据。
[0109]
优选的，综合处理单元54包括：
[0110]
数据存储子单元541，用于保存若干组相同时刻的历史环境状态数据、历史生命状态数据和综合标定指数；
[0111]
模型训练子单元542，连接数据存储子单元541，用于将历史环境状态数据和历史生命状态数据作为输入，将综合标定指数作为输出，训练得到遇险指数处理模型；
[0112]
模型输出子单元543，连接模型训练子单元542，用于将当前时刻的生命状态指数与环境状态指数输入遇险指数处理模型，得到综合遇险指数。
[0113]
具体地，本实施例中，综合标定指数是根据历史环境状态数据和历史生命状态数据进行预先标定得到的，并存储在数据存储子单元541中，模型训练子单元542从数据存储子单元541中提取得到历史环境状态数据、历史生命状态数据和相应的综合标定指数，并根据历史环境状态数据、历史生命状态数据和相应的综合标定指数训练得到遇险指数处理模型，最终模型输出子单元543将实时处理得到的生命状态指数与环境状态指数输入遇险指数处理模型，得到综合遇险指数。
[0114]
优选的，还包括身份核验模块8，连接电子t卡终端5，包括：
[0115]
存储单元81，用于保存各海上风电人员的生物特征信息与身份信息的关联关系；
[0116]
采集单元82，用于采集海上风电人员的生物特征信息；
[0117]
匹配单元83，分别连接存储单元81和采集单元82，用于将采集到的生物特征信息与存储单元81中的各身份信息进行匹配，得到一匹配结果；
[0118]
电子t卡终端5在匹配结果表明采集到的生物特征信息在存储单元81中匹配得到相应的身份信息时，任务分配单元51向电子t卡1发送任务信息。
[0119]
具体地，本实施例中，生物特征信息包括指纹信息、面容信息、虹膜信息，身份信息
可以为可以为每个人的工作卡号。存储单元81可以为非易失性存储器。采集单元82包括指纹识别模块、面容识别模块和虹膜识别模块，采集单元82采集到生物特征信息后，匹配单元83将各生物特征信息与存储单元81中的各身份信息进行匹配，并生成相应的匹配结果。当匹配结果表明生物特征信息在存储单元81中存在可以匹配到相应的身份信息时，任务分配单元51向电子t卡1发送关联于身份信息的任务信息，当匹配结果表明生物特征信息在存储单元81中不存在互相匹配的身份信息时，任务分配单元51不向电子t卡1发送任务信息。
[0120]
优选的，还包括一信号增强模块9，分别连接通讯设备6、电子t卡终端5和各救援设备7，用于接收电子t卡终端5发送的呼叫指令和救援指令并进行信号增强，并将信号增强后的呼叫指令和救援指令分别发送至通讯设备6和救援设备7。
[0121]
具体地，本实施例中，信号增强模块9可以为信号放大器，用于对呼叫指令和救援指令进行信号放大增强，并暗室至通讯设备6和救援设备7，提升了通讯的稳定性。
[0122]
一种电子t卡终端控制方法，应用于上述的电子t卡终端控制系统，如图2所示，包括：
[0123]
步骤s1，电子t卡1保存单个海上风电人员的身份信息，任务分配单元51根据身份信息分配相应任务信息，任务信息中包含有相应的初始执行轨迹，初始执行轨迹中包含有故障区域的位置坐标，各海上风电人员根据任务信息执行任务；
[0124]
步骤s2，生命体征检测模块2实时检测海上风电人员在执行任务过程中的心率、脉搏、血压、呼吸频率和血氧浓度，得到心率数据、脉搏数据、血压数据、呼吸频率数据和血氧浓度数据，环境要素检测模块3实时检测海上风电人员在执行任务过程中的环境湿度、环境温度、环境气压、环境风速和环境风向，得到湿度数据、温度数据、气压数据、风速数据和风向数据，定位模块4对海上风电人员进行实时定位，得到定位信息；
[0125]
步骤s3，第一计算单元52将湿度数据、温度数据、气压数据、风速数据和风向数据输入预设的环境状态计算公式中得到环境状态指数，第二计算单元53将心率数据、脉搏数据、血压数据、呼吸频率数据和血氧浓度数据输入预设的生命体征状态计算公式中得到生命状态指数；综合处理单元54将生命状态指数与环境状态指数输入预先训练完成的遇险指数处理模型中得到综合遇险指数；
[0126]
步骤s4，呼叫救援单元55根据综合遇险指数和定位信息生成一呼叫指令和一救援指令，通讯设备6根据呼叫指令对海上风电人员进行呼叫，并供海上风电人员与电子t卡终端5进行呼叫通讯，若干救援设备7根据救援指令前往定位信息所对应的位置坐标所在地对海上风电人员进行救援。
[0127]
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。