[发明专利]一种二氧化碳浓度对人体效能影响研究试验系统及方法

说明书

本发明涉及一种二氧化碳浓度对人体效能影响研究试验系统及方法。试验系统包括：环境要素监测系统、环境要素控制系统、密闭舱室、密闭舱室测试系统、数据远程采集系统和数据分析系统，环境要素监测系统实时监测密闭舱室的环境因素的数据，多环境要素控制系统实时调控密闭舱室内的环境要素水平，在密闭舱室测试系统中建立了较全面的人体效能测量指标，多环境要素监测系统的环境监测数据和密闭舱室测试系统的人体效能测量数据均被传送到数据远程采集系统，并进一步通过数据分析系统得到二氧化碳浓度对人体效能的影响规律。本发明实现了在长时密闭值班环境下二氧化碳浓度对人体效能影响的试验。

技术领域

本发明涉及二氧化碳研究领域，特别是涉及一种二氧化碳浓度对人体效能影响研究试验系统及方法。

背景技术

随着科学技术的发展，人类生存活动空间得到不断扩大及延伸，出现了具有轮岗值班制、密闭程度高、长时与外界隔离等特点的密闭空间，如水下密闭空间、航空密闭空间和航天密闭空间。越来越多的研究证明密闭或通风不良的空间内由于人体代谢急剧上升的二氧化碳浓度会严重破坏操作人员人体效能。密闭空间内二氧化碳浓度的合理控制不仅需要考虑通风系统经济效益，也需要考虑操作人员的人体效能需求。

现有的实验方案侧重于在办公室环境开展二氧化碳浓度短期暴露对人体效能的影响研究，并且人体效能评价维度以主观评价量表和任务绩效为主，存在的缺点是未考虑特殊环境空间特点(如高密闭性)和作业特点(如值班需求)，未调查二氧化碳浓度长时暴露对人体效能的影响，也未建立适用于二氧化碳浓度研究的较全面的人体效能测量指标。

发明内容

本发明的目的是提供一种二氧化碳浓度对人体效能影响研究试验系统及方法，建立了在长时密闭值班环境下二氧化碳浓度对人体效能影响研究试验系统，并构建了完善的人体效能测量指标体系。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种二氧化碳浓度对人体效能影响研究试验系统，所述系统包括：环境要素监测系统、环境要素控制系统、密闭舱室、密闭舱室测试系统、数据远程采集系统和数据分析系统；

所述环境要素监测系统用于监测所述密闭舱室的环境因素的数据，获得环境因素的监测数据；所述环境因素包括：温度、湿度、光照、噪声、二氧化碳以及空气中二氧化碳以外的气体；所述环境要素控制系统用于根据所述环境因素的监测数据调整所述密闭舱室的环境因素的数据至环境因素的预设值；

所述密闭舱室测试系统设置在所述密闭舱室内，所述密闭舱室测试系统用于当多组待测作业人员在所述密闭舱室中执行各自的值班制度作息时间时，测量多组所述待测作业人员的人体效能测量指标，获得人体效能测量数据；所述人体效能测量指标包括主观评价、作业能力、认知能力、生理参数、体能和睡眠；所述人体效能测量数据包括能力测量数据和生理测量数据；所述能力测量数据包括主观评价数据、作业能力数据和认知能力数据；所述生理测量数据包括生理参数、体能数据和睡眠数据；

所述数据远程采集系统分别与所述密闭舱室测试系统和所述数据分析系统连接，所述数据远程采集系统用于采集所述密闭舱室测试系统测量的人体效能测量数据，并将所述人体效能测量数据传输至所述数据分析系统；

所述数据远程采集系统还与所述环境要素监测系统连接，所述数据远程采集系统用于获取所述环境要素监测系统的环境因素的监测数据，并将所述环境因素的监测数据传输至所述数据分析系统；

所述数据分析系统用于根据所述人体效能测量数据获得人体效能测量预设指标，根据所述环境因素的监测数据获得二氧化碳浓度监测数据，根据所述人体效能测量预设指标和所述二氧化碳浓度监测数据建立人体效能测量预设指标与二氧化碳浓度关系模型，根据所述人体效能测量预设指标与二氧化碳浓度关系模型获得二氧化碳浓度对人体效能的影响。

可选的，所述环境要素监测系统包括：温湿度传感器、光照传感器、噪声传感器、二氧化碳浓度传感器和空气中二氧化碳以外气体浓度传感器；