【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及应急救援，尤其是指一种用于应急救援的在线监测方法、系统及装置。
技术介绍
1、在现代社会，人们的生产生活与电力息息相关，但也时刻伴随着发生触电伤害的可能性，触电伤害具有突发性、快速性和致命性特点，在人体发生严重电击伤害时，通常伴随着心室纤维性颤动现象，心室纤维性颤动发作时心室失去有效收缩，伤者很快出现脑缺氧、意识丧失、呼吸停止，这时，需要对伤者进行触电急救，黄金救援时间只有四到六分钟的时间，否则伤者将会死亡。在电厂、变电站及配电所等触电事故发生率较高的场所，快速有效地监测触电事故将有利于保护生命财产安全。
2、触电事故的发生非常快速，当电击的持续时间小于0.1s，电流大于500ma时，心室纤维性颤动就有可能发生，只要电击发生在心跳的易损期内，并且电流幅度达到数安培，那么很可能引发心室纤维性颤动。对于这样的强度而持续的时间又超过一个心搏周期的电击，有可能导致可逆性的心跳停止。电击发生时首先发生心室纤维性颤动，心室纤维性颤动进而造成心率降低，心室纤维性颤动时心率通常不会马上降到报警阈值，因此，监测心室纤维性颤动将更早地监测到人体发生触电事故，在伤者发生心室纤维性颤动时刻切断触电电源，会减少伤者的触电时间，进一步减轻电击对伤者造成的伤害，争取更长的救援时间，更有利于对伤者进行急救。
3、目前，在人体监测方面，应用最广的是人体穿戴心率呼吸监测设备，监测到心率和呼吸频率处于正常范围时，表示人体活动正常，当监测到心率和呼吸频率降低至报警阈值时，表示人体出现严重健康状况。然而该方法通常依赖于复杂的设备和专
技术实现思路
1、为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中监测设备过于依赖复杂的专业设备导致救援伤员效率低下的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于应急救援的在线监测方法、系统及装置，该方法包括以下步骤：
3、s1：实时获取监测范围内的人体生命体征信号，对所述人体生命体征信号进行预处理，得到实际心室纤维性颤动频谱信号；
4、s2：将人体发生心室纤维性颤动时的心跳频谱样本信号作为监测心室纤维性颤动信号的基准信号，计算所述实际心室纤维性颤动频谱信号和所述基准信号的相关系数；
5、s3：判断所述相关系数是否大于预设阈值：
6、若是，说明有触电事故发生，断开触电事故中工作人员作业地点的电源电路开关，并发出报警信号，根据获取的伤员位置信息进行救援工作；
7、否则，返回s1，持续监测工作人员的人体生命体征信号。
8、在本专利技术的一个实施例中，所述实际心室纤维性颤动频谱信号的获取方法为：
9、对所述人体生命体征信号进行距离维度傅里叶变换，得到不同距离的频谱分量：
10、，
11、其中，表示频率分量的实部，表示频率分量的虚部，i为虚数；
12、对所述不同距离的频谱分量进行相位计算，得到每个频率分量的相位值：
13、；
14、由于每个频率分量的相位值处于[-π,π]之间，计算连续点之间的相位差；
15、根据所述相位差大于+π或小于-π，确定不连续跳跃点，对于每个不连续跳跃点，通过在后续相位值上加上或减去2π的整数倍对后续的所有相位值修正后展开，得到初步生命体征信号；
16、对所述初步生命体征信号进行滤波处理，分离出心跳信号；
17、构建所述心跳信号的频谱模型，利用窗函数对所述频谱模型进行处理，得到实际心室纤维性颤动频谱信号。
18、在本专利技术的一个实施例中，所述相关系数的计算方法为：
19、，
20、其中，x、y分别表示同一相位下的实际心室纤维性颤动频谱，信号和基准信号的频谱分量，表示实际心室纤维性颤动频谱信号x与基准信号y的协方差，为实际心室纤维性颤动频谱信号x的标准差，为基准信号y的标准差。
21、在本专利技术的一个实施例中，所述实际心室纤维性颤动频谱信号x与基准信号y的协方差的计算方法为：
22、，
23、其中，为所有实际心室纤维性颤动频谱信号x的期望值，表示实际心室纤维性颤动频谱信号第i相位上的频谱分量，为所有基准信号y的期望值，为基准信号第i相位上的频谱分量，n为频谱分量的数量。
24、在本专利技术的一个实施例中，所述实际心室纤维性颤动频谱信号x的标准差：
25、；
26、所述基准信号y的标准差：。
27、在本专利技术的一个实施例中，所述心跳信号的获取方法为：通过带通滤波器滤除所述初步生命体征信号中的噪声信号，从而提取出心跳信号。
28、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种用于应急救援的在线监测系统，所述系统用于实现所述的用于应急救援的在线监测方法，具体包括以下模块：
29、信号获取及预处理模块，用于实时获取监测范围内的人体生命体征信号，对所述人体生命体征信号进行预处理，得到实际心室纤维性颤动频谱信号；
30、相关系数计算模块，用于将人体发生心室纤维性颤动时的心跳频谱样本信号作为监测心室纤维性颤动信号的基准信号，计算所述实际心室纤维性颤动频谱信号和所述基准信号的相关系数；
31、报警模块，用于在所述相关系数超过预设阈值的情况下，断开触电事故中工作人员作业地点的电源电路开关，并发出报警信号，根据获取的伤员位置信息进行救援工作；在所述相关系数小于或等于预设阈值的情况下，持续监测工作人员的人体生命体征信号。
32、本专利技术还提供了一种用于应急救援的在线监测装置，包括所述的用于应急救援的在线监测系统、毫米波雷达单元、主控制器单元和报警单元；其中，所述用于应急救援的在线监测系统存储在所述主控制器单元中，所述毫米波雷达单元与所述主控制器单元无线连接，所述主控制器单元与所述报警单元连接。
33、在本专利技术的一个实施例中，所述毫米波雷达单元安装于工作人员作业地点，且所述主控制器单元控制连接工作人员作业地点的电源电路开关。
34、在本专利技术的一个实施例中，所述在线监测装置应用于监护设备、本地中央防护工作站、远程中央防护工作站和无人机辅助救援系统中的任一个。
35、本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
36、1、非接触式监测：利用毫米波雷达单元进行非接触式监测，可以在不干扰工作人员正常作业的情况下，实时监测其生命体征信号。这种非接触式监测方式不仅方便，而且避免了直接接触可能带来的安全隐患。
37、2、实时性和准确性：本专利技术能够实时监测工作人员的生命体征信号，并根据生命体征信号迅速计算出实际心室纤维性颤动频谱信号与基准信号的相关系数，从而准确判断是否发生人体触电事故。
38、3、快速响应：一旦判断发生人体触电事故，立即控制电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于应急救援的在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于应急救援的在线监测方法，其特征在于，所述实际心室纤维性颤动频谱信号的获取方法为：
3.根据权利要求1所述的用于应急救援的在线监测方法，其特征在于：所述相关系数的计算方法为：
4.根据权利要求3所述的用于应急救援的在线监测方法，其特征在于：所述实际心室纤维性颤动频谱信号X与基准信号Y的协方差的计算方法为：
5.根据权利要求4所述的用于应急救援的在线监测方法，其特征在于：所述实际心室纤维性颤动频谱信号X的标准差：；
6.根据权利要求2所述的用于应急救援的在线监测方法，其特征在于：所述心跳信号的获取方法为：通过带通滤波器滤除所述初步生命体征信号中的噪声信号，从而提取出心跳信号。
7.一种用于应急救援的在线监测系统，其特征在于，所述系统用于实现权利要求1至6任意一项所述的用于应急救援的在线监测方法，具体包括以下模块：
8.一种用于应急救援的在线监测装置，其特征在于，包括如权利要求7所述的用于应急救援的在线监测系统、
9.根据权利要求8所述的用于应急救援的在线监测装置，其特征在于：所述毫米波雷达单元安装于工作人员作业地点，且所述主控制器单元控制连接工作人员作业地点的电源电路开关。
10.根据权利要求8所述的用于应急救援的在线监测装置，其特征在于，所述在线监测装置应用于监护设备、本地中央防护工作站、远程中央防护工作站和无人机辅助救援系统中的任一个。
...【技术特征摘要】
1.一种用于应急救援的在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于应急救援的在线监测方法，其特征在于，所述实际心室纤维性颤动频谱信号的获取方法为：
3.根据权利要求1所述的用于应急救援的在线监测方法，其特征在于：所述相关系数的计算方法为：
4.根据权利要求3所述的用于应急救援的在线监测方法，其特征在于：所述实际心室纤维性颤动频谱信号x与基准信号y的协方差的计算方法为：
5.根据权利要求4所述的用于应急救援的在线监测方法，其特征在于：所述实际心室纤维性颤动频谱信号x的标准差：；
6.根据权利要求2所述的用于应急救援的在线监测方法，其特征在于：所述心跳信号的获取方法为：通过带通滤波器滤除所述初步生命体征信号中的噪声信号，从而提取出心跳信号。
7.一种用于应急救援的在线...
【专利技术属性】
技术研发人员：王志平，高磊，尉镔，李策，王亚文，曹方方，闫丽婷，张昊，武文吉，陈国阳，刘旭飞，卢小丽，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司超高压变电分公司，
类型：发明
国别省市：
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