一种体感温度测量方法、系统及介质与流程

1.本发明涉及测量技术领域，具体涉及一种在有风的条件下的体感温度测量方法、系统及介质。


背景技术：

2.随着气象服务需求日益增大，人体感觉温度以及人体舒适度越来越受到广大人民群众的关注。体感温度是指人体感觉到的环境温度的高低，主要考虑风速、湿度对所测气温的修正。各级气象台站则采取各种经验公式的方法开展体感温度预报服务。其基本原理是夏季人体对每天的气温极为敏感，当温度高、湿度大时，感觉闷热，风速增大，则可一定程度降低闷热效果；冬季则气温低，湿度大，感觉寒冷，风速增大，则更加刺骨。在舒适的温度范围内，人体不需要用出汗来散热，湿度的影响还不太明显；但在高温接近人体表温度时，风速起不到降温效应，甚至使体内蓄热，更加闷热；而在低温时，风速增大，使体表温度迅速降低，更易引起冻伤。因为体感温度能比较综合、直观地反映人们身体感知外界的冷暖程度，进一步反映出人体舒适程度。湿度不同可以引起人们对温度的感觉差异，风速不同也会产生不同的感觉。湿度对体感温度的影响，在发明申请号为201810838437.0中有所表述。如何综合反映、评价人们对所处环境条件的感受，准确地测算体感温度，不仅为合理评价气候及其变化的健康效应提供了重要技术手段，也是各种温室自动化调控重要依据，在预防医学、养生保健等方面提供有力的技术支撑。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种体感温度测量方法、系统及介质，计算方法简单，能准确计算出在有风的环境下的体感温度，计算准确度高。
4.第一方面，本发明提供的一种体感温度测量方法，包括以下步骤：
5.获取所处当前环境空气温度；
6.获取所处当前环境风速；
7.根据空气温度和风速计算风寒降温效应值，若空气温度大于30℃时，计算风寒降温效应值的公式为：
8.δt＝3.513
×
ln(v+1)
×
t
‑
0.3614
×
ln2(v+1)
×
t
‑
0.15789ln(v+1)
×
t2+0.01094
×
ln2(v+1)
×
t2+0.001574
×
ln(v+1)
×
t3，其中，t为空气温度,单位为℃，v为风速,单位为m/s，δt为风寒降温效应值,单位为℃；
9.根据空气温度和风寒降温效应值计算体感温度，te＝t
‑
δt,te为体感温度单位为℃。
10.进一步地，方法还包括：若空气温度小于等于30℃时，计算风寒降温效应值的公式为：
11.δt＝3.0355
×
ln(v+1)
‑
0.01746
×
ln2(v+1)
×
t+0.002058
×
ln(v+1)
×
t2‑
0.0003439
×
ln2(v+1)
×
t2+0.00001452
×
ln(v+1)
×
t3。
12.进一步地，所述风速为0～27m/s。
13.进一步地，所述空气温度为
‑
50～42℃。
14.第二方面，本发明提供的体感温度测量系统，包括温度传感器、风速测量仪和处理器，其中，
15.所述温度传感器用于采集当前环境空气温度；
16.所述风速测量仪用于采集当前环境风速；
17.所述处理器用于根据当前环境空气温度和风速计算风寒降温效应值，若空气温度大于30℃时，计算风寒降温效应值的公式为：
18.δt＝3.513
×
ln(v+1)
×
t
‑
0.3614
×
ln2(v+1)
×
t
‑
0.15789ln(v+1)
×
t2+0.01094
×
ln2(v+1)
×
t2+0.001574
×
ln(v+1)
×
t3，其中，t为空气温度,单位为℃，v为风速(m/s)，δt为风寒降温效应值,单位为℃；
19.根据空气温度和风寒降温效应值计算体感温度，te＝t
‑
δt,te为体感温度,单位为℃。
20.进一步地，所述处理器根据当前环境空气温度和风速计算风寒降温效应值，若空气温度小于等于30℃时，计算风寒降温效应值的计算公式为：
21.δt＝3.0355
×
ln(v+1)
‑
0.01746
×
ln2(v+1)
×
t+0.002058
×
ln(v+1)
×
t2‑
0.0003439
×
ln2(v+1)
×
t2+0.00001452
×
ln(v+1)
×
t3。
22.进一步地，所述风速为0～27m/s。
23.进一步地，所述空气温度为
‑
50～42℃。
24.第三方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行上述实施例描述的方法步骤。
25.本发明的有益效果：
26.本发明实施例提供的一种体感温度测量方法、系统及介质，可以计算出风寒降温效应在不同温度、风速范围的变化规律，根据环境空气温度和风寒降温效应准确计算出风速影响的体感温度，不仅为合理评价气候及其变化的健康效应提供了重要技术手段，也是各种温室自动化调控重要依据，在预防医学、养生保健等方面提供有力的技术支撑。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
28.图1示出了本发明第一实施例所提供的一种体感温度测量方法的流程图；
29.图2示出了各温度在不同风速下的风寒降温效应变化的仿真图；
30.图3示出了本发明第二实施例所提供的一种体感温度测量系统的结构框图。
具体实施方式
31.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做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。
32.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
33.还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
34.还应当进一步理解，本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
35.如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0036]
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
[0037]
风寒相当温度是指在正常的服饰穿戴下，温度为t、风速为v时人们的感觉与温度为t0静风时的感觉一样时，t0为风速为v、温度为t的相当温度，t
‑
t0为风速为v、温度为t时的风寒降温效应。风寒相当温度是只考虑风温影响的体感温度。根据二节点模型，该模型将人体简化成内层和外层两个同心的圆柱体，新陈代谢等产热仅发生内层，外层是皮肤不产热，只传热。人体产生的热量一部分通过呼吸直接散失在环境中，其余的热量传到皮肤表面散发到体外。皮肤传热中则包括汗液蒸发和传导散热。较高温度时，服装较少，人体主要通过汗液蒸发散热；较低温度时，人体裸露比例较小，热传导速度不仅与皮肤热阻有关、还与服装热阻有关，而且人体的感觉主要与裸露部分感受有关。美国海洋和大气管理局(noaa)使用的风寒指数公式:tf＝35.74+0.6215t
‑
35.75v
0.16
+0.4275tv
0.16
，式中，tf表示风寒指数；v代表风速(mp/h)；t代表环境温度(华氏度
°
f)。在其日常天气预报中使用，适用野外作业和训练时易冻伤程度，该公式适用低温范围(5℃以下)。相对于较高的温度，服装较少，人体裸露占比较大，风速的降温效应主要影响人体出汗状况。
[0038]
如图1所示，示出了本发明第一实施例所提供的一种体感温度测量方法的流程图，该方法适用于体感温度测量系统的处理器，该方法包括以下步骤：
[0039]
s1:获取所处当前环境空气温度。
[0040]
s2:获取所处当前环境风速。
[0041]
s3:根据空气温度和风速计算风寒降温效应值，若空气温度大于30℃时，风寒降温效应值是体感温度与气温的差值，计算风寒降温效应值的公式为：
[0042]
δt＝3.513
×
ln(v+1)
×
t
‑
0.3614
×
ln2(v+1)
×
t
‑
0.15789ln(v+1)
×
t2+0.01094
×
ln2(v+1)
×
t2+0.001574
×
ln(v+1)
×
t3，其中，t为空气温度(℃)，v为风速(m/s)，δt为风寒降温效应值(℃)。
[0043]
若空气温度小于等于30℃时，计算风寒降温效应值的公式为：
[0044]
δt＝3.0355
×
ln(v+1)
‑
0.01746
×
ln2(v+1)
×
t+0.002058
×
ln(v+1)
×
t2‑
0.0003439
×
ln2(v+1)
×
t2+0.00001452
×
ln(v+1)
×
t3。
[0045]
s4:根据空气温度和风寒降温效应值计算体感温度，te＝t
‑
δt,te为体感温度(℃)。
[0046]
在风速为0～27m/s，空气温度为
‑
50～42℃取值代入上述公式中计算，得到各温度在不同风速下的风寒降温效应变化如图2所示，风寒降温效应随气温和风速的变化非常匀称、平滑、完美地反映风寒降温效应在不同温度风速范围的变化规律；风寒降温效应较为真实的反映了在不同温度范围内对风速具有良好的适应特征。图2中的横轴表示风速，纵轴表示风寒降温效应值。通过图2得到以下规律：气温在33～34℃之间，风速的降温效应消失，再次升温后，将出现增温效应，增温效应在低风速范围最为明显，随着风速增大，增温效应减弱，人的体感温度增加。风寒降温效应增长最迅速的是在低风速阶段，风速在5m/s以下时，降温效果可达5℃左右，随着风速的加大，降温效应的增速显著减弱，在5～25m/s内，降温也只增长3℃左右。当气温达到0℃以下时，服装的热阻已达较大范围，人体的裸露占比也已非常小，风寒降温效应在较大风速时，效果又出现了明显的增长。
[0047]
本发明实施例提供的一种体感温度测量方法，可以计算出风寒降温效应在不同温度、风速范围的变化规律，根据环境空气温度和风寒降温效应准确计算出体感温度，不仅为合理评价气候及其变化的健康效应提供了重要技术手段，也是各种温室自动化调控重要依据，在预防医学、养生保健等方面提供有力的技术支撑。
[0048]
在上述的第一实施例中，提供了一种体感温度测量方法，与之相对应的，本申请还提供一种体感温度测量系统。请参考图3，其为本发明第二实施例提供的一种体感温度测量系统的示意图。由于装置实施例基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。下述描述的装置实施例仅仅是示意性的。
[0049]
如图3所示，示出了本发明第二实施例提供的一种体感温度测量系统的结构框图，该系统包括温度传感器、风速测量仪和处理器，其中，所述温度传感器用于采集当前环境空气温度；所述风速测量仪用于采集当前环境风速；所述处理器用于根据当前环境空气温度和风速计算风寒降温效应值，若空气温度大于30℃时，计算风寒降温效应值，计算公式为：δt＝3.513
×
ln(v+1)
×
t
‑
0.3614
×
ln2(v+1)
×
t
‑
0.15789ln(v+1)
×
t2+0.01094
×
ln2(v+1)
×
t2+0.001574
×
ln(v+1)
×
t3，其中，t为空气温度(℃)，v为风速(m/s)，δt为风寒降温效应值(℃)；若空气温度小于等于30℃时，计算风寒降温效应值，计算公式为：
[0050]
δt＝3.0355
×
ln(v+1)
‑
0.01746
×
ln2(v+1)
×
t+0.002058
×
ln(v+1)
×
t2‑
0.0003439
×
ln2(v+1)
×
t2+0.00001452
×
ln(v+1)
×
t3。根据空气温度和风寒降温效应值计算体感温度，te＝t
‑
δt,te为体感温度(℃)。
[0051]
在风速为0～27m/s，空气温度为
‑
50～42℃取值代入上述公式中计算，得到各温度在不同风速下的风寒降温效应变化如图2所示，风寒降温效应随气温和风速的变化非常匀称、平滑、完美地反映风寒降温效应在不同温度风速范围的变化规律；风寒降温效应较为真实的反映了在不同温度范围内对风速具有良好的适应特征。图2中的横轴表示风速，纵轴表示风寒降温效应值。通过图2得到以下规律：气温在33～34℃之间，风速的降温效应消失，再次升温后，将出现增温效应，增温效应在低风速范围最为明显，随着风速增大，增温效应减弱，人的体感温度增加。风寒降温效应增长最迅速的是在低风速阶段，风速在5m/s以下时，降温效果可达5℃左右，随着风速的加大，降温效应的增速显著减弱，在5～25m/s内，降温也
只增长3℃左右。当气温达到0℃以下时，服装的热阻已达较大范围，人体的裸露占比也已非常小，风寒降温效应在较大风速时，效果又出现了明显的增长。
[0052]
本发明实施例提供的一种体感温度测量系统，可以计算出风寒降温效应在不同温度、风速范围的变化规律，根据环境空气温度和风寒降温效应准确计算出体感温度，不仅为合理评价气候及其变化的健康效应提供了重要技术手段，也是各种温室自动化调控重要依据，在预防医学、养生保健等方面提供有力的技术支撑。
[0053]
在本发明还提供一种计算机可读存储介质的实施例，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行上述第一实施例描述的方法。
[0054]
所述计算机可读存储介质可以是前述实施例所述的终端的内部存储单元，例如终端的硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是所述终端的外部存储设备，例如所述终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，所述计算机可读存储介质还可以既包括所述终端的内部存储单元也包括外部存储设备。所述计算机可读存储介质用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述计算机可读存储介质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
[0055]
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0056]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的终端和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0057]
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
[0058]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。