基于工作效率适宜环境指数的工作环境质量评估方法和系统与流程

1.本发明涉及环境监测领域，具体涉及一种基于工作效率适宜环境指数的工作环境质量评估方法和系统。


背景技术：

2.当前，室内环境影响居民的身心健康，关乎人们生活质量福祉。研究表明，良好的室内环境质量可以使人心情愉悦，能够有效提高人员的工作效率，营造具有创造力的工作氛围，从而为企业/公司提升可观的经济效益。目前有关室内环境相关标准中，主要参考《室内空气质量标准》(gb/t 18883-2002)，涵盖了19项指标，适用于建筑运营条件下空气质量和热环境标准。此外《民用建筑隔声设计规范》(gb 50118-2010)和《建筑采光设计标准》(gb 50033-2013)分别提出了建筑声环境和光环境的设计要求。在实际使用过程中，难以根据这些标准对室内环境进行全面履行测评。
3.一方面，对上述全部室内环境参数测试费用高、时间周期长；另一方面，标准中给定的测试方法主要是被动式采样方法，只能反映采样时间节点的环境质量，不能反映建筑使用过程的实时环境质量(如室内噪声随室外环境噪声实时变化，使用噪声检测设备难以反映室内长期的声环境水平)。更重要的一点，以上标准给出的是室内环境指标的限值或范围，是一种可接受的室内环境质量水平，并不能判别可驱动员工提高工作效率的适宜环境状态。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题。本申请提供一种基于影响人员工作效率的室内环境质量综合指数ipei(室内工作效率适宜环境指数,indoor productivity&environment index)的工作环境质量评估方法和系统，通过该指数实时测评室内环境质量对人员工作效率的适宜性水平。
5.第一方面，本申请提供工作环境质量评估方法，该方法包括：收集环境信息，所述环境信息包括指示环境中与工作效率相关联的多种参数的测量值，其中，所述多种参数包括：光照度、噪声、温度、空气相对湿度(rh)、细颗粒物(pm
2.5
)、甲醛、和总挥发性有机物(tvoc)；
6.通过工作环境质量评估模型对所述环境信息进行评估，确定所述环境适宜工作的等级，其中，所述工作环境质量评估模型包括所述多种参数中每一种参数的影响指数模型、影响权重系数模型和加权指数，或者，根据所述每一种参数的影响指数模型和影响权重系数模型，获得所述多种参数中的最不利因子；以及
7.在图形用户界面显示所述多种参数的所述测量值以及所述等级，或者所述最不利因子中的至少一个。
8.根据第一方面，通过工作环境质量评估模型对所述环境信息进行评估，确定所述环境适宜工作的等级进一步包括：
9.基于所述多种参数中每一种的所述影响指数模型，获得所述多种参数中每一种参数的影响指数；
10.根据所述每一种参数的所述影响指数和所述每一种参数的影响权重系数，获得所述每一种参数的所述加权指数，其中，所述影响权重系数基于所述影响权重系数模型确定；
11.对所述多种参数中的所述每一种参数的所述加权指数进行求和，获得工作环境质量评估指数；以及
12.将所述工作环境质量评估指数与阈值进行比较，确定所述等级。
13.根据第一方面，根据所述每一种参数的影响指数模型和影响权重系数模型，获得所述多种参数中的最不利因子还包括：
14.在所述多种参数中的至少一个参数的所述影响指数小于预定阈值的情况下，根据所述影响指数和所述影响权重系数计算所述每一种参数的环境影响因子，以及
15.从所述每一种参数的环境影响因子中，确定所述最不利因子。
16.根据第一方面，所述影响指数模型还包括：
[0017][0018]
其中，h
i
表示所述多种参数中各个参数i对应的影响指数，c
i
表示所述各个参数i监测的测量值，sp
hi
表示c
i
所在测量区间的高位值，sp
lo
表示c
i
所在测量区间的的低位值，hp
hi
表示与所述sp
lo
对应的评分区间中的评分高位值，hp
lo
表示与所述sp
hi
对应的评分区间中的评分低位值。
[0019]
根据第一方面，所述影响权重系数模型还包括：
[0020][0021]
其中，k
i
表示所述多种参数中各个参数对应的权重系数，i表示所述多种参数中的任一种，s
i
表示所述多种参数中各个参数对应的影响因子，n表示所述多种参数的数量。
[0022]
根据第一方面，所述加权指数还包括：
[0023]
i
i
＝h
i
×
k
i
[0024]
其中，i
i
表示所述多种参数中各个参数对应的加权指数，h
i
表示所述多种参数中各个参数对应的影响指数，k
i
表示所述多种参数中各个参数对应的权重系数，i表示所述多种参数中的任一种。
[0025]
根据第一方面，工作环境质量评估模型还包括：
[0026][0027]
其中，i表示工作环境质量评估指数，i
i
表示所述多种参数中各个参数对应的加权指数，i表示所述多种参数中的任一种，n表示所述多种参数的数量。
[0028]
根据第一方面，获得所述多种参数中的最不利因子还包括：
[0029]
pf
i
＝(100-h
i
)
×
k
i
[0030]
pf
max
＝{pf1,pf2,
…
,pf
i
,
…
,pf
n
}
[0031]
其中，pf
i
表示所述每一种参数的环境影响因子，pf
max
所述多种参数中的最不利因
子,h
i
表示所述多种参数中各个参数对应的影响指数，k
i
表示所述多种参数中各个参数对应的权重系数，i表示所述多种参数中的任一种，n表示所述多种参数的数量。
[0032]
第二方面，本申请提供一种工作环境质量评估系统，包括：
[0033]
处理器；
[0034]
计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质通信地连接到所述处理器，并存储由所述处理器执行的指令；以及
[0035]
当由所述处理器执行所述指令时，所述指令使得所述工作环境质量评估系统：
[0036]
收集环境信息，所述环境信息包括指示环境中与工作效率相关联的多种参数的测量值，其中，所述多种参数包括：光照度、噪声、温度、空气相对湿度(rh)、细颗粒物(pm
2.5
)、甲醛、和总挥发性有机物(tvoc)；
[0037]
通过工作环境质量评估模型对所述环境信息进行评估，确定所述环境适宜工作的等级，其中，所述工作环境质量评估模型包括所述多种参数中每一种参数的影响指数模型、影响权重系数模型和加权指数，或者，根据所述每一种参数的影响指数模型和影响权重系数模型，获得所述多种参数中的最不利因子；以及
[0038]
在图形用户界面显示所述多种参数的所述测量值以及所述等级，或者所述最不利因子中的至少一个。
[0039]
根据第二方面，所述系统还包括监测设备，所述监测设备与所述处理器通信地连接，所述监测设备包括：
[0040]
一个或多个传感器，用于检测所述环境信息中的所述多种参数；
[0041]
收发单元，用于经由无线网络，将针对所述环境的测量的所述多种参数发送到所述系统。
[0042]
本申请的实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：利用在线传感器监测系统测试室内环境参数，通过实时测评室内环境质量，基于韦伯-费希纳拓广(weber-fischna,w-f)定律模型算法，根据环境参数与工作效率的相关性，有效指示和识别环境因素对工作效率的影响水平，为实施环境污染防控措施提供依据。
附图说明
[0043]
图1示出了根据本发明实施例的示例系统的示意图。
[0044]
图2示出了根据本发明实施例的工作环境质量评估系统的流程图。
具体实施方式
[0045]
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
[0046]
根据本发明实施方式，提供了一种工作环境质量评估系统的实施方式，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0047]
根据一些实施方式，本申请利用在线空气传感器监测设备测试室内热、声、光，及空气品质相关典型参数的实时数据，结合每个单一参数对人员工作效率的影响程度，设置各参数指标的工作效率影响因子，利用模型算法对室内典型环境参数指标进行综合测评，得出一个描述人员工作效率适宜性的室内环境指数。建立室内工作效率的适宜环境质量等级，当室内环境质量等级不合格时，给出影响工作效率的室内最不利环境质量参数指标。室内工作效率适宜环境指数(ipei)和室内最不利环境影响因子(如有)由在线空气传感器监测系统实时测评和输出，以直接表征全时段的室内环境对人员工作效率的适宜性水平。
[0048]
本申请方式所提供的方法实施方式可以在计算系统中执行。图1是根据本发明实施方式的工作环境质量评估的计算系统的结构示意图。如图1所示，计算系统100可以包括一个或多个(图中仅示出一个)处理器101(处理器101可以包括但不限于中央处理器cpu、图像处理器gpu、数字信号处理器dsp、微处理器mcu或可编程逻辑器件fpga等的处理装置)、总线102、用于存储数据的存储器103、用于通信功能的通信接口104、以及与通信接口104通信地连接的监测设备105和显示设备106。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述电子装置的结构造成限定。例如，计算系统100还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。
[0049]
存储器103可用于存储数据库、队列、应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施方式中的工作环境质量评估方法对应的程序指令/模块，处理器101通过运行存储在存储器103内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的工作环境质量评估方法。存储器103可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器103可进一步包括相对于处理器101远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算系统100。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0050]
通信接口104用于经由网络接收或者发送数据，网络可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。上述的网络具体实例可包括计算系统100的通信供应商提供的互联网。
[0051]
监测设备105经由无线网络连接到通信接口104。监测设备105包括一个或多个传感器和收发单元。这些传感器用于检测环境中的与工作效率相关联的各种参数，例如，光照度、噪声、温度、空气相对湿度(rh)、细颗粒物(pm
2.5
)、甲醛和总挥发性有机物(tvoc)等。本文已上述7种参数为例，描述本申请的各种实施方式，但本申请所描述的系统和方法还可以包括其他环境参数。收发单元用于将监测设备105测量的上述参数经由无线网络发送到计算系统100。
[0052]
显示设备106可以包括监测器、具有显示器和手动输入能力的触摸屏等。显示设备106通过通信接口104接收系统100的显示数据，显示数据可以包括图形用户界面配置和各种环境信息。
[0053]
图仅为示意作用，并没有意在限制。例如，虽然图中示出计算系统100的各个模块，但并不表示计算系统100中仅有这些模块，或者这些模块仅以图中所示方式布置。
[0054]
以下具体描述计算系统100的功能。系统100基于评估基于工作效率指数对工作环境质量进行评估。
[0055]
存储器103可以存储工作环境质量评估模型，工作环境质量评估模型还包括每一种参数的影响指数模型、影响权重系数模型、加权指数模型和最不利因子模型。存储器103还可以存储用于环境评估和工作效率评估的阈值等级表。工作环境质量评估模型基于阈值等级表确定测试环境是否适宜工作的等级。其中，阈值等级表可以包括一个或多个表，该一个或多个表记录监测设备105所测量的所有参数的测量结果对应的评价阈值和等级，工作环境质量评估指数(即，工作效率环境指数)的评分阈值和相应等级，以及室内污染物工作效率因子值划分标准。
[0056]
具体来说，在一些实施方式中，附表1示出了工作效率环境指数(ipei)的评分值范围，并划分适宜工作环境质量等级。本申请以100分为评分满分，对室内适宜工作环境质量设置5个等级：
[0057]
表1-工作效率适宜环境指数ipei及等级划分
[0058][0059][0060]
对于监测设备105所测量的对工作效率影响较显著的适宜性环境指标的所有参数的评价阈值和等级可以见表2对光照度、噪声、温度、空气相对湿度(relative humidity,rh)、颗粒物pm
2.5
、甲醛和tvoc的评价阈值限定数值范围，并进行相应分项环境指数ei的评分与等级划分，并对各项参数相应划分5个等级：
[0061]
表2-各项参数的工作效率指数(ei)的评分与等级划分
[0062][0063]
其中，表中提及的标准值为gb/t 18883-2002《室内空气质量标准》、《民用建筑隔声设计规范》(gb 50118-2010)和《建筑采光设计标准》(gb 50033-2013)的中列出的一些指标限值，如有pm
2.5
、甲醛、噪声、光通量等。
[0064]
根据本申请的一些实施方式，还需要根据环境各参数对工作效率的影响水平，对各环境参数设置效率因子，以表征各环境参数对工作效率的相对权重水平。效率因子可根据用户要求设置。作为一个示例，本文中对工作效率因子k划分为5分制，5分表示效率因子的影响最大，1分表示效率因子的影响最小，具体见附表10：
[0065]
表10-工作效率适宜环境影响因子s
i
划分
[0066][0067][0068]
在系统100运行时，通过监测设备105，系统100可以在线监测室内的热、声、光、空气品质的环境参数的n个指标，对应各环境因子测度为c1,c2,...,c
i
,...,c
n
，这些参数可以包括pm
2.5
、rh、光照度、噪声、温度、甲醛、co2和tvoc等，测量值可以是实时测量值，也可以是各个参数的测量值在预定时间间隔的均值，例如每10分钟的均值。
[0069]
之后，系统100在获取各个参数的测量值后，利用各个参数的影响指数模型，获得每个参数的影响指数。具体是利用监测设备检测环境参数的实时测度值c
i
，在表2中对应满足环境参数的分级测度区间范围对应的高位值sp
hi
和低位值sp
lo
，并对应环境参数i的工作效率环境指数对应评分值区间的低位值hp
lo
和高位值hp
hi
，根据式(1)计算环境参数i的工作效率适宜环境指数h
i
评分数：
[0070][0071]
其中，h
i
表示环境参数i的各个参数的工作效率适宜环境指数；c
i
表示各个环境参
数i监测的测度值；sp
hi
表示表2中与c
i
相近的环境参数测度限值的高位值；sp
lo
表示表2中与c
i
相近的污染物测度限值的低位值；hp
hi
表示表2中相应ei评分值区间中与sp
lo
对应的工作效率适宜环境指数评分数(高位值)；hp
lo
表示表2中相应ei评分值区间中与sp
hi
对应的工作效率适宜环境指数评分数(低位值)。
[0072]
在一些实施方式中，当各环境参数的测度高于表2中给出对应指标列出的最高测度时，说明该项污染指标已“爆表”，此时按标准规定的最高测度取值，对应的hp
lo
评分值为0。
[0073]
在一些实施方式中，系统100根据每种参数的影响权重系数模型获得每一种参数的影响权重系数。该模型为，
[0074][0075]
其中，权重系数k
i
为监测到的上述各个参数中任一种参数i对应的效率因子与所有监测的参数的效率因子求和的比值，n表示测量参数的数量值。
[0076]
在获得各个参数的权重系数后，就可以相应地获得它们的各自的加权指数ipei
i
，如式(3)：
[0077]
ipei
i
＝h
i
×
k
i
ꢀꢀꢀ
(3)
[0078]
其中，h
i
表示参数i对应的影响指数。根据环境信息中各个参数的加权指数ipei
i
，系统100利用工作环境质量评估模型，如下式(4)所示，得到当前环境的综合工作效率环境指数ipei，
[0079][0080]
之后根据上述表1确定对应的工作效率等级。
[0081]
在一些情况中，监测的环境参数中的一个或多个参数的h
i
对应的评分数有可能会小于预先设定的不合格阈值，例如，当评分小于60分时，即认为存在不合格项，这是通过式(5)计算各环境指标的环境影响因子pf
i
，并如式(6)找到对应的环境影响因子的最大值pf
max
，将pf
max
对应的环境参数确定为室内最不利环境影响因子。
[0082]
pf
i
＝(100-h
i
)
×
k
i
ꢀꢀꢀ
(5)
[0083]
pf
max
＝{pf1,pf2,
…
,pf
i
,
…
,pf
n
}
ꢀꢀꢀ
(6)
[0084]
通过以上模型计算的工作效率环境指数ipei，在表1中对应的适宜工作环境质量等级，和可能存在的最不利环境影响因子的对应参数，由系统100实时输出到显示设备106，以表征监测环境在全监测时段内是否适合工作。
[0085]
根据本申请的实施方式，通过描述各环境参数浓度水平与对应污染物的设定浓度范围对应关系，计算各环境参数的分项工作效率适宜指数，同时根据各环境参数对人员工作效率的影响程度，设置各参数的权重系数，最终计算得出室内工作效率适宜环境指数(ipei)指标，在对工作效率不适宜的环境下，给出室内最不利环境参数指标。
[0086]
根据本申请的实施方式的系统，能够实时输出ipei指数、室内工作效率适宜环境质量等级和最不利环境参数指标(如有)结果，以表征室内实时的人员工作效率适宜性环境水平，实现了室内工作效率适宜环境的简易可识别性，为室内环境传感监测技术的广泛推
广与应用提供有效技术保障。
[0087]
在上述运行环境下，本发明提供了如图2所示的工作环境质量评估方法。该方法可以应用于系统100中，由系统100中的处理器101执行。
[0088]
图2示出了根据本发明实施例的工作环境质量评估方法200的流程图。如图2所示，该方法流程如下：
[0089]
210、收集环境信息，环境信息包括指示环境中与工作效率相关联的多种参数的测量值；
[0090]
220、通过工作环境质量评估模型对环境信息进行评估，确定环境适宜工作的等级；
[0091]
230、在图形用户界面显示多种参数的测量值以及所述等级，或者最不利因子中的至少一个。
[0092]
根据本发明的一些实施方式，利用在线监测设备测试室内环境参数，通过描述各环境参数浓度水平与对应污染物的设定浓度范围对应关系，计算各环境参数的分项工作效率适宜指数，同时根据各环境参数对人员工作效率的影响程度，设置各参数的权重系数，最终计算得出室内工作效率适宜环境指数(ipei)指标，在对工作效率不适宜的环境下，给出室内最不利环境参数指标。
[0093]
根据本申请的实施方式的方法，能够实时输出ipei指数、室内工作效率适宜环境质量等级和最不利环境参数指标(如有)结果，以表征室内实时的人员工作效率适宜性环境水平，实现了室内工作效率适宜环境的简易可识别性，为室内环境传感监测技术的广泛推广与应用提供有效技术保障。
[0094]
本发明的各方法实施方式均可以以软件、磁件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、磁件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(programmable array logic，简称“pal”)、随机存取存储器(random access memory，简称“ram”)、可编程只读存储器(programmable read only memory，简称“prom”)、只读存储器(read-only memory，简称“rom”)、电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable rom，简称“eeprom”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(digital versatile disc，简称“dvd”)等等。
[0095]
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
[0096]
类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
[0097]
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地
改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的替代特征来代替。
[0098]
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
[0099]
单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的终端设备来实现。在列举了若干终端设备的单元权利要求中，这些终端设备中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。