本實(shí)用新型涉及消防指揮調(diào)度領(lǐng)域，尤其是一種智能消防應(yīng)急定位指揮調(diào)度系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，消防指揮調(diào)度系統(tǒng)已經(jīng)在消防領(lǐng)域得到了一定程度的普及，但消防人員在滅火搶險救援工作中仍屢屢負(fù)傷甚至遇難，除現(xiàn)場不可控因素外，現(xiàn)行的消防指揮調(diào)度系統(tǒng)因存在定位精度低，部署繁雜，信息一體化程度低，功能單一，定位存在盲區(qū)等問題，無法滿足實(shí)際消防現(xiàn)場的指揮調(diào)度需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種智能消防應(yīng)急定位指揮調(diào)度系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案：

一種智能消防應(yīng)急定位指揮調(diào)度系統(tǒng)，包括核心交換機(jī)、指揮調(diào)度臺、接入服務(wù)器、地圖服務(wù)器、位置服務(wù)器、應(yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器、視頻服務(wù)器和解算服務(wù)器；

所述指揮調(diào)度臺、接入服務(wù)器、地圖服務(wù)器、位置服務(wù)器、應(yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器、視頻服務(wù)器、解算服務(wù)器和車載基站均通過線路與核心交換機(jī)連接；

所述智能消防應(yīng)急定位指揮調(diào)度系統(tǒng)還包括定位通訊終端、微型攝像機(jī)和智能手段終端，所述核心交換機(jī)通過移動基站與定位通訊終端、微型攝像機(jī)和智能手環(huán)終端連接。

所述定位通信終端利用TC-OFDM技術(shù)融合定位信息，根據(jù)內(nèi)部協(xié)議打包封裝，借助車載基站提供的WiFi網(wǎng)絡(luò)傳輸至接入服務(wù)器并存儲至數(shù)據(jù)庫，解算服務(wù)器調(diào)取數(shù)據(jù)庫中定位信息并對定位信息進(jìn)行處理，指揮控制臺根據(jù)定位信息獲取消防員位置；

微型攝像機(jī)實(shí)時采集視頻數(shù)據(jù)，并將視頻數(shù)據(jù)傳輸至視頻服務(wù)器，視頻服務(wù)器將視頻數(shù)據(jù)經(jīng)RTP協(xié)議打包，并將打包獲取的視頻數(shù)據(jù)通過應(yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)至應(yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器，視頻服務(wù)器分析視頻數(shù)據(jù)，并將視頻數(shù)據(jù)與預(yù)定義的危險源比較，若視頻數(shù)據(jù)符合預(yù)定義危險源，則通過指揮調(diào)度臺實(shí)現(xiàn)報(bào)警。

所述智能手環(huán)終端實(shí)時采集消防員生命體征等信息，并將數(shù)據(jù)通過應(yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)至應(yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器。

現(xiàn)場參數(shù)回傳單元內(nèi)置于消防員頭盔中，采集現(xiàn)場顯示現(xiàn)場溫度、空呼壓力、使用時間等數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)通過應(yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)至應(yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器。

優(yōu)選的，所述指揮調(diào)度臺包括指揮調(diào)度控制服務(wù)器，所述指揮調(diào)度控制服務(wù)器通過WIFI網(wǎng)絡(luò)與定位通訊終端進(jìn)行通訊。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1.本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了救援現(xiàn)場指揮調(diào)度控制臺對消防員定位、調(diào)度和監(jiān)控的一體化，為救援現(xiàn)場的全方位信息化提供可靠保障；實(shí)現(xiàn)了對現(xiàn)場消防員的三維精確定位，指揮調(diào)度控制臺對消防員的樓層、方位一目了然；

2.本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了指揮調(diào)度控制臺與消防員之間、消防員與消防員之間的單獨(dú)通話和集群通話；通過對現(xiàn)場回傳視頻的智能化分析，實(shí)現(xiàn)了對潛在危險源的預(yù)警；實(shí)現(xiàn)了消防員生命體征的實(shí)時監(jiān)測，對生命體征出現(xiàn)異常的消防員及時組織營救；提高了指揮調(diào)度控制臺對現(xiàn)場消防員的全面把握，切實(shí)保證消防員的安全。

3.本實(shí)用新型操作簡單、性能穩(wěn)定、構(gòu)建成本低、覆蓋范圍廣、信號強(qiáng)度大，能夠保證救援現(xiàn)場的網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，使指揮調(diào)度工作的高效、實(shí)時、安全、穩(wěn)定。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的硬件連接拓?fù)鋱D；

圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中1.指揮調(diào)度臺單元，2.三維室內(nèi)外定位單元，21.位置顯示單元，22.軌跡回放單元，3.語音通訊單元，31.單點(diǎn)通訊，32.集群通訊，33.消防員返回指引，4.現(xiàn)場視頻回傳單元，41.現(xiàn)場實(shí)景顯示，42.危險源分析提示單元，5.生命體征監(jiān)測單元，51.心率顯示，52.動態(tài)血壓顯示，53.呼吸頻率顯示，6.現(xiàn)場參數(shù)回傳單元，61.設(shè)備高位異常報(bào)警，62.空呼壓力顯示，63.消防員呼救提示。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種智能消防應(yīng)急定位指揮調(diào)度系統(tǒng)，包括核心交換機(jī)，核心交換機(jī)與應(yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器、地理位置信息存儲磁盤、解算服務(wù)器、接入服務(wù)器、地圖服務(wù)器、移動基站、指揮調(diào)度臺及視頻服務(wù)器相連，核心交換機(jī)還通過車載移動基站與定位通訊終端、微型攝像機(jī)、智能手環(huán)終端相連。

指揮調(diào)度臺為總控制臺，對三維室內(nèi)外定位系統(tǒng)、語音通訊系統(tǒng)、現(xiàn)場視頻回傳系統(tǒng)、生命體征監(jiān)測系統(tǒng)以及現(xiàn)場參數(shù)回傳系統(tǒng)統(tǒng)一進(jìn)行調(diào)度。

應(yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器，設(shè)置于救援指揮車內(nèi)部，所述應(yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器為所述智能消防應(yīng)急定位指揮調(diào)度系統(tǒng)的核心服務(wù)器，用于指揮調(diào)度臺、定位通信終端、微型攝像機(jī)、智能手環(huán)終端等終端的注冊鑒權(quán)，以及各個終端之間的互聯(lián)互通。應(yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器具備強(qiáng)大的通信交換能力，為指揮調(diào)度臺與各調(diào)度終端等提供交換連接服務(wù)。

視頻服務(wù)器，主要將現(xiàn)場視頻回傳系統(tǒng)的視頻源信號包括IP數(shù)字信號、其他非標(biāo)信號等接入到現(xiàn)場視頻回傳系統(tǒng)當(dāng)中，將獨(dú)立的現(xiàn)場視頻回傳系統(tǒng)擴(kuò)展為軟交換系統(tǒng)的子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)和軟交換系統(tǒng)的融合通信。視頻服務(wù)器可以實(shí)現(xiàn)媒體的無損轉(zhuǎn)發(fā)。接入軟交換系統(tǒng)的終端可以實(shí)時地查看現(xiàn)場回傳視頻?？蛇M(jìn)行回傳視頻錄制，可對錄制的視頻文件進(jìn)行檢索，具備多種檢索方式；支持錄制文件的回放，支持暫停、停止、快進(jìn)、慢進(jìn)、單幀播放等播放控制功能；視頻服務(wù)器可對采集到的視頻進(jìn)行圖像模式識別和智能化分析，分析潛在危險源，將警示信號發(fā)送到應(yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器，對消防員進(jìn)行一個超前提醒。

接入服務(wù)器，響應(yīng)定位通訊終端的定位請求，將定位信息解譯、轉(zhuǎn)換后，存儲到數(shù)據(jù)庫等待后續(xù)定位運(yùn)算；接入服務(wù)器應(yīng)用程序均基于MINA框架實(shí)現(xiàn)，擁有TCP/UDP應(yīng)用程序的Java NIO，基于抽象的事件驅(qū)動機(jī)制，利用OS底層以及異步通信技術(shù)達(dá)到異步多路復(fù)用的目的，實(shí)時響應(yīng)定位通訊終端的大量并發(fā)請求。

解算服務(wù)器，用于從數(shù)據(jù)庫中提取定位參數(shù)信息，采用基于定位輔助信息的偽距差分算法，融合慣性器件輔助數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波修正，結(jié)合地圖路網(wǎng)信息等數(shù)據(jù)矯正定位結(jié)果，并將結(jié)果返回到數(shù)據(jù)庫。

地理位置信息存儲磁盤，用于存儲接入服務(wù)器解譯、轉(zhuǎn)換后的定位信息，為解算服務(wù)器提供定位參數(shù)信息，便于終端和第三方基于位置的服務(wù)對位置數(shù)據(jù)的獲取。

地圖服務(wù)器，通過百度地圖軟件包快速形成救援現(xiàn)場三維坐標(biāo)模型，將定位信息準(zhǔn)確顯示在室內(nèi)樓層三維坐標(biāo)模型中。

核心交換機(jī)，作為整個系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的核心設(shè)備，實(shí)現(xiàn)所有服務(wù)器、指揮調(diào)度臺和終端設(shè)備之間的互聯(lián)互通。

定位通訊終端，內(nèi)置于消防員頭盔中，同時接收衛(wèi)星和移動基站的定位信號，結(jié)合慣性器件提供的航向角和計(jì)步值，融合所有定位信息后，按照內(nèi)部協(xié)議打包封裝，借助車載基站提供的WIFI信號傳到接入服務(wù)器，指揮調(diào)度臺即可獲得消防員在地圖中的精確位置，其中慣性器件采用羅盤或者加速度計(jì)實(shí)現(xiàn)，定位通訊終端可以與指揮調(diào)度臺、其他定位通訊終端進(jìn)行單獨(dú)或群組的雙向通訊，不受現(xiàn)場限制；同時該終端實(shí)時讀取消防員穿戴設(shè)備上的傳感器數(shù)據(jù)，將設(shè)備溫度、空呼壓力、呼救信號等數(shù)據(jù)回傳到應(yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器。

如圖2所示，本實(shí)用新型提供的智能消防應(yīng)急定位指揮調(diào)度系統(tǒng)的指揮調(diào)度控制服務(wù)器1，包括三維室內(nèi)外定位單元2、語音通訊單元3、現(xiàn)場視頻回傳單元4、生命體征監(jiān)測單元5、現(xiàn)場參數(shù)回傳單元6。

指揮調(diào)度控制臺由3個顯示器組成，分別是人員定位顯示區(qū)、語音通信區(qū)、現(xiàn)場回傳視頻顯示區(qū)，其中，人員定位顯示區(qū)不僅顯示定位信息，還可以選擇性顯示生命體征監(jiān)測數(shù)據(jù)和現(xiàn)場回傳參數(shù)，并提供異常數(shù)據(jù)告警功能。

其中，三維室內(nèi)外定位單元2，包括位置顯示單元21，是基于TC-OFDM信號體制實(shí)現(xiàn)，利用定位和通信信號的一體化融合實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外無縫定位；上行站將基于現(xiàn)有通信信號與授時信號播發(fā)上行至衛(wèi)星；衛(wèi)星將通信信號與授時信號播發(fā)至地面廣播基站，由衛(wèi)星授時接收機(jī)對通信基站進(jìn)行高精度時間同步；通信基站將高精度定位信號融合到OFDM信號上，形成高精度的TC-OFDM定位信號，達(dá)到3m以內(nèi)的精度。指揮調(diào)度控制臺人員定位顯示區(qū)將實(shí)時顯示消防員在三維坐標(biāo)模型中的位置，還包括軌跡回放單元22，即可切換至消防員運(yùn)動軌跡回放模式，實(shí)現(xiàn)從空間和時間上對消防員方位的全面把握，降低救援過程的危險系數(shù)。

語音通訊單元3，包括單點(diǎn)通訊31、集群通訊32和消防員返回指引33，由底層接口、基礎(chǔ)服務(wù)功能和高級應(yīng)用組成，底層接口包括軟交換接口與管理接口。軟交換接口，主要是軟交換機(jī)支持的協(xié)議，包括SIP、SIP-I、BICC、H.323、MGCP、H.248等協(xié)議；管理接口，主要是提供網(wǎng)管服務(wù)接口協(xié)議，包括SNMP、CORBA等。指揮調(diào)度控制臺語音通信區(qū)顯示所有定位通訊終端在線的人員圖標(biāo)，控制臺可點(diǎn)擊人員圖標(biāo)與消防員進(jìn)行單點(diǎn)通訊，也可以與多個消防員進(jìn)行集群通訊，支持強(qiáng)插、強(qiáng)拆、強(qiáng)呼等功能；在現(xiàn)場環(huán)境惡劣、消防員難以分辨返回路線時，根據(jù)消防員的位置信息，利用語音通信系統(tǒng)指引消防員順利返回。

現(xiàn)場視頻回傳單元4，包括現(xiàn)場實(shí)景顯示41、危險源分析提示42，消防員頭盔嵌入的無線微型攝像機(jī)，經(jīng)應(yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器注冊鑒權(quán)后，將視頻流無線傳輸?shù)揭曨l服務(wù)器，為指揮調(diào)度控制臺提供實(shí)時視頻和視頻回放；每個消防員回傳一個視頻流，在視頻回傳顯示區(qū)點(diǎn)擊消防員頭像圖標(biāo)，就會顯示該消防員頭盔上微型攝像機(jī)所拍攝的視頻畫面；視頻服務(wù)器將回傳的視頻進(jìn)行模式識別和圖像分析，一旦識別到符合預(yù)定義的危險源，將觸發(fā)預(yù)設(shè)置的聯(lián)動規(guī)則，在指揮調(diào)度臺主動報(bào)警，指揮者通過語音通訊單元及時告知現(xiàn)場消防員。

生命體征檢測單元5，包括心率顯示單元51、動態(tài)血壓顯示單元52、呼吸頻率顯示單元53，消防員佩戴的智能手環(huán)終端，經(jīng)應(yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器鑒權(quán)后，通過WIFI網(wǎng)絡(luò)將心率、血壓和呼吸頻率等監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉?yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器；在三維室內(nèi)外定位單元2的人員定位顯示區(qū)中，鼠標(biāo)移至三維地圖模型中的人員圖標(biāo)時，該消防員對應(yīng)的生命體征監(jiān)測數(shù)據(jù)就會在附近顯示；應(yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器對上傳的參數(shù)進(jìn)行分析處理，對參數(shù)超出閾值的消防員，指揮調(diào)度控制臺將及時聲音告警并組織人員營救。

現(xiàn)場參數(shù)回傳單元6，包括設(shè)備高位異常報(bào)警61、空呼壓力顯示62、消防員呼救提示63，氧氣罐上的壓力傳感器將檢測值輸入到罐外處理芯片，同時借助單片機(jī)內(nèi)置的溫度傳感器，獲取現(xiàn)場溫度數(shù)據(jù)，最終將溫度、壓力等數(shù)據(jù)通過電路板上的無線傳輸模塊，上傳至應(yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器，同樣在三維室內(nèi)外定位單元2的人員定位顯示區(qū)中，鼠標(biāo)移至三維地圖模型中的人員圖標(biāo)時，該消防員對應(yīng)的現(xiàn)場回傳參數(shù)就會在附近顯示；應(yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器對上傳的參數(shù)進(jìn)行分析處理，對參數(shù)超出閾值現(xiàn)場的消防員，指揮調(diào)度控制臺將及時告知該消防員迅速撤離。

工作原理：該系統(tǒng)基于TC-OFDM定位技術(shù)，利用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)獲取衛(wèi)星定位信息，同時利用衛(wèi)星授時接收機(jī)對通信基站進(jìn)行高精度時間同步，通信基站將高精度定位信號融合到OFDM信號上，借助車載基站提供的WiFi網(wǎng)絡(luò)傳到接入服務(wù)器并存儲到數(shù)據(jù)庫，經(jīng)解算服務(wù)器處理后，再次存入數(shù)據(jù)庫，指揮調(diào)度控制臺即可在三維坐標(biāo)模型中查看該消防員的位置信息，同時通過百度地圖軟件包快速形成救援現(xiàn)場三維坐標(biāo)模型，將定位信息準(zhǔn)確顯示在室內(nèi)樓層三維坐標(biāo)模型中；該系統(tǒng)基于IP軟交換架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使用SIP協(xié)議作為信令協(xié)議，通過RTP協(xié)議傳輸媒體，定位通訊終端作為音頻采集終端，將實(shí)時音頻流傳輸?shù)綉?yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)各個終端之間多樣性通訊；消防員頭盔嵌入的無線微型攝像機(jī)，經(jīng)應(yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器注冊鑒權(quán)后，將視頻流無線傳輸?shù)揭曨l服務(wù)器，為指揮調(diào)度控制臺提供實(shí)時視頻和視頻回放；每個消防員回傳一個視頻流，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場視頻畫面的實(shí)時查看，同時視頻服務(wù)器將回傳的視頻進(jìn)行模式識別和圖像分析，對于符合預(yù)定義的危險源，將觸發(fā)預(yù)設(shè)置的聯(lián)動規(guī)則，在指揮調(diào)度臺主動報(bào)警；消防員佩戴的智能手環(huán)終端，經(jīng)應(yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器鑒權(quán)后，通過WIFI網(wǎng)絡(luò)將心率、血壓和呼吸頻率等監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉?yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器；在三維室內(nèi)外定位單元的人員定位顯示區(qū)中，鼠標(biāo)移至三維地圖模型中的人員圖標(biāo)時，該消防員對應(yīng)的生命體征監(jiān)測數(shù)據(jù)就會在附近顯示；應(yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器對上傳的參數(shù)進(jìn)行分析處理，對參數(shù)超出閾值的消防員，指揮調(diào)度控制臺將及時聲音告警并組織人員營救；氧氣罐上的壓力傳感器將檢測值輸入到罐外處理芯片，同時借助單片機(jī)內(nèi)置的溫度傳感器，獲取現(xiàn)場溫度數(shù)據(jù)，最終將溫度、壓力等數(shù)據(jù)通過電路板上的無線傳輸模塊，上傳至應(yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器，同樣在三維室內(nèi)外定位單元的人員定位顯示區(qū)中，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場回傳參數(shù)的實(shí)時查看；應(yīng)急指揮調(diào)度服務(wù)器對上傳的參數(shù)進(jìn)行分析處理，對參數(shù)超出閾值現(xiàn)場的消防員，指揮調(diào)度控制臺將及時告知該消防員迅速撤離。

上述雖然結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。