一种智能消防应急定位指挥调度系统的制作方法

本实用新型涉及消防指挥调度领域，尤其是一种智能消防应急定位指挥调度系统。

背景技术：

目前，消防指挥调度系统已经在消防领域得到了一定程度的普及，但消防人员在灭火抢险救援工作中仍屡屡负伤甚至遇难，除现场不可控因素外，现行的消防指挥调度系统因存在定位精度低，部署繁杂，信息一体化程度低，功能单一，定位存在盲区等问题，无法满足实际消防现场的指挥调度需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种智能消防应急定位指挥调度系统。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种智能消防应急定位指挥调度系统，包括核心交换机、指挥调度台、接入服务器、地图服务器、位置服务器、应急指挥调度服务器、视频服务器和解算服务器；

所述指挥调度台、接入服务器、地图服务器、位置服务器、应急指挥调度服务器、视频服务器、解算服务器和车载基站均通过线路与核心交换机连接；

所述智能消防应急定位指挥调度系统还包括定位通讯终端、微型摄像机和智能手段终端，所述核心交换机通过移动基站与定位通讯终端、微型摄像机和智能手环终端连接。

所述定位通信终端利用TC-OFDM技术融合定位信息，根据内部协议打包封装，借助车载基站提供的WiFi网络传输至接入服务器并存储至数据库，解算服务器调取数据库中定位信息并对定位信息进行处理，指挥控制台根据定位信息获取消防员位置；

微型摄像机实时采集视频数据，并将视频数据传输至视频服务器，视频服务器将视频数据经RTP协议打包，并将打包获取的视频数据通过应急指挥调度服务器转发至应急指挥调度服务器，视频服务器分析视频数据，并将视频数据与预定义的危险源比较，若视频数据符合预定义危险源，则通过指挥调度台实现报警。

所述智能手环终端实时采集消防员生命体征等信息，并将数据通过应急指挥调度服务器转发至应急指挥调度服务器。

现场参数回传单元内置于消防员头盔中，采集现场显示现场温度、空呼压力、使用时间等数据并将数据通过应急指挥调度服务器转发至应急指挥调度服务器。

优选的，所述指挥调度台包括指挥调度控制服务器，所述指挥调度控制服务器通过WIFI网络与定位通讯终端进行通讯。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型实现了救援现场指挥调度控制台对消防员定位、调度和监控的一体化，为救援现场的全方位信息化提供可靠保障；实现了对现场消防员的三维精确定位，指挥调度控制台对消防员的楼层、方位一目了然；

2.本实用新型实现了指挥调度控制台与消防员之间、消防员与消防员之间的单独通话和集群通话；通过对现场回传视频的智能化分析，实现了对潜在危险源的预警；实现了消防员生命体征的实时监测，对生命体征出现异常的消防员及时组织营救；提高了指挥调度控制台对现场消防员的全面把握，切实保证消防员的安全。

3.本实用新型操作简单、性能稳定、构建成本低、覆盖范围广、信号强度大，能够保证救援现场的网络全覆盖，使指挥调度工作的高效、实时、安全、稳定。

附图说明

图1是本实用新型的硬件连接拓扑图；

图2是本实用新型的结构示意图；

其中1.指挥调度台单元，2.三维室内外定位单元，21.位置显示单元，22.轨迹回放单元，3.语音通讯单元，31.单点通讯，32.集群通讯，33.消防员返回指引，4.现场视频回传单元，41.现场实景显示，42.危险源分析提示单元，5.生命体征监测单元，51.心率显示，52.动态血压显示，53.呼吸频率显示，6.现场参数回传单元，61.设备高位异常报警，62.空呼压力显示，63.消防员呼救提示。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，一种智能消防应急定位指挥调度系统，包括核心交换机，核心交换机与应急指挥调度服务器、地理位置信息存储磁盘、解算服务器、接入服务器、地图服务器、移动基站、指挥调度台及视频服务器相连，核心交换机还通过车载移动基站与定位通讯终端、微型摄像机、智能手环终端相连。

指挥调度台为总控制台，对三维室内外定位系统、语音通讯系统、现场视频回传系统、生命体征监测系统以及现场参数回传系统统一进行调度。

应急指挥调度服务器，设置于救援指挥车内部，所述应急指挥调度服务器为所述智能消防应急定位指挥调度系统的核心服务器，用于指挥调度台、定位通信终端、微型摄像机、智能手环终端等终端的注册鉴权，以及各个终端之间的互联互通。应急指挥调度服务器具备强大的通信交换能力，为指挥调度台与各调度终端等提供交换连接服务。

视频服务器，主要将现场视频回传系统的视频源信号包括IP数字信号、其他非标信号等接入到现场视频回传系统当中，将独立的现场视频回传系统扩展为软交换系统的子系统，实现监控系统和软交换系统的融合通信。视频服务器可以实现媒体的无损转发。接入软交换系统的终端可以实时地查看现场回传视频。可进行回传视频录制，可对录制的视频文件进行检索，具备多种检索方式；支持录制文件的回放，支持暂停、停止、快进、慢进、单帧播放等播放控制功能；视频服务器可对采集到的视频进行图像模式识别和智能化分析，分析潜在危险源，将警示信号发送到应急指挥调度服务器，对消防员进行一个超前提醒。

接入服务器，响应定位通讯终端的定位请求，将定位信息解译、转换后，存储到数据库等待后续定位运算；接入服务器应用程序均基于MINA框架实现，拥有TCP/UDP应用程序的Java NIO，基于抽象的事件驱动机制，利用OS底层以及异步通信技术达到异步多路复用的目的，实时响应定位通讯终端的大量并发请求。

解算服务器，用于从数据库中提取定位参数信息，采用基于定位辅助信息的伪距差分算法，融合惯性器件辅助数据进行滤波修正，结合地图路网信息等数据矫正定位结果，并将结果返回到数据库。

地理位置信息存储磁盘，用于存储接入服务器解译、转换后的定位信息，为解算服务器提供定位参数信息，便于终端和第三方基于位置的服务对位置数据的获取。

地图服务器，通过百度地图软件包快速形成救援现场三维坐标模型，将定位信息准确显示在室内楼层三维坐标模型中。

核心交换机，作为整个系统关联的核心设备，实现所有服务器、指挥调度台和终端设备之间的互联互通。

定位通讯终端，内置于消防员头盔中，同时接收卫星和移动基站的定位信号，结合惯性器件提供的航向角和计步值，融合所有定位信息后，按照内部协议打包封装，借助车载基站提供的WIFI信号传到接入服务器，指挥调度台即可获得消防员在地图中的精确位置，其中惯性器件采用罗盘或者加速度计实现，定位通讯终端可以与指挥调度台、其他定位通讯终端进行单独或群组的双向通讯，不受现场限制；同时该终端实时读取消防员穿戴设备上的传感器数据，将设备温度、空呼压力、呼救信号等数据回传到应急指挥调度服务器。

如图2所示，本实用新型提供的智能消防应急定位指挥调度系统的指挥调度控制服务器1，包括三维室内外定位单元2、语音通讯单元3、现场视频回传单元4、生命体征监测单元5、现场参数回传单元6。

指挥调度控制台由3个显示器组成，分别是人员定位显示区、语音通信区、现场回传视频显示区，其中，人员定位显示区不仅显示定位信息，还可以选择性显示生命体征监测数据和现场回传参数，并提供异常数据告警功能。

其中，三维室内外定位单元2，包括位置显示单元21，是基于TC-OFDM信号体制实现，利用定位和通信信号的一体化融合实现室内外无缝定位；上行站将基于现有通信信号与授时信号播发上行至卫星；卫星将通信信号与授时信号播发至地面广播基站，由卫星授时接收机对通信基站进行高精度时间同步；通信基站将高精度定位信号融合到OFDM信号上，形成高精度的TC-OFDM定位信号，达到3m以内的精度。指挥调度控制台人员定位显示区将实时显示消防员在三维坐标模型中的位置，还包括轨迹回放单元22，即可切换至消防员运动轨迹回放模式，实现从空间和时间上对消防员方位的全面把握，降低救援过程的危险系数。

语音通讯单元3，包括单点通讯31、集群通讯32和消防员返回指引33，由底层接口、基础服务功能和高级应用组成，底层接口包括软交换接口与管理接口。软交换接口，主要是软交换机支持的协议，包括SIP、SIP-I、BICC、H.323、MGCP、H.248等协议；管理接口，主要是提供网管服务接口协议，包括SNMP、CORBA等。指挥调度控制台语音通信区显示所有定位通讯终端在线的人员图标，控制台可点击人员图标与消防员进行单点通讯，也可以与多个消防员进行集群通讯，支持强插、强拆、强呼等功能；在现场环境恶劣、消防员难以分辨返回路线时，根据消防员的位置信息，利用语音通信系统指引消防员顺利返回。

现场视频回传单元4，包括现场实景显示41、危险源分析提示42，消防员头盔嵌入的无线微型摄像机，经应急指挥调度服务器注册鉴权后，将视频流无线传输到视频服务器，为指挥调度控制台提供实时视频和视频回放；每个消防员回传一个视频流，在视频回传显示区点击消防员头像图标，就会显示该消防员头盔上微型摄像机所拍摄的视频画面；视频服务器将回传的视频进行模式识别和图像分析，一旦识别到符合预定义的危险源，将触发预设置的联动规则，在指挥调度台主动报警，指挥者通过语音通讯单元及时告知现场消防员。

生命体征检测单元5，包括心率显示单元51、动态血压显示单元52、呼吸频率显示单元53，消防员佩戴的智能手环终端，经应急指挥调度服务器鉴权后，通过WIFI网络将心率、血压和呼吸频率等监测数据传输到应急指挥调度服务器；在三维室内外定位单元2的人员定位显示区中，鼠标移至三维地图模型中的人员图标时，该消防员对应的生命体征监测数据就会在附近显示；应急指挥调度服务器对上传的参数进行分析处理，对参数超出阈值的消防员，指挥调度控制台将及时声音告警并组织人员营救。

现场参数回传单元6，包括设备高位异常报警61、空呼压力显示62、消防员呼救提示63，氧气罐上的压力传感器将检测值输入到罐外处理芯片，同时借助单片机内置的温度传感器，获取现场温度数据，最终将温度、压力等数据通过电路板上的无线传输模块，上传至应急指挥调度服务器，同样在三维室内外定位单元2的人员定位显示区中，鼠标移至三维地图模型中的人员图标时，该消防员对应的现场回传参数就会在附近显示；应急指挥调度服务器对上传的参数进行分析处理，对参数超出阈值现场的消防员，指挥调度控制台将及时告知该消防员迅速撤离。

工作原理：该系统基于TC-OFDM定位技术，利用北斗卫星导航系统获取卫星定位信息，同时利用卫星授时接收机对通信基站进行高精度时间同步，通信基站将高精度定位信号融合到OFDM信号上，借助车载基站提供的WiFi网络传到接入服务器并存储到数据库，经解算服务器处理后，再次存入数据库，指挥调度控制台即可在三维坐标模型中查看该消防员的位置信息，同时通过百度地图软件包快速形成救援现场三维坐标模型，将定位信息准确显示在室内楼层三维坐标模型中；该系统基于IP软交换架构进行设计，使用SIP协议作为信令协议，通过RTP协议传输媒体，定位通讯终端作为音频采集终端，将实时音频流传输到应急指挥调度服务器，实现各个终端之间多样性通讯；消防员头盔嵌入的无线微型摄像机，经应急指挥调度服务器注册鉴权后，将视频流无线传输到视频服务器，为指挥调度控制台提供实时视频和视频回放；每个消防员回传一个视频流，实现现场视频画面的实时查看，同时视频服务器将回传的视频进行模式识别和图像分析，对于符合预定义的危险源，将触发预设置的联动规则，在指挥调度台主动报警；消防员佩戴的智能手环终端，经应急指挥调度服务器鉴权后，通过WIFI网络将心率、血压和呼吸频率等监测数据传输到应急指挥调度服务器；在三维室内外定位单元的人员定位显示区中，鼠标移至三维地图模型中的人员图标时，该消防员对应的生命体征监测数据就会在附近显示；应急指挥调度服务器对上传的参数进行分析处理，对参数超出阈值的消防员，指挥调度控制台将及时声音告警并组织人员营救；氧气罐上的压力传感器将检测值输入到罐外处理芯片，同时借助单片机内置的温度传感器，获取现场温度数据，最终将温度、压力等数据通过电路板上的无线传输模块，上传至应急指挥调度服务器，同样在三维室内外定位单元的人员定位显示区中，实现现场回传参数的实时查看；应急指挥调度服务器对上传的参数进行分析处理，对参数超出阈值现场的消防员，指挥调度控制台将及时告知该消防员迅速撤离。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。