一种基于机器视觉的消防人员应急处理能力分析评价系统的制作方法

1.本发明涉及消防人员应急处理能力分析领域，涉及到一种基于机器视觉的消防人员应急处理能力分析评价系统。


背景技术：

2.随着火灾事故在日常生活中的频频发生，消防部门成为居民生命财产安全的重要保障，而消防人员应急处理能力的好坏直接影响着消防部门开展救援工作的效率。因此，对消防人员应急处理能力进行分析评价具有重要的意义。
3.目前，现有技术中的消防人员应急处理能力分析评价方式主要采用人员主观评测，即通过评测人员观看消防人员救援工作的现场视频录像，再凭借主观感受评测出消防人员应急处理能力的好坏。该方式虽然简单，但是存在着弊端：
4.1、由于评测人员只能对消防人员开展救援工作的视频录像里的行为动作进行主观评测，却无法对消防人员的应急反应能力、操作精准度和操作规范性进行数据化分析，从而导致现有技术存在一定的局限性，进而降低消防人员应急处理能力的分析评价结果的精准性和可靠性。
5.2、通过评测人员主观评测只能粗略分析评价消防人员应急处理能力的好坏，无法精确地对消防人员应急处理能力的等级进行详细划分，从而导致消防人员应急处理能力分析评价系统无法达到预期要求，不能给出客观性量化评价，进而无法为后期消防人员的救援工作提供合理化的指导建议，且无法在火灾等突发事故中最大程度保护居民的生命财产安全。


技术实现要素：

6.针对上述问题，本发明提出了一种基于机器视觉的消防人员应急处理能力分析评价系统，实现对消防人员应急处理能力分析评价的功能。
7.本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
8.本发明提供一种基于机器视觉的消防人员应急处理能力分析评价系统，包括：
9.火灾场景预设模块用于获取预设火灾场景的关联信息，其中关联信息包括发生时间和发生地点位置；
10.消防站筛选模块用于获取预设火灾场景发生地点位置所在地区内各消防站点位置，得到预设火灾场景发生地点位置与各消防站点位置之间的距离，筛选出距离最短的消防站，并通知该消防站进行火灾救援预处理；
11.数据库用于存储预设火灾场景最优解决方案对应的理想化数据；
12.到场信息获取模块用于通过无人机上携带的高清摄像头采集预设火灾场景的现场影像视频，得到预设火灾场景对应的消防人员到场数据；
13.应急反应能力分析模块用于将预设火灾场景对应的消防人员到场数据进行计算，分析得到预设火灾场景对应的消防人员应急反应能力系数；
14.有效工作区域面积获取模块用于将预设火灾场景的现场影像视频进行预处理，得到预设火灾场景对应的登高车有效工作区域面积；
15.操作精准度分析模块用于对预设火灾场景对应的登高车有效工作区域面积进行分析计算，获得预设火灾场景对应的消防人员操作精准度系数；
16.登高车操作参数采集模块用于通过无人机上携带的高清摄像头对预设火灾场景现场对应的登高车进行视频监控，得到预设火灾场景对应的登高车操作参数数据，其中登高车操作参数数据包括登高车的实际倾斜角度、登高车的实际角度调整次数和登高车的实际垂直高度；
17.操作规范性分析模块用于对预设火灾场景对应的登高车操作参数进行分析计算，获得预设火灾场景对应的消防人员操作规范性系数；
18.综合评价处理模块用于将预设火灾场景对应的消防人员应急反应能力系数、消防人员操作精准度系数和消防人员操作规范性系数代入综合评价系数评估公式中，得到预设火灾场景中消防人员应急处理能力的综合评价系数，对综合评价系数进行分析对比，得到预设火灾场景对应的消防人员应急处理能力等级；
19.显示终端用于通过电子显示屏将预设火灾场景对应的消防人员应急处理能力等级进行显示。
20.在上述实施例的基础上，所述数据库中预设火灾场景最优解决方案对应的理想化数据包括理想人员调拨数、理想人员到达时间、理想消防车储存水量、各类型消防灭火器理想配比数量、理想救援区域、理想登高车倾斜角度、理想登高车角度调整次数和理想登高车垂直高度。
21.在上述实施例的基础上，所述各类型消防灭火器为泡沫灭火器、二氧化碳灭火器、干粉灭火器、1211灭火器和清水灭火器，且各类型消防灭火器的理想配比数量为a0:b0:c0:d0:e0，其中a0、b0、c0、d0、e0分别为泡沫灭火器、二氧化碳灭火器、干粉灭火器、1211灭火器和清水灭火器的理想配比数量。
22.在上述实施例的基础上，所述到场信息获取模块中预设火灾场景对应的消防人员到场数据包括实际到场消防人员数量、实际消防车储存水量、各类型消防灭火器实际配比数量和实际人员到达时间。
23.在上述实施例的基础上，所述有效工作区域面积获取模块中预设火灾场景对应的登高车有效工作区域面积为预设火灾场景下登高车工作区域与理想救援区域的重叠面积，其中重叠面积获取方法为：
24.t1:提取数据库中存储的理想救援区域；
25.t2:根据预设火灾场景下登高车工作区域得到登高车工作区域与理想救援区域的重叠面积。
26.在上述实施例的基础上，所述应急反应能力分析模块中分析得到预设火灾场景对应的消防人员应急反应能力系数，具体分析方式为：
27.d1:将实际到场消防人员数量代入公式得到预设火灾场景对应的人员调拨数据匹配影响因子η1，其中rq1表示为实际到场消防人员数量，rq0表示为理想人员调拨数，rq
预
表示为预设的消防人员允许调拨数量差值；
28.d2:将实际人员到达时间代入公式得到预设火灾场景对应的到达时间数据匹配影响因子η2，其中dt0表示为理想人员到达时间，dt1表示为实际人员到达时间，dt
预
表示为预设的消防人员允许到达时间差值；
29.d3:将各类型消防灭火器实际配比数量代入公式得到预设火灾场景对应的各类型消防灭火器配比数量匹配影响因子η3，其中a0、b0、c0、d0、e0分别为泡沫灭火器、二氧化碳灭火器、干粉灭火器、1211灭火器和清水灭火器的理想配比数量，a1、b1、c1、d1、e1分别为泡沫灭火器、二氧化碳灭火器、干粉灭火器、1211灭火器和清水灭火器的实际配比数量，d
预
为预设的消防灭火器配比数量的综合允许差值；
30.d4:将实际消防车储存水量数据代入公式得到预设火灾场景对应的消防车储存水量数据匹配影响因子η4，其中l0为理想消防车储存水量，l1为实际消防车储存水量，l
预
为预设的允许消防车储存水量差值；
31.d5：将人员调拨数据匹配影响因子、到达时间数据匹配影响因子、各类型消防灭火器配比数量匹配影响因子和消防车储存水量数据匹配影响因子代入消防人员应急反应能力系数评估公式得到预设火灾场景对应的消防人员应急反应能力系数ξ1，其中δ表示为预设火灾场景对应的消防人员应急反应能力修正指数。
32.在上述实施例的基础上，所述操作精准度分析模块在进行操作精准度分析的具体步骤如下：
33.将预设火灾场景对应的登高车有效工作区域面积和理想救援区域面积代入公式得到预设火灾场景对应的消防人员操作精准度系数，其中s1表示为预设火灾场景对应的登高车有效工作区域面积，s0表示为理想救援区域面积，α表示为预设的消防人员操作精准度补偿指数。
34.在上述实施例的基础上，所述所述操作规范性分析模块中分析操作规范性系数，具体分析步骤为：
35.b1:将预设火灾场景对应的实际登高车倾斜角度代入公式得到操作规范性系数对应的登高车倾斜角度数据匹配影响因子λ1，其中θ0表示为理想登高车倾斜角度，θ1表示为登高车的实际倾斜角度，θ
预
表示为预设的允许登高车倾斜角度差值；
36.b2:将登高车的实际角度调整次数代入公式得到操作规范性系数对应的登高车角度调整次数数据匹配影响因子λ2，其中aq0表示为理想登高车角度调整次数，aq1为登高车的实际角度调整次数，aq
预
表示为预设的允许登高车角度调整次数差
值；
37.b3：将登高车的实际垂直高度代入公式得到操作规范性系数对应的登高车垂直高度数据匹配影响因子λ3，其中h0表示为理想登高车垂直高度，h1表示为登高车的实际垂直高度，h
预
表示为预设的允许登高车高度差值；
38.b4:将登高车倾斜角度数据匹配影响因子、登高车角度调整次数数据匹配影响因子和登高车垂直高度数据匹配影响因子代入操作规范性系数评估公式得到消防人员操作规范性系数ξ3，其中λ1、λ2、λ3分别为登高车倾斜角度数据匹配影响因子、登高车角度调整次数数据匹配影响因子和登高车垂直高度数据匹配影响因子，γ表示为预设的操作规范性修正指数。
39.在上述实施例的基础上，所述综合评价处理模块中预设火灾场景中消防人员应急处理能力综合评价系数分析公式为其中ξ1表示为预设火灾场景对应的消防人员应急反应能力系数，ξ2表示为消防人员操作精准度系数，ξ3表示为消防人员操作规范性系数，μ表示为预设的综合评价补偿指数，e表示为自然常数。
40.在上述实施例的基础上，所述综合评价处理模块中对综合评价系数进行分析对比，得到预设火灾场景对应的消防人员应急处理能力等级，具体分析方式为：
41.若预设火灾场景对应的综合评价系数ξ≥ξ
优
，则预设火灾场景对应的消防人员应急处理能力等级为优秀等级；
42.若预设火灾场景对应的综合评价系数ξ
良
≤ξ＜ξ
优
，则预设火灾场景对应的消防人员应急处理能力等级为良好等级；
43.若预设火灾场景对应的综合评价系数ξ
及
≤ξ＜ξ
良
，则预设火灾场景对应的消防人员应急处理能力等级为及格等级；
44.若预设火灾场景对应的综合评价系数ξ≤ξ
及
，预设火灾场景对应的消防人员应急处理能力等级为不及格等级。
45.相对于现有技术，本发明所述的一种基于机器视觉的消防人员应急处理能力分析评价系统以下有益效果：
46.本发明提供的一种基于机器视觉的消防人员应急处理能力分析评价系统，通过无人机上携带的高清摄像头采集预设火灾场景的现场影像视频，获取预设火灾场景对应的消防人员到场数据、登高车有效工作区域面积和登高车操作参数数据，处理得到预设火灾场景对应消防人员应急反应能力系数、消防人员操作精准度系数和消防人员操作规范性系数，从而对消防人员的应急反应能力、操作精准度、操作规范性进行数据化分析，打破现有技术对消防人员应急处理能力分析评价的局限性，在极大程度上保证消防人员应急处理能力分析评价结果的精准性和可靠性。
47.本发明提供的一种基于机器视觉的消防人员应急处理能力分析评价系统，通过获取的预设火灾场景对应消防人员应急反应能力系数、消防人员操作精准度系数和消防人员
操作规范性系数，分析得到预设火灾场景中消防人员应急处理能力的综合评价系数，评估得到预设火灾场景对应的消防人员应急处理能力等级，并且能够精确地对消防人员应急处理能力的等级进行详细划分，从而使得消防人员应急处理能力分析评价系统达到预期要求，进而实现对消防人员应急处理能力进行客观性量化分析评价，进而提高消防部门的消防部门的消防救援服务水平，在火灾等突发事故中最大程度保护居民的生命财产安全。
附图说明
48.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
49.图1为本发明的系统模块连接图。
具体实施方式
50.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，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
51.请参阅图1所示，本发明提供一种基于机器视觉的消防人员应急处理能力分析评价系统，包括火灾场景预设模块、消防站筛选模块、数据库、到场信息获取模块、应急反应能力分析模块、有效工作区域面积获取模块、操作精准度分析模块、登高车操作参数采集模块、操作规范性分析模块、综合评价处理模块和显示终端。
52.所述火灾场景预设模块与消防站筛选模块连接，消防站筛选模块与到场信息获取模块连接，到场信息获取模块分别与应急反应能力分析模块和有效工作区域面积获取模块连接，有效工作区域面积获取模块与操作精准度分析模块连接，登高车操作参数采集模块与操作规范性分析模块连接，数据库分别与应急反应能力分析模块、操作精准度分析模块、操作规范性分析模块和综合评价处理模块连接，综合评价处理模块分别与应急反应能力分析模块、操作精准度分析模块和操作规范性分析模块连接，显示终端与综合评价处理模块连接。
53.所述火灾场景预设模块用于获取预设火灾场景的关联信息，其中关联信息包括发生时间和发生地点位置。
54.所述消防站筛选模块用于获取预设火灾场景发生地点位置所在地区内各消防站点位置，得到预设火灾场景发生地点位置与各消防站点位置之间的距离，筛选出距离最短的消防站，并通知该消防站进行火灾救援预处理。
55.所述数据库用于存储预设火灾场景最优解决方案对应的理想化数据，包括理想人员调拨数、理想人员到达时间、理想消防车储存水量、各类型消防灭火器理想配比数量、理想救援区域、理想登高车倾斜角度、理想登高车角度调整次数和理想登高车垂直高度。
56.进一步地，所述数据库中各类型消防灭火器分别为泡沫灭火器、二氧化碳灭火器、干粉灭火器、1211灭火器和清水灭火器，各类型消防灭火器的理想配比数量为a0:b0:c0:d0:
e0，其中a0、b0、c0、d0、e0分别为泡沫灭火器、二氧化碳灭火器、干粉灭火器、1211灭火器和清水灭火器的理想配比数量，由于考虑到实际情况，各类型消防灭火器理想配比数量不具有约分性质。
57.进一步地，所述数据库中还包括预设的消防人员允许调拨数量差值、预设的消防人员允许到达时间差值、预设的消防灭火器配比数量的综合允许差值、预设的允许消防车储存水量差值、预设火灾场景对应的消防人员应急反应能力修正指数、预设的消防人员操作精准度补偿指数、预设的允许登高车倾斜角度差值、预设的允许登高车角度调整次数差值、预设的允许登高车高度差值、预设的操作规范性修正指数、预设的综合评价补偿指数。
58.所述到场信息获取模块用于通过无人机上携带的高清摄像头采集预设火灾场景的现场影像视频，得到预设火灾场景对应的消防人员到场数据。
59.进一步地，所述到场信息获取模块中预设火灾场景对应的消防人员到场数据包括实际到场消防人员数量、实际消防车储存水量、各类型消防灭火器实际配比数量和实际人员到达时间。
60.所述应急反应能力分析模块用于将预设火灾场景下消防人员到场数据进行计算，分析得到预设火灾场景对应的消防人员应急反应能力系数。
61.作为一种优选方案，上述应急反应能力分析模块中应急反应能力系数的具体分析方式为：
62.将实际到场消防人员数量代入公式得到预设火灾场景对应的人员调拨数据匹配影响因子η1，其中rq1表示为实际到场消防人员数量，rq0表示为理想人员调拨数，rq
预
表示为预设的消防人员允许调拨数量差值。
63.将实际人员到达时间代入公式得到预设火灾场景对应的到达时间数据匹配影响因子η2，其中dt0表示为理想人员到达时间，dt1表示为实际人员到达时间，dt
预
表示为预设的消防人员允许到达时间差值。
64.将各类型消防灭火器实际配比数量代入公式得到预设火灾场景对应的各类型消防灭火器配比数量匹配影响因子η3，其中a0、b0、c0、d0、e0分别为泡沫灭火器、二氧化碳灭火器、干粉灭火器、1211灭火器和清水灭火器的理想配比数量，a1、b1、c1、d1、e1分别为泡沫灭火器、二氧化碳灭火器、干粉灭火器、1211灭火器和清水的实际配比数量，d
预
为预设的消防灭火器配比数量的综合允许差值。
65.将实际消防车储存水量数据代入公式得到预设火灾场景对应的消防车储存水量数据匹配影响因子η4，其中l0为理想消防车储存水量，l1为实际消防车储存水量，l
预
为预设的允许消防车储存水量差值。
66.将人员调拨数据匹配影响因子、到达时间数据匹配影响因子、各类型消防灭火器配比数量匹配影响因子和消防车储存水量数据匹配影响因子代入消防人员应急反应能力
系数评估公式得到预设火灾场景对应的消防人员应急反应能力系数ξ1，其中δ表示为预设火灾场景对应的消防人员应急反应能力修正指数。
67.所述有效工作区域面积获取模块用于将预设火灾场景的现场影像视频进行预处理，得到预设火灾场景对应的登高车有效工作区域面积。
68.进一步地，所述预设火灾场景对应的登高车有效工作区域面积为预设火灾场景下登高车工作区域与理想救援区域的重叠面积。
69.作为一种优选方案，上述中预设火灾场景对应的登高车工作区域与理想救援区域的重叠面积获取方法为：
70.提取数据库中存储的理想救援区域；
71.根据预设火灾场景下登高车工作区域得到登高车工作区域与理想救援区域的重叠面积。
72.所述操作精准度分析模块用于对预设火灾场景对应的登高车有效工作区域面积进行分析计算，获得预设火灾场景对应的消防人员操作精准度系数。
73.进一步地，所述操作精准度分析模块对操作精准度分析的具体步骤如下：
74.将预设火灾场景对应的登高车有效工作区域面积和理想救援区域面积代入公式得到预设火灾场景对应的消防人员操作精准度系数，其中s1表示为预设火灾场景对应的登高车有效工作区域面积，s0表示为理想救援区域面积，α表示为预设的消防人员操作精准度补偿指数。
75.所述登高车操作参数采集模块用于通过无人机上携带的高清摄像头对预设火灾场景现场对应的登高车进行视频监控，得到预设火灾场景对应的登高车操作参数数据，其中登高车操作参数数据包括登高车的实际倾斜角度、登高车的实际角度调整次数和登高车的实际垂直高度。
76.所述操作规范性分析模块用于对预设火灾场景对应的登高车操作参数进行分析计算，获得预设火灾场景对应的消防人员操作规范性系数。
77.作为一种优选方案，所述操作规范性分析模块中对操作规范性系数具体分析步骤为：
78.将预设火灾场景对应的实际登高车倾斜角度代入公式得到操作规范性系数对应的登高车倾斜角度数据匹配影响因子λ1，其中θ0表示为理想登高车倾斜角度，θ1表示为登高车的实际倾斜角度，θ
预
表示为预设的允许登高车倾斜角度差值。
79.将登高车的实际角度调整次数代入公式得到操作规范性系数对应的登高车角度调整次数数据匹配影响因子λ2，其中aq0表示为理想登高车角度调整次数，aq1为登高车的实际角度调整次数，aq
预
表示为预设的允许登高车角度调整次数差值。
80.将登高车的实际垂直高度代入公式得到操作规范性系数对应的登高车垂直高度数据匹配影响因子λ3，其中h0表示为理想登高车垂直高度，h1表示为登高车的实际垂直高度，h
预
表示为预设的允许登高车高度差值。
81.将登高车倾斜角度数据匹配影响因子、登高车角度调整次数数据匹配影响因子和登高车垂直高度数据匹配影响因子代入操作规范性系数评估公式得到预设火灾场景对应的消防人员操作规范性系数ξ3，其中λ1、λ2、λ3分别为登高车倾斜角度数据匹配影响因子、登高车角度调整次数数据匹配影响因子和登高车垂直高度数据匹配影响因子，γ表示为预设的操作规范性修正指数。
82.需要说明的是，本发明通过无人机上携带的高清摄像头采集预设火灾场景的现场影像视频，获取预设火灾场景对应的消防人员到场数据、登高车有效工作区域面积和登高车操作参数数据，处理得到预设火灾场景对应消防人员应急反应能力系数、消防人员操作精准度系数和消防人员操作规范性系数，从而对消防人员的应急反应能力、操作精准度、操作规范性进行数据化分析，打破现有技术对消防人员应急处理能力分析评价的局限性，在极大程度上保证消防人员应急处理能力分析评价结果的精准性和可靠性。
83.所述综合评价处理模块用于将预设火灾场景对应的消防人员应急反应能力系数、消防人员操作精准度系数和消防人员操作规范性系数代入综合评价系数评估公式中，得到预设火灾场景中消防人员应急处理能力的综合评价系数，对综合评价系数进行分析对比，得到预设火灾场景对应的消防人员应急处理能力等级。
84.作为一种优选方案，所述综合评价处理模块中预设火灾场景中消防人员应急处理能力综合评价系数分析公式为其中ξ1表示为消防人员应急反应能力系数，ξ2表示为消防人员操作精准度系数，ξ3表示为消防人员操作规范性系数，μ表示为预设的综合评价补偿指数，e表示为自然常数。
85.作为一种优选方案，所述综合评价处理模块中对预设火灾场景对应的消防人员应急处理能力等级的具体分析方式为：
86.若预设火灾场景对应的综合评价系数ξ≥ξ
优
，则预设火灾场景对应的消防人员应急处理能力等级为优秀等级；
87.若预设火灾场景对应的综合评价系数ξ
良
≤ξ＜ξ
优
，则预设火灾场景对应的消防人员应急处理能力等级为良好等级；
88.若预设火灾场景对应的综合评价系数ξ
及
≤ξ＜ξ
良
，则预设火灾场景对应的消防人员应急处理能力等级为及格等级；
89.若预设火灾场景对应的综合评价系数ξ≤ξ
及
，预设火灾场景对应的消防人员应急处理能力等级为不及格等级。
90.所述显示终端用于通过电子显示屏将预设火灾场景对应的消防人员应急处理能力等级进行显示。
91.需要说明的是，本发明通过获取的预设火灾场景对应消防人员应急反应能力系数、消防人员操作精准度系数和消防人员操作规范性系数，分析得到预设火灾场景中消防人员应急处理能力的综合评价系数，评估得到预设火灾场景对应的消防人员应急处理能力等级，并且能够精确地对消防人员应急处理能力的等级进行详细划分，从而使消防人员应急处理能力分析评价系统达到预期要求，给出客观性量化评价，为后期消防人员的救援工作提供合理化的指导建议，在火灾等突发事故中最大程度保护居民的生命财产安全。
92.以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。