本實用新型涉及消防指揮調度領域，尤其是一種智能消防應急定位指揮調度系統(tǒng)。

背景技術：

目前，消防指揮調度系統(tǒng)已經(jīng)在消防領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傷甚至遇難，除現(xiàn)場不可控因素外，現(xiàn)行的消防指揮調度系統(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，無法滿足實際消防現(xiàn)場的指揮調度需求。

技術實現(xiàn)要素：

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

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術方案：

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

所述指揮調度臺、接入服務器、地圖服務器、位置服務器、應急指揮調度服務器、視頻服務器、解算服務器和車載基站均通過線路與核心交換機連接；

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

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

微型攝像機實時采集視頻數(shù)據(jù)，并將視頻數(shù)據(jù)傳輸至視頻服務器，視頻服務器將視頻數(shù)據(jù)經(jīng)RTP協(xié)議打包，并將打包獲取的視頻數(shù)據(jù)通過應急指揮調度服務器轉發(fā)至應急指揮調度服務器，視頻服務器分析視頻數(shù)據(jù)，并將視頻數(shù)據(jù)與預定義的危險源比較，若視頻數(shù)據(jù)符合預定義危險源，則通過指揮調度臺實現(xiàn)報警。

所述智能手環(huán)終端實時采集消防員生命體征等信息，并將數(shù)據(jù)通過應急指揮調度服務器轉發(fā)至應急指揮調度服務器。

現(xiàn)場參數(shù)回傳單元內置于消防員頭盔中，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)通過應急指揮調度服務器轉發(fā)至應急指揮調度服務器。

優(yōu)選的，所述指揮調度臺包括指揮調度控制服務器，所述指揮調度控制服務器通過WIFI網(wǎng)絡與定位通訊終端進行通訊。

本實用新型的有益效果是：

1.本實用新型實現(xiàn)了救援現(xiàn)場指揮調度控制臺對消防員定位、調度和監(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；實現(xiàn)了對現(xiàn)場消防員的三維精確定位，指揮調度控制臺對消防員的樓層、方位一目了然；

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

3.本實用新型操作簡單、性能穩(wěn)定、構建成本低、覆蓋范圍廣、信號強度大，能夠保證救援現(xiàn)場的網(wǎng)絡全覆蓋，使指揮調度工作的高效、實時、安全、穩(wěn)定。

附圖說明

圖1是本實用新型的硬件連接拓撲圖；

圖2是本實用新型的結構示意圖；

其中1.指揮調度臺單元，2.三維室內外定位單元，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.設備高位異常報警，62.空呼壓力顯示，63.消防員呼救提示。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

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

指揮調度臺為總控制臺，對三維室內外定位系統(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)一進行調度。

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

視頻服務器，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、其他非標信號等接入到現(xiàn)場視頻回傳系統(tǒng)當中，將獨立的現(xiàn)場視頻回傳系統(tǒng)擴展為軟交換系統(tǒng)的子系統(tǒng)，實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)和軟交換系統(tǒng)的融合通信。視頻服務器可以實現(xiàn)媒體的無損轉發(fā)。接入軟交換系統(tǒng)的終端可以實時地查看現(xiàn)場回傳視頻。可進行回傳視頻錄制，可對錄制的視頻文件進行檢索，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、慢進、單幀播放等播放控制功能；視頻服務器可對采集到的視頻進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)送到應急指揮調度服務器，對消防員進行一個超前提醒。

接入服務器，響應定位通訊終端的定位請求，將定位信息解譯、轉換后，存儲到數(shù)據(jù)庫等待后續(xù)定位運算；接入服務器應用程序均基于MINA框架實現(xiàn)，擁有TCP/UDP應用程序的Java NIO，基于抽象的事件驅動機制，利用OS底層以及異步通信技術達到異步多路復用的目的，實時響應定位通訊終端的大量并發(fā)請求。

解算服務器，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)進行濾波修正，結合地圖路網(wǎng)信息等數(shù)據(jù)矯正定位結果，并將結果返回到數(shù)據(jù)庫。

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

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

核心交換機，作為整個系統(tǒng)關聯(lián)的核心設備，實現(xiàn)所有服務器、指揮調度臺和終端設備之間的互聯(lián)互通。

定位通訊終端，內置于消防員頭盔中，同時接收衛(wèi)星和移動基站的定位信號，結合慣性器件提供的航向角和計步值，融合所有定位信息后，按照內部協(xié)議打包封裝，借助車載基站提供的WIFI信號傳到接入服務器，指揮調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實現(xiàn)，定位通訊終端可以與指揮調度臺、其他定位通訊終端進行單獨或群組的雙向通訊，不受現(xiàn)場限制；同時該終端實時讀取消防員穿戴設備上的傳感器數(shù)據(jù)，將設備溫度、空呼壓力、呼救信號等數(shù)據(jù)回傳到應急指揮調度服務器。

如圖2所示，本實用新型提供的智能消防應急定位指揮調度系統(tǒng)的指揮調度控制服務器1，包括三維室內外定位單元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信號體制實現(xiàn)，利用定位和通信信號的一體化融合實現(xiàn)室內外無縫定位；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)星授時接收機對通信基站進行高精度時間同步；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，達到3m以內的精度。指揮調度控制臺人員定位顯示區(qū)將實時顯示消防員在三維坐標模型中的位置，還包括軌跡回放單元22，即可切換至消防員運動軌跡回放模式，實現(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，包括單點通訊31、集群通訊32和消防員返回指引33，由底層接口、基礎服務功能和高級應用組成，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)管服務接口協(xié)議，包括SNMP、CORBA等。指揮調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，控制臺可點擊人員圖標與消防員進行單點通訊，也可以與多個消防員進行集群通訊，支持強插、強拆、強呼等功能；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，經(jīng)應急指揮調度服務器注冊鑒權后，將視頻流無線傳輸?shù)揭曨l服務器，為指揮調度控制臺提供實時視頻和視頻回放；每個消防員回傳一個視頻流，在視頻回傳顯示區(qū)點擊消防員頭像圖標，就會顯示該消防員頭盔上微型攝像機所拍攝的視頻畫面；視頻服務器將回傳的視頻進行模式識別和圖像分析，一旦識別到符合預定義的危險源，將觸發(fā)預設置的聯(lián)動規(guī)則，在指揮調度臺主動報警，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)應急指揮調度服務器鑒權后，通過WIFI網(wǎng)絡將心率、血壓和呼吸頻率等監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉敝笓]調度服務器；在三維室內外定位單元2的人員定位顯示區(qū)中，鼠標移至三維地圖模型中的人員圖標時，該消防員對應的生命體征監(jiān)測數(shù)據(jù)就會在附近顯示；應急指揮調度服務器對上傳的參數(shù)進行分析處理，對參數(shù)超出閾值的消防員，指揮調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，包括設備高位異常報警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，同時借助單片機內置的溫度傳感器，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，上傳至應急指揮調度服務器，同樣在三維室內外定位單元2的人員定位顯示區(qū)中，鼠標移至三維地圖模型中的人員圖標時，該消防員對應的現(xiàn)場回傳參數(shù)就會在附近顯示；應急指揮調度服務器對上傳的參數(shù)進行分析處理，對參數(shù)超出閾值現(xiàn)場的消防員，指揮調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，利用北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)獲取衛(wèi)星定位信息，同時利用衛(wèi)星授時接收機對通信基站進行高精度時間同步，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)絡傳到接入服務器并存儲到數(shù)據(jù)庫，經(jīng)解算服務器處理后，再次存入數(shù)據(jù)庫，指揮調度控制臺即可在三維坐標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)場三維坐標模型，將定位信息準確顯示在室內樓層三維坐標模型中；該系統(tǒng)基于IP軟交換架構進行設計，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，將實時音頻流傳輸?shù)綉敝笓]調度服務器，實現(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，經(jīng)應急指揮調度服務器注冊鑒權后，將視頻流無線傳輸?shù)揭曨l服務器，為指揮調度控制臺提供實時視頻和視頻回放；每個消防員回傳一個視頻流，實現(xiàn)現(xiàn)場視頻畫面的實時查看，同時視頻服務器將回傳的視頻進行模式識別和圖像分析，對于符合預定義的危險源，將觸發(fā)預設置的聯(lián)動規(guī)則，在指揮調度臺主動報警；消防員佩戴的智能手環(huán)終端，經(jīng)應急指揮調度服務器鑒權后，通過WIFI網(wǎng)絡將心率、血壓和呼吸頻率等監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉敝笓]調度服務器；在三維室內外定位單元的人員定位顯示區(qū)中，鼠標移至三維地圖模型中的人員圖標時，該消防員對應的生命體征監(jiān)測數(shù)據(jù)就會在附近顯示；應急指揮調度服務器對上傳的參數(shù)進行分析處理，對參數(shù)超出閾值的消防員，指揮調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，同時借助單片機內置的溫度傳感器，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，上傳至應急指揮調度服務器，同樣在三維室內外定位單元的人員定位顯示區(qū)中，實現(xiàn)現(xiàn)場回傳參數(shù)的實時查看；應急指揮調度服務器對上傳的參數(shù)進行分析處理，對參數(shù)超出閾值現(xiàn)場的消防員，指揮調度控制臺將及時告知該消防員迅速撤離。

上述雖然結合附圖對本實用新型的具體實施方式進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內。