专利名称：一种消防装备专家库综合服务平台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种服务平台，尤其涉及一种消防装备专家库综合服务平台的构架，该服务平台针对消防基层部队在消防装备的结构、操作、保养、验收、检查、维修等环节缺乏专家指导和深入信息掌握的现状，开发基于云技术的消防装备专家库综合服务平台，实现针对性专家指导和海量装备信息的高效结合，铸就新科技时代每个战士触手可及的掌上智库。
背景技术：
随着国家经济建设的快速发展，社会人员密集度和财富集中度越来越高，各种灾害事故容易导致人员伤亡和大量财产损失，因此新形势下对如何有效提高消防设备使用和维护效能提出了更高的要求。但是，针对消防员的流动性和以主战消防车为代表的新装备的不断应用，当前迫切需要一套消防装备专家服务平台，来缩短专家与一线官兵的距离，充分发挥专家的技术特长和指导作用，使消防员能够快速学习和掌握新装备知识，提升消防装备使用和维护效能，加速新装备形成战斗力的进程。目前国内外对消防装备的演示和培训等方面，主要使用了实物、视频、多媒体课件等，对于火灾现场的模拟或教学讲解也有许多采用虚拟技术的案例，如上海某单位开发的消防模拟训练系统软件采用预渲染3D CG和实拍操作视频结合的方式对呼吸器、多功能水枪等装备器材进行了多媒体互动模拟，具有较好效果。中国民航大学开发的机场模拟消防车辆视景系统[I]，对机场火灾的可视化视景进行了分析研究，实现了基本的视觉仿真。发达国家使用虚拟消防装备培训系统以及火场三维仿真预案演练系统发展则比较快。目前，国内外提供给消防官兵的消防装备技术信息均以外形图纸、文本描述、外观视频演示、图片和到货时的技术培训等为主，由于消防装备的深度信息分别掌握在装备研究、生产、管理和使用单位手中，还没有一套集成化的培训、指导、操作、维护保养、专家支持的消防装备专家服务平台。基于以上原因，需要提出了消防装备专家库综合服务平台的构架，该系统针对消防基层部队在消防装备的结构、操作、保养、验收、检查、维修等环节缺乏专家指导和深入信息掌握的现状，开发基于云技术的消防装备专家库综合服务平台，实现针对性专家指导和海量装备信息的高效结合，铸就新科技时代每个战士触手可及的掌上智库。
发明内容
针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种消防装备专家库综合服务平台的构架，该服务平台针对消防基层部队在消防装备的结构、操作、保养、验收、检查、维修等环节缺乏专家指导和深入信息掌握的现状，开发基于云技术的消防装备专家库综合服务平台，实现针对性专家指导和海量装备信息的高效结合，铸就新科技时代每个战士触手可及的掌上智库。本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:一种消防装备专家库综合服务平台，所述消防装备专家库综合服务平台包括如下系统:基于云技术的服务器和使用无线Internet接入的触屏式便携终端装置，所述触屏式便携终端装置设置在消防现场的消防车上或携带在消防员手上，所述服务器中存储有如下资料库:(1).交互式消防装备资料库；(2).消防装备专家远程技术咨询、故障诊断及维修评估系统；(3).消防装备技术网络教育系统；(4).消防装备信息中心；所述交互式消防装备资料库以主战消防车为核心的消防车辆及随车灭火救援装备的产品结构、技术要求、使用方法、检查规程和维护手段的技术文件、三维解析和影像资料；所述消防装备专家远程技术咨询、故障诊断及维修评估系统为一消防员在故障现场通过终端将问题上传并接受专家指导和在线交流的系统；所述消防装备技术网络教育系统装备虚拟操作功能与专家教学结合的全新教学模式；所述消防装备信息中心发布中国消防装备技术发展研究报告、最新国内外消防装备广品技术和科研动态。在本发明的具体实施例子中，所述服务器:服务器为分布式专业服务器，具有自动备份、灾难恢复能力，初期采用可扩展的云技术服务构架，双机运行，100M带宽，根据推进情况，后期按照消防中队的地理分布来布局云计算服务器平台，实现智能化的信息调度，保证信息的一致性、完整性和及时性。在本发明的具体实施例子中，所述终端装置:以Windows8触控平板为交互装置的终端器件，并配有具备防水、防污、耐高温功能，具备保护和支撑等功能的携行箱，箱内带有3G无线网络通信设备以及可与消防装备检验工具包、大型互动模拟设备等通信的扩展接口，终端系统体积不大于0.5立方米，重量小于5公斤，通讯天线采用可折叠或收起的通讯天线。在本发明的具体实施例子中，在主战消防车及GB7956.1中各类消防车辆，每种车辆至少10个关键消防装备部件的虚拟样机程序，运用云计算服务器生成、关键数据下载的方式，网络传输数据量是视频文件的1/100以下，在3G移动网络满信号条件下，单车样机程序数据通讯时间不大于5秒，画面再现时间不大于10秒；结构、操作、保养、验收、检查和维修信息与三维模型有机连接，点击模型信息热点后，信息显示时间延迟不大于2秒。在本发明的具体实施例子中，所述综合服务平台采用开放性接口，开放性接口不断增加功能，专家信息、在线交流咨询、关键零部件寿命预测、零配件等效替代、维修订购服务、经验数据积累、远程故障诊断，使现场应用的官兵成为系统的建设者，内容和功能将不断丰富，实现系统的无限可扩展性。本发明的积极进步效果在于:本发明对消防装备专家库综合服务平台的功能做了定位，对国内外同类技术的发展现状进行了预研，构思了系统的整体架构，分析了所应用的关键技术，并对系统的具体实现方案进行了相关的设计。本发明成为消防领域首个整合装备研究、生产、管理和使用单位技术资源的平台，实现国际领先的消防技术服务体系。该平台能充分发挥装备专家的指导作用，可广泛应用于各级消防部队对装备的学习、使用、保养维护和管理，有效保障装备的安全性和可靠性，显著地提升官兵技术水平及解决实际问题的能力。
本发明具备良好的扩展潜力，在同一架构下，可逐步增加认证、战训、防火、火调、评估等不同的专家库和相关信息数据库，成为完整的“消防智库”。终端装置和平台运营模式均具备产业化前景，最终有望达成设备产值过亿、运营收入每年过千万的目标。同时，本发明研发时的技术储备为基础，后继可开展消防装备的故障预测与健康管理(PHM，Prognostic and Health Management)和智能维护系统(IMS, IntelligentMaintenance System)技术(包括远程监测和故障诊断系统、在线监测和故障诊断数据库数据结构及接口协议、性能衰退分析和寿命预测等)、智能化消防装备监控信息传输协议等项目的研究，并通过相关标准、协议的制定和授权占领行业顶端，打造完整产业链，实现更高的社会和经济效益。
图1为本发明的结构示意图。图2为虚拟样机系统工作框图。
具体实施例方式下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。图1为本发明的结构示意图，如图1所示:本发明采用后台服务和专家远程指导相结合的方式进行消防现场指导，设备维护以及维护评估。本发明的消防装备智库的整体架构设计如下:消防装备专家库综合服务平台由基于云技术的服务器主机、使用无线Internet接入的触屏式便携终端装置及相应软件共同构成，包含以下4个子系统:I)交互式消防装备资料库:以主战消防车为核心的消防车辆及随车灭火救援装备的产品结构、技术要求、使用方法、检查规程和维护手段的技术文件、三维解析和影像资料等;2)消防装备专家远程技术咨询、故障诊断及维修评估系统:消防员可在故障现场通过终端将问题上传并接受专家指导和在线交流；3)消防装备技术网络教育系统:装备虚拟操作功能与专家教学结合的全新教学模式；4)消防装备信息中心:发布中国消防装备技术发展研究报告、最新国内外消防装备广品技术和科研动态等。消防装备专家库综合服务平台将主要应用以下关键技术: I)消防装备虚拟样机技术对以新型主战消防车为核心的各类消防车辆和配套装备建立虚拟样机，实现全方位观看、模拟操作、零部件分解组装、可操控模拟运行、外观及内部运行流程展示，并对关键零件、关键部位的维护保养、故障信息和经验实现智能化实时性提示和指导。2)基于专家经验驱动的消防装备人机交互虚拟装拆维护保养指导技术对消防车辆和配套装备的关键零部件的维修维护保养所需要的装配和拆卸工艺过程进行精确数字化，模拟维护工艺的整个步骤，建立起高度精确的数学物理模型，与建立的专家经验信息数据、消防装备检测工具包的实测数据、维护保养历史数据、操作指导书册等信息有机结合，实现智能导引和信息推送，并使虚拟样机模型按照程序的控制进行位置变换，并能自动收集操作数据，自我丰富。3)基于云技术的网络化服务体系采用集中服务器进行数据库存储、三维模型运算和传送，通过3G无线网络实现终端连接。官兵通过专利设计的便携终端，可以交互操作消防装备虚拟样机，自动获取来自服务器的综合信息服务，实现信息资料的统一管理、更新、维护、和经验自动收集，以及应用终端的便捷使用和信息获取。4)基于实时数据交互的网上专家辅导系统可利用实时数据采集系统采集设备使用中的实时数据，通过网络接受专家实时会诊，远程诊断设备故障，通过实时交互系统指导维护工作，评估维修费用范围，提供维护部件实时订购信息。更及时地排除设备故障及隐患，避免由于经验不足的诊断失误而造成损失。5)开放性接口技术系统使用开放性接口，可不断增加功能，专家信息、在线交流咨询、关键零部件寿命预测、零配件等效替代、维修订购服务、经验数据积累、远程故障诊断等，使现场应用的官兵成为系统的建设者，内容和功能将不断丰富，实现系统的无限可扩展性。本发明的系统主要性能与技术指标如下:I)服务器:Windows Server分布式专业服务器,具有自动备份、灾难恢复能力,初期采用可扩展的云技术服务构架，双机运行(可扩展)，100M带宽，根据推进情况，后期按照消防中队的地理分布来布局云计算服务器平台，实现智能化的信息调度，保证信息的一致性、完整性和及时性。2)终端:以WindowsS触控平板为交互装置的终端器件，并配有具备防水、防污、耐高温功能，具备保护和支撑等功能的携行箱。箱内带有3G无线网络通信设备以及可与消防装备检验工具包、大型互动模拟设备等通信的扩展接口。终端系统体积不大于0.5立方米，重量小于5公斤，通讯天线可折叠或收起。3)软件指标:包含新型主战消防车及GB7956.1中各类消防车辆，每种车辆至少10个关键消防装备部件的虚拟样机程序，运用云计算服务器生成、关键数据下载的方式，网络传输数据量是视频文件的1/100以下，在3G移动网络满信号条件下，单车样机程序数据通讯时间不大于5秒，画面再现时间不大于10秒。相关信息与三维模型有机连接，点击模型信息热点后，信息显示时间延迟不大于2秒。4)开放性接口技术:系统使用开放性接口，可不断增加功能，专家信息、在线交流咨询、关键零部件寿命预测、零配件等效替代、维修订购服务、经验数据积累、远程故障诊断等，使现场应用的官兵成为系统的建设者，内容和功能将不断丰富，实现系统的无限可扩展性。下面是一个消防装备智库的具体实现的例子:I)用户管理按照公安消防部队的信息化保密机制以及官兵岗位来设定用户权限，规范信息访问的范围、深度和信息层级。2)虚拟样机管理
按照消防对象的种类，采用树状结构，管理各类消防车辆、配套装备、相关信息、零部件组织等3D和文字数据、视频图像数据，采用统一的ID识别编码，ID码采用6级编码制，分别表达对象类型(I级)、车辆类别(2级)、装备类别(3级)、部件层级(4-5级)、关键性指标(6级)，菜单管理和文档数据库组织管理均按照层级目录树结构。3)专家信息管理包含:全国消防装备专家辅助信息库、专业知识数据库、维修相关数据库等。按类别分类存放，设定3级关键词索引目录，分别为:装备相关性(I级)，业务相关性(2级)和知识相关性(3级)，形成快速查询索引机制。4)在线服务管理实现实时在线交流咨询服务平台，实现终端官兵与专家的在线、离线和系统自动交流三级交流机制，实现全天候交流或咨询服务。本发明的数据库系统主要包括以下数据库:I)后台辅助经验数据库:主要包括:消防设备使用经验数据库、操作与管理经验数据库、维护保养经验数据库、维修经验数据库。2)信息数据库主要包括装备涉及的相关信息，如生产商、供应商、维修检验部门、零部件代用、物流等相关信息。本发明的虚拟样机系统当消防装备在非CAD模型编辑环境下的便携终端上调阅虚拟图形时，系统将根据通用基础模型尺寸变量和数值自动生成所需要的虚拟模型，并添加浏览视点变化驱动，如前视图、剖视图、三维视图旋转变换等。这样节约了模型数量众多的储存空间，也解决了网络传送和服务器处理负担，如图2所示(图2为虚拟样机系统工作框图)。本发明的虚拟样机模型管理和查询方式如下:I)目录树检索方式首先按照消防车辆装备PDM (产品数据管理Product Data Management)目录树找到相应的零部件图形，系统将指针指向相应的数据表，然后弹出六级关键词编码供选择，可以显示出数据、虚拟模型。2)关键词搜索将零部件模型的部分信息和尺寸编码部分信息输出至模糊查询中，系统将列出满足条件的条目供选择，触摸屏手指指针悬浮或点击时，显示虚拟图形和相应的信息。3)关联件列表信息显示当查询显示出虚拟图形时，其所在的车辆、零部件或标准件序列信息、相关联的其它零部件信息将被列出，供参考和调出这些关联零件的信息。虚拟样机主要涉及到下列内容:I)消防车辆虚拟样机按GB7956.1中的消防车辆规格定义，选取同类型中具有典型代表性结构特点、或消防部队常用的型号，建立整车虚拟模型。模型具有整车演示、结构体现、特点介绍、主要部件拆分、部件安装部位、操作功能等。2)消防装备虚拟样机以主战消防车车载器材装备为主，包含基本、特种防护装备及9大类灭火救援器材，总的品种应达到80项以上。3)维护保养装拆操作工艺实现关键部件的维护保养维修装拆工艺流程演示，操作步骤指导，以及关键工艺注意事项提不。4)机械电气结构与运行原理:对关键部件或关键操作流程采用虚拟导引方式展示结构及工作原理。本发明提供的便携终端装置由硬件和软件组成，主要含有下列几个功能模块:接口模块、网络通讯模块和便携终端器件模块。其中接口模块:接口模块主要为系统扩展而设，主要有:机械电气CAD软件接口、经验数据接口、消防装备检验工具包接口和远程故障诊断信息接口。其中机械电气CAD软件接口:随着消防装备技术的发展，其虚拟模型也必须更新和添加，CAD接口可实现生产厂家或维护人员自行添加和修改虚拟模型后的输入，并实现常用3D CAD软件的输出接口，针对目前的消防装备设计系统，主要有:AutoCAD/CATIA/Solidfforks/UG 等。经验数据接口:实现经验、资料数据的不断扩充，采用专家实时导入、录入及自记录等方式。消防装备检验工具包接口:在统一数据标准下，能手动或自动导入检测检验数据，在专家交流指导、维修评估时起辅助作用。远程故障诊断信息接口:为后续实现消防车辆和装备控制系统的远程信号连接和故障诊断信息的采集留有输入输出接口，从而能够将现场消防装备和终端内的虚拟设备实时连接起来，达到故障诊断、联合会诊的目标。网络通讯模块:采用3G公用移动网络和专用保密性协议，其中便携终端与中继站之间采用3G无线网络，实现无缝连接，平台数据专用的网络传输保密协议，保证公网数据传输安全。便携终端器件模块具体包括终端交互操作和信息查询与推送服务。其中，便携终端器件模块采用Windows8触控式便携终端，开发交互操作功能，虚拟模型按照使用频度统计，部分储存在终端SD内存内，其他不常用的模型和信息储存在服务器内，系统应能实现快速反应，在需要时由云计算平台进行运算生成即时数据，下载至终端运行。所有虚拟模型可以使用手指触摸实现虚拟模型的移动、旋转、缩放、操作。其中，信息查询与推送服务采用WindowsS触控式便携终端，开发信息查询和信息推送功能，所有虚拟模型可以使用手指触摸实现:虚拟模型热点触控一可以查询到该关键点相关的信息，如结构特点、主要功能、维护保养经验、维修记录、代用件信息、供应厂家、维修点信息等。信息推送一包括研究报告、产品信息、标准信息、专家讲座信息、资料数据更新信息等，实现实时推送通知服务。本发明对消防装备专家库综合服务平台的功能做了定位，对国内外同类技术的发展现状进行了预研，构思了系统的整体架构，分析了所应用的关键技术，并对系统的具体实现方案进行了相关的设计。预计系统建成后，将成为消防领域首个整合装备研究、生产、管理和使用单位技术资源的平台，实现国际领先的消防技术服务体系。该平台能充分发挥装备专家的指导作用，可广泛应用于各级消防部队对装备的学习、使用、保养维护和管理，有效保障装备的安全性和可靠性，显著地提升官兵技术水平及解决实际问题的能力。该平台具备良好的扩展潜力，在同一架构下，可逐步增加认证、战训、防火、火调、评估等不同的专家库和相关信息数据库，成为完整的“消防智库”。终端装置和平台运营模式均具备产业化前景，最终有望达成设备产值过亿、运营收入每年过千万的目标。同时，以该项目研发时的技术储备为基础，后继可开展消防装备的故障预测与健康管理(PHM，Prognostic and Health Management)和智能维护系统(IMS, IntelligentMaintenance System)技术(包括远程监测和故障诊断系统、在线监测和故障诊断数据库数据结构及接口协议、性能衰退分析和寿命预测等)、智能化消防装备监控信息传输协议等项目的研究，并通过相关标准、协议的制定和授权占领行业顶端，打造完整产业链，实现更高的社会和经济效益。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.一种消防装备专家库综合服务平台，其特征在于，所述消防装备专家库综合服务平台包括:基于云技术的服务器和使用无线Internet接入的触屏式便携终端装置，所述触屏式便携终端装置设置在消防现场的消防车上或携带在消防员手上，所述服务器中存储有如下资料库:(1).交互式消防装备资料库；(2).消防装备专家远程技术咨询、故障诊断及维修评估系统；(3).消防装备技术网络教育系统；(4).消防装备信息中心； 所述交互式消防装备资料库是以主战消防车为核心的消防车辆及随车灭火救援装备的产品结构、技术要求、使用方法、检查规程和维护手段的技术文件、三维解析和影像资料； 所述消防装备专家远程技术咨询、故障诊断及维修评估系统为一消防员在故障现场通过终端将问题上传并接受专家指导和在线交流的系统； 所述消防装备技术网络教育系统装备虚拟操作功能与专家教学结合的全新教学模式； 所述消防装备信息中心发布中国消防装备技术发展研究报告、最新国内外消防装备产品技术和科研动态。
2.根据权利要求1所述的消防装备专家库综合服务平台，其特征在于:所述基于云技术的服务器为分布式专业服务器，具有自动备份、灾难恢复能力，初期采用可扩展的云技术服务构架，双机运行，IOOM带宽，根据推进情况，后期按照消防中队的地理分布来布局云计算服务器平台。
3.根据权利要求1所述的消防装备专家库综合服务平台，其特征在于:所述终端装置:以WindowsS触控平板为交互装置的终端器件，并配有具备防水、防污、耐高温功能，具备保护和支撑等功能的携行箱，箱内带有3G无线网络通信设备以及可与消防装备检验工具包、大型互动模拟设备等通信的扩展接口，终端系统体积不大于0.5立方米，重量小于5公斤，通讯天线采用可折叠或收起的通讯天线。
4.根据权利要求1所述的消防装备专家库综合服务平台，其特征在于:在主战消防车及GB7956.1中各类消防车辆，每种车辆至少10个关键消防装备部件的虚拟样机程序，运用云计算服务器生成、关键数据下载的方式，网络传输数据量是视频文件的1/100以下，在3G移动网络满信号条件下，单车样机程序数据通讯时间不大于5秒，画面再现时间不大于10秒；结构、操作、保养、验收、检查和维修信息与三维模型有机连接，点击模型信息热点后，信息显示时间延迟不大于2秒。
5.根据权利要求1所述的消防装备专家库综合服务平台，其特征在于:所述综合服务平台采用开放性接口。
全文摘要
本发明涉及一种消防装备专家库综合服务平台，包括基于云技术的服务器和使用无线Internet接入的触屏式便携终端装置，触屏式便携终端装置设置在消防现场的消防车上或携带在消防员手上，服务器中存储有如下资料库(1)交互式消防装备资料库；(2)消防装备专家远程技术咨询、故障诊断及维修评估系统；(3)消防装备技术网络教育系统；(4)消防装备信息中心。本发明针对消防基层部队在消防装备的结构、操作、保养、验收、检查、维修等环节缺乏专家指导和深入信息掌握的现状，开发基于云技术的消防装备专家库综合服务平台，实现针对性专家指导和海量装备信息的高效结合，铸就新科技时代每个战士触手可及的掌上智库。
文档编号G06Q50/10GK103150691SQ20131006434
公开日2013年6月12日 申请日期2013年2月28日 优先权日2013年2月28日
发明者金韡, 朱江, 万明, 李宝忠, 朱义, 朱赟, 张 杰, 施巍, 徐俊高 申请人:公安部上海消防研究所, 上海倍安实业有限公司