一种消防救援系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种消防救援系统包括指挥平台和佩戴在消防人员身上的定位呼救器。定位呼救器包括惯性定位模块、有源定位模块和第一发送模块；惯性定位模块，用于采用惯性定位方式，获取当前第一位置信息；有源定位模块，用于采用有源定位的方式，获取当前第二位置信息；第一发送模块，用于将第一位置信息和第二位置信息发送给所述指挥平台；指挥平台，用于根据第一位置信息和第二位置信息计算所述定位呼救器所在的实际位置。本发明综合惯性定位模块和有源定位模块的定位结果，并经过算法的约束和修正后，得到精准的位置数据，提高了室内定位在复杂环境下的定位精度。
【专利说明】
一种消防救援系统
技术领域
[0001]本发明涉及消防系统领域，具体而言，涉及一种消防救援系统。
【背景技术】
[0002]随着我国经济的快速发展，火灾诱因也不断增多，火灾事故也变得多样化和复杂化。火灾的发生，不仅造成重大的人员伤亡和经济损失，同时还对社会稳定与和谐造成严重影响。火灾事故的突发性、复杂性、多样性和重大危害性对火灾及时高效救援提出了更高的要求。
[0003]在实施火灾救援过程中，面对复杂多变的现场情况，火灾现场的消防指挥员在很短的时间内做出决策，提出一个有效、周密的灭火救援实施方案，并迅速下达作战指令，是非常困难的。如果有一个事先预定好的灭火救援预案作为依据，在结合火场的实际情况，适当的调整和修行，消防指挥员就可以参照修订、调整后的灭火救援预案有条不紊的指挥作战。因此，灭火救援预案作为应对各类突发火灾事故，减少人员伤亡和财产损失的重要对策，成为大限度减少人员伤亡和财产损失的重要保证;极大地提高了灭火救援效率、消防应急指挥处置的能力。传统书面灭火救援预案已经无法满足新时期复杂化和多样化的火灾。
[0004]目前，在度消防员进行定位的时候，多采用外部辅助定位的技术，如GPS定位技术，但此种定位方式的定位精度难以符合要求。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种基于多源融合室内定位导航的消防员快速定位救援系统。该系统机动性高、灵活性强，并且能够以三维救援预案的形式为指挥人员提供有效的救援策略。
[0006]本发明实施例提供了一种消防救援系统，包括指挥平台和佩戴在消防人员身上的定位呼救器，所述定位呼救器包括惯性定位模块、有源定位模块和第一发送模块；
[0007]所述惯性定位模块，用于采用惯性定位方式，获取当前第一位置信息；
[0008]所述有源定位模块，用于采用有源定位的方式，获取当前第二位置信息；
[0009]所述第一发送模块，用于将所述第一位置信息和第二位置信息发送给所述指挥平台；
[0010]所述指挥平台，用于根据所述第一位置信息和第二位置信息计算所述定位呼救器所在的实际位置。
[0011 ]优选的，上述消防救援系统，还包括自建三维模型装置，所述自建三维模型装置包括激光扫描模块、数据处理模块、第二发送模块和设置在所述指挥平台中的建模模块；
[0012]所述激光扫描模块，用于采集建筑的建筑信息，所述建筑信息包括建筑的三维尺寸和纹理；
[0013]所述数据处理模块，用于将所述建筑信息转化为数据信息；
[0014]所述第二发送模块，用于将所述数据信息发送至所述建模模块；
[0015]所述建模模块，用于根据所述数据信息建立建筑的实景三维模型。
[0016]优选的，上述消防救援系统，所述惯性定位方式为惯性导航和/或地磁匹配;所述有源定位方式为蓝牙室内定位、UWB室内定位、WIFI室内定位、Zigbee任意一种或多种。
[0017]优选的，上述消防救援系统，所述指挥平台包括预案生成模块；
[0018]所述预案生成模块包括调取单元和生成单元；
[0019]所述调取单元，用于调取所述三维模型；
[0020]所述生成单元，用于根据所述三维模型生成三维救援预案
[0021 ]所述三维救援预案包括预案内容、火灾危险目标三维布置图、火灾危险目标消防设施三维分布图、应急救援指挥部成员信息、灭火救援力量三维部署图和人员疏散三维路线图。
[0022]优选的，上述消防救援系统，所述定位呼救器还包括蜂鸣器、频闪光源；
[0023]所述蜂鸣器，用于发送声音形式的报警信号；
[0024]所述频闪光源，用于发送光形式的报警信号。
[0025]优选的，上述消防救援系统，所述指挥平台还包括预案判断模块；
[0026]所述预案判断模块包括第一发送单元、检测单元和反馈单元；
[0027]所述第一发送单元，用于向所述检测单元发送目标建筑的检测信号；
[0028]所述检测单元，用于检测目标建筑的三维救援预案在所述指挥平台内的存档情况；
[0029]所述反馈单元，用于当未检测到所述指挥平台内存目标有建筑的三维救援预案时，提示建立三维救援预案指令。
[0030]优选的，上述消防救援系统，还包括数据传输装置，所述数据传输装置为移动通信网络和局域无线网络中的任意一种。
[0031]优选的，上述消防救援系统，所述定位呼救器还包括主控模块、GNSS多模定位模块、气压计和电源；
[0032]所述主控模块，用于用于根据所述第一位置信息和第二位置信息计算所述定位呼救器所在的实际位置；
[0033]所述GNSS多模定位模块，用于输出接收到的卫星定位信号；
[0034]所述气压计，用于输出精确的高度信息；
[0035]所述电源，用于为定位呼救器供电。
[0036]优选的，上述消防救援系统，所述指挥平台还包括财产评估模块；
[0037]所述财产评估模块包括第二发送单元、接收单元和评估单元；
[0038]所述第二发送单元，用于向所述自建三维模型装置发送建模信号；
[0039]所述接收单元，用于接收所述自建三维模型装置反馈的灾后建筑的三维模型；
[0040]所述评估单元，用于根据灾后建筑的三维模型评估财产损失，生成财产损失数据表。
[0041]优选的，上述消防救援系统，所述指挥平台还包括导入模块，所述导入模块用于导入3DS格式的电子模型。
[0042]本发明实施例提供的一种消防救援系统，包括指挥平台和佩戴在消防人员身上的定位呼救器。定位呼救器包括惯性定位模块、有源定位模块和第一发送模块。惯性定位模块，用于采用惯性定位方式，获取当前第一位置信息；有源定位模块，用于采用有源定位的方式，获取当前第二位置信息;第一发送模块，将所述第一位置信息和第二位置信息发送给所述指挥平台；指挥平台，用于根据所述第一位置信息和第二位置信息计算所述定位呼救器所在的实际位置。本发明综合惯性定位模块和有源定位模块的定位结果，并经过算法的约束和修正后，能够得到精准的位置数据。
[0043]为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
【附图说明】
[0044]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0045]图1示出了本发明实施例提供一种消防救援系统的一个优选方案的组成示意图；
[0046]图2示出了本发明实施例所提供一种消防救援系统的另一个优选方案的组成示意图。
[0047]附图中数字代表意义如下:
[0048]10-指挥平台
[0049]H-预案生成模块
[0050]12-预案判断模块
[0051]13-财产评估模块
[0052]20-定位呼救器
[0053]21-惯性定位模块
[0054]22-有源定位模块
[0055]23-第一发送模块
[0056]30-自建三维模型装置
[0057]31-激光扫描模块
[0058]32-数据处理模块
[0059]33-第二发送模块
[0060]34-建模模块
【具体实施方式】
[0061]下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0062]目前，消防员定位方式可以根据是否需要外部设施基础分为无需外部设施辅助的自主定位方式和需要外部设施辅助两种方式。自主定位主要有惯性导航定位，需要外部设施辅助的方式主要是指需要布设定位基站的方式。但受到误差漂移、多径效应、非视距误差等影响，以上两种方式尚没有彻底解决消防员室内定位中存在的位置跳跃、精度差、普适性低的问题。基于此，本发明实施例提供的一种消防救援系统。下面通过实施例进行描述。
[0063]如图1所示，本发明实施例提供的一种消防救援系统，包括指挥平台10和佩戴在消防人员身上的定位呼救器20，定位呼救器20包括惯性定位模块21、有源定位模块22和第一发送模块23;
[0064]惯性定位模块21，用于采用惯性定位方式，获取当前第一位置信息；
[0065]有源定位模块22，用于采用有源定位的方式，获取当前第二位置信息；
[0066]第一发送模块23，用于将第一位置信息和第二位置信息发送给指挥平台10;
[0067]指挥平台10，用于根据第一位置信息和第二位置信息计算定位呼救器20所在的实际位置。
[0068]具体的，消防员在进入火场前，佩戴所述的定位呼救器20。由于每个消防人员有其特有的编号，每个消防人员佩戴的定位呼救器20也有其特有的标识，且该编号和该标识存在一一对应的关系。指挥系统中存有每个编号对应的消防人员的基本信息，便于总指挥现场直观调度和调控。
[0069]定位呼救器20采用惯性定位模块21和有源定位模块22组成的多源融合定位方式。惯性定位模块21能够在没有外部基站辅助的情况下获取定位呼救器20的位置信息，即上述第一位置信息；有源定位模块22能够以基于信号到达时间(TOA)、基于信号到达时间差(TDOA)、信号达到角(DOA)或信号强度(RSSI)的方式进行定位，得到第二位置信息。综合惯性定位模块21和有源定位模块22的定位结果(即第一位置信息和第二位置信息)，并经过算法约束和修正后，能够得到精准的位置数据(实际位置数据)，该位置数据传送至指挥平台10，指挥平台10根据所述定位呼救器实际位置信息获取消防员位置和状态。
[0070]作为本发明实施例的一个优选方案，该消防救援系统还包括自建三维模型装置30，自建三维模型装置30包括激光扫描模块31、数据处理模块32、第二发送模块33和设置在所述指挥平台中的建模模块34;
[0071 ]激光扫描模块31，用于采集建筑的建筑信息，所述建筑信息包括建筑的三维尺寸和纹理；
[0072]数据处理模块32，用于将所述建筑信息转化为数据信息；
[0073]第二发送模块33，用于将所述数据信息发送至所述建模模块34;
[0074]建模模块34，用于根据所述数据信息建立建筑的实景三维模型。
[0075]具体的，激光扫描模块31包括地面三维激光扫描仪，地面三维激光扫描仪可以实现大尺度、高精度的建筑物三维数据采集、处理工作，内置数码相机，可同时获取真彩色影像数据。利用该地面三维激光扫描仪，在消防重点单位，我们可以根据现场情况，快速制定出扫描建模规划。上述数据处理模块32为一个数据处理工作站，该数据处理工作站要处理大批量的点云数据，因此对数据处理工作站的计算机配置要求较高。在三维激光扫描仪完成数据采集之后，我们把主控工作台计算机存储的数据文件传送到数据处理工作站的计算机上，用配套的数据处理软件对扫描到的点云数据和影像数据进行实时处理与分析，建立实景三维模型。
[0076]作为本发明实施例的一个优选方案，上述惯性定位方式为惯性导航和地磁匹配中的任意一种，但不仅仅限于惯性导航和地磁匹配中的任意一种，还可以是惯性导航和地磁匹配二者的组合方式；有源定位方式为蓝牙室内定位、UWB室内定位、WIFI室内定位和Zigbee的任意一种或多种。
[0077]作为本发明实施例的一个优选方案，该消防救援系统中的指挥平台10包括预案生成模块11;
[0078]预案生成模块11包括调取单元和生成单元；
[0079]调取单元，用于调取所述三维模型；
[0080]生成单元，用于根据所述三维模型生成三维救援预案；
[0081]三维救援预案包括预案内容、火灾危险目标三维布置图、火灾危险目标消防设施三维分布图、应急救援指挥部成员信息、灭火救援力量三维部署图和人员疏散三维路线图。
[0082]本优选方案结合了前述优选方案，调取单元调取三维模型后，根据书面灭火救援预案的要求，将火灾危险目标、消防设施添加到三维模型中，以获得电子形式的三维救援预案。
[0083]具体的，上述三维救援预案可以在显示终端对建筑三维模型实现缩放、平移、旋转定位功能，从而达到对建筑不同部分(外墙、内部结构、通道、设备等)可视化漫游浏览。此处，显示终端可以设置在指挥平台10中。通过该三维救援预案，再通过每位消防员佩戴的定位呼救器20发送过来的消防员位置和状态，能第一时间查看人员在楼宇内部分布，同时还可准确能查看楼宇内部的应急设备分布，每个设备的基本信息及状态信息等，便于指挥救援人员在救援过程中及时启用。三维救援预案也将实现人员疏散路线的动画呈现。应当注意，上述三维救援预案不仅仅包括预案内容、火灾危险目标三维布置图、火灾危险目标消防设施三维分布图、应急救援指挥部成员信息、灭火救援力量三维部署图和人员疏散三维路线图等内容，还可以根据需要添加单位基本概况、应急救援指挥部成员政府有关部门。联系电话、参与救援单位有关人员通信联络表等。
[0084]作为本发明实施例的一个优选方案，指挥平台10还包括预案判断模块12;
[0085]预案判断模块12包括第一发送单元、检测单元和反馈单元；
[0086]第一发送单元，用于向所述检测单元发送目标建筑的检测信号；
[0087]检测单元，用于检测目标建筑的三维救援预案在所述指挥平台10内的存档情况；
[0088]反馈单元，用于当未检测到所述指挥平台10内存目标有建筑的三维救援预案时，提示建立三维救援预案指令。
[0089]本优选方案中，指挥平台10能够通过预案判断模块12判断是否存在三维救援预案的情况下选择工作模式。预案判断模块12中的第一发送单元向检测单元发送目标建筑的检测信号，检测单元接收到该检测信号后，开始在服务器中进行搜索，当未检测到指挥平台10内存有目标建筑的三维救援预案时，提示建立三维救援预案指令。
[0090]三维救援预案是对传统书面消防预案的升级，能够以电脑图文形式直观呈现消防预案。通过三维救援预案，可以分析出火灾隐患易发点，根据周围的环境地理位置，筛选附近可用的救火灭火资源以利用，预先制定好火灾救援方案并备案。做到未雨绸缪，防患于未然。消防三维电子预案使消防预案跳出利用率低、可操作性差的资源浪费现状。
[0091]结合前述所有优选方案，本发明实施例提供了另一个优选方案，前述指挥平台10还包括财产评估模块13，具体结构示意图如图2所示；
[0092]财产评估模块13包括第二发送单元、接收单元和评估单元；
[0093]第二发送单元，用于向自建三维模型装置30发送建模信号；
[0094]接收单元，用于接收自建三维模型装置反馈的灾后建筑的三维模型；
[0095]评估单元，用于根据灾后建筑的三维模型评估财产损失，生成财产损失数据表。
[0096]财产评估模块13能够在火灾之后通过向自建三维模型装置30发送建模信号，以使得自建三维模型装置30对厂区进行三维建模，生成灾后建筑的三维模型，与灾前的三维模型进行对比，主要是对比地物、设备、机器的变化，对火灾的财产损失第一时间评估，生成财产损失数据表，上报有关部门。
[0097]需要强调的是，上述自建三维模型装置主要是对消防重点单位进行灾前的建模，以使得该消防重点单位在受灾前就已经生成三维救援预案。对于未事先建立三维救援预案的区域，可在现场根据已经掌握的基本情况，人工自建三维模型。基于现场所建立的自建三维模型，指挥人员可以判断消防员在建筑内的概略位置，在信息沟通方面不受影响。
[0098]作为本发明实施例的一个优选方案，该消防救援系统还包括数据传输装置，数据传输装置为移动通信网络和局域无线网络中的任意一种。
[0099]作为本发明实施例的一个优选方案，定位呼救器20还包括蜂鸣器、频闪光源；
[0100]蜂鸣器，用于发送声音形式的报警信号；
[0101]频闪光源，用于发送光形式的报警信号。
[0102]包括蜂鸣器和频闪光源的定位呼救器20具备报警功能，在紧急情况下，蜂鸣器和频闪光源可以发出声光报警和远程报警等多种形式报警。报警方式分为手动报警和自动报警两种。在手动报警模式中，一旦消防员按下报警按钮，定位呼救器20中的蜂鸣器立即发出声音形式的报警信号，定位呼救器20中的频闪光源发出光形式的报警信号。同时，定位呼救器20通过数据传输装置向指挥平台10发送报警信息。在自动报警模式下，定位呼救器20可以根据消防员的静止时间长短判断其是否遇险，当静止时间超过15s不超过30s时，定位呼救器20中的蜂鸣器立即发出声音形式的报警信号，定位呼救器20中的频闪光源发出光形式的报警信号，在预报警15s内位置发生变动，则预报警解除，当静止时间超过30s时，定位呼救器20发出强声光报警，同时向指挥平台10发出报警信息。
[0103]作为本发明实施例的一个优选方案，定位呼救器20还包括主控模块、GNSS多模定位模块、气压计和电源。
[0104]主控模块，用于根据第一位置信息和第二位置信息计算定位呼救器20所在的实际位置；
[0105]GNSS多模定位模块，用于输出接收到的卫星定位信号；
[0106]气压计，用于输出精确的高度信息；
[0107]电源，用于为定位呼救器供电。
[0108]具体的，定位呼救器20中的主控模块，能够根据第一位置信息和第二位置信息计算所述定位呼救器所在的实际位置，此时，定位呼救器20中的第一发送模块23用于将实际位置信息发送给指挥平台10，而不是将第一位置信息和第二位置信息发送给指挥平台10。利用该种方式进行定位呼救器20的定位可事先在指挥平台10中进行选择。
[0109]作为本发明实施例的一个优选方案，指挥平台10还包括导入模块，导入模块优选导入3DS格式的电子模型，但不仅仅限于3DS格式的电子模型，还可以是其他标准格式的电子模型，如ob j ，max，ma，vtk，mb，stl，igs，stp0
[0110]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种消防救援系统，其特征在于，包括指挥平台和佩戴在消防人员身上的定位呼救器，所述定位呼救器包括惯性定位模块、有源定位模块和第一发送模块； 所述惯性定位模块，用于采用惯性定位方式，获取当前第一位置信息； 所述有源定位模块，用于采用有源定位的方式，获取当前第二位置信息； 所述第一发送模块，用于将所述第一位置信息和第二位置信息发送给所述指挥平台；所述指挥平台，用于根据所述第一位置信息和第二位置信息计算所述定位呼救器所在的实际位置。2.根据权利要求1所述的一种消防救援系统，其特征在于，还包括自建三维模型装置，所述自建三维模型装置包括激光扫描模块、数据处理模块、第二发送模块和设置在所述指挥平台中的建模模块； 所述激光扫描模块，用于采集建筑的建筑信息，所述建筑信息包括建筑的三维尺寸和纹理； 所述数据处理模块，用于将所述建筑信息转化为数据信息； 所述第二发送模块，用于将所述数据信息发送至所述建模模块； 所述建模模块，用于根据所述数据信息建立建筑的实景三维模型。3.根据权利要求2所述的一种消防员救援系统，其特征在于，所述惯性定位方式为惯性导航和/或地磁匹配;所述有源定位方式为蓝牙室内定位、UWB室内定位、WIFI室内定位、Zigbee任意一种或多种。4.根据权利要求2所述的一种消防员救援系统，其特征在于，所述指挥平台包括预案生成模块； 所述预案生成模块包括调取单元和生成单元； 所述调取单元，用于调取所述三维模型； 所述生成单元，用于根据所述三维模型生成三维救援预案； 所述三维救援预案包括预案内容、火灾危险目标三维布置图、火灾危险目标消防设施三维分布图、应急救援指挥部成员信息、灭火救援力量三维部署图和人员疏散三维路线图。5.根据权利要求4所述的一种消防员救援系统，其特征在于，所述定位呼救器还包括蜂鸣器、频闪光源； 所述蜂鸣器，用于发送声音形式的报警信号； 所述频闪光源，用于发送光形式的报警信号。6.根据权利要求5所述的一种消防员救援系统，其特征在于，所述指挥平台还包括预案判断模块； 所述预案判断模块包括第一发送单元、检测单元和反馈单元； 所述第一发送单元，用于向所述检测单元发送目标建筑的检测信号； 所述检测单元，用于检测目标建筑的三维救援预案在所述指挥平台内的存档情况；所述反馈单元，用于当未检测到所述指挥平台内存目标有建筑的三维救援预案时，提示建立三维救援预案指令。7.据权利要求6所述的一种消防员救援系统，其特征在于，还包括数据传输装置，所述数据传输装置为移动通信网络和局域无线网络中的任意一种。8.根据权利要求1所述的一种消防员救援系统，其特征在于，所述定位呼救器还包括主控模块、GNSS多模定位模块、气压计和电源； 所述主控模块，用于根据所述第一位置信息和第二位置信息计算所述定位呼救器所在的实际位置； 所述GNSS多模定位模块，用于输出接收到的卫星定位信号； 所述气压计，用于输出精确的高度信息； 所述电源，用于为定位呼救器供电。9.根据权利要求8所述的一种消防员救援系统，其特征在于，所述指挥平台还包括财产评估t吴块； 所述财产评估模块包括第二发送单元、接收单元和评估单元； 所述第二发送单元，用于向所述自建三维模型装置发送建模信号； 所述接收单元，用于接收所述自建三维模型装置反馈的灾后建筑的三维模型； 所述评估单元，用于根据灾后建筑的三维模型评估财产损失，生成财产损失数据表。10.根据权利要求9所述的一种消防员救援系统，其特征在于，所述指挥平台还包括导入模块，所述导入模块用于导入3DS格式的电子模型。
【文档编号】G01C21/16GK105976563SQ201610518994
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月1日
【发明人】杨德森, 杨军平
【申请人】青岛市光电工程技术研究院