本发明涉及紧急救援技术领域，尤其涉及一种救援人员室内搜救方法。
背景技术：
随着经济和城市建设的快速发展，地下商业广场、地下娱乐场所、地下大型超市等一大批地下建筑明显增多，且发展方向为规模大、功能多，给人民的生活带来了许多方便。但地下建筑封闭性强、人员流量大、出入口少等方面的特点，导致其发生火灾后所造成的后果非常严重。
目前的搜救主要靠携带手持电台的搜救人员的经验开展，在实际的使用过程中通过通话确定搜救人员的方位和状态，但是该方法无法解决人员集体行动时人员定位、状态监测和指挥的问题。搜救过程中救援人员无法了解自己和队员的位置等信息，在出现危急情况的时候不能及时有效地相互支援，很容易导致伤亡。同时，指挥员和现场人员不能掌握救援人员的实时位置及状况，无法立即对救援人员面对的情况做出正确判断和合理的指挥，很难实现需要的搜救的区域全覆盖。整个搜救过程中存在搜救效率不高、存在死角、搜救人员安全无法保障的问题。
技术实现要素：
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种救援人员室内搜救方法，用以解决现有技术中存在的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
在基于本发明的一个实施例中，提供了一种救援人员室内搜救方法，包括以下步骤：
步骤S1、设备初始化；
步骤S2、响应于救援目标建筑物的特征信息，指挥装置建立并在界面上显示目标场所的三维地图；
步骤S3、指挥装置自动根据需要搜救的区域、救援人员的实时位置以及建筑物三维模型，计算出最佳搜救策略；
步骤S4、救援人员根据指挥装置发出的指示，按照最佳搜救策略进行搜救；
步骤S5、指挥装置根据携带装置传输的信息更新救援人员状态、运动轨迹，预测完成任务的时间并准备救助。
在基于本发明的另一个实施例中，步骤S1具体包括：
救援人员携带的体征感知装置与携带装置完成匹配并建立双向连接；救援人员携带的携带装置和在救援指挥中心的指挥装置建立双向连接；
具体地，携带装置上电自检，通过蓝牙向体征感知装置发送唤醒命令，携带装置的携带端蓝牙电路与体征感知装置的体征感知端蓝牙电路完成匹配并建立双向连接；体征感知装置完成自检，并将自检结果发送给携带装置；携带装置和指挥装置通过无线数传通讯电路建立双向连接，通过无线数传模块将体征感知装置、携带装置的自检数据发送给指挥装置，指挥装置在显示界面显示体征感知装置和携带装置的状态。
在基于本发明的另一个实施例中，步骤S2具体包括：
首先，在内部地图数据库中查找救援目标建筑物的地图信息，
如果救援目标建筑物有事先绘制好的三维模型，则指挥装置自动在地图数据库中查找定位救援目标建筑物的位置并调用救援目标建筑物的三维模型；如果没有，指挥装置自动从地图数据库中识别救援目标建筑物的外框，并将该轮廓做为建筑物的外围轮廓，且根据人员的移动位置逐步向上或向下建立救援目标建筑物的三维模型；
然后在界面上呈现出救援目标建筑物的三维模型，建立楼层结构，画出安全通道、行走通道，标记消防设备以及功能区域，同时在界面上标识出需要搜救的区域、救援人员的实时位置。
在基于本发明的另一个实施例中，最佳搜救策略包括：搜救范围、所有的搜救人员及人员编号、每一位人员负责的搜救的区域、其搜救的路线、搜救的先后循序、重点搜救的位置、搜救过程发生危险的最佳撤离路线、搜救注意事项、中继装置的安放位置及中继装置覆盖的范围。
在基于本发明的另一个实施例中，步骤S4还包括：
当人员的行动区域或路线偏离预先规划好的搜救的区域、搜救的路线时，指挥装置通过无线数传通讯电路将提示信息发送至携带装置，携带装置通过语音的方式告知该人员正确的路线，直至该人员回归到预先规划好的搜救的区域、搜救的路线为止；或者，根据该搜救人员上报的最新信息调整搜救策略。
在基于本发明的另一个实施例中，步骤S5具体包括：
步骤S51、携带装置每隔固定的周期将人员的生理信息、人员的运动状态信息和行动方向及位置信息发送给指挥装置；
步骤S52、指挥装置根据接收到的信息同步携带装置所在地图上的位置及救援人员的生理信息和运动状态信息，并在地图上采用不同颜色的路线同步救援人员的运动轨迹；
步骤S53、指挥装置监测搜救人员的状态及预测完成任务的时间，当预测某个救援人员可能无法完成救援任务时，指挥装置根据现场救援人员的分布，向附近的救援人员下达帮助该救援人员的指令；当某个救援人员搜救完自己负责的所有区域后，指挥装置会根据整体搜救的进度和搜救状态下达其他指令比如帮助附近的其他救援人员完成救援任务，直至整体搜救任务完成。
在基于本发明的另一个实施例中，携带装置与附近其他携带装置进行蓝牙匹配，将自身的位置信息发送给其它的携带装置，用以实现人员间的辅助定位和位置的相互修正；同时，在某个携带装置无法完成与指挥装置之间通讯时，该携带装置向周围其它携带装置发送求助请求，接收到该携带装置求助请求的其他携带装置，将该携带装置人员的生理信息、人员的运动状态信息和行动方向及位置信息发送给指挥装置。
在基于本发明的另一个实施例中，在救援人员的携带装置上电自检后，为每个携带装置确定一个唯一标识。
本发明有益效果如下：
本系统采用救援人员室内搜救系统与指挥装置引导相结合的方式，指挥装置结合搜救的建筑物三位地图信息制定搜救策略，并根据人员的运动状态信息和行动方向及位置信息对搜救人员指挥调度；根据人员的生理信息及现场搜救实际环境保障人员的安全，从而解决搜救效率不高、存在死角、搜救人员安全无法保障的问题。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为一种救援人员室内搜救方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
根据本发明的一个具体实施例，公开了一种救援人员室内搜救方法，包括以下步骤，流程图如图1所示：
步骤S1、设备初始化；
将救援人员携带的体征感知装置与携带装置完成匹配并建立双向连接；将救援人员携带的携带装置和在救援指挥中心的指挥装置建立双向连接；具体地，
携带装置上电自检，通过蓝牙向体征感知装置发送唤醒命令，携带装置的携带端蓝牙电路与体征感知装置的体征感知端蓝牙电路完成匹配并建立双向连接；体征感知装置完成自检，并将自检结果发送给携带装置；携带装置和指挥装置通过无线数传通讯电路建立双向连接，通过无线数传模块将体征感知装置、携带装置的自检数据发送给指挥装置，指挥装置在显示界面显示体征感知装置和携带装置的状态。
优选地，在救援人员的携带装置上电自检后，为每个携带装置确定一个唯一标识。
步骤S2、响应于救援目标场所的特征信息，指挥装置建立并在界面上显示目标场所的三维地图；具体地，
首先，在内部地图数据库中查找该建筑物的地图信息，
如果目标建筑物有事先绘制好的三维模型，则指挥装置自动在地图数据库中查找定位所要进入的建筑物的位置并调用建筑物的三维模型；如果没有，指挥装置自动从地图数据库中识别进入的建筑物的外框，并将该轮廓做为建筑物的外围轮廓，且根据人员的移动位置逐步向上或向下建立建筑物的三维模型；
然后在界面上呈现出该建筑物三维模型，建立楼层结构，画出安全通道，行走通道，标记消防设备以及功能区域，同时在界面上标识出需要搜救的区域、救援人员的实时位置；
步骤S3、指挥装置自动根据需要搜救的区域、救援人员的实时位置以及建筑物三维模型，计算出最佳搜救策略，最佳搜救策略包括：搜救范围、所有的搜救人员及人员编号、每一位人员负责的搜救的区域、其搜救的路线、搜救的先后循序、重点搜救的位置、搜救过程发生危险的最佳撤离路线、搜救注意事项、中继装置的安放位置及中继装置覆盖的范围；
步骤S4、救援人员根据指挥装置发出的指示，按照最佳搜救策略进行搜救。
具体地，
当人员的行动区域或路线偏离预先规划好的搜救的区域、搜救的路线时，指挥装置通过无线数传通讯电路将提示信息发送至携带装置，携带装置通过语音的方式告知该人员正确的路线，直至该人员回归到预先规划好的搜救的区域、搜救的路线为止；或者，根据该搜救人员上报的最新信息调整搜救策略。
当搜救人员在搜救过程中发现危险区域和危险品时，将该信息通过携带装置发送给指挥装置，经指挥人员确认后，在建筑物三维模型进行标识，同时向救援人员下达对危险区域和危险品的处理意见，由救援人员采取相应的措施；
当某个救援人员在救援过程中可能发生危险需要进行撤离时，指挥装置自动规划出该救援人员的最佳撤离路线并发送发到相应救援人员的携带装置。
救援过程中，指挥装置根据携带装置发送回来的信息实时计算是否所有的携带装置都在可覆盖通讯范围内；当某个携带装置可能会超出该范围，指挥装置根据规划的路线提醒该救援人员在某个位置放置中继装置，以保证后续的通讯畅通。
当某个救援人员在救援过程中需要其他救援人员的帮助，指挥装置自动规划出其他救援人员到达该救援人员的路线并发送相应救援人员的携带装置；当救援任务需要两个以上救援人员协同完成时，指挥装置自动规划出每个救援人员的行动路线并发送到相应救援人员的携带装置。
更优的，指挥装置获取自身位置数据与指挥装置内部地图数据库相匹配，确定指挥装置所在地图上的位置及周围的建筑物环境；指挥装置接收携带装置发送过来的位置信息与指挥装置内部地图数据库相匹配，确定携带装置所在地图上的位置，并在地图上采用不同颜色的人形符号标识出来；搜救人员在搜救过程中发现与建筑物三维模型不一致时，将该信息通过携带装置发送给指挥装置，经指挥人员确认后，对建筑物三维模型进行模型重构；在携带装置未进入建筑物内部前，所有的建筑物用立体框图表示，并在立体框图上标识出该建筑物的名称。
步骤S5、指挥装置根据携带装置传输的信息更新救援人员状态、运动轨迹，预测完成任务的时间并准备救助，具体地，
步骤S51、体征感知装置每隔固定的周期T0将救援人员的生理信息通过蓝牙发送给匹配的携带装置，人员的生理信息包括：心电、血压、体温、血氧、呼吸信息；
携带装置每隔固定的周期T1(T1≤T0)通过解算内部传感器的数据并结合人体运动模态及当前人员的位置分析，推算出该人员的运动状态信息和行动方向及位置信息，运动状态信息包括：站立、行走、跑步、上楼、下楼、卧倒；
携带装置每隔固定的周期T0将人员的生理信息、人员的运动状态信息和行动方向及位置信息发送给指挥装置；
步骤S52、指挥装置根据接收到的信息同步携带装置所在地图上的位置及救援人员的生理信息和运动状态信息，并在地图上采用不同颜色的路线同步救援人员的运动轨迹。
步骤S53、指挥装置监测搜救人员的状态及预测完成任务的时间，并准备救助，包括：
指挥装置在建筑物三维模型上对每一位搜救人员完成的区域进行标识，指挥装置根据前期的搜救效率预计出接下来的搜救时间t1。
指挥装置会根据每个人员的生理信息、运动状态信息及结合该人员前期的身体数据，综合判断该人员在相同负荷下的工作时间t2，通过比较t1、t2的大小判断救援人员能否完成分配的搜救任务，当测得某个救援人员的数据t1≥t2时，执行步骤S531，否则执行S532。
步骤S531、指挥装置根据现场救援人员的分布，向附近的救援人员下达帮助该救援人员的指令。
步骤S532、救援人员搜救完自己负责的所有区域后，指挥装置会根据整体搜救的进度和搜救状态下达其他指令比如帮助附近的其他救援人员完成救援任务，直至整体搜救任务完成。
更优，携带装置与附近其他携带装置进行蓝牙匹配，将自身的位置信息发送给其它的携带装置，用以实现人员间的辅助定位和位置的相互修正；同时，在某个携带装置无法完成与指挥装置之间通讯时，该携带装置向周围其它携带装置发送求助请求，接收到该携带装置求助请求的其他携带装置，将该携带装置人员的生理信息、人员的运动状态信息和行动方向及位置信息发送给指挥装置。
综上所述，本发明实施例提供了一种救援人员室内搜救方法，其有益效果：
本系统采用救援人员室内搜救系统与指挥装置引导相结合的方式，指挥装置结合搜救的建筑物三位地图信息制定搜救策略，并根据人员的运动状态信息和行动方向及位置信息对搜救人员指挥调度；根据人员的生理信息及现场搜救实际环境保障人员的安全，从而解决搜救效率不高、存在死角、搜救人员安全无法保障的问题。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。