基于大数据分析的智慧隧道智慧应急定位导航系统的制作方法

本发明属于大数据及智慧应急导航领域

背景技术：

隧道一旦发生事故，例如渗水、火灾、重大交通事故等，由于现场空间所限，救援工作展开存在诸多困难。基于大数据分析的隧道智慧应急导航系统，可实现人员及车辆的定位及导航、通信、广播、环境监测等多种功能，为辅助人员和车辆快速逃离事故现场及现场救援指挥提供帮助。

技术实现要素：

本发明提供基于大数据分析的智慧隧道智慧应急定位导航系统。系统主要包括多功能综合服务器、通信定位导航微基站、环境监测传感器、定位导航终端。系统主要功能有：着火点定位、人员/车辆定位、基于车辆位置通知应急联动信息、支持微信公众号的信息发布，实时位置查询、通信功能。

基于大数据分析的智慧隧道智慧应急定位导航系统架构参见图1。

基于大数据分析的智慧隧道智慧应急定位导航系统涉及，网络拓扑结构分为三层，描述如下：

第一层为终端层(也称作用户层)，负责有效的各类数据采集，包括进入到隧道的人员/车辆(人员携带含wifi功能的智能手机(wifi功能开启状态))、高清固定摄像机(采集视频数据)、烟雾传感器(采集烟感数据)、温度传感器(采集温度、湿度数据)、风速风向传感器(采集隧道里的风速、风向数据)等设备；

第二层是网络层，该层由通信定位导航微基站组成无线局域网，提供通信传输管道，负责信息传递；

第三层为应用层，该层由隧道上位机系统、项目部云平台和集团云平台组成；

所述着火点定位功能是通过烟感、温感、风速等传感器(监测部门提供信息)以及人员报警时推算位置，可确定着火点的位置坐标以及扩散蔓延的范围，以隧道里程(dk大里程+小里程)为坐标系。

所述人员/车辆定位功能是通过通信定位导航微基站对进入隧道的人员/车辆进行隧道内定位(服务于具有wifi功能的智能终端(wifi开启状态下))，以隧道里程(dk大里程+小里程)为坐标系。

基于车辆位置通知应急联动消息原理参见图2。

所述基于车辆位置通知应急联动信息功能，应急导航系统同整个隧道的大屏系统和广播系统实现对接和联动，根据定位出的车辆位置和各路段分布情况，给出大屏应显示的联动信息。

所述微信公众号信息发布，位置查询功能：针对具有wifi功能的智能终端(wifi开启状态下)，在隧道应急情况下，关注“xx隧道应急导航”微信公众号，在应急情况下会在公众号中实时发布着火点位置，逃生口位置数据，并引导人员向最短的逃生通道逃离现场。

所述通信功能，通过通信定位导航微基站，在开启wifi并连接上无线局域网时，可支持在突发紧急情况下，通过本系统和外界进行的微信语音、微信文字、以及微信/qq视频通信等。

附图说明

图1为基于大数据分析的智慧隧道智慧应急定位导航系统架构；

图2为基于车辆位置通知应急联动消息原理图；

图3为通信定位导航微基站部署方案；

图4.为智慧应急导航系统中的通信功能示意图。

具体实施方式

如附图3所示，通信定位导航微基站，根据实际的隧道情况，由于需提供在紧急情况下的通信功能，以及定位导航功能，部署规则按照每100m部署一台，进出口必须个部署一台，并且要避开隧道每节缝隙和有遮挡的地方，部署位置在隧道的侧面(依据供电系统：如从照明处接出电源)。

着火点的位置推算中，智能终端或者传感器的采集数据、传感器的mac地址(id号)、传感器部署的位置(隧道local坐标系，dk大里程+小里程)是关键数据，通过后台的大数据分析处理可以确定事发地点的位置。

着火点位置的估计取决于各类传感器部署的密度和站间距，理论上的最差定位精度为传感器的部署间距的1/2。这里主要运用的传感器有两种，包括烟雾探测和温湿度传感器，假设以50米间距部署，烟雾传感器和温湿度传感器错开25米(理论上定位精度可达12.5米)，并结合视频联动，着火点位置的平均定位精度在10米左右。

基于车辆位置通知应急联动消息，用到的数据包括火灾中人员的位置数据，人员所持手机的身份识别数据(采用wifi联入系统，可识别出所持终端的mac地址和ip地址，可通过这两个具体地址来进行寻址和用户区分)，着火点的位置数据，该人员的位置数据，应急逃生口的分布数据。

应急导航系统同整个隧道的大屏系统和广播系统实现对接和联动，根据定位出的车辆位置和各路段分布情况，给出大屏应显示的联动信息。

通知人员开启wifi，自动连上隧道内无线局域网，关注“xx隧道应急导航”微信公众号，在应急情况下会在公众号中实时发布着火点位置，逃生口位置数据，并引导人员向最短的逃生通道逃离现场。开启wifi时能够查询实时的车辆位置。

通过两种可选的可靠方式，为应急情况下的逃生增加了安全保障。

如附图4所示，在发生应急情况时，比如火灾场景，如果正常的移动、联通、电信网络发生拥塞，可提供承载在wifi通道上的隧道内通信，支持如微信语音、微信文字、微信视频等功能，通过mifi设备，将隧道外围的移动公网信号通过通信定位导航微基站有效的延伸到隧道内，为通信提供有效的解决手段。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种基于大数据分析的智慧隧道智慧应急定位导航系统。系统主要功能有：着火点定位、人员/车辆定位、基于车辆位置通知应急联动信息、支持微信公众号的信息发布，实时位置查询、通信功能。当隧道一旦发生事故，例如渗水、火灾、重大交通事故等，基于大数据分析的智慧隧道智慧应急定位导航系统，可实现人员及车辆的定位及导航、通信、广播、环境监测等多种功能，为辅助人员和车辆快速逃离事故现场及现场救援指挥提供帮助。

技术研发人员：肖登坤;吴彤;魏强;张晓东
受保护的技术使用者：北京金坤科创技术有限公司
技术研发日：2017.07.20
技术公布日：2019.03.05