CN109658309A - 一种城市应急救援感知平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种城市应急救援感知平台，包括数据通讯网络、基于云计算平台的数据处理服务器、第三方辅助服务器、子数据服务器、远程操控平台、终端操控平台及终端执行单元，远程操控平台通过数据通讯网络分别与基于云计算平台的数据处理服务器、第三方辅助服务器、终端操控平台及与终端操控平台连接的各子数据服务器和终端执行单元间相互连接。本发明基于物联网技术的应急救援感知平台，建立灾害现场救援人员分布感知，一线战斗人员现场综合信息智能感知、灾害现场实时信息采集与指挥、现场进攻线路智能管理等***来实现灾害现场受困人员、灾害现场、救援现场周边等相关信息的实时感知。
Description
技术领域
本发明涉及一种城市应急救援感知平台，属信息通讯技术领域。
背景技术
随着城市化、工业化进程的加快，大型人为灾害、自然灾害的处置对于应急救援机构进行应急救援工作提出了更新、更高的要求，往往需要救灾应急***需要具备全面快速的数据通讯、处理能力；需要具备能够对社会资源进行有效统筹规划的能力，需要具备精准及时的现场态势感知及救灾单元监控管理能力及需要具备对灾害救助中突发灾害的预判和应急反应应对能力，而当前所采用的基于单一的互联网结构为基础，进行音频信息、简单图文信息传递方式的应急服务网络已经无法有效满足实际救灾工作的需要，因此针对以上问题，迫切需要开发一种全新的城市应急救援感知***，以满足当前实际城市救灾工作的需要。
发明内容
本发明目的就在于克服上述不足，提供一种城市应急救援感知平台。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：
一种城市应急救援感知平台，包括数据通讯网络、基于云计算平台的数据处理服务器、第三方辅助服务器、子数据服务器、远程操控平台、终端操控平台及终端执行单元，其中远程操控平台、终端操控平台均至少一个，且每个远程操控平台和每个终端操控平台均与至少一个子数据服务器间通过数据通讯网络相互连接，且每个终端操控平台另与若干终端执行单元间通过数据通讯网络相互连接，其中远程操控平台另通过数据通讯网络分别与基于云计算平台的数据处理服务器、第三方辅助服务器、终端操控平台及与终端操控平台连接的各子数据服务器和终端执行单元间相互连接，基于云计算平台的数据处理服务器通过数据通讯网络分别与第三方辅助服务器、终端操控平台及与终端操控平台连接的子数据服务器前相互连接。
进一步的，所述的基于云计算平台的数据处理服务器、远程操控平台连接的子数据服务器均以MySQL数据库为主，终端操控平台所连接的子数据服务器采用SQLite数据库。
进一步的，所述的数据通讯网络为互联网和物联网共同构成。
进一步的，所述的第三方辅助服务器包括GNSS卫星导航服务器、GIS地理信息***服务器。
进一步的，所述的远程操控平台、终端操控平台均包括计算机、电子沙盘、移动通讯终端中的任意一种或几种共同构成。
进一步的，所述的终端执行单元包括远程视频信息采集装置、音频通讯装置、视频通讯装置、便携式卫星导航定位装置及移动智能通讯终端中的任意一种或几种共用。
进一步的，所述的基于云计算平台的数据处理服务器、第三方辅助服务器、子数据服务器、远程操控平台、终端操控平台及终端执行单元之间均采用基于TCP协议的即时通信框架，同时基于TCP协议的即时通信框架中采用SSL通讯协议，并基于SSL通讯协议分别为数据处理服务器、第三方辅助服务器、子数据服务器、远程操控平台、终端操控平台及终端执行单元设置身份识别***。
进一步的，所述的身份识别***中包括身份验证密码、***登录日志记录、任务日志记录及数据通讯备份记录，且所述的身份验证密码、***登录日志记录、任务日志记录及数据通讯备份记录分别保存在基于云计算平台的数据处理服务器和子数据服务器中。
本发明基于物联网技术的应急救援感知平台，建立灾害现场救援人员分布感知，一线战斗人员现场综合信息智能感知、灾害现场实时信息采集与指挥、现场进攻线路智能管理等***来实现灾害现场受困人员、灾害现场、救援现场周边等相关信息的实时感知，进而实现应急救援指挥的智能化管理，提高应急救援能力，较传统的灾害应急***具有突出的信息可视化、数据处理智能化、操控管理灵活化等优势。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明按照软件以及业务逻辑可划分为5层结构示意图；
图3为本发明按照网络拓扑上可分为三个模块结构示意图；
图4为本发明按照业务和结构上可以分成三个大***集合结构示意图。
具体实施方式
如图1-4所示，一种城市应急救援感知平台，包括数据通讯网络、基于云计算平台的数据处理服务器、第三方辅助服务器、子数据服务器、远程操控平台、终端操控平台及终端执行单元，其中远程操控平台、终端操控平台均至少一个，且每个远程操控平台和每个终端操控平台均与至少一个子数据服务器间通过数据通讯网络相互连接，且每个终端操控平台另与若干终端执行单元间通过数据通讯网络相互连接，其中远程操控平台另通过数据通讯网络分别与基于云计算平台的数据处理服务器、第三方辅助服务器、终端操控平台及与终端操控平台连接的各子数据服务器和终端执行单元间相互连接，基于云计算平台的数据处理服务器通过数据通讯网络分别与第三方辅助服务器、终端操控平台及与终端操控平台连接的子数据服务器前相互连接。
其中，所述的基于云计算平台的数据处理服务器、远程操控平台连接的子数据服务器均以MySQL数据库为主，终端操控平台所连接的子数据服务器采用SQLite数据库，且所述的数据通讯网络为互联网和物联网共同构成。
优选的，所述的第三方辅助服务器包括GNSS卫星导航服务器、GIS地理信息***服务器，所述的远程操控平台、终端操控平台均包括计算机、电子沙盘、移动通讯终端中的任意一种或几种共同构成，所述的终端执行单元包括远程视频信息采集装置、音频通讯装置、视频通讯装置、便携式卫星导航定位装置及移动智能通讯终端中的任意一种或几种共用。
此外，所述的基于云计算平台的数据处理服务器、第三方辅助服务器、子数据服务器、远程操控平台、终端操控平台及终端执行单元之间均采用基于TCP协议的即时通信框架，同时基于TCP协议的即时通信框架中采用SSL通讯协议，并基于SSL通讯协议分别为数据处理服务器、第三方辅助服务器、子数据服务器、远程操控平台、终端操控平台及终端执行单元设置身份识别***。
与此同时，所述的身份识别***中包括身份验证密码、***登录日志记录、任务日志记录及数据通讯备份记录，且所述的身份验证密码、***登录日志记录、任务日志记录及数据通讯备份记录分别保存在基于云计算平台的数据处理服务器和子数据服务器中。
本发明在实际运行中：
本平台按照软件以及业务逻辑可划分为5层结构：
1.运行环境，平台中的应用服务都运行于云主机中；
2.数据库，平台数据库以MySQL数据库为主，而移动端存储本地数据则使用SQLite数据库；
3.数据层，主要负责数据获取、保存以及一些数据处理；
4.业务层，实现平台主要的业务逻辑操作；
5.用户层，主要分为指挥中心操作终端与前场的救援队伍以及战士操作的执行终端；
其中，作战记录是将一次指挥作战中的所有信息进行记录保存入库，权限控制则是对登录用户进行权限的区分，以严格控制不同用户的操作权限。
本平台从网络拓扑上可分为三个模块：
作战执行终端，指挥中心终端，以及支撑应用的云服务器。作战执行终端和指挥中心以及应用服务之间通过4G网络进行通信，指挥中心和应用服务之间则可以通过WIFI网络进行数据交换和通信。
本平台从业务和结构上可以分成三个大***集合：
应急救援力量调度指挥感知，灾害现场处置力量分布感知，灾害现场态势感知***。三位一体，从而保证了作战指挥平台的响应迅速、操作流畅、信息丰富等特点。
本平台在实际使用和操作中，集中体现了以下优势及技术：
1.作战指挥数据存储并可复盘推演
作战指挥过程中的语音、路线等数据都会被应用服务进行持久化保存，平台后期增加复盘推演功能，可以对已保存数据进行复盘推演，再现作战指挥的每一个真实场景。该技术需要解决：
a)自动记录从接警、指挥地点、中队出动、到场、进攻、完成待命等的一系列全过程的数据信息；
b)记录应同时包含指挥中心、中队等不同指挥单元以及作战单元的数据；
c)需要记录语音指令数据、现场视频、文字回传数据，以及涉及到的消防设施情况；
d)回溯可按照时间轴进行展现，可跳转到某一时刻点查看当前时刻数据信息。
2.大数据技术应用
数字化预案平台内现有重点单位的基础数据以及周边环境信息，前期进行了详细的数据采集。智能集成这些数据在平台里进行***化，结构化的利用，是平台需要解决的关键技术。该技术需要解决：
a)平台自动获取灾害发生地点的信息数据以及周边有效数据，迅速响应；
b)通过GIS的缓冲区功能获取一定范围内的基础数据
平台请求接口均实现restful风格标准，这样可以减少集成开发的难度，统一数据交换的形式，有利于后期的平台扩展与第三方接入。
3.应急救援力量调度指挥感知
建立车辆现场采集终端与指挥中心通信信道，通过综合分析判别，分析匹配最适合的可调度的车辆位置，同时进行面向大量终端的数据处理和压力均衡处理，满足城市大范围内同时对多车辆实时监测信息的并发处理需求。
a)利用RFID实现车辆出入库情况感知
在车辆出入口设置数据采集装置，车顶安装RFID芯片，形成信号的读取采集交互，通过网络汇总到平台。
b)利用卫星及GPS+GIS实现位置及运动轨迹感知
卫星及GPS定位技术以及网络辅助定位，指挥中心可以很好地在GIS平台上查看各个中队的行动轨迹，平台在下达目标地点时，会自动规划路线，并可实现在应用内的行车路线导航。
c)利用Netty的即时通信技术指令接收反馈感知
语音视频以及文字的通信采用开源框架Netty，基于java nio模型与TCP通信协议实现的即时通信模块，可处理高并发的消息通信以及多种格式的数据传输。为平台通信的顺畅、及时提供技术保障。
d)利用车载传感器实现车辆工作状态感知
通过在车辆重要部位设置传感器对救援车辆发动机、水泵水(泡沫)箱、电瓶等关键参数进行采集，信息实时回传平台，为指挥调度提供依据。
4.灾害现场处置力量分布感知
为实现应急救援作战的有序化、规范化，避免现场杂乱，提高作战能力，实现人与装备的最佳结合，必须优化现场车辆的分布感知，获取现场车辆的位置，数量、工作状态，使指挥中心对车辆资源有效匹配编组，充分发挥各类车辆的作战能力。
a)利用卫星及GPS+GIS实现灾害现场车辆分布感知
b)利用车载传感器实现车辆战斗及工作状态感知
5.灾害现场态势感知
灾害态势事对能够引起灾害态势发生的关键要素进行获取、处理、显示，同时预测未来的发展趋势。为了实现对灾害现场的态势感知，需要应急部队时间发展，不断掌握灾情信息、受灾人员信息、环境信息等关键因素，对灾害发展保持预测和感知能力。利用现有数字化预案信息采用机器学习方式构建灾害现场信息感知、受灾人员位置信息感知、环境信息感知等子模块，为成功实施应急救援提供数据模型。
此外，本平台在现成人员、设备与管理数据分析管理及调度服务平台之间进行数据通讯和现场定位管理时：
首先搭建基于TCP协议的即时通信框架，规划完成基于TCP协议的即时通信框架，用于支撑平台的点对点通信，以及多方同时通信需求。该框架基于java nio开源技术netty实现无阻塞的实时通信，快速地将语音消息在指挥中心终端与救援队伍终端之间传递，该框架负责连接业务层与pad终端，接收pad终端上传的音视频、图像、文字信息，解析后传递给相关的业务逻辑接口，从而实现记录的保存，与此同时，框架也向作战过程中的其他终端广播消息，实现多方通信的目的；
然后集成实时路况信息的移动端地图导航，规划在救援队伍移动终端，实现根据实时路况信息的地图导航功能。Pad端不需要安装地图APP，在应用平台内自行实现驾车导航并可根据当时路况拥堵情况给出最优路径规划，从而减少救援队伍到达任务点的时间，同时，指挥中心在指挥终端也可更好地查看每个救援队伍的实际行驶路线。
接着集成第三方轨迹管理服务实现实时轨迹，基于第三方的轨迹管理服务，可以构建精准且高性能的轨迹管理功能模块，支持实时轨迹追踪、历史轨迹查询，作战指挥过程中救援队伍的行动轨迹、实时路线都可在移动端实时展现，并可统计行驶里程，给出预计到达时间等。
最后使用GIS地理围栏技术获取队伍位置状态，采用地理围栏技术，对中队将要前往救援的任务点创建POI地理围栏，在救援队伍(或战士)到达相关的地理围栏内时，平台自动通知指挥中心；在任务开始后，队伍在地理围栏内停留超过设定时间，平台自动提醒指挥中心当前队伍正在进行任务；救援队伍完成队伍后，离开地理围栏时，平台自动提醒指挥中心当前队伍正在撤离。利用地理围栏技术，指挥中心可以实时知晓救援队伍与设定任务点的位置关系，且在救援过程中，无需占用队伍操作时间，平台会自动上报指挥中心终端当前状态。
从而实现远程对现场救灾布局监管及调度的能力。
本发明基于物联网技术的应急救援感知平台，建立灾害现场救援人员分布感知，一线战斗人员现场综合信息智能感知、灾害现场实时信息采集与指挥、现场进攻线路智能管理等***来实现灾害现场受困人员、灾害现场、救援现场周边等相关信息的实时感知，进而实现应急救援指挥的智能化管理，提高应急救援能力，较传统的灾害应急***具有突出的信息可视化、数据处理智能化、操控管理灵活化等优势。
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。
Claims (8)
1.一种城市应急救援感知平台，其特征在于：所述的城市应急救援感知平台包括数据通讯网络、基于云计算平台的数据处理服务器、第三方辅助服务器、子数据服务器、远程操控平台、终端操控平台及终端执行单元，其中所述的远程操控平台、终端操控平台均至少一个，且每个远程操控平台和每个终端操控平台均与至少一个子数据服务器间通过数据通讯网络相互连接，且每个终端操控平台另与若干终端执行单元间通过数据通讯网络相互连接，其中所述的远程操控平台另通过数据通讯网络分别与基于云计算平台的数据处理服务器、第三方辅助服务器、终端操控平台及与终端操控平台连接的各子数据服务器和终端执行单元间相互连接，所述的基于云计算平台的数据处理服务器通过数据通讯网络分别与第三方辅助服务器、终端操控平台及与终端操控平台连接的子数据服务器前相互连接。
2.根据权利要求1述的一种城市应急救援感知平台，其特征在于：所述的基于云计算平台的数据处理服务器、远程操控平台连接的子数据服务器均以MySQL数据库为主，终端操控平台所连接的子数据服务器采用SQLite数据库。
3.根据权利要求1述的一种城市应急救援感知平台，其特征在于：所述的数据通讯网络为互联网和物联网共同构成。
4.根据权利要求1述的一种城市应急救援感知平台，其特征在于：所述的第三方辅助服务器包括GNSS卫星导航服务器、GIS地理信息***服务器。
5.根据权利要求1述的一种城市应急救援感知平台，其特征在于：所述的远程操控平台、终端操控平台均包括计算机、电子沙盘、移动通讯终端中的任意一种或几种共同构成。
6.根据权利要求1述的一种城市应急救援感知平台，其特征在于：所述的终端执行单元包括远程视频信息采集装置、音频通讯装置、视频通讯装置、便携式卫星导航定位装置及移动智能通讯终端中的任意一种或几种共用。
7.根据权利要求1述的一种城市应急救援感知平台，其特征在于：所述的基于云计算平台的数据处理服务器、第三方辅助服务器、子数据服务器、远程操控平台、终端操控平台及终端执行单元之间均采用基于TCP协议的即时通信框架，同时基于TCP协议的即时通信框架中采用SSL通讯协议，并基于SSL通讯协议分别为数据处理服务器、第三方辅助服务器、子数据服务器、远程操控平台、终端操控平台及终端执行单元设置身份识别***。
8.根据权利要求1述的一种城市应急救援感知平台，其特征在于：所述的身份识别***中包括身份验证密码、***登录日志记录、任务日志记录及数据通讯备份记录，且所述的身份验证密码、***登录日志记录、任务日志记录及数据通讯备份记录分别保存在基于云计算平台的数据处理服务器和子数据服务器中。
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