CN104850941A - 一种基于gis的人员动态定位调度指挥系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于GIS的人员动态定位调度指挥系统，包括卫星定位系统、现场通讯装置、中继基地台、系统平台服务器、数据库和后台终端；所述现场通讯装置包括定位模块、现场数据采集模块和显示模块，所述定位模块经由卫星定位系统确定现场通讯装置的具体位置坐标，现场数据采集模块采集现场的相关信息，所述位置坐标和相关信息经由中继基地台发送至系统平台服务器，系统平台服务器结合数据库对位置坐标和相关信息进行处理，处理后的数据发送至后台终端，后台终端发送控制指令，反向传输至现场通讯装置。本发明在传统的语音通讯外结合画面辅助，利用电子地图，是后台指挥官更轻易的掌握现场咨询，更精确的下达命令。

Description

一种基于GIS的人员动态定位调度指挥系统

技术领域

本发明公开了一种基于GIS的人员动态位调度指挥系统，涉及无线通信与定位技术领域。

背景技术

目前所知的人员指挥调度系统大都为UHF或VHF的语音通讯。后台指挥官必须位于较高点或是随身摄像头才能鸟瞰全局，但限于障碍物与死角，很难下达较为精确的命令，大都仰赖现场人员的经验与临场反应。如初到一个新场地，则需要另外花费时间熟悉，增加了训练成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种基于GIS的人员动态定位调度指挥系统，除了语音通讯外还结合画面辅助，利用电子地图，是后台指挥官更轻易的掌握现场咨询，更精确的下达命令。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于GIS的人员动态定位调度指挥系统，包括卫星定位系统、现场通讯装置、中继基地台、系统平台服务器、数据库和后台终端，其中，所述现场通讯装置与中继基地台之间建立无线网络链接，中继基地台与系统平台服务器之间建立有线网络链接；

所述现场通讯装置包括定位模块、现场数据采集模块和显示模块，所述定位模块经由卫星定位系统或室内定位系统确定现场通讯装置的具体位置坐标，现场数据采集模块采集现场的相关信息，所述位置坐标和相关信息经由中继基地台发送至系统平台服务器，系统平台服务器结合数据库对位置坐标和相关信息进行处理，处理后的数据发送至后台终端，后台终端发送控制指令，反向传输至现场通讯装置。

作为本发明的进一步优选方案，所述现场数据采集模块包括摄像头和健康传感器，另外附加手动警急按钮，供现场队员做紧急求救处理。

作为本发明的进一步优选方案，所述现场通讯装置设置于智能手机或可穿戴设备中。

作为本发明的进一步优选方案，所述定位模块包括GPS或北斗室外定位模块、蓝牙i-Beacon或Wifi室内定位模块。

作为本发明的进一步优选方案，所述现场通讯装置采用的操作系统为Unix的延伸平台，包括Android系统或者IOS系统；所述系统平台服务器采用C#语言进行编程；所述后台终端采用webbased系统。

作为本发明的进一步优选方案，针对现场通讯装置和后台终端分别设置操作界面，所述现场通讯装置设置XUI界面，所述后台终端设置ZUI界面。

作为本发明的进一步优选方案，所述XUI界面将呈现3个图层，并在最终显像时会迭合；

图层1为人眼直观周边环境；

图层2为系统对现场数据处理后得到的电子地图，以点位显示周围同团队的现场人员方向和距离；

图层3为后台终端的控制命令集合；

所述ZUI界面将呈现电子地图和现场人员位置、行动轨迹、身体状况监测数据，并提供控制命令输入界面。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、利用GIS、卫星定位等方式提前调出电子地图，使得周围环境的咨询更容易取得。

2、以视觉化代替纯语音，更直观方便的下达指挥命令。

3、现场人员之间的相应位置可以直观的观察，更容易形成团队作战，方便现场侦测人员获得对应的资讯。

4、现场视线不佳时，利用电子地图可以方便的撤离至安全地区。

附图说明

图1是本发明的整体架构示意图。

图2是本发明中图层调整示意图。

图3是本发明的实施例中，上空视角的现场位置示意图。

图4是本发明的实施例中，指挥人员视角的系统示意图。

图5是本发明的实施例中，现场人员视角的系统示意图。

图6是本发明的实施例中，系统流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的组件或具有相同或类似功能的组件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明的整体架构图如图1所示，系统启动后，现场人员的位置信息藉由卫星做出定位，再综合其它与人员生理信息一起经由现场人员配戴的通讯装置，例如(配备GPS北斗定位模块的手机、穿戴式装置等，藉由3G或4G无线网络送回中继基地台，基地台则藉由有线网络送回指挥官系统服务器。与其他数据库做统计、备份与计算之后，将所有人员与现场环境资料回给后台指挥官。后台指挥官则依照这些数据做出判断与考核并下达新的命令。新命令则以反方向传输回现场人员的投影装置，例如手机、穿戴式眼镜等。则现场人员可立即以图像方式来理解新命令并进行操作。在具体实施例中，系统平台主体的语言为C#，手机或穿戴式装置的操作系统为Android、IOS等Unix的延伸平台。后台指挥官的操作系统不限定，此系统主要为web-based，只要以浏览器作为操作平台即可。

本发明中图层调整示意图如图2所示。所有现场人员需配置内建GPS或北斗室外定位模块与zigbee或Wifi室内定位模块的可显像装置，如智能眼镜或智能型手机。此装置上呈现3个图层，最后显像时会迭合。3个图层说明如下：第1个图层是以人眼直观周边环境为主，可使用智能手机的摄像预览画面或是穿戴智慧眼镜时的人眼直视。第2个图层是以系统计算周围同团队的现场人员方向距离以点位来呈现在显像装置上。第3个图层为后台指挥官的命令集合点，后台指挥官可在电子地图上直接标上集合点，任务目标点，系统实时更新到电子地图上，在一个具体实施例中，图层2、3标示的均为电子地图上的POI点（pointofinterest）。现场人员的显示设备实时读取后台图层资料与POI点并与负责迭合1，2，3图层供使用者读取。受限于人眼视角范围限制，我们的图层也会做对应的修正调整。

本系统的UI（UserInterface，用户界面）包括指挥官的UI(以下简称ZUI)与现场人员的UI(以下简称XUI)，ZUI主要是以天空俯瞰地面的角度(又称上帝视角)作主要接口，画面内容包含所有现场人员位置，行动轨迹，人员身体状况监测。同时能够做命令下达，直接在电子地图上标注新POI点并下达命令。为达成现场人员能更直观的接收讯息与周围环境观察，此系统会根据人员视角结合方向性做信息显示图层的调整。如图3所示，列出了真实状况，从上空视角，所有现场人员的位置与面对方向。

ZUI上面所呈现的画面就如图4所示，中间呈现的就是电子地图与所有队员在电子地图上的位置，右边是命令行，基本上列出了指挥官常用的队伍命令，右上角列出了各队员的状况。系统中，现场人员一律要配戴穿戴式健康传感器，如现场队员A2心跳过高到危险值，后端指挥官可依人员相对位置安排最近人员做支持。一个具体实施例中，可实现的各种命令说明如下：

i、集合点：指挥官可以很直观的用鼠标点选队员并指定集合点。并能从电子地图上看到队员对命令的执行状况。

ii、原地警戒：所选定的队员立即停止移动，原地进行警戒。

iii、防御点：选定的队员立即前往指定点进行防御动作直到下一个命令。

iv、撤退：选定的队原立即停止所有其他命令尽全力撤到事前指定的撤退集合点。该点除非特殊设置，指挥官无须制定新撤退集合点。一旦下达此命令，XUI会撤销所有视屏中POI点仅列出撤退集合点与撤退路线。指挥官对于撤退状态中的队员将不能做其他新命令下达直到该队员成功抵达撤退集合点。

v、路线设定：指挥官可设定各队员的前进路线并避开特定对象(或人)

vi、就地隐蔽：要求指定队员停止移动并就地隐蔽躲藏隐蔽，不需要做警戒动作。

现场人员的XUI如图5所示，会迭合三个图层做呈现。我们以现场人员A1的XUI为例，人类眼睛的左右视角约为120度，当POI点不位于现场人员自然视角中(因人员面对方向不定)，系统会将重要的POI点，包括队员的位置、指挥官的命令集合点等，列在画面下方，也可能在左下或右下，依照相对位置而定，并标示大约方位。如OPI点在视线内，则同时标注距离与对应的命令还有队员的状态，例如正常或是异常。图中右下角的同心圆代表了人员与现场其他POI点的相对方向与正北方，扇形的部分则代表该员的自然肉眼视角。队员A2与B1都在队员的正常视角范围内，所以他的XUI会在图层上标出A2，B1的大约方位与距离，即使队员被建筑物或桥梁遮挡住(正常肉眼无法看见)，系统仍会将A2与B1标示出。而E点(撤退集合点)则在队员A1的左后方，不在视角当中，所以同心圆上标注在扇形区块之外，而XUI界面标明在左下角与相对距离。随着A1的头部转动(或是投影装置转动)，我们系统可同步A1与所有POI点的相对位置。

下面针对本发明的实施例作进一步说明，系统流程图如图6所示：

步骤S1：系统启动，平台检查所有装置(现场终端，后台指挥系统)运作与彼此间通讯功能正常，地图数据与特定POI(例如安全区范围)坐标先行存于后台与各队员携带装置。

步骤S2：现场终端(所有具备XUI的装置)藉由北斗或GPS定位模块搜寻卫星讯号并进行定位。在此定位阶段所有终端尽量保持不移动状态。所获的的坐标参数为绝对坐标参数。

步骤S3：XUI检查是否有收到后台发送的撤退命令(具最高优先权)，如果是，则进入判定阶段S4。

步骤S4：检查人员坐标是否已在安全区内(安全区坐标在系统初始会先行设定)，如已在安全区内则该队员系统关闭。如果未进入安全区则系统进入S5。

步骤S5：队员的安全路径与安全区POI点由队员的携带装置自行计算并投射在XUI。同时回传云系统各自的绝对坐标。下一步后台循环检查直到所有人进入安全区。

步骤S6：如果S3判定结果为否则进入此步骤，所有队员将各自定位的绝对坐标回传云平台系统

步骤S7：后台系统统合所有人的绝对坐标点与指挥官于ZUI下达的命令点回传给各队员，各队员的携带装置自行计算与其他队员或POI的间距与方向，并标注在XUI。

步骤S8：确认是否指挥官判定任务结束，否则系统继续进行

步骤S9：各队员穿戴装置检查是否有人员身体状况异常，若无则进入S2，各队员重新侦测各自的绝对坐标。

步骤S10：如健康侦测装置发现有队员状况异常，或队员触发手动急救开关，后台收到急救信号与坐标将此POI以最高优先标注在ZUI，所有XUI上。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于GIS的人员动态定位调度指挥系统，其特征在于：包括卫星定位系统、现场通讯装置、中继基地台、系统平台服务器、数据库和后台终端，其中，所述现场通讯装置与中继基地台之间建立无线网络链接，中继基地台与系统平台服务器之间建立有线网络链接；

所述现场通讯装置包括定位模块、现场数据采集模块和显示模块，所述定位模块经由卫星定位系统确定现场通讯装置的具体位置坐标，现场数据采集模块采集现场的相关信息，所述位置坐标和相关信息经由中继基地台发送至系统平台服务器，系统平台服务器结合数据库对位置坐标和相关信息进行处理，处理后的数据发送至后台终端，后台终端发送控制指令，反向传输至现场通讯装置。

2.如权利要求1所述的一种基于GIS的人员动态定位调度指挥系统，其特征在于：所述现场数据采集模块包括摄像头和健康传感器。

3.如权利要求1所述的一种基于GIS的人员动态定位调度指挥系统，其特征在于：所述现场通讯装置设置于智能手机或可穿戴设备中。

4.如权利要求1所述的一种基于GIS的人员动态定位调度指挥系统，其特征在于：所述定位模块包括GPS或北斗室外定位模块、蓝牙i-Beacon或Wifi室内定位模块。

5.如权利要求3所述的一种基于GIS的人员动态定位调度指挥系统，其特征在于：所述现场通讯装置采用的操作系统为Unix的延伸平台，包括Android系统或者IOS系统；所述系统平台服务器采用C#语言进行编程；所述后台终端采用web-based系统。

6.如权利要求1所述的一种基于GIS的人员动态定位调度指挥系统，其特征在于：针对现场通讯装置和后台终端分别设置操作界面，所述现场通讯装置设置XUI界面，所述后台终端设置ZUI界面。

7.如权利要求6所述的一种基于GIS的人员动态定位调度指挥系统，其特征在于：所述XUI界面将呈现3个图层，并在最终显像时会迭合；

图层1为人眼直观周边环境；

图层2为系统对现场数据处理后得到的电子地图，以点位显示周围同团队的现场人员方向和距离；

图层3为后台终端的控制命令集合；

所述ZUI界面将呈现电子地图和现场人员位置、行动轨迹、身体状况监测数据，并提供控制命令输入界面。