CN105533884A

CN105533884A - 一种现场处置、救援指挥系统

Info

Publication number: CN105533884A
Application number: CN201510885358.1A
Authority: CN
Inventors: 肖文海
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-12-04
Filing date: 2015-12-04
Publication date: 2016-05-04

Abstract

本发明提供了一种现场处置、救援指挥系统，包括定位头盔，北斗指挥接收设备，现场指挥车，现场手持指挥终端和应急指挥中心，定位头盔都包括头盔本体，安装在头盔本体上的定位装置、移动通讯模块、音视频采集模块、SOS报警模块；北斗指挥接收设备与上述定位头盔相通信，并将接收到的信息传送至现场指挥车和现场手持指挥终端以及应急指挥中心；现场指挥车和现场手持指挥终端可根据接收的信息执行相应指挥处理；应急指挥中心对现场指挥车和现场手持指挥终端进行用户身份认证、权限鉴别、用户操作记录等。本发明的救援指挥系统功能全面，信号覆盖全面，同时能降低运行成本，定位精确。

Description

一种现场处置、救援指挥系统

技术领域

本发明涉及到现场处置、救援领域，具体涉及一种在公安处突维稳、消防和应急救援工作中可用的救援指挥系统。

背景技术

目前在我国，在公安处突维稳、消防和应急救援工作中，指挥系统的建设难度很大，进入21世纪后，随着计算机技术、网络技术、通讯技术的迅猛发展，空间信息技术日趋成熟和强大并已经逐渐渗入到公安处突维稳、消防和应急救援指挥系统领域，但是目前现有的系统不尽完善，缺乏对执行人员的有力监控和预警，人员、车辆和设备管理混乱，信息交互不安全，缺乏监管，最终导致整个系统执行效率低下。

而且，由于公安、消防(特别是森林消防)和应急救援工作有时地处偏僻或信号屏蔽，网络信号几乎没有覆盖这些地方，在工作中这会给消防和救援工作带来严重不便，指挥中心很难确定工作人员的位置，给指挥决策带来和大难度，也经常发生工作人员遇到危险时不能与后方及时取得联系，后方不能准确指导工作人员的位置，更不能及时向指挥中心提供准确的求救信号，因此现阶段有些工作人员通过手机和移动信号是不能达到山区无信号地区的现场处置、救援工作的，给这项工作带来了极大不便。

因此急需一种能够精度高、稳定性好、不依赖于移动信号的新型救援指挥系统，保障工作人员长时间与指挥中心保持信号通畅，并提供精准的位置信息。

发明内容

为了解决上述问题和实现本发明的其他优势，设计了本发明，具体如下：

一种现场处置、救援指挥系统，包括定位头盔，北斗指挥接收设备，现场指挥车，现场手持指挥终端和应急指挥中心，特征在于：

包括一个以上定位头盔，每个定位头盔都可包括头盔本体，安装在头盔本体上的定位装置、移动通讯模块、音视频采集模块、SOS报警模块；

北斗指挥接收设备与上述定位头盔相通信，采用对定位头盔进行轮询或者主动上报的方式，通过北斗系统和/或地面网络双路接收自定位头盔回传的信号并向定位头盔发送信息和/或命令，该北斗指挥接收设备将接收到的信息传送至现场指挥车和现场手持指挥终端以及应急指挥中心；

现场指挥车和现场手持指挥终端经由北斗指挥接收设备接收定位头盔回传的信息，并执行相应指挥处理；

应急指挥中心对现场指挥车和现场手持指挥终端进行用户身份认证、权限鉴别、用户操作记录，对接收到的自定位头盔回传的信息，进行分析处理、存入存储器和输出显示。

通过本发明的救援指挥系统，在公安处突维稳、消防和应急救援工作中，我们可以轻松地解决背景技术中提到的上述问题解决，在没有移动信号的情况下，通过利用北斗卫星定位模块和北斗信息回传模块，与北斗指挥接收设备连接，由北斗指挥接收设备将数据及实时定位情况，回传到指挥中心和现场指挥车以及移动手持终端，指挥中心也可通过此项技术将实时指令传输给一线指挥人员及每个佩戴定位头盔的工作人员。在有4G信号的地点，该头盔中的集成芯片可以智能切换为4G网络，由网络接收器将定位信息和视频信息回传到指挥中心或指挥车、手持终端，这样可以解决移动信号覆盖不全的问题，又降低了运行成本，且精确的确定了工作人员的工作范围及位置。

而且，由于公安处突维稳、消防和应急救援都存在危险性，无论是工作人员或是被救人员，一旦有生命危险需要及时救助或派直升飞机救助时，工作人员可以长按定位头盔上的SOS紧急求助键，这时求助模式开始启动，同时头盔上的求救灯组开始启动闪烁，定位头盔会通过北斗定位系统和回传系统向指挥中心发出求救信号，指挥中心收到求救信息后，会根据平台系统提供的准确位置，求助人员信息，和系统中的地势地形图，以最快的时间进行分析，制定救援计划，最大限度的维护生命安全。反之，如果工作人员在回程时，有工作人员因迷路等种种原因走失，且该走失工作人员没有打开定位头盔电路，在指挥中心得到这一消息后，指挥中心可以通过平台软件，向该走失人员佩戴的定位头盔，发送反开启命令，这时该走失人员的定位头盔会及时启动，生命体征传感器开始工作，同时求救信号灯开始闪烁，定位信号会及时传送到指挥中心，保障走失人员及时得到救助。

附图说明

为了更清楚地理解本发明的技术方案，本说明书包括附图以示意性示出本发明的内容，附图中：

图1是本发明现场处置、救援指挥系统的示意图；

图2是本发明现场处置、救援指挥系统中包括的定位头盔的示意性左视图；

图3是本发明现场处置、救援指挥系统中包括的定位头盔的示意性右视图。

具体实施方式

下文中将参考附图描述本发明的优选实施方式，应注意，本发明不限于此。

参考图1，本发明的救援指挥系统包括定位头盔A，北斗指挥接收设备B，现场指挥车C，现场手持指挥终端D和应急指挥中心E。

其中，本发明的现场处置、救援指挥系统可包括多个定位头盔，以供多个工作人员使用。优选地，参考图2和3，每个定位头盔都可包括头盔本体S，安装在头盔本体S上的定位装置、移动通讯模块、音视频采集模块、和/或SOS报警模块。

本发明的定位头盔还可包括电源模块，无线通话模块1，LED应急闪烁灯组，LED应急和卫星信号闪烁灯组4,5,7，头盔顶部及后方的内藏式卫星接收天线6，还可任选地包括温湿度传感器、烟雾传感器、二氧化碳传感器、有毒气体和/或危险气体传感器、生命体征传感器等。本发明的定位头盔还可包括设置在头盔后方下部的头盔内置线路转换器及设备扩展预留部位8。

其中，头盔本体S可包括内保护壳体和外保护壳体，该内保护壳体被配置成适合使用者佩戴，例如可包括海绵减震层，外保护壳体被配置在内保护壳体外部且机械强大大于内保护壳体，优选为卡夫拉材料和碳化硼陶瓷层的复合结构。该头盔本体优选是符合行业标准的消防、应急头盔。

其中，上述定位装置可以是耐高温、防水的北斗卫星定位模块，上述的移动通讯模块优选为系统集成模块，可实现北斗卫星无线信息采集回传和4G网络采集回传。本发明的定位头盔可将接收的北斗定位信号通过北斗信息回传系统传输，由北斗指挥接收系统接收到定位信号后传输到指挥中心，做到准确快捷的工作衔接。

优选可将上述定位装置和移动通讯模块镶嵌于头盔左侧或者右侧的用于镶嵌北斗卫星定位和移动通讯模块的位置10。

优选在镶嵌定位装置和传输模块的位置10上方设置立式信号接收天线11。本发明可以同时包括头盔顶部及后方的内藏式卫星接收天线6和立式信号接收天线11两种接收天线，内藏式卫星接收天线6接收面积较大，可以更好地接收卫星及网络信号，也更好地解决了在深山森林覆盖较大的地区信号接收不好的问题，同时立式信号接收天线11可同时满足其他设备接收信号的需要，可以扩展接收方式。

音视频采集及传输模块优选包括耐高温、防水的图像采集摄像头2。优选可将图像采集摄像头设置在头盔前方帽沿上方的位置。

SOS报警模块包括一键启动SOS紧急求救键13，该SOS紧急求救键13优选设置在镶嵌定位装置和移动通讯模块的位置10下方.在发生紧急情况或者需要及时救援时，按下工作人员紧急求救键5秒钟，相关LED灯组开始闪烁，同时紧急求救指令通过北斗定位系统和北斗回传系统，将求救信号通过北斗指挥接收设备传到指挥中心或现场指挥车，在指挥平台上显示求救指令，发出求救报警声，同时得到求救人员的基本信息和精准的位置，给指挥中心后期救援工作提供前方准确资料。

本发明的电源模块优选是耐高温、防水的电源模块，可以是充电电池组件，或者是5号电池。该电源模块可镶嵌在定位头盔上与镶嵌定位装置和移动通讯模块的位置10相反的一侧上的镶嵌供电电池位置9处。该镶嵌式的电源模块优选只为头盔上的定位系统、信息回传系统、求救以及信号闪烁灯组进行供电，闪烁灯组采用LED防水材质，耗电量极低，且电源模块可以临时切换为5号电池。

本发明的无线通话模块1包括经软管设置在头盔帽沿左下侧或右下侧的微型麦克风，和与头盔之间经由电线连接的耳机。该无线通话模块可以连接头盔扩展区无线对讲系统，或者连接外置无线对讲系统。

此外，本发明的定位头盔还可包括设置在头盔本体左右两个侧面的固定支架3，12，可用于固定多种外接设备，诸如手电等照明设备、各种类型传感设备和探测设备等。

在头盔后方下部位置设置头盔内置线路转换器及设备扩展预留部位8，上述音视频采集及传输模块，本发明任选的无线对讲设备、各类传感设备可以通过该扩展预留部位，将设备安装在此位置，与头盔上的前端设备相连接，利用便携式供电设备为其供电。这样，保障了定位头盔上主要供电设备只为核心装置供电，其余带电设备作为辅助设备由随身移动电源供电，这样减轻了头盔的实际重量，为工作人员在实际工作中减轻了负重，因此可以更好地投入工作。

上述的无线通话模块可通过头盔本体后方预留的扩展部位加装无线对讲设备，也可通过头盔内置线路连接转换器，外接无线对象设备，这样是充分考虑到实际工作，如果使用单位已有无线对讲设备，可以使用原有设备进行外接转换，保证设备整合，减少财政浪费。

通过连接至该扩展预留部位，也可进行音视频存储、回传或者连接外置视频存储回传设备。同时，由上文所述的固定支架固定的外接设备可通过内置线路连接至转换器，并通过转换器连接存储设备和传输设备。

而且优选本发明的定位头盔可实现反开启，具体地，如果工作人员在救助结束回程时，有工作人员因迷路等种种原因走失，且该走失工作人员没有打开定位头盔电路，在指挥中心得到这一消息后，指挥中心可以通过平台软件，向该走失人员佩戴的定位头盔，发送反开启命令，这时该走失人员的定位头盔会及时启动，生命体征传感器开始工作，同时求救信号灯开始闪烁，定位信号会及时传送到指挥中心，保障走失人员及时得到救助。

根据本发明一个实施例的现场处置、救援指挥系统的北斗指挥接收设备B与上述定位头盔相通信，可以通过对定位头盔进行轮询或者主动上报的方式，通过北斗系统和/或地面网络双路接收自定位头盔回传的各类信号诸如定位信息、SOS求救信息和音视频信息等，也可以向定位头盔发送信息诸如无线通话信息，和/或命令诸如反开启命令，等。同时，该北斗指挥接收设备B将接收到的信息传送至现场指挥车C和现场手持指挥终端D以及应急指挥中心E。

其中现场指挥车C和现场手持指挥终端D经由北斗指挥接收设备B接收定位头盔回传的各类信息，进而获得佩戴定位头盔的各工作人员的位置、运行轨迹、速度、方向、佩戴者当前所处的环境条件、生命体征等信息，还可以执行各种指挥处理，诸如处理SOS求助信息等。具体可为：现场指挥人员在任一时刻可通过现场指挥车C和现场手持指挥终端D发出工作人员调度指令，在收到SOS求助信息时可根据各工作人员分布状态和工作状态进行临时调派，以便争取时间实现最佳救助效果；实时获取各工作人员的动态，获取当前位置和预计到达地点的差距，进而优化路线以加快救助任务完成。

应急指挥中心E是整个现场处置、救援指挥系统的核心，可以对现场指挥车C和现场手持指挥终端D进行身份认证、权限鉴别、用户操作记录，对接收到的自定位头盔的各类信息，可以进行分析处理、存入存储器和输出显示。如果是通过轮询方式获得定位头盔的信息，则应急指挥中心E也可对轮询的时间进行设置或修改，并可进行其他需要的系统设置。

优选实施方式中，本发明的定位模块采用北斗导航系统实现定位时可采用如下方式实现定位：

步骤1，确定卫星与定位头盔之间的伪距离P：电磁波在空间中以光速c传播，在已知卫星上发送时刻t1和终端接收时刻t2的情况下，根据P＝c×Δt计算出伪距离，其中Δt＝t2-t1。

步骤2，引入钟差变量t_u：接收机的时钟与卫星上使用稳定性极高的基准时钟存在钟差，影响了两端之间距离计算的准确度。因此，引入伪距离的修正值c×t_u，其中t_u这个参数为卫星上基准时钟与接收机基准时钟间的差值。

步骤3，接收机分时接收定位信息：在t时刻根据当前卫星的位置，为用户的三维位置(x_u，y_u，z_u)和时间偏移量t_u建立一个方程。定位头盔静止状态下每隔时间T观测一次卫星，根据卫星颗数来确定连续观测的次数，当检测到三或两颗卫星时，连续观测的两次，当只检测到一颗卫星时，连续观测四次，分时接收定位信息。而多个时刻检测到的卫星可以相同也可以不同。影响晶振稳定度的主要因素有温度、电压、负荷和寿命，然而当时间间隔T满足一定的范围要求时，这些因素的影响不显著，即t_ui(i＝1，2，3，4)近似相等。由此可以列出下列四个时刻的距离方程。从而可以解出用户位置信息。

P1＝(x1-xu)2+(y1-yu)2+(z1-zu)2+ctu1

P2＝(x2-xu)2+(y2-yu)2+(z2-zu)2+ctu2

P3＝(x3-xu)2+(y3-yu)2+(z3-zu)2+ctu3

P4＝(x4-xu)2+(y4-yu)2+(z4-zu)2+ctu4。

通过上述的分时获得距离方程的方式，虽然对晶振稳定性要求高，但是操作简单灵活，且可将定位终端制作的小巧，利于在定位头盔上使用。

此外，本发明的现场处置、救援指挥系统可实现实时定位回传，信息回传，工作轨迹记录，视频影像回传，无线对讲，SOS紧急救援信号及准确定位回传，外界传感器数据回传等多种功能。

可见，本发明将一些核心技术在救援指挥系统和定位头盔上进行整合，实现了功能多样化。优势主要包括以下几个方面：

1.通过北斗卫星定位系统和北斗信息回传系统，解决了过去工作中利用手机GPS后手持GPS进行定位，再通过手机或对讲系统将位置回传到指挥中心的办法，也避免了手机或对讲机没有信号时，不能将前方工作情况及时传递给指挥中心；

2.北斗技术是我国自主研发的定位及信息回传技术，在使用中稳定性好、亚太地区覆盖范围全面、信号接收强、定位准确、后期运行费用及成本较低、保密性能好，因此本头盔利用我国自主研发北斗技术，能够解决现阶段实际工作中的上述问题；

3.头盔本体上留有外接设备支架、转换接口、扩展预留空间，这样设计可以方便在工作中，工作人员按工作需要，更换头盔上的设备，通过头盔上的预留导线和转换插头与便携式电源连接后就可正常使用，在不使用时及时在头盔上将设备拆卸，即保障减轻头盔负重，又保护了紧密仪器不被损坏；

4.在实际公安处突维稳、消防和救援过程中，头盔的种类比较单一，市场上的一些产品，首先没有一款是为了在处突现场、野外、森林、灾难现场为核心场所，转为这些场所量身定做的一款产品，也没有一款是利用我国自主研发的北斗定位而展开研发的，本发明是始终从事此项工作的人员，通过日常实际工作中反映出的问题，多次通过北斗定位系统到实地去测试，及头盔上实际需要加装的必要设备而总结出来的，并进行了技术研判。

综上，本发明具有诸多优势，可广泛地应用到实践中，且可采用本领域熟知的替换方式对本发明的各具体实施方式进行修改和变化而不超出本发明的范围，本发明的范围仅由所附权利要求限定。

Claims

1.一种现场处置、救援指挥系统，包括定位头盔，北斗指挥接收设备，现场指挥车，现场手持指挥终端和应急指挥中心，特征在于：

包括一个以上定位头盔，每个定位头盔都包括头盔本体，以及安装在头盔本体上的定位装置、移动通讯模块；

2.如权利要求1所述的现场处置、救援指挥系统，特征在于：定位头盔还包括电源模块，无线通话模块，LED闪烁灯组，头盔顶部及后方的内藏式卫星接收天线。

3.如权利要求1所述的现场处置、救援指挥系统，特征在于：定位头盔还包括温湿度传感器、烟雾传感器、二氧化碳传感器、有毒气体和/或危险气体传感器、生命体征传感器。

4.如权利要求1-3中任一项所述的现场处置、救援指挥系统，特征在于：定位头盔还包括设置在头盔后方下部的头盔内置线路转换器及设备扩展预留部位。

5.如权利要求1-3中任一项所述的现场处置、救援指挥系统，特征在于，头盔本体包括内保护壳体和外保护壳体，该内保护壳体被配置成适合使用者佩戴，包括海绵减震层，外保护壳体被配置在内保护壳体外部且机械强大大于内保护壳体，具体为卡夫拉材料和碳化硼陶瓷层的复合结构。

6.如权利要求1-3中任一项所述的现场处置、救援指挥系统，特征在于，所述的定位头盔上设置有SOS报警模块和音视频采集模块。

7.如权利要求6中任一项所述的现场处置、救援指挥系统，特征在于，SOS报警模块包括一键启动SOS紧急求救键，该SOS紧急求救键设置在镶嵌定位装置和移动通讯模块的位置下方。

8.如权利要求7所述的现场处置、救援指挥系统，特征在于，在紧急情况下按下SOS紧急求救键5秒钟，头盔本体上的相关LED灯组开始闪烁，同时求救信号通过北斗指挥接收设备传送到应急指挥中心、现场指挥车以及现场手持指挥终端。

9.如权利要求2所述的现场处置、救援指挥系统，特征在于：采用耐高温、防水的电源模块，该电源模块只为头盔上的定位装置，信息回传系统、LED闪烁灯组进行供电。

10.如权利要求1所述的现场处置、救援指挥系统，特征在于：定位头盔还包括设置在头盔本体左右两个侧面的固定支架，用于固定多种外接设备，该外接设备包括温湿度传感器、烟雾传感器、二氧化碳传感器、有毒气体和/或危险气体传感器、生命体征传感器。