CN105741213A - 基于gis的救灾兵力调度部署指挥控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于GIS的救灾兵力调度部署指挥控制系统，所述系统由地理信息系统、指挥控制中心、无线通信网络、GPS梯队终端四部分构成；通过智能化的手段对救灾进行统一分配，从而有助于救灾的整体进行，便于在产业上推广和应用。
Description
技术领域
本发明涉及防灾减灾技术领域，特别是涉及一种基于GIS的救灾兵力调度部署指挥控制系统。
背景技术
当海啸、地震、火山、飓风、洪涝、干旱、泥石流、暴雪、火灾等灾害发生时，快捷高效合理的向各受灾区域投送解放军、武警、消防队等救援兵力，是减少人民群众伤亡，降低财产损失的首要决定性因素。救援行动的兵力投送通常要求时间最短、消耗最少、风险最低，这样就要求救援指挥决策者综合考虑兵力分配、目标位置、线路里程、行军速度、沿线风险等问题，并迅速做出正确决策。但由于受灾区域局面纷乱复杂，形势多变，道路设施破坏严重，不确定性因素极多。使用现有技术对救灾兵力进行调度部署，具有很高的难度，很难取得预料的成效。
鉴于此，结合当前我国灾难发生后救援兵力投送系统建设的现实应用需求，根据救灾兵力投送行动的特点，运用地理信息技术、GPS导航定位技术及CDMA通信技术，本发明提供了一种基于GIS的救灾兵力调度部署指挥控制系统，通过智能化的手段对救灾力量进行统一调度部署，最大程度的保障救援兵力分配的合理性及投送的及时性。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种基于GIS的救灾兵力调度部署指挥控制系统。
为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于GIS的救灾兵力调度部署指挥控制系统，
所述系统由地理信息系统、指挥控制中心、无线通信网络、GPS梯队终端四部分构成；
地理信息系统将地理信息系统将行军梯队准确地匹配到道路上，从而将救灾兵力调度指挥和地理信息系统集成到一起，实现对救灾兵力在路网中各个路段上的实时指挥控制，使以前人工式粗放型的调度指挥工作问题具有了精确化、自动化和智能化的优点，提高救援兵力调度投送效率；
指挥控制中心包括GPD接收系统、CDMA通信接口，数据库服务器、指挥控制工作站、显示屏、指挥控制软件及相关系统应用接口等；系统构成树形垂直指挥控制体系，以实现救灾兵力调度部署的实时指挥控制，指挥控制中心是信息资源的汇集点，承担统筹所有的指挥控制信息、指挥部署各救援梯队、协调调度各类救灾资源、发布实时情报信息等工作，是全网信息指挥控制中枢；
无线通讯网络，系统通信主要CDMA通信为主，以其它通信方式为辅。通过为救灾梯队内每名带队人员配备一部CDMA手机，来实现对每个救灾梯队指挥控制，CDMA以短消息通信和数据通信两种方式，实现行军梯队到指控中心之间的无线指挥信息传输，在梯队内部、梯队与本级指挥机之间主要采用CDMA短信通信方式实现信息的实时发布与接收；
GPS梯队终端，GPS梯队终端分为指挥机与用户机，其主要功能是接收GPS定位信号，并向指控中心发送位置和状态信息，接收和执行指挥机或指控中心信息指令。为便于动态实时地展现救灾兵力投送状态并进行指挥控制，以梯队为指挥控制对象，为梯队指挥人员配置GPS终端，实现对梯队的指挥与控制。
其中，所述系统与所述防灾减灾综合管理与应急指挥系统相连接，所述防灾减灾综合管理与应急指挥系统包括数据采集端和指挥中心、现场指挥，所述数据采集端包括遥感卫星、无人机、固定探测器、智能机器人以及现场救援队，所述现场指挥包括现场指挥车，所述指挥中心包括防灾减灾综合管理与应急指挥平台、指挥员以及互动系统。
其中，
遥感卫星实时将灾情区域内采集的原始数据发送给防灾减灾综合管理与应急指挥平台；
灾情区域内的无人机、智能机器人以及布设的的固定探测设备、救援队实时将采集的原始数据发送给现场指挥车；
现场指挥车实时将上述原始数据发送给防灾减灾综合管理与应急指挥平台；
所述防灾减灾综合管理与应急指挥平台，分析所述原始数据得出灾害现场的实况和灾情演变趋势，并在三维电子地形建筑模型中进行显现，使指挥人员及时准确的掌握现场态势，为其决策提供参考，对可能发生的灾害进行预警，并将灾害可能发生的区域在三维地形及建筑模型里明确标注。
其中，所述防灾减灾综合管理与应急指挥平台包括数据库层、服务层以及应用层，所述数据库层包括地理信息数据库、气象信息数据库、历史灾害信息数据库、救灾经验数据库、救灾资源数据库，所述服务层包括数据分析服务、数据显示服务、数据共享服务，所述应用层包括基于三维虚拟场景的灾害应急指挥决策支持系统、跨地域跨部门统一协调指挥接口系统、灾害预警支持系统、多平台信息支持系统、灾情评估支持系统、灾情重建信息支持系统、灾情信息发布系统。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了一种基于GIS的救灾兵力调度部署指挥控制系统及系统，通过智能化的手段对救灾力量进行统一调度部署，最大程度的保障救援兵力分配的合理性及投送的及时性。
附图说明
图1所示为本发明基于的防灾减灾综合管理与应急指挥平台系统的结构示意图；
图2所示为本发明防灾减灾综合管理与应急指挥平台软件系统结构图；
图3所示为本发明防灾减灾综合管理与应急指挥平台软件工作流程图；
图4所示为本发明的系统架构图；
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，本申请中所述的“连接”和用于表达“连接”的词语，如“相连接”、“相连”等，其既可以指代某一部件与另一部件直接连接，也可以指代某一部件通过其他部件与另一部件相连接。
本申请的实施例是基于防灾减灾综合管理与应急指挥软件平台系统的各种具体应用。本申请中防灾减灾综合管理与应急指挥软件平台系统，是以各级监控指挥中心和现场应急指挥车为依托，借助于气象卫星、中高空无人机、低空无人机、地面机器人(包括地面机器人及水下机器人)、固定安装监控设备进行数据采集，建立应急指挥决策系统。该系统实时地采集、分析各种数据，并将各种数据分析结果实时地在三维地形及建筑模型里显示，并以人机交互的方式引导指挥员实施应急方案制定和应急指挥。如图1所示，系统构成如下：
(1)数据采集端
数据采集端用于实时地采集作业区内的各项监测数据，并将采集的数据发送到指挥中心。数据采集端可以包括如下设备中的一种或几种：
遥感卫星，通过卫星遥感技术实时地获取作业区的卫星数据，并将卫星数据发送到指挥中心；卫星遥感覆盖范围大、信息量丰富。为台风、沙尘暴、洪涝、森林草原火灾等大型灾害的动态监测提供了有力支持。
无人机，通过无人机航拍获取作业区的监测数据，并将监测数据发送到指挥中心；在具体应用中可将无人机用于作业区固定巡航、预警、疏散群众、救灾等；无人机机动灵活、起降简单，可以携带摄像头或红外成像仪，飞临监测区域上空采集传输图像数据，弥补遥感卫星实时性差、分辨率不足的缺点。
智能机器人，通过智能机器人巡查获取作业区的监测数据，并将监测数据发送到指挥中心；智能机器人具有较强的抗破坏能力，利用智能机器人可以对一些救援人员无法及时进入的场合，实施数据采集。
图像探测设备，固定安装的图像探测设备，可以对重点区域进行全天候24小时不间断的监测作业，弥补遥感卫星、无人机、机器人不能持续监测的不足。
气象卫星、无人机、地面机器人、固定图像监测设备的有机结合，构成了地、空、天三位一体的数据采集分析系统。使得应急指挥系统既能掌控宏观全局，又能深入到救援第一线及时掌握现场态势。
救援员，当发生灾害后，救援员会获取到救灾现场的第一手信息，将该第一手信息发送到指挥中心，指挥中心利用该第一手信息进行决策。
(2)指挥中心
指挥中心用于再接收到数据采集端采集的数据后，对数据进行分析和处理。包括：
防灾减灾综合管理与应急指挥平台，包括数据库及数据分析服务系统、三维电子地图决策支持平台以及联动指挥接口，还有相配套的软件系统，软件系统包括数据层、服务层和应用层三层构成，各层之间有机结合，提供完整的数据维护、发布和应用服务，软件开发基于三维地理信息系统基础平台和数据库系统进行。其中，如图2所示，软件系统由数据层、服务层和应用层三层构成，各层之间有机结合，提供完整的数据维护、发布和应用服务。软件开发基于三维地理信息系统基础平台和数据库系统进行。还包括指挥员，指挥员根据防灾减灾综合管理与应急指挥平台做出的分析结果进行决策，与现场指挥车进行数据交互。还包括大屏幕显示系统，音视频通信会议系统、联动指挥系统，指挥员通过上述系统与现场指挥车进行信息交互。同时，软件平台的工作流程如图3所示，具体功能包括：
建立三维地形及建筑模型：利用高精度的卫星遥感或无人机航测数据建立作业区域地形及建筑三维地形及建筑模型。灾害预警信息显示、灾情发展态势信息显示、灾中应急指挥部署均以该三维地形及建筑模型为依托平台。
输出灾情预警信息：通过历史数据和实时采集数据的分析和模拟，对可能发生的灾害进行预警，并将灾害可能发生的区域在三维地形及建筑模型里明确标注。从而在灾害发生之前，由政府部门果断的采取措施，防患于未然，最大限度的避免人员伤亡和财产损失。
显示现场态势信息
利用遥感卫星、无人机、机器人、和布设在重点防灾区域的固定探测设备，以及现场应急指挥车实时的向应急指挥中心传回现场视音频信息，分析灾害现场的实况和灾情演变趋势，并在三维电子地形建筑模型中进行显现，使应急指挥人员及时准确的掌握现场态势，为其决策提供参考。
提供救灾资源信息
软件平台向指挥人员提供救灾应急资源信息，并在三维地形及建筑模型上实时显示。包括：救灾兵力及部署情况、医护人员救护车床位数量及部署情况、救灾物资类别数量及存放地点、客运货运车辆数量及停放地点、疏散安置场所位置等信息。救灾应急资源信息数据库的建立、管理、维护由各资源管理部门负责。
专家决策系统
专家系统能够在特定领域内模仿人类专家思维来解决复杂问题。利用专家系统技术，采用人机交互形式，综合风险评估分析、历史救灾经验分析、专家组分析、救助资源分析，结合地图数据，按最优原则制定应急指挥决策方案。主要包括：确定调用物资的种类、数量、存放地点及运输路线；部署救援兵力，确定集结地点，安排兵力投放工具；规划受灾群众及财产转移路线，调配运输车辆等。
构建应急指挥联动系统
洪涝、干旱、地震、飓风等大型自然灾害，其破坏强度大、持续时间长、影响范围广，往往波及一省乃至数省；此外，救灾工作事务繁杂，千头万绪，往往需要由公安、交通、水务、国土、教育、卫生、城管等多个部门协调配合来完成。
以防灾减灾综合管理及应急指挥平台为支点，通过语音、视频、图像等信息共享及通信接口，在上级政府应急指挥中心和下级政府应急指挥中心之间构建纵向联动指挥体系；在公安、交通、水务、国土、卫生、城管等多个部门之间构建横向联动指挥体系，从而建立跨地域、跨部门的综合指挥网络，高效开展应急指挥工作。
现场指挥系统
救灾现场的指挥工作由指挥车完成。现场指挥车具有声音图像采集、气象信息采集、数据传送、音视频会议等功能，并指挥无人机和机器人进行现场作业，能在现场建立与固定指挥中心互联互通的现场指挥中心，提高远程应急指挥能力。
灾情评估及灾情发布
强大的数据采集和分析功能还可以为灾情评估和灾后重建提供第一手的真实详尽的资料。同时可以迅速的将各种信息发布到互联网，实现更大范围内的信息共享。防灾减灾综合管理与应急指挥平台将设计公共信息发布系统，发布一些防灾减灾预防公告和视频内容，加强群众在遇到灾害时的应急能力；同时，在灾害发生时，及时发布灾情信息并提供逃生指导服务，加强受灾群众的自救能力。群众可以通过家庭计算机、手机等平台接受服务。
(3)现场指挥车
现场指挥车，救灾现场的指挥工作由指挥车完成。现场指挥车具有声音图像采集、气象信息采集、数据传送、音视频会议等功能，并指挥无人机和机器人进行现场作业，能在现场建立与固定指挥中心互联互通的现场指挥中心，提高远程应急指挥能力。
现场指挥车接收无人机、智能机器人、图像探测器、救援队采集的数据，并将数据上传到数据共享系统，且可通过数据共享系统获取防灾减灾综合管理与应急指挥中心上传的数据。另外，移动终端设备，例如手机、pad等可接收数据共享系统的数据。现场指挥车可通过音视频会议与指挥中心进行通信。
如图4所示，本申请提供了一种基于GIS的救灾兵力调度部署指挥控制系统是基于防灾减灾综合管理与应急指挥软件平台系统的具体应用。
鉴于此，结合当前我国灾难发生后救援兵力投送系统建设的现实应用需求，根据救灾兵力投送行动的特点，运用地理信息技术、GPS导航定位技术及CDMA通信技术，本发明提供了一种基于GIS的救灾兵力调度部署指挥控制系统及系统，通过智能化的手段对救灾力量进行统一调度部署，最大程度的保障救援兵力分配的合理性及投送的及时性。
系统由地理信息系统、指挥控制中心、无线通信网络、GPS梯队终端三部分构成。
(1)地理信息系统
地理信息系统(GIS)是一种地理信息空间决策支持系统，它在计算机软硬件的支持下，以地理空间数据库为基础，对空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据进行采集、存储、管理、操作、分析、模拟和显示，并提供多种空间和动态的地理信息，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。当灾难发生时，地理信息系统将行军梯队准确地匹配到道路上，从而将救灾兵力调度指挥和地理信息系统集成到一起，实现对救灾兵力在路网中各个路段上的实时指挥控制，使以前人工式粗放型的调度指挥工作问题具有了精确化、自动化和智能化的优点，提高救援兵力调度投送效率。
(2)指挥控制中心
指挥控制中心包括GPD接收系统、CDMA通信接口，数据库服务器、指挥控制工作站、显示屏、指挥控制软件及相关系统应用接口等。系统构成树形垂直指挥控制体系，以实现救灾兵力调度部署的实时指挥控制。指挥控制中心是信息资源的汇集点，承担统筹所有的指挥控制信息、指挥部署各救援梯队、协调调度各类救灾资源、发布实时情报信息等工作，是全网信息指挥控制中枢。
(3)无线通讯网络
系统通信主要CDMA通信为主，以其它通信方式为辅。通过为救灾梯队内每名带队人员配备一部CDMA手机，来实现对每个救灾梯队指挥控制。CDMA以短消息通信和数据通信两种方式，实现行军梯队到指控中心之间的无线指挥信息传输。在梯队内部、梯队与本级指挥机之间主要采用CDMA短信通信方式实现信息的实时发布与接收。在此基础上，充分利用其它通信方式，构成无线通信网络，实现兵力投送全过程的无缝指挥控制
(4)GPS梯队终端
GPS梯队终端分为指挥机与用户机，其主要功能是接收GPS定位信号，并向指控中心发送位置和状态信息，接收和执行指挥机或指控中心信息指令。为便于动态实时地展现救灾兵力投送状态并进行指挥控制，以梯队为指挥控制对象，为梯队指挥人员配置GPS终端，实现对梯队的指挥与控制。
所述系统与所述防灾减灾综合管理与应急指挥系统相连接，所述防灾减灾综合管理与应急指挥系统包括数据采集端和指挥中心、现场指挥，所述数据采集端包括遥感卫星、无人机、固定探测器、智能机器人以及现场救援队，所述现场指挥包括现场指挥车，所述指挥中心包括防灾减灾综合管理与应急指挥平台、指挥员以及互动系统。
遥感卫星实时将灾情区域内采集的原始数据发送给防灾减灾综合管理与应急指挥平台；
灾情区域内的无人机、智能机器人以及布设的的固定探测设备、救援队实时将采集的原始数据发送给现场指挥车；
现场指挥车实时将上述原始数据发送给防灾减灾综合管理与应急指挥平台；
所述防灾减灾综合管理与应急指挥平台，分析所述原始数据得出灾害现场的实况和灾情演变趋势，并在三维电子地形建筑模型中进行显现，使指挥人员及时准确的掌握现场态势，为其决策提供参考，对可能发生的灾害进行预警，并将灾害可能发生的区域在三维地形及建筑模型里明确标注。
所述防灾减灾综合管理与应急指挥平台包括数据库层、服务层以及应用层，所述数据库层包括地理信息数据库、气象信息数据库、历史灾害信息数据库、救灾经验数据库、救灾资源数据库，所述服务层包括数据分析服务、数据显示服务、数据共享服务，所述应用层包括基于三维虚拟场景的灾害应急指挥决策支持系统、跨地域跨部门统一协调指挥接口系统、灾害预警支持系统、多平台信息支持系统、灾情评估支持系统、灾情重建信息支持系统、灾情信息发布系统。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于GIS的救灾兵力调度部署指挥控制系统，其特征在于，
所述系统由地理信息系统、指挥控制中心、无线通信网络、GPS梯队终端四部分构成；
地理信息系统将地理信息系统将行军梯队准确地匹配到道路上，从而将救灾兵力调度指挥和地理信息系统集成到一起，实现对救灾兵力在路网中各个路段上的实时指挥控制，使以前人工式粗放型的调度指挥工作问题具有了精确化、自动化和智能化的优点，提高救援兵力调度投送效率；
指挥控制中心包括GPD接收系统、CDMA通信接口，数据库服务器、指挥控制工作站、显示屏、指挥控制软件及相关系统应用接口等；系统构成树形垂直指挥控制体系，以实现救灾兵力调度部署的实时指挥控制，指挥控制中心是信息资源的汇集点，承担统筹所有的指挥控制信息、指挥部署各救援梯队、协调调度各类救灾资源、发布实时情报信息等工作，是全网信息指挥控制中枢；
无线通讯网络，系统通信主要CDMA通信为主，以其它通信方式为辅。通过为救灾梯队内每名带队人员配备一部CDMA手机，来实现对每个救灾梯队指挥控制，CDMA以短消息通信和数据通信两种方式，实现行军梯队到指控中心之间的无线指挥信息传输，在梯队内部、梯队与本级指挥机之间主要采用CDMA短信通信方式实现信息的实时发布与接收；
GPS梯队终端，GPS梯队终端分为指挥机与用户机，其主要功能是接收GPS定位信号，并向指控中心发送位置和状态信息，接收和执行指挥机或指控中心信息指令。为便于动态实时地展现救灾兵力投送状态并进行指挥控制，以梯队为指挥控制对象，为梯队指挥人员配置GPS终端，实现对梯队的指挥与控制。
2.根据权利要求1所述的基于GIS的救灾兵力调度部署指挥控制系统，其特征在于，所述系统与所述防灾减灾综合管理与应急指挥系统相连接，所述防灾减灾综合管理与应急指挥系统包括数据采集端和指挥中心、现场指挥，所述数据采集端包括遥感卫星、无人机、固定探测器、智能机器人以及现场救援队，所述现场指挥包括现场指挥车，所述指挥中心包括防灾减灾综合管理与应急指挥平台、指挥员以及互动系统。
3.根据权利要求1所述的基于GIS的救灾兵力调度部署指挥控制系统，其特征在于，
遥感卫星实时将灾情区域内采集的原始数据发送给防灾减灾综合管理与应急指挥平台；
灾情区域内的无人机、智能机器人以及布设的的固定探测设备、救援队实时将采集的原始数据发送给现场指挥车；
现场指挥车实时将上述原始数据发送给防灾减灾综合管理与应急指挥平台；
所述防灾减灾综合管理与应急指挥平台，分析所述原始数据得出灾害现场的实况和灾情演变趋势，并在三维电子地形建筑模型中进行显现，使指挥人员及时准确的掌握现场态势，为其决策提供参考，对可能发生的灾害进行预警，并将灾害可能发生的区域在三维地形及建筑模型里明确标注。
4.根据权利要求1所述的基于GIS的救灾兵力调度部署指挥控制系统，其特征在于，所述防灾减灾综合管理与应急指挥平台包括数据库层、服务层以及应用层，所述数据库层包括地理信息数据库、气象信息数据库、历史灾害信息数据库、救灾经验数据库、救灾资源数据库，所述服务层包括数据分析服务、数据显示服务、数据共享服务，所述应用层包括基于三维虚拟场景的灾害应急指挥决策支持系统、跨地域跨部门统一协调指挥接口系统、灾害预警支持系统、多平台信息支持系统、灾情评估支持系统、灾情重建信息支持系统、灾情信息发布系统。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |