CN114567655A - 一种基于ai语音交互的社区消防安全救助系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于AI语音交互的社区消防安全救助系统，属于消防安全救助技术领域。一种基于AI语音交互的社区消防安全救助系统，包括检测交互模块、数据处理模块、物联网通信模块、云处理模块、物业运营管理模块、区域消防信息告警模块、用户移动设备和消息管理系统；它提供了一套AIoT消防事件全流程辅助系统，基于人工智能的语音交互能力，集成建筑空间内的建筑信息模型，形成动态的实时消防监控系统，逐步完善一套兼具自动和人工上报的消防事件及时响应机制和科学救援的方法。
Description
技术领域
本发明涉及消防安全救助技术领域，更具体地说，涉及一种基于AI语音交互的社区消防安全救助系统。
背景技术
目前国内在社区，小区的消防安全机制有2种，一种是固定的报警触发按钮，一种是通过移动设备上的软件应用界面进行紧急求助报警。第一种情况的装置一般分散设计在建筑物公共通道处和设计，在一些新小区也会在户内的固定位置前装预设报警按钮。目前小区居民在园区户外的场所遇到需要消防救助的场景很难找到附近的报警按钮，而且后续的救助确认环节也并不完善。在户内的设计某程度上满足在室内实现便捷求助的需求，但是存在多种紧急情况是用户与报警按钮所处空间距离较远，在紧急的消防事件发生后，用户会存在失去活动能力的可能性，这时候无法及时手动触发报警按钮。第二种情况通常适合用户携带移动设备，通过移动设备内的应用传达紧急救助的需求，但是大部分的物业服务应用没有相关的功能，在少数能够上报救助需求的很难收到即时的回复，上报后缺少智能系统即时在社区内高效进行人员调度和紧急事件下发，用户偏向选择能够人工对话并即时行动的通道。
在救助阶段，从公共报警电话到相关人员到达后大部分已错过了最佳救助时间，对家庭和社会造成无可挽回的损失。救助过程因为对环境可视度低、综合信息缺乏，对实现高效安全的救援造成很大干扰，救援人员生命安全也受到威胁。大部分情况下，救援人员难以精准判断火场中是否还有生存者，及生存者的具体位置，一定程度上此方法增加了能发出语音求救但难以离开户外的求救者的生存几率。
发明内容
1．要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于AI语音交互的社区消防安全救助系统，它提供了一套AIoT消防事件全流程辅助系统，基于人工智能的语音交互能力，集成建筑空间内的建筑信息模型，形成动态的实时消防监控系统，逐步完善一套兼具自动和人工上报的消防事件及时响应机制和科学救援的方法。
2．技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种基于AI语音交互的社区消防安全救助系统，包括检测交互模块、数据处理模块、物联网通信模块、云处理模块、物业运营管理模块、区域消防信息告警模块、用户移动设备和消息管理系统；
检测交互模块与云处理模块信号连接，检测交互模块用于检测灾情发生或来自社区户内外设备语音输入的求救意图，并在短时间内将检测到的信息事件上报至云处理模块；
物联网通信模块与云处理模块信号连接，物联网通信模块用于传输事件和相关信息；
数据处理模块与物联网通信模块信号连接，云处理模块识别检测交互模块上报的信息事件后通过物联网通信模块将信息传输到数据处理模块中；
物业运营管理模块与数据处理模块信号连接，数据处理模块将信息事件再传输到物业运营管理模块，物业运营管理模块用于将接收到的信息下发物业APP或下发物联网系统，物业APP或物联网系统根据信息事件等级判断事件处理方案；
用户移动设备用于同时向物业运营管理模块和区域消防信息告警模块传达紧急救助需求信息；
区域消防信息告警模块用于接收紧急救助需求信息后为救援人员制定救援策略提供信息指导；
消息管理系统与云处理模块信号连接，云处理模块将救助信息状态更新传输至消息管理系统，消息管理系统用于向救援人员和被救助人员下发更新的救助信息。
进一步的，检测交互模块包括烟雾检测单元、温度检测单元、AI摄像头单元、AI语音交互单元和对讲单元。
进一步的，数据处理模块包括区域网关、设备边缘芯片和边缘服务器。
进一步的，物联网通信模块包括蓝牙通信模组、4G 5G通信模组、NB-loT通信模组、Wifi通信模组和以太网通信模组。
进一步的，云处理模块包括物联网loT平台、云端AI算法平台和消息调度中心。
进一步的，物业运营管理模块包括数字孪生大屏调度子系统、自运行消防物联网子系统和AI辅助救援应用；数字孪生大屏调度子系统用于展示实时的空间信息和灾情信息；自运行消防物联网子系统包括自动洒水、自动开窗通风、自动开启逃生通道；AI辅助救援应用用于提供智能救助辅助信息，智能救助辅助信息包括综合救助策略信息、AI语音情况播报信息、AI临时状态预警信息和自动化设备辅助信息。
进一步的，区域消防信息告警模块包括灾情数据互联系统、可视化定点救助子系统、人工智能智能救助方案推荐系统和AI语音辅助导航系统；可视化定点救助子系统包括中控大屏应用和综合信息调度系统，中控大屏应用用于接收展示建筑空间环境监测数据信息、物联网智能设备数据信息、救援人员数据信息和智能救助辅助信息；AI语音辅助导航系统用于显示AI语音反馈的位置。
进一步的，区域消防信息告警模块接收紧急救助需求信息时，数字孪生大屏调度子系统作为指挥中心，可供救援人员远程调用被救助人员的联系方式，确认现场具体情况和指导被救助人员进行适当的自救助行为。
进一步的，通过灾情数据互联系统，被救助人员可以通过室内防火超级屏、楼道防火语音面板、移动手机、智能音箱设备实时接收信息和发送信息，保持高效的位置信息、生命特征、生命威胁状态的获取；接收和发送的信息包括：
a.轻度火灾情况下，顺畅的多路救援语音对话信息和逃生策略信息；
b.被困情况下，救援人员位置和轨迹信息以及救援人员实时传达的信息
c.防火设备通信模块无损情况下，AI交互语音上报的信息。
进一步的，救援人员配戴AR可视化头盔，头盔配备雷达设备、GPS定位和语音播报；雷达设备可精准生成现场的点云；GPS定位可精准叠加空间建模信息，透视化展示社区建筑通道和明显的导航路线；语音播报可供救援人员语音输入指令。
3．有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
（一）本方案提供了一套AIoT消防事件全流程辅助系统，基于人工智能的语音交互能力，集成建筑空间内的建筑信息模型，形成动态的实时消防监控系统，逐步完善一套兼具自动和人工上报的消防事件及时响应机制和科学救援的方法。
（二）在极端情况下，设备具备通信条件的基础上，不需要用户近距离接触电子设备，通过远场唤醒硬件中内嵌的AI能力，以输入语音的交互方式实现求救的需求上报，通过物联网平台合理调动软硬件应对措施，同时平台开放能力去接入更多的外部消防系统，实现园区内外多方数据信息的互联互通和自动化响应，为整个消防安全预警和救助流程提供了更多的保障。
（三）在社区楼层局部出现灾情的情况下，物联网的大屏监控系统可以准确定位到温度异常区域，调用公共楼道的消防告警设备下发语音消息，同时对小区内接入的物联网户内设备（如智能音箱、语音面板等）精准发送实时的灾害告警，传达采取的正确的逃生方式和处理手段，分区域分等级的个性化消防逃生引导。
（四）社区的三维空间信息、实时火势和实时救援提示均可通过远程传输到救援AR头显内，辅助救援人员精准高效的进行救助，在灾场视觉受阻、环境复杂的情况下，通过AR导航和AI语音导航双重辅助。
（五）现实调度和救助可以通过定位系统实时还原在中控大屏，实现救援行动可监控、可回溯、可智能辅助。
附图说明
图1为本发明的模块框图；
图2为本发明的部分模块集成图；
图3为本发明的灾情发生处理信号传输图；
图4为本发明的灾情救援处理信号传输图；
图5为本发明的消防事件发生时用户唤醒设备的流程图；
图6为本发明的消防事件发生时设备温控异常和用户唤醒设备的流程图；
图7为本发明的救援人员智能头显示例图。
具体实施方式
请参阅图1-7的一种基于AI语音交互的社区消防安全救助系统，它包括检测交互模块、数据处理模块、物联网通信模块、云处理模块、物业运营管理模块、区域消防信息告警模块、用户移动设备和消息管理系统。
检测交互模块与云处理模块信号连接，检测交互模块用于检测灾情发生或来自社区户内外设备语音输入的求救意图，并在短时间内将检测到的信息事件上报至云处理模块。
物联网通信模块与云处理模块信号连接，物联网通信模块用于传输事件和相关信息。
数据处理模块与物联网通信模块信号连接，云处理模块识别检测交互模块上报的信息事件后通过物联网通信模块将信息传输到数据处理模块中，具体的，云处理模块识别检测交互模块上报的信息事件后通过物联网通信模块将信息传输到数据处理模块中的边缘服务器。
物业运营管理模块与数据处理模块信号连接，数据处理模块将信息事件再传输到物业运营管理模块，物业运营管理模块用于将接收到的信息下发物业APP或下发物联网系统，物业APP或物联网系统根据信息事件等级判断事件处理方案。
当用户唤醒设备，人机对话时，事件处理方案包括：
a1、救援人员上门输入临时密码，开展救助；
a2、自动洒水系统启动；
a3、公共空间语音播报引导居民处理。
当用户唤醒设备，人机对话或者设备温控异常自动上报时，事件处理方案包括：
b1、救援人员通过大屏和物联网loT平台监控灾情；数字孪生大屏调度子系统全方位展示空间实时状况；
b2、局部洒水系统启动；消防通道应急机制启动；红外监测系统启动；
b3、公共空间语音播报引导居民处理；户内外设备语音引导居民避难；救援人员进入后同步现场状况，同时指挥中心可协助导航救援行动。
用户移动设备用于同时向物业运营管理模块和区域消防信息告警模块传达紧急救助需求信息。
区域消防信息告警模块与用户移动设备信号连接，区域消防信息告警模块用于接收紧急救助需求信息后为救援人员制定救援策略提供信息指导，信息指导为在救援人员到达灾情现场前为救援人员提高消防事件等级信息、孪生空间信息、AIoT设备信息（配设备边缘芯片）、用户上报的语音信息等信息。
消息管理系统与云处理模块信号连接，云处理模块（物联网loT平台）将救助信息状态更新传输至消息管理系统，消息管理系统用于向救援人员和被救助人员下发更新的救助信息。
消息管理系统下发的对象还包括各级网关，救助信息通过多级网络传输到建筑空间内各级网关，后续由各级网关分发到防火语音播报设备、用户移动设备、移动AR头显等核心设备。
检测交互模块包括烟雾检测单元、温度检测单元、AI摄像头单元、AI语音交互单元和对讲单元。
数据处理模块包括区域网关、设备边缘芯片和边缘服务器。
物联网通信模块包括蓝牙通信模组、4G 5G通信模组、NB-loT通信模组、Wifi通信模组和以太网通信模组。
云处理模块包括物联网loT平台、云端AI算法平台和消息调度中心。
物业运营管理模块包括数字孪生大屏调度子系统、自运行消防物联网子系统和AI辅助救援应用；数字孪生大屏调度子系统用于展示实时的空间信息和灾情信息，通过AI语音指令（例如：切换温度热力图），AI语音经过算法解码为意图传递到大屏应用，大屏应用调用指定函数落实任务，全流程实现语音调度大屏并能宏观可视化分析整个火灾空间；当灾情发生时，自运行消防物联网系统启动可局部缓解灾情，自运行消防物联网子系统包括自动洒水、自动开窗通风、自动开启逃生通道；AI辅助救援应用用于提供智能救助辅助信息，智能救助辅助信息包括综合救助策略信息、AI语音情况播报信息、AI临时状态预警信息和自动化设备辅助信息。
区域消防信息告警模块包括灾情数据互联系统、可视化定点救助子系统、人工智能智能救助方案推荐系统和AI语音辅助导航系统；可视化定点救助子系统包括中控大屏应用（数字平台）和综合信息调度系统，中控大屏应用用于接收展示建筑空间环境监测数据信息（温感数据、CO浓度数据、空气颗粒数据、水系统数据等）、物联网智能设备数据信息（AI摄像头、楼道电器、洒水系统、家居电器等）、救援人员数据信息（GPS位置、装备数据、AR头盔上报数据、AI语音数据）和智能救助辅助信息（综合救助策略、AI语音情况播报、AI临时状况预警、自动化设备辅助）；AI语音辅助导航系统用于显示AI语音反馈的位置。
区域消防信息告警模块接收紧急救助需求信息时，数字孪生大屏调度子系统作为指挥中心，可供救援人员远程调用被救助人员的联系方式，确认现场具体情况和指导被救助人员进行适当的自救助行为。
通过灾情数据互联系统，被救助人员可以通过室内防火超级屏、楼道防火语音面板、移动手机、智能音箱设备实时接收信息和发送信息，保持高效的位置信息、生命特征、生命威胁状态的获取；接收和发送的信息包括：
a.轻度火灾情况下，顺畅的多路救援语音对话信息和逃生策略信息；
b.被困情况下，救援人员位置和轨迹信息以及救援人员实时传达的信息
c.防火设备通信（室内防火超极屏、楼道防火语音面板等）模块无损情况下，AI交互语音上报的信息。
救援人员配戴AR可视化头盔，头盔配备雷达设备、GPS定位和语音播报；雷达设备可精准生成现场的点云；GPS定位可精准叠加空间建模信息，透视化展示社区建筑通道和明显的导航路线；语音播报可供救援人员语音输入指令。
AR可视化头盔可结合AI语音反馈的位置，通过算法计算出最短的救助路径，救援人员可语音输入特定指令，例如“最近救助目标”，可视化AR导航根据现场物联传感数据、语音求救信息、空间点信息，综合判断提供以下信息：
1、最近的救助目标；
2、救助过程最优路径，最近消防队伍告知；
3、周边实时信息监控：附近易燃易爆预警、温度过高预警、CO浓度等；
4、消防灭火设备状态（如水压、氧气剩余量等）。
Claims (10)
1.一种基于AI语音交互的社区消防安全救助系统，其特征在于：包括检测交互模块、数据处理模块、物联网通信模块、云处理模块、物业运营管理模块、区域消防信息告警模块、用户移动设备和消息管理系统；
检测交互模块与云处理模块信号连接，检测交互模块用于检测灾情发生或来自社区户内外设备语音输入的求救意图，并在短时间内将检测到的信息事件上报至云处理模块；
物联网通信模块与云处理模块信号连接，物联网通信模块用于传输事件和相关信息；
数据处理模块与物联网通信模块信号连接，云处理模块识别检测交互模块上报的信息事件后通过物联网通信模块将信息传输到数据处理模块中；
物业运营管理模块与数据处理模块信号连接，数据处理模块将信息事件再传输到物业运营管理模块，物业运营管理模块用于将接收到的信息下发物业APP或下发物联网系统，物业APP或物联网系统根据信息事件等级判断事件处理方案；
用户移动设备用于同时向物业运营管理模块和区域消防信息告警模块传达紧急救助需求信息；
区域消防信息告警模块用于接收紧急救助需求信息后为救援人员制定救援策略提供信息指导；
消息管理系统与云处理模块信号连接，云处理模块将救助信息状态更新传输至消息管理系统，消息管理系统用于向救援人员和被救助人员下发更新的救助信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于AI语音交互的社区消防安全救助系统，其特征在于：检测交互模块包括烟雾检测单元、温度检测单元、AI摄像头单元、AI语音交互单元和对讲单元。
3.根据权利要求1所述的一种基于AI语音交互的社区消防安全救助系统，其特征在于：数据处理模块包括区域网关、设备边缘芯片和边缘服务器。
4.根据权利要求1所述的一种基于AI语音交互的社区消防安全救助系统，其特征在于：物联网通信模块包括蓝牙通信模组、4G 5G通信模组、NB-loT通信模组、Wifi通信模组和以太网通信模组。
5.根据权利要求1所述的一种基于AI语音交互的社区消防安全救助系统，其特征在于：云处理模块包括物联网loT平台、云端AI算法平台和消息调度中心。
6.根据权利要求1所述的一种基于AI语音交互的社区消防安全救助系统，其特征在于：物业运营管理模块包括数字孪生大屏调度子系统、自运行消防物联网子系统和AI辅助救援应用；数字孪生大屏调度子系统用于展示实时的空间信息和灾情信息；自运行消防物联网子系统包括自动洒水、自动开窗通风、自动开启逃生通道；AI辅助救援应用用于提供智能救助辅助信息，智能救助辅助信息包括综合救助策略信息、AI语音情况播报信息、AI临时状态预警信息和自动化设备辅助信息。
7.根据权利要求6所述的一种基于AI语音交互的社区消防安全救助系统，其特征在于：区域消防信息告警模块包括灾情数据互联系统、可视化定点救助子系统、人工智能智能救助方案推荐系统和AI语音辅助导航系统；可视化定点救助子系统包括中控大屏应用和综合信息调度系统，中控大屏应用用于接收展示建筑空间环境监测数据信息、物联网智能设备数据信息、救援人员数据信息和智能救助辅助信息；AI语音辅助导航系统用于显示AI语音反馈的位置。
8.根据权利要求6所述的一种基于AI语音交互的社区消防安全救助系统，其特征在于：区域消防信息告警模块接收紧急救助需求信息时，数字孪生大屏调度子系统作为指挥中心，可供救援人员远程调用被救助人员的联系方式，确认现场具体情况和指导被救助人员进行适当的自救助行为。
9.根据权利要求7所述的一种基于AI语音交互的社区消防安全救助系统，其特征在于：通过灾情数据互联系统，被救助人员可以通过室内防火超级屏、楼道防火语音面板、移动手机、智能音箱设备实时接收信息和发送信息，保持高效的位置信息、生命特征、生命威胁状态的获取；接收和发送的信息包括：
a.轻度火灾情况下，顺畅的多路救援语音对话信息和逃生策略信息；
b.被困情况下，救援人员位置和轨迹信息以及救援人员实时传达的信息
c.防火设备通信模块无损情况下，AI交互语音上报的信息。
10.根据权利要求1所述的一种基于AI语音交互的社区消防安全救助系统，其特征在于：救援人员配戴AR可视化头盔，头盔配备雷达设备、GPS定位和语音播报；雷达设备可精准生成现场的点云；GPS定位可精准叠加空间建模信息，透视化展示社区建筑通道和明显的导航路线；语音播报可供救援人员语音输入指令。
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| PB01 | Publication | ||
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