CN115755136A - 一种基于北斗与三维实景数据融合的应急指挥调度系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于北斗与三维实景数据融合的应急指挥调度系统，包括现场终端模块、北斗定位模块、实景搭建模块、应急指挥模块、交互模块以及存储模块；现场终端模块，用于采集事故现场位置信息以及事故现场实时信息；北斗定位模块，用于实时获取事故现场附近应急车位置信息以及应急仓库位置信息；实景搭建模块，用于搭建三维实景模型；应急指挥模块，用于发布应急指挥调度命令；交互模块，用于实现所述现场终端模块与所述应急指挥模块的信息交互；存储模块，实现事故原因调查以及应急指挥经验总结。本申请使用北斗卫星定位、授时以及短报文通信服务，并结合了5G通信以及是三维实景技术，提高了对事故处理的效率。
Description
技术领域
本申请属于智慧应急指挥调度技术领域，具体涉及一种基于北斗与三维实景数据融合的应急指挥调度系统。
背景技术
随着互联网的发展与科技的进步，针对一些社会突发灾难以及重大事故，应急指挥调度系统越来越发挥着重要的作用，但是，目前被广泛使用的应急指挥调度系统仍存在诸多不足，由于突发事故对实时性要求较高，普通的通信网络容易延迟和瘫痪，使得实时消息不能尽快传回应急指挥调度中心，并且当前的应急指挥调度系统功能并不完善，所以，在应急指挥调度领域仍有诸多问题需要尽快解决。
发明内容
本申请提出了一种基于北斗与三维实景数据融合的应急指挥调度系统，通过对北斗卫星定位、授时以及短报文通信功能的充分应用，并结合了三维实景技术，使得应急指挥调度系统提供实时救灾指挥调度、应急通信、灾情信息快速上报与信息交互等服务，显著提高了灾害应急救援的快速反应能力和决策能力。
为实现上述目的，本申请提供了如下方案：
一种基于北斗与三维实景数据融合的应急指挥调度系统，包括现场终端模块、北斗定位模块、实景搭建模块、应急指挥模块、交互模块以及存储模块；
所述现场终端模块，用于采集事故现场位置信息以及事故现场实时信息；
所述北斗定位模块，用于基于所述事故现场位置信息，实时获取事故现场附近应急车位置信息以及应急仓库位置信息；
所述实景搭建模块，用于基于所述事故现场位置信息以及所述事故现场实时信息搭建三维实景模型；
所述应急指挥模块，用于基于所述事故现场实时信息、所述应急车位置信息、所述应急仓库位置信息以及所述三维实景模型，发布应急指挥调度命令；
所述交互模块，用于基于所述事故现场位置信息、所述事故现场实时信息以及所述应急指挥调度命令，实现所述现场终端模块与所述应急指挥模块的信息交互；
所述存储模块，用于存储所述事故现场位置信息、所述事故现场实时信息、所述应急车位置信息、所述应急仓库位置信息、所述三维实景模型以及所述应急指挥调度命令，实现事故原因调查以及应急指挥经验总结。
优选的，所述现场终端模块包括北斗短报文通信单元和5G通信单元；
所述实时信息包括语音信息、图片信息、视频信息、交通信息以及气象信息；
所述北斗短报文通信单元，用于实时获取事故现场所述位置信息、所述语音信息、所述图片信息、所述交通信息以及所述气象信息；
所述5G通信单元，用于实时获取事故现场所述视频信息。
优选的，所述实景搭建模块包括三维地形模型单元、三维地表实景模型单元以及融合单元；
所述三维地形模型单元，用于构建三维地形模型；
所述三维地表实景模型单元，用于构建三维地表实景模型；
所述融合单元，用于将所述三维地形模型以及所述三维地表实景模型融合渲染，获得事故现场所述三维实景模型。
优选的，所述三维地形模型的构建过程包括：
基于所述事故现场位置信息，调取事故现场二维地形图；
基于所述二维地形图以及所述图片信息，获取地形等高线及高程点数据；
基于所述地形等高线以及所述高程点数据，获得地形模型；
基于所述地形模型，进行地形数据转换；
基于所述地形数据转换，采用Delaunay算法，生成所述三维地形模型。
优选的，所述三维地表实景模型的构建过程包括：
基于所述图片信息以及所述视频信息，生成超高密度点云；
基于所述超高密度点云，进行纹理映射，搭建高分辨率三维场景；
基于所述气象信息，实现对事故现场气象变化的实时模拟；
基于所述高分辨率三维场景以及所述气象变化的实时模拟，搭建事故现场所述三维地表实景模型。
优选的，所述应急指挥模块包括路径规划单元、资源调度单元以及指挥决策单元；
所述路径规划单元，用于基于所述事故现场位置信息、所述应急车位置信息以及所述交通信息，自动规划应急车到达事故现场的最优路径；
所述资源调度单元，用于基于所述事故现场实时信息以及所述应急仓库位置信息，获取应急仓库的库存数据，合理调用应急车以及库存资源；
所述指挥决策单元，用于基于所述语音信息以及所述三维实景模型，发布所述应急指挥调度命令。
优选的，所述交互模块中，实现所述现场终端模块与所述应急指挥模块的信息交互的过程为：
采用北斗卫星区域短报文通信服务，实现所述现场终端模块与所述应急指挥模块的信息交互。
优选的，所述存储模块包括数据存储单元以及短报文存储单元；
所述数据存储单元，用于存储所述事故现场位置信息、所述事故现场实时信息、所述应急车位置信息、所述应急仓库位置信息以及所述三维实景模型，实现对事故原因的历史回溯；
所述短报文存储单元，用于存储所述现场终端模块与所述应急指挥模块信息交互的所有内容，实现对事故处理的经验总结。
本申请的有益效果为：本申请使用北斗卫星定位、授时以及短报文通信服务，并结合了5G通信以及是三维实景技术，使用了不只一种通信方式，最大限度的降低了应急指挥调度系统与事故现场通信瘫痪的概率，提高了对事故处理的效率；使用三维实景技术，在指挥调度中心模拟重构了事故现场的三维实景图，使得指挥人员能够根据现场情况的实时变化发布指挥调度命令。本系统具有广阔的推广空间和使用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例一基于北斗与三维实景数据融合的应急指挥调度系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
实施例一：
如图1所示，一种基于北斗与三维实景数据融合的应急指挥调度系统，包括现场终端模块、北斗定位模块、实景搭建模块、应急指挥模块、交互模块以及存储模块；
现场终端模块，用于采集事故现场位置信息以及事故现场实时信息；
北斗定位模块，用于基于事故现场位置信息，实时获取事故现场附近应急车位置信息以及应急仓库位置信息；当救援人员难以快速定位事故现场时，可以直接使用北斗定位模块，在大致范围内，监测交通以及电网是否受损，迅速锁定事故区域。
实景搭建模块，用于基于事故现场位置信息以及事故现场实时信息搭建三维实景模型；
应急指挥模块，用于基于事故现场实时信息、应急车位置信息、应急仓库位置信息以及三维实景模型，发布应急指挥调度命令；
交互模块，用于基于事故现场位置信息、事故现场实时信息以及应急指挥调度命令，实现现场终端模块与应急指挥模块的信息交互；
存储模块，用于存储事故现场位置信息、事故现场实时信息、应急车位置信息、应急仓库位置信息、三维实景模型以及应急指挥调度命令，实现事故原因调查以及应急指挥经验总结。
现场终端模块包括北斗短报文通信单元和5G通信单元；
实时信息包括语音信息、图片信息、视频信息、交通信息以及气象信息；具体的，交通信息包括道路网信息、信号灯信息、交通管制信息以及路段拥堵情况。气象信息包括事故现场温度、湿度、能见度以及风速。
北斗短报文通信单元，用于实时获取事故现场位置信息、语音信息、图片信息、交通信息以及气象信息；
5G通信单元，用于实时获取事故现场所述视频信息。
具体的，北斗短报文通信单元使用北斗三号全球系统，北斗三号已经实现语音和图片的传输，本单元使用终端设备获取现场图片信息以及语音信息，使用北斗三号全球系统进行传输。本申请实施例所述事故现场可以为地震、山洪、交通事故、森林山火等灾难，当事故现场由于地形地势原因通信中断，可以放弃使用无线网络，使用北斗卫星通信，确保救援的顺利进行。
5G通信单元使用多架5G无人机，同时获取事故现场的倾斜摄影和垂直摄影，为三维实景模型的构建做准备。
实景搭建模块包括三维地形模型单元、三维地表实景模型单元以及融合单元；
三维地形模型单元，用于构建三维地形模型；
三维地表实景模型单元，用于构建三维地表实景模型；
融合单元，用于将三维地形模型以及三维地表实景模型融合渲染，获得事故现场三维实景模型。
三维地形模型的构建过程包括：
基于所述事故现场位置信息，调取事故现场二维地形图；
基于所述二维地形图以及所述图片信息，获取地形等高线及高程点数据；
基于所述地形等高线以及所述高程点数据，获得地形模型；
基于所述地形模型，进行地形数据转换；
基于所述地形数据转换，采用Delaunay算法，生成所述三维地形模型。
具体的，所述地形数据转换包括投影变换、载入纹理图像以及设置细节层次。
具体的，本申请实施例使用改进的Delaunay三角网法算法，Delaunay改进算法处理过程如下：
采集原始地形数据，获得切分采样点；
基于切分采样点，构造凸壳；
建立用于逆时针存储所述凸壳形成过程中各个点的链表；
将链表中凸壳上最小的点以及后续两点构成第一个三角形，重复上述步骤，形成新的三角形，直到链表头部。
整体过程采用LOD进行优化。初始三角网形成后，再逐点插入所有数据，以形成完整的Delaunay三角网。之后就可完成基本三角网的合并，实现Delaunay三角网法算法的改进。
三维地表实景模型的构建过程包括：
基于图片信息以及视频信息，生成超高密度点云；
基于超高密度点云，进行纹理映射，搭建高分辨率三维场景；
基于气象信息，实现对事故现场气象变化的实时模拟；
基于高分辨率三维场景以及气象变化的实时模拟，搭建事故现场所述三维地表实景模型。
应急指挥模块包括路径规划单元、资源调度单元以及指挥决策单元；
路径规划单元，用于基于事故现场位置信息、应急车位置信息以及交通信息，自动规划应急车到达事故现场的最优路径；
资源调度单元，用于基于事故现场实时信息以及应急仓库位置信息，获取应急仓库的库存数据，合理调用应急车以及库存资源；
指挥决策单元，用于基于所述语音信息以及所述三维实景模型，发布应急指挥调度命令。
交互模块，采用北斗卫星区域短报文通信服务，实现现场终端模块与应急指挥模块的信息交互。所谓的短报文是指卫星定位终端和北斗卫星或北斗地面服务站能够直接通过卫星信号进行双向的信息传递。区域短报文通信服务，可向中国及周边地区用户提供区域短报文通信服务，支持用户数量从原有的50万提高到1200万，发送能力从原有的120个汉字提高到1000个汉字，既能传输文字，还可传输语音和图片。北斗卫星定位的同时，具有授时功能，使得两个以上不同时钟实现同步，实现应急指挥调度模块与现场终端模块的消息传递不会延迟。
存储模块包括数据存储单元以及短报文存储单元；
数据存储单元，用于存储事故现场位置信息、事故现场实时信息、应急车位置信息、应急仓库位置信息以及三维实景模型，实现对事故原因的历史回溯；
短报文存储单元，用于存储现场终端模块与应急指挥模块信息交互的所有内容，实现对事故处理的经验总结。
以上所述的实施例仅是对本申请优选方式进行的描述，并非对本申请的范围进行限定，在不脱离本申请设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本申请的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本申请权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种基于北斗与三维实景数据融合的应急指挥调度系统，其特征在于，包括现场终端模块、北斗定位模块、实景搭建模块、应急指挥模块、交互模块以及存储模块；
所述现场终端模块，用于采集事故现场位置信息以及事故现场实时信息；
所述北斗定位模块，用于基于所述事故现场位置信息，实时获取事故现场附近应急车位置信息以及应急仓库位置信息；
所述实景搭建模块，用于基于所述事故现场位置信息以及所述事故现场实时信息搭建三维实景模型；
所述应急指挥模块，用于基于所述事故现场实时信息、所述应急车位置信息、所述应急仓库位置信息以及所述三维实景模型，发布应急指挥调度命令；
所述交互模块，用于基于所述事故现场位置信息、所述事故现场实时信息以及所述应急指挥调度命令，实现所述现场终端模块与所述应急指挥模块的信息交互；
所述存储模块，用于存储所述事故现场位置信息、所述事故现场实时信息、所述应急车位置信息、所述应急仓库位置信息、所述三维实景模型以及所述应急指挥调度命令，实现事故原因调查以及应急指挥经验总结。
2.根据权利要求1所述基于北斗与三维实景数据融合的应急指挥调度系统，其特征在于，
所述现场终端模块包括北斗短报文通信单元和5G通信单元；
所述实时信息包括语音信息、图片信息、视频信息、交通信息以及气象信息；
所述北斗短报文通信单元，用于实时获取事故现场所述位置信息、所述语音信息、所述图片信息、所述交通信息以及所述气象信息；
所述5G通信单元，用于实时获取事故现场所述视频信息。
3.根据权利要求2所述基于北斗与三维实景数据融合的应急指挥调度系统，其特征在于，所述实景搭建模块包括三维地形模型单元、三维地表实景模型单元以及融合单元；
所述三维地形模型单元，用于构建三维地形模型；
所述三维地表实景模型单元，用于构建三维地表实景模型；
所述融合单元，用于将所述三维地形模型以及所述三维地表实景模型融合渲染，获得事故现场所述三维实景模型。
4.根据权利要求3所述基于北斗与三维实景数据融合的应急指挥调度系统，其特征在于，所述三维地形模型的构建过程包括：
基于所述事故现场位置信息，调取事故现场二维地形图；
基于所述二维地形图以及所述图片信息，获取地形等高线及高程点数据；
基于所述地形等高线以及所述高程点数据，获得地形模型；
基于所述地形模型，进行地形数据转换；
基于所述地形数据转换，采用Delaunay算法，生成所述三维地形模型。
5.根据权利要求3所述基于北斗与三维实景数据融合的应急指挥调度系统，其特征在于，所述三维地表实景模型的构建过程包括：
基于所述图片信息以及所述视频信息，生成超高密度点云；
基于所述超高密度点云，进行纹理映射，搭建高分辨率三维场景；
基于所述气象信息，实现对事故现场气象变化的实时模拟；
基于所述高分辨率三维场景以及所述气象变化的实时模拟，搭建事故现场所述三维地表实景模型。
6.根据权利要求2所述基于北斗与三维实景数据融合的应急指挥调度系统，其特征在于，所述应急指挥模块包括路径规划单元、资源调度单元以及指挥决策单元；
所述路径规划单元，用于基于所述事故现场位置信息、所述应急车位置信息以及所述交通信息，自动规划应急车到达事故现场的最优路径；
所述资源调度单元，用于基于所述事故现场实时信息以及所述应急仓库位置信息，获取应急仓库的库存数据，合理调用应急车以及库存资源；
所述指挥决策单元，用于基于所述语音信息以及所述三维实景模型，发布所述应急指挥调度命令。
7.根据权利要求1所述基于北斗与三维实景数据融合的应急指挥调度系统，其特征在于，所述交互模块中，实现所述现场终端模块与所述应急指挥模块的信息交互的过程为：
采用北斗卫星区域短报文通信服务，实现所述现场终端模块与所述应急指挥模块的信息交互。
8.根据权利要求1所述基于北斗与三维实景数据融合的应急指挥调度系统，其特征在于，所述存储模块包括数据存储单元以及短报文存储单元；
所述数据存储单元，用于存储所述事故现场位置信息、所述事故现场实时信息、所述应急车位置信息、所述应急仓库位置信息以及所述三维实景模型，实现对事故原因的历史回溯；
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| "北斗三维实时反恐作战指挥系统", Retrieved from the Internet <URL:https://www.sohu.com/a/200460062_100010177> * |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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