CN118075726A - 一种用于应急救援的部署系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于应急救援的部署系统，包括现场指挥中心和至少一个救援支部；当现场指挥中心与特定小组指挥主机的通信发生故障时：现场指挥中心：获取该特定小组指挥主机所属的救援支部，从中筛选出能相互通信且与该特定小组指挥主机路径最短的小组指挥主机作为临时中转节点；作为临时中转节点的小组指挥主机：将现场指挥中心针对特定小组指挥主机的应急调度命令转送给特定小组指挥主机；特定的小组指挥主机：接收临时中转节点转达的应急调度命令。本系统中各救援小组既可响应现场指挥中心的指挥调度管理，又可作为独立作战单元，这不仅提高了应急事件应急响应的效率，还能保证应急事件现场各项数据的完整性。

Description

一种用于应急救援的部署系统

技术领域

本发明属于应急救援数据通信技术领域，尤其涉及一种用于应急救援的部署系统。

背景技术

在现代社会，自然灾害和紧急情况频繁发生，应对自然灾害和紧急情况的需求逐渐增加，对紧急响应系统提出了更高的要求。传统的紧急响应系统通常采用中心化架构，依赖集中的指挥中心和通信设备，依赖于单一的指挥中心和通信设备，这种体系在面临网络中断等困难情况下的弹性较差，导致紧急响应的效率和鲁棒性不足，这样的系统在网络中断时存在严重缺陷，通信中断可能导致灾害应急响应受损。

随着信息技术的飞速发展，多级部署和模块化设计等概念逐渐引入紧急响应系统领域。本方案应运而生，旨在克服传统系统的局限性，提供更强大的紧急响应解决方案。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种用于应急救援的部署系统，包括现场指挥中心和至少一个救援支部，救援支部包括至少两个小组指挥主机，救援支部内的各个小组指挥主机均与现场指挥中心相互通信，同一救援支部内的各个小组指挥主机相互通信；

现场指挥中心用于：获取应急事件的上报信息及整体信息，对前述信息进行分析与预测制定应急措施，并向小组指挥主机传达相应的应急调度命令，应急调度命令包括但不限于应急事件的相关信息及救援措施；

小组指挥主机用于：接收现场指挥中心的应急调度命令；采集应急事件的实时信息，保存于本地并同步上报至现场指挥中心；

当现场指挥中心与特定小组指挥主机的通信发生故障时：

现场指挥中心还用于：获取该特定小组指挥主机所属的救援支部，从中筛选出能相互通信且与该特定小组指挥主机路径最短的小组指挥主机作为临时中转节点，将相应的应急调度命令传达给前述临时中转节点；

作为临时中转节点的小组指挥主机用于：通过与特定小组指挥主机的通信方式，将现场指挥中心针对特定小组指挥主机的应急调度命令转送给特定小组指挥主机，并将特定小组指挥主机上报的应急事件实时信息转送给现场指挥中心；

特定的小组指挥主机用于：接收临时中转节点转达的应急调度命令，并将采集的应急事件的实时信息上传至临时中转节点。

进一步地，包括至少两个所述救援支部，每一救援支部内至少有两个小组指挥主机与其他救援支部内的至少两个小组指挥主机相互通信；

当同一组救援支部内的各个小组指挥主机均与所述现场指挥中心发生通信故障时；

所述现场指挥中心还用于：确定发生通信故障的特定救援支部，并从其他救援支部中筛选出能相互通信且与该特定救援支部内的小组指挥主机路径最短的小组指挥主机作为支部外临时中转节点，与该支部外临时中转节点通信的小组指挥主机作为支部外临时中转节点，该支部外临时中转节点将相应的应急调度命令传达给支部内临时中转节点；

作为支部外临时中转节点的小组指挥主机用于：将现场指挥中心针对特定救援支部的应急调度命令转送给支部内临时中转节点，并将支部内临时中转节点上传的应急事件实时信息转送给现场指挥中心；

作为支部内临时中转节点的小组指挥主机用于：将支部外临时中转节点转送的应急调度命令转送给所属的特定救援支部内的其他小组指挥主机，并将本地采集的应急事件实时信息以及所属救援支部内其他小组指挥主机上传的应急事件实时信息转送给支部外临时中转节点；

特定救援支部内其他小组指挥主机用于：接收作为支部内临时中转节点转达的应急调度命令，并将采集的应急事件实时信息上传至支部内临时中转节点。

进一步地，所述小组指挥主机还用于：

定时自动向所述现场指挥中心发送实时位置信息。

优选地，所述小组指挥主机还用于：

定时向所述现场指挥中心发送心跳包，当至少三次以上未在特定时间内收到现场指挥中心的回复，则判定小组指挥主机与现场指挥中心之间发生通信故障；

当与现场指挥中心无法通信时，将上报失败的应急事件实时信息缓存于本地，并转送给相应的临时中转节点，并定时尝试连接；

所述现场指挥中心还用于：

向所述小组指挥主机传达应急调度命令后，至少三次以上未在特定时间内收到小组指挥主机的回复，则判定现场指挥中心与小组指挥主机之间发生通信故障，将下达失败的应急调度命令缓存于消息中间件上，并转送给相应的临时中转节点。

进一步地，作为所述临时中转节点的小组指挥主机还用于：

向所述现场指挥中心发送状态提醒包；

向其他不能与现场指挥中心正常通信的所述特定小组指挥主机发送心跳包，当至少三次以上未在特定时间内收到其他特定小组指挥主机的回复，则判定两小组指挥主机之间无法互相通信；

当与其他特定小组指挥主机无法通信时，则定时尝试连接。

进一步地，所述现场指挥中心包括通信管理模块，通信管理模块用于确保现场指挥中心与所述小组指挥主机之间的有效通信；

所述小组指挥主机包括网络容错与恢复模块，网络容错与恢复模块包括网络监测子模块、本地存储与同步子模块和网络恢复子模块；

网络监测子模块用于监测小组指挥主机与现场指挥中心以及各小组指挥主机之间的通信状态，本地存储与同步子模块用于触发小组指挥主机的本地存储以及保持小组指挥主机与现场指挥中心的信息同步，网络恢复子模块用于重新连接中断的通信网络。

进一步地，所述现场指挥中心包括地理信息系统模块，地理信息系统模块能获取并传送高分辨率地图；

所述小组指挥主机包括离线地图模块；

当小组指挥主机与现场指挥中心正常通信时，小组指挥主机能自动向现场指挥中心请求高分率地图，并进行本地保存；当小组指挥主机与现场指挥中心发生通信故障时，小组指挥主机能通过离线地图模块查看本地的中分辨率地图及已保存的高分辨率地图。

进一步地，现场指挥中心还配备有中心采集终端，中心采集终端包括智能机器人、无人机；

所述现场指挥中心包括智能机器人和无人机支持模块，智能机器人和无人机支持模块用于辅助中心采集终端巡查应急事件，探索危险区域，采集相应实时信息。

进一步地，所述小组指挥主机还配备有小组采集终端，小组采集终端包括监控设备、传感器、通讯终端；

小组指挥主机包括数据采集模块，数据采集模块包括传感器数据采集子模块和通信数据采集子模块，传感器数据采集子模块辅助小组采集终端采集环境数据，通信数据采集子模块用于监测小组采集终端与小组指挥主机之间的通信状态。

进一步地，所述现场指挥中心包括数据分析与预测模块、任务分配与资源优化模块、应急响应与决策支持模块、应急响应模拟与培训模块及公众警报和通知模块；

数据分析与预测模块包括数据预处理子模块、模型训练子模块和事件预测子模块；数据预处理子模块用于处理所述中心采集终端和所述小组采集终端采集的实时数据；模型训练子模块基于历史数据和实时数据进行应急事件蔓延预测模型的训练；事件预测子模块基于训练后的蔓延预测模型生成特定的预测数据；

任务分配与资源优化模块包括任务分配子模块和资源优化子模块；任务分配子模块基于应急事件的预测数据划分任务给各个所述小组指挥主机；资源优化子模块基于任务需求，有效分配资源给各个所述小组指挥主机；

应急响应与决策支持模块包括实时决策支持子模块和紧急通知子模块；实时决策支持子模块基于应急事件的预测数据、任务和资源分配情况，协助现场指挥中心制定实时决策；紧急通知子模块基于实时决策向各所述小组指挥主机发送紧急通知；

应急响应模拟与培训模块包括实时应急响应模拟子模块和虚拟培训子模块；实时应急响应模拟子模块用于模拟应急事件，测试应急响应效能；虚拟培训子模块提供虚拟培训场景，培养救援人员的技能和应对能力；

公众警报和通知模块用于向社交媒体、应用用户发布紧急通知和警报。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本系统整体采用两级部署架构，小组指挥主机既能响应现场指挥中心的指挥调度管理，也可作为独立的作战指挥单元；

具体地，当网络正常时，小组指挥主机与现场指挥中心采用双向数据同步技术，利用消息中间件进行双向数据同步，获取实时数据信息，支持协同工作，确保应急响应的高效性；

网络异常时，本系统则选择适宜的临时中转节点来转送现场指挥中心与小组指挥主机之间的必要数据信息，失联小组指挥主机仍能独立工作，并有效各小组指挥主机间的相互沟通与协同，增加了系统的可靠性和鲁棒性；

在网络中断后，小组指挥主机能够自动尝试重新连接，以确保数据通信的时效性；

网络恢复时，小组指挥主机能够将在网络中断期间积累的数据上传至现场指挥中心，恢复了数据的完整性。这确保了现场指挥中心拥有完整的数据，以支持更好的决策和应急响应，并重新建立双向同步连接，这保证了应急事件整个过程数据的完整性与准确性。

同时，本系统通过多个模块的协同工作，实现了数据采集、分析、预测、任务分配、决策支持、模拟培训的综合集成，确保了应急响应的全面性和高效性。

相较于现有技术，本系统在多个方面实现了综合性的显著改进，首先，解决了传统应急指挥中极度中心化及网络通讯难的问题，本系统拥有多级通信链路，具有更可靠的通信能力，各救援小组既可响应现场指挥中心的指挥调度管理，又可作为独立作战单元，深入到应急事件中心进行抢险救灾，这不仅提高了应急事件响应的效率和效力，还能保证应急事件现场各项数据的完整性和可靠性。另外，本系统的改进点还包括更全面的情报收集能力、更高效的数据采集和分析能力、更好的资源利用能力、更强大的决策支持能力及更完整的培训和准备度。

附图说明

在附图中：

图1为本发明中组指挥主机与现场指挥中心架构图；

图2本发明中同一救援支部内特定小组指挥主机发生与现场指挥中心发生故障时的运行框图；

图3本发明中同一救援支部与现场指挥中心发生故障时的运行框图；

图4为本发明小组指挥主机网络状态下工作状态运行框图；

图5为本发明小组指挥主机在网络中断时运行框图；

图6为本发明系统运作逻辑框图；

图7为本发明模块连接框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明。

包括图1至图7所示，一种用于应急救援的部署系统，包括现场指挥中心和至少一个救援支部，救援支部包括至少两个小组指挥主机，救援支部内的各个小组指挥主机均与现场指挥中心相互通信，同一救援支部内的各个小组指挥主机相互通信；

现场指挥中心用于：获取应急事件的上报信息及整体信息，对前述信息进行分析与预测制定应急措施，并向小组指挥主机传达相应的应急调度命令，应急调度命令包括但不限于应急事件的相关信息及救援措施；

小组指挥主机用于：接收现场指挥中心的应急调度命令；采集应急事件的实时信息，保存于本地并同步上报至现场指挥中心；

当现场指挥中心与特定小组指挥主机的通信发生故障时：

现场指挥中心还用于：获取该特定小组指挥主机所属的救援支部，从中筛选出能相互通信且与该特定小组指挥主机路径最短的小组指挥主机作为临时中转节点，将相应的应急调度命令传达给前述临时中转节点；

作为临时中转节点的小组指挥主机用于：通过与特定小组指挥主机的通信方式，将现场指挥中心针对特定小组指挥主机的应急调度命令转送给特定小组指挥主机，并将特定小组指挥主机上报的应急事件实时信息转送给现场指挥中心；

特定的小组指挥主机用于：接收临时中转节点转达的应急调度命令，并将采集的应急事件的实时信息上传至临时中转节点。

本实施例中，现场指挥中心与每一小组指挥主机之间为优先级通信方式，可通过有线或者无线的方式进行通信，有条件时优先选择有线接入通信，这种方式能提供稳定、可靠的通讯连接，保证应急调度命令及时准确地直接传达给各个小组指挥主机；无条件时则是无线通信，例如4G/5G、无线电通讯(周围的信号塔或网络，以找到可用的信号源并建立连接)等。

各小组指挥主机(不管同一救援支部或者不同救援支部)之间为备用通信方式，可通过自组网的方式进行通信，该通信可通过单跳或者多跳的方式达到小组指挥主机之间的通信。

当现场指挥中心与特定小组指挥主机发生特定故障时，可先尝试重新建立网络连接，具体地，通信设备、小组指挥主机或现场指挥中心可以自动尝试重新连接到网络，一旦优先级网络连接可用，它们会自动建立连接，无需人工干预。若仍无法建立网络连接，则执行本实施例中备用通信方式，也即通过寻找临时中转节点来中转相应的命令及必要信息，以达到应急事件对实时性的要求。

本实施例应用时，根据应急事件发生的严重程度等级及所覆盖的范围大小来决定救援支部的数量，不同的救援支部可执行分区域的相同任务，亦可执行同区域的不同任务。应急事件类型可包括森林火灾、地震及洪涝等。

当救援支部为一个时：

当该救援支部内所有小组指挥主机均匀现场指挥中心正常通信时，则由现场指挥中心直接向每一小组指挥主机下达相应的应急调度命令，且每一小组指挥主机到达应急事件现场所采集的信息及所执行的数据也自动同步到现场指挥中心，如此，能保证高效的应急部署工作。

当救援支部内有特定小组指挥主机无法与现场指挥中心正常通信时，则由能正常通信的其他小组指挥主机充当临时中转节点来转进行转送现场指挥中心与特定小组指挥主机之间的数据信息，可见，通过救援支部各成员之间的有效协同和沟通，能维持小组指挥主机的独立工作，有效保证现场指挥中心应急调度的执行性；

其中，在选择临时中转节点时应考虑：

首先，能与现场指挥中心正常通信；

其次，能与特定发生通信故障的小组指挥主机正常通信；

再次，与特定发生通信故障的小组指挥主机的路径最短；

最后，处于空闲状态，该空闲状态是指未执行其他转送任务。

为执行前述选取临时中转节点的任务，现场指挥中心应包括临时中转节点计算模块。

当救援支部为至少两个时：

优选地，一种用于应急救援的部署系统包括现场指挥中心和至少两个所述救援支部，每一救援支部内至少有两个小组指挥主机与其他救援支部内的至少两个小组指挥主机相互通信；

当同一组救援支部内的各个小组指挥主机均与所述现场指挥中心发生通信故障时；

所述现场指挥中心还用于：确定发生通信故障的特定救援支部，并从其他救援支部中筛选出能相互通信且与该特定救援支部内的小组指挥主机路径最短的小组指挥主机作为支部外临时中转节点，与该支部外临时中转节点通信的小组指挥主机作为支部外临时中转节点，该支部外临时中转节点将相应的应急调度命令传达给支部内临时中转节点；

作为支部外临时中转节点的小组指挥主机用于：将现场指挥中心针对特定救援支部的应急调度命令转送给支部内临时中转节点，并将支部内临时中转节点上传的应急事件实时信息转送给现场指挥中心；

作为支部内临时中转节点的小组指挥主机用于：将支部外临时中转节点转送的应急调度命令转送给所属的特定救援支部内的其他小组指挥主机，并将本地采集的应急事件实时信息以及所属救援支部内其他小组指挥主机上传的应急事件实时信息转送给支部外临时中转节点；

特定救援支部内其他小组指挥主机用于：接收作为支部内临时中转节点转达的应急调度命令，并将采集的应急事件实时信息上传至支部内临时中转节点。

本实施例应用时，同一救援支部内的各小组指挥主机使用的是同一A频率进行通信；救援支部与救援支部之间能实现通信的那些小组指挥主机则是用同一B频率(与A频率不同的频率)进行通信。

在调度安排时，同一救援支部内的各小组指挥主机所距离的范围较其他救援支部来说应相对最近，当同一救援支部内各个小组指挥主机均无法与现场指挥中心正常通信时，则先从其他救援支部内筛选出支部外临时中转节点，再在本救援支部内筛选出能与该支部外临时中转节点通信的小组指挥主机作为支部内临时中转节点，先由支部外临时中转节点向支部内临时中转节点转送现场指挥中心的应急调度命令，再由支部内临时中转节点向本救援支部内的其他小组指挥主机转送前述应急调度命令，同样，发生通信故障的特定救援支部内的各个小组指挥主机再上传采集的实时信息及所执行的数据时，也参考前述最短路径上报给现场指挥中心。

其中，在选择支部外临时中转节点时应考虑：

首先，能与现场指挥中心正常通信；

其次，能与发生通信故障的特定救援支部内的任意一小组指挥主机正常通信；

再次，与特定救援支部内的前述小组指挥主机路径最短；

最后，处于空闲状态，该空闲状态是指未执行其他转送任务。

在选择支部内临时中转节点时应考虑：

首先，能与支部外临时中转节点正常通信；

其次，与支部外临时中转节点的路径最短；

最后，处于空闲状态，该空闲状态是指未执行其他转送任务。

以图3为例，有两个救援支部1和2，其中，救援支部1中的小组指挥主机a和小组指挥主机n可以与救援支部2中的小组指挥主机a和小组指挥主机n进行支部外通信；当救援支部2中各个小组指挥主机均与现场指挥中心发生通信故障时，根据最优路径原则，救援支部2小组指挥主机a可作为救援支部2小组指挥主机b的支部内临时中转节点，救援支部2小组指挥主机a作为此条路径的支部外临时中转节点，沿前述路径则可将救援支部2小组指挥主机b与现场指挥中心之间的信息或者命令进行相应传送。而救援支部2小组指挥主机n则可直接通过救援支部1小组指挥主机n实现与现场指挥中心之间信息或者命令的传送。

优选地，所述小组指挥主机还用于：

定时自动向所述现场指挥中心发送实时位置信息。

本实施例中，定时发送实时位置信息，便于现场指挥中心选择合适的临时中转节点、支部外临时中转节点及支部内临时中转节点来中转命令。

优选地，所述小组指挥主机还用于：

定时向所述现场指挥中心发送心跳包，当至少三次以上未在特定时间内收到现场指挥中心的回复，则判定小组指挥主机与现场指挥中心之间发生通信故障；

当与现场指挥中心无法通信时，将上报失败的应急事件实时信息缓存于本地，并转送给相应的临时中转节点，并定时尝试连接；

所述现场指挥中心还用于：

向所述小组指挥主机传达应急调度命令后，至少三次以上未在特定时间内收到小组指挥主机的回复，则判定现场指挥中心与小组指挥主机之间发生通信故障，将下达失败的应急调度命令缓存于消息中间件上，并转送给相应的临时中转节点。

其中小组指挥主机定时向现场指挥中心发送心跳包，具体来说，每隔5秒发送一次。如果在连续发送三次心跳包(即15秒内)后仍未收到现场指挥中心的回应，则被认定为与现场指挥中心的通信发生故障；同理，对于现场指挥中心也是相同的逻辑，当现场指挥中心向小组指挥主机传达应急调度命令后，至少三次以上未在特定时间内收到小组指挥主机的回复，则判定现场指挥中心与小组指挥主机之间发生通信故障，将下达失败的应急调度命令缓存于消息中间件上，并转送给相应的临时中转节点。这样的频率设置可以确保快速且有效地检测到任何潜在的连接问题，以便立即采取措施。

本实施例中，小组指挥主机能够自动检测网络是否中断。这有助于系统快速响应网络故障，自动切入网络中断时的工作状态，确保通信不中断，以免耽误应急调度命令的执行。

当判定小组指挥主机与现场指挥中心之间无法正常通信时，小组指挥主机只向临时中转节点转送必要数据，待网络恢复后，再自动同步中断期间存储的数据，并恢复双向数据同步。

优选地，作为所述临时中转节点的小组指挥主机还用于：

向所述现场指挥中心发送状态提醒包；

向其他不能与现场指挥中心正常通信的所述特定小组指挥主机发送心跳包，当至少三次以上未在特定时间内收到其他特定小组指挥主机的回复，则判定两小组指挥主机之间无法互相通信；

当与其他特定小组指挥主机无法通信时，则定时尝试连接。

本实施例中，可及时判断小组指挥主机之间是否能正常通信，以免耽误应急调度命令的转送工作。被选取为临时中转节点的小组指挥主机通过状态提醒包反馈给现场指挥中心，它是否处于空闲且能与特定小组指挥主机通信的状态，以备现场指挥中心进行新的选择。

优选地，所述现场指挥中心包括通信管理模块；通信管理模块用于确保现场指挥中心与所述小组指挥主机之间的有效通信。

通信管理模块确保通信资源的有效分配，并将任务或者其他信息传输给相应的小组指挥主机。具体地，信管理模块包括带宽管理子模块和QoS管理子模块，带宽管理子模块分配通信带宽，以确保现场指挥中心与所述小组指挥主机之间的有效通信。具体地，带宽管理子模块负责管理可用的通信带宽资源，它会监控当前的带宽使用情况，包括数据传输、语音通信、图像传输等。

带宽管理子模块会配置通信设备，以满足任务的通信需求。这可能涉及设置不同通信频段、频率、调制方式，以确保通信设备能够满足任务的带宽需求。在通信任务执行期间，带宽管理子模块会监控通信质量。如果通信发生问题，例如带宽不足或通信干扰，它会尽力进行调整，以确保通信质量的稳定。随着任务的进行，带宽管理子模块可能需要进行实时调整，以应对网络状况的变化和任务需求的变化，例如重新分配带宽、改变通信频段、调整通信通道等。

QoS管理子模块控制通信服务质量，并选取最佳通讯渠道，以满足不同任务对通信的不同需求。

QoS管理子模块能够通过实时监控通信网络的延迟、丢包率、带宽等指标，评估哪种网络的质量符合目前的要求，并自动智能切换实现通信服务质量控制。

现场指挥中心与各小组指挥主机之间的通信可以同时使用多个网络连接，一旦一个连接中断，系统可以立即切换到另一个连接。其中，网络优先级判断：当网络质量都差不多时：根据网络设置优先级。多种网络质量都极佳时，由于有线网络在未来预期的丢包率最低、延迟最小，因此优先使用有线网络；在4G/5G移动网络都可用且质量一致的环境下，优先选择速度更快的5G网络。

网络状态持续监控：当网络质量出现一段时间的波动时，预期后续的网络质量会同样不可靠，因此需要进行网络切换。当网络切换完毕时，原有的几种网络状态监控要继续保持，并计算一段时间的可靠性预期，以便现有网络出现波动时可以立刻判断需要切换到的网络。

通过QoS管理子模块来实现优先级网络的切换，有效解决了设备在不同网络环境下的稳定性和速度问题，在应急指挥场景下，设备大多应用环境复杂，因此网络不稳定是常见的技术问题，由智能网络切换技术带来的改变与以往必须网络断开才进行切换有明显的进步空间，使应用网络切换的速度加快，提升了系统的有效使用率。

所述小组指挥主机包括网络容错与恢复模块，网络容错与恢复模块包括网络监测子模块、本地存储与同步子模块和网络恢复子模块；

网络监测子模块用于监测小组指挥主机与现场指挥中心以及各小组指挥主机之间的通信状态，也即可获取小组指挥主机的通信网络状态和通信质量数据。其中，小组指挥主机之间以及小组指挥主机与现场指挥中心之间的网络通信是否发生故障，可通过是否接收到小组指挥主机定时发送的心跳包的方式来进行判断。

本地存储与同步子模块用于触发小组指挥主机的本地存储以及保持小组指挥主机与现场指挥中心的信息同步，当小组指挥主机与现场指挥中心的通信发生中断时，使得小组指挥主机进入本地工作模式，并且能安全保存数据；当网络恢复后，小组指挥主机能够将在网络中断期间积累的数据上传至现场指挥中心，恢复数据的同步性。

网络恢复子模块用于重新连接中断的通信网络，在网络恢复时，使得小组指挥主机与现场指挥中心之间以及各小组指挥主机之间重新连接，以确保数据同步和通信的连续性。

本实施例中，通过各模块的协作，可及时发现现场指挥中心与小组指挥主机之间以及小组指挥主机之间的通信状态，并能及时提醒解决通信故障问题。网络恢复子模块通常会监测网络状态，一旦检测到网络可用，将触发重新连接的机制，协同通信管理模块及网络恢复子模块实现网络连接的重新建立。

优选地，所述现场指挥中心包括地理信息系统模块，地理信息系统模块能获取并传送高分辨率地图；

所述小组指挥主机包括离线地图模块；

当小组指挥主机与现场指挥中心正常通信时，小组指挥主机能自动向现场指挥中心请求高分率地图，并进行本地保存；当小组指挥主机与现场指挥中心发生通信故障时，小组指挥主机能通过离线地图模块查看本地的中分辨率地图及已保存的高分辨率地图。

本实施例中，地理信息系统模块提供实时地理信息，以便于现场指挥中心制定应急事件的决策和进行任务、资源的分配。

地理信息系统模块包括地理信息采集子模块和实时地图显示子模块。地理信息采集子模块用于获取现场地理信息，包括资源位置、应急事件位置。实时地图显示子模块用于实时显示地理信息，支持地图标记和路径规划，以帮助现场指挥中心更好地理解和决策。

优选地，现场指挥中心还配备有中心采集终端，中心采集终端包括智能机器人、无人机；

所述现场指挥中心包括智能机器人和无人机支持模块，智能机器人和无人机支持模块用于辅助中心采集终端巡查应急事件，探索危险区域，具体地，智能机器人和无人机支持模块包括无人机巡检子模块和机器人勘察子模块，无人机巡检子模块能利用无人机实时巡查应急事件，提供图片和视频数据，机器人勘察子模块使用机器人探索危险区域，采集相应信息。

智能机器人和无人机支持模块提供情报收集和资源勘查，将数据传输给指挥中心。

优选地，所述小组指挥主机还配备有小组采集终端，小组采集终端包括监控设备、传感器、通讯终端；

小组指挥主机包括数据采集模块，数据采集模块包括传感器数据采集子模块和通信数据采集子模块，传感器数据采集子模块辅助小组采集终端采集环境数据，通信数据采集子模块用于监测小组采集终端与小组指挥主机之间的通信状态。

其中，小组采集终端可佩戴于救援人员身上，包括智能手环、生命体征监测仪器等，亦可布置在应急事件现场环境中，包括监控设置(布控球)、传感器(温度传感器、烟雾传感器)等，小组采集终端用于监测环境条件和救援人员的状态，并生成相应数据流，再通过短距离通信技术方式(例如蓝牙、LoRa等)传送给小组指挥主机。具体地，传感器数据采集子模块位于小组指挥主机上，负责接收来自传感器设备的数据流，并进行本地储存并同步上报给现场指挥中心。小组指挥主机亦可对前述数据流进行必要的数据处理，例如解析、整合和转换。在小组采集终端执行采集任务的过程中，如若发现紧急情况，小组指挥主机也可通过紧急警报功能快速反馈给现场指挥中心。

小组指挥主机所配备的救援人员还可佩戴通讯终端，当网络正常时，与现场指挥中心及其他小组指挥主机进行音视频通讯。

如果小组指挥主机与现场指挥中心之间的通信网络中断，小组指挥主机本身可对配备的救援人员提供简化的指挥节点服务，该小组指挥主机仍将前述数据存储于本地，并将必要数据信息上传给相应的临时中转节点进行转送，如此便于支持救援支部的协同工作。在网络恢复后，再将网络中断期间积累的所有数据直接上转至现场指挥中心，以确保数据的完整性和实时性。

无人机巡检子模块可与数据采集模块和地理信息系统模块协同工作，以执行巡查任务，机器人勘察子模块与数据采集模块协同工作，以获取实时数据和勘察信息。

优选地，所述现场指挥中心包括数据分析与预测模块、任务分配与资源优化模块、应急响应与决策支持模块、应急响应模拟与培训模块及公众警报和通知模块；

数据分析与预测模块包括数据预处理子模块、模型训练子模块和事件预测子模块；

数据预处理子模块用于处理所述中心采集终端和所述小组采集终端采集的实时数据，可对前述数据进行清洗、校正和处理，以确保数据质量；

模型训练子模块基于历史数据和实时数据，并应用学习算法进行应急事件蔓延预测模型的训练；

事件预测子模块基于训练后的蔓延预测模型生成特定的预测数据，以提前预警和采取相应措施；

数据预处理子模块负责处理和清洗采集到的数据，模型训练子模块使用历史数据和实时数据进行模型训练，而事件预测子模块使用训练后的模型生成事件蔓延预测。

数据分析与预测模块接收实时数据，这些数据包括当前的应急事件信息，以火灾为例，应急事件信息包括火源位置、火势、风向、气象条件。模型训练子模块需要从历史数据和实时数据中提取与应急事件蔓延相关的特征，这些特征通常包括应急事件的位置、状态和周围环境信息等，特征提取可以使用领域专业知识和数据分析方法，前述模型可以是机器学习模型(例如回归模型、决策树、神经网络)或物理模型(基于应急事件蔓延的数学方程)。模型训练子模块的任务是预测应急事件的蔓延情况，这可能包括应急事件的未来位置、速度、火势变化信息。事件预测子模块中基于训练后的蔓延预测模型生成特定的预测数据可以以数值形式或地理信息形式呈现，这些预测数据可辅助现场指挥中心制定应急决策，例如决定任务、资源如何分配等。模型训练子模块会根据新的实时数据定期更新预测，也即应急事件蔓延的预测是动态的，会根据实时数据进行不断地修正和更新。

任务分配与资源优化模块包括任务分配子模块和资源优化子模块；任务分配子模块基于应急事件的预测数据划分任务给各个所述小组指挥主机；资源优化子模块基于任务需求，有效分配资源给各个所述小组指挥主机，以满足不同任务的需求；

任务分配子模块大多是基于应急事件的实时信息及其蔓延预测结果而进行任务的分配，而资源优化子模块大多基于任务需求及资源的可用性状态来进行资源分配。带宽管理子模块与任务分配与资源优化模块之间协同工作，以确保任务、资源分配的通信资源充足，并保证通信质量。

任务分配子模块会提供出任务需求信息及任务分配决策建议，这些信息可能包括不同任务的性质、紧急程度、位置以及所需资源的类型和数量；任务分配子模块也会提出任务分配决策建议，包括任务的性质、紧急性以及所需通信资源的类型和带宽需求。基于任务分配模块提供的任务和通信需求信息，带宽管理子模块使用带宽分配策略来确定如何分配可用的带宽资源，这可以是预先定义的策略，也可以是动态决策，根据当前网络状况进行调整。带宽管理子模块将带宽资源分配给不同的任务，以支持任务执行时的通信需求，这包括确保紧急任务能够获得更高的通信优先级和更多的带宽。带宽管理子模块还可以将通信质量和带宽使用的反馈信息传递给任务分配模块，以帮助改进任务分配决策。

资源优化子模块接收前述任务需求及任务分配信息，同时，还会收集当前可用资源信息，这些信息包括救援队伍(小组指挥主机)的位置、能力、装备、设备等，前述信息可以通过GPS定位、通信系统获取。资源优化子模块将任务需求与资源可用性进行匹配，例如会考虑任务的紧急程度和距离，资源的可用性和能力，以确定哪个救援队伍(小组指挥主机)去执行特定任务。

资源优化子模块可通过特定的分配策略来确定如何有效地分配资源，这些分配策略可以是事先定义好的规则，也可以是基于优化算法的决策。规则可以是：最短路径优先：选择距离任务位置最近的可用资源；紧急程度优先：优先分配资源给紧急任务；资源最佳利用：尽量确保每个资源都能得到合理的利用，避免浪费；协同分配：考虑多个资源一起执行任务，以提高效率。

基于任务需求与资源可用性的匹配度以及资源分配策略，资源优化子模块会给出资源分配决策建议，例如确定哪个资源执行哪项任务，分配的任务数量，以及执行任务的顺序。资源优化子模块通过综合考虑任务需求和资源可用性，以及采用适当的资源分配策略，确保资源被有效地分配到最需要的地方，以支持应急响应的高效性和资源最佳利用。这有助于提高应急事件应对的效力及救援效率。

现场指挥中心基于资源优化子模块的资源分配结果制定出具体的资源分配决策，并将相应决策通知给特定相关的救援队伍(小组指挥主机)，再通过现场指挥中心与小组指挥主机之间以及各小组指挥主机之间的通信系统，去监控任务的执行进度、资源状态，并收集应急事件的实时数据等。在任务执行过程中，如果出现紧急情况(采集到新的情况)，现场指挥中心可对资源分配进行调整，也可将其反馈给数据分析与预测模块、任务分配与资源优化模块，来改进任务和资源的分配建议。

应急响应与决策支持模块包括实时决策支持子模块和紧急通知子模块；实时决策支持子模块基于应急事件的预测数据、任务和资源分配情况，协助现场指挥中心制定实时决策；紧急通知子模块基于实时决策向各所述小组指挥主机发送紧急通知，包括任务分配和资源分配等；

实时决策支持子模块依赖数据分析与预测模块和任务分配与资源优化模块的结果，以提供实时决策支持，而紧急通知子模块根据实时决策支持子模块的建议发送紧急通知。

紧急通知方式包括但不限于：通过短信将紧急通知发送给相关人员的手机；使用语音电话自动拨打相关人员的电话号码，将紧急通知以语音形式传达；发送电子邮件通知给相关人员的电子邮件地址；通过专用的应用程序发送通知给相关人员的智能手机或移动设备；使用广播或公共通信系统，如无线电广播、电视广播、警报系统等，将通知广播给大众；发布通知消息到社交媒体平台，以吸引公众的关注和传播；在相关人员的计算机屏幕上显示弹窗通知，以引起他们的注意；在公司或机构的网站上发布通知，以供相关人员查看；使用即时消息服务，如qq或微信，向相关人员发送通知。

应急响应与决策支持模块可与地理信息采集子模块和数据采集模块协同工作，以获取实时的地理信息，再结合实时地图显示子模块与地理信息采集子模块的协同工作，以实时显示地理信息和支持决策。

应急响应模拟与培训模块包括实时应急响应模拟子模块和虚拟培训子模块，实时应急响应模拟子模块用于模拟应急事件，测试应急响应效能；虚拟培训子模块提供虚拟培训场景，培养救援人员的技能和应对能力。应急响应模拟与培训模块提供培训和模拟，提高救援队伍的准备度。

实时应急响应模拟子模块可与数据分析与预测模块和任务分配与资源优化模块协同工作，以模拟实际应急情况，虚拟培训子模块可与数据分析与预测模块和地理信息系统模块协同工作，以提供虚拟培训场景。

公众警报和通知模块用于向社交媒体、应用用户发布紧急通知和警报。具体地，公众警报和通知模块包括社交媒体通知子模块和手机应用通知子模块，社交媒体通知子模块通过社交媒体发布紧急通知和警报，手机应用通知子模块向手机应用用户发送警报和指导信息，以提供紧急信息给公众，增强公众安全意识。公众警报和通知模块提供警报和指导信息给公众，促进公众的合作。

举例说明：森林应急事件应急响应

有网络连接时：

通过现场指挥中心配备的智能机器人和无人机支持模块实时监测火源位置和风向风速，这信息传送给数据分析与预测模块以用于预测火势蔓延方向，以及危险区域的位置。这将帮助任务分配与资源优化模块更准确地分配任务和资源，例如，当风向预示火势向某个区域蔓延，该模块会分派适应的救援人员，并划分为具体救援支部，并配备相应数量的小组指挥主机前往该位置，以尽早扑灭火源，减少应急事件蔓延。若在执行过程中发生紧急情况，例如天气发生变化会影响火势的蔓延方向，可通过应急响应与决策支持模块协助现场指挥中心制定实时决策，并向相应的小组指挥主机发送紧急通知。当然，现场指挥中心也可将紧急情况反馈给数据分析与预测模块、任务分配与资源优化模块，来改进任务和资源的分配建议。

通信管理模块：在通信保持状态下，小组指挥主机与现场指挥中心实时通信，传递任务信息。这包括小组指挥主机向现场指挥中心报告当前任务进展，请求额外资源或支援，以及共享实时信息，例如火源扩散情况，以帮助决策。

无网络连接时：

网络容错与恢复模块与通信管理模块协同工作：当网络中断，小组指挥主机进入本地工作模式，与其他临时中转节点建立连接，小组指挥主机继续指挥救援人员，记录任务信息，协同救援，并自动尝试网络连接。

智能机器人和无人机支持模块：除提供应急事件实时信息数据外，还可辅助捕捉失联小组指挥主机的位置信息及状态。

这个实施例展示了系统如何在森林应急事件爆发时，根据实时数据进行任务分配和资源分配，即使没有网络连接，仍然能够通过本地存储的信息协调和执行灭火任务。系统能够在网络恢复后重新连接，并将本地存储的数据上传至现场指挥中心，以保持数据的完整性。

举例说明：地震灾害应急响应

有网络连接时：

通过现场指挥中心配备的智能机器人和无人机支持模块实时监测地震震级和震源深度，这信息传送给数据分析与预测模块可用于估计地震应急事件的规模和影响。任务分配与资源优化模块可以根据前述预测给出任务及资源的分配建议，实时决策支持子模块依赖任务分配与资源优化模块和数据分析与预测模块的结果，辅助现场指挥中心制定决策，派遣救援支部的数量及相应数量的小组指挥主机，并配备相适应的救援人员前往哪些地区，以进行救援工作。在执行任务过程中，小组指挥主机配备的小组采集终端所采集的实时数据以及现场指挥中心所配备的中心采集终端所采集的实时数据，反馈给现场指挥中心，现场指挥中心可对资源分配进行调整，也可将其反馈给数据分析与预测模块、任务分配与资源优化模块，来改进任务和资源的分配建议。

通信管理模块：在通信状态下，小组指挥主机与现场指挥中心实时通信，共享任务信息和应急事件报告。这有助于现场指挥中心了解应急事件的实际情况，更好地协调和调度资源。

无网络连接时：

网络容错与恢复模块与通信管理模块协同工作：当网络中断，小组指挥主机切入本地工作模式，与其他临时中转节点建立连接，小组指挥主机继续指挥救援人员，记录任务信息，协同救援，并自动尝试网络连接。

智能机器人和无人机支持模块除提供应急事件实时信息数据外，例如确定被埋压的建筑物和需要紧急救援的地点等，还可辅助捕捉失联小组指挥主机的位置信息及状态。

这个实施例展示了系统如何在地震灾害发生时，根据实时数据进行搜救任务分配和资源分配，即使没有网络连接，仍然能够通过本地存储的信息协调和执行搜救任务。系统能够在网络恢复后重新连接，并将本地存储的数据上传至现场指挥中心，以保持数据的完整性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

Claims (10)

1.一种用于应急救援的部署系统，其特征在于，包括现场指挥中心和至少一个救援支部，救援支部包括至少两个小组指挥主机，救援支部内的各个小组指挥主机均与现场指挥中心相互通信，同一救援支部内的各个小组指挥主机相互通信；

当现场指挥中心与特定小组指挥主机的通信发生故障时：

现场指挥中心：

获取该特定小组指挥主机所属的救援支部，从中筛选出能相互通信且与该特定小组指挥主机路径最短的小组指挥主机作为临时中转节点，将相应的应急调度命令传达给前述临时中转节点；

作为临时中转节点的小组指挥主机：

通过与特定小组指挥主机的通信方式，将现场指挥中心针对特定小组指挥主机的应急调度命令转送给特定小组指挥主机，并将特定小组指挥主机上报的应急事件实时信息转送给现场指挥中心；

特定的小组指挥主机：

接收临时中转节点转达的应急调度命令，并将采集的应急事件的实时信息上传至临时中转节点。

2.根据权利要求1所述的一种用于应急救援的部署系统，其特征在于，包括至少两个所述救援支部，每一救援支部内至少有两个小组指挥主机与其他救援支部内的至少两个小组指挥主机相互通信；

当同一组救援支部内的各个小组指挥主机均与所述现场指挥中心发生通信故障时；

所述现场指挥中心还用于：确定发生通信故障的特定救援支部，并从其他救援支部中筛选出能相互通信且与该特定救援支部内的小组指挥主机路径最短的小组指挥主机作为支部外临时中转节点，与该支部外临时中转节点通信的小组指挥主机作为支部外临时中转节点，该支部外临时中转节点将相应的应急调度命令传达给支部内临时中转节点；

作为支部外临时中转节点的小组指挥主机用于：将现场指挥中心针对特定救援支部的应急调度命令转送给支部内临时中转节点，并将支部内临时中转节点上传的应急事件实时信息转送给现场指挥中心；

作为支部内临时中转节点的小组指挥主机用于：将支部外临时中转节点转送的应急调度命令转送给所属的特定救援支部内的其他小组指挥主机，并将本地采集的应急事件实时信息以及所属救援支部内其他小组指挥主机上传的应急事件实时信息转送给支部外临时中转节点；

特定救援支部内其他小组指挥主机用于：接收作为支部内临时中转节点转达的应急调度命令，并将采集的应急事件实时信息上传至支部内临时中转节点。

3.根据权利要求1所述的一种用于应急救援的部署系统，其特征在于，所述小组指挥主机还用于：

定时自动向所述现场指挥中心发送实时位置信息。

4.根据权利要求1所述的一种用于应急救援的部署系统，其特征在于，所述小组指挥主机还用于：

定时向所述现场指挥中心发送心跳包，当至少三次以上未在特定时间内收到现场指挥中心的回复，则判定小组指挥主机与现场指挥中心之间发生通信故障；

当与现场指挥中心无法通信时，将上报失败的应急事件实时信息缓存于本地，并转送给相应的临时中转节点，并定时尝试连接；

所述现场指挥中心还用于：

向所述小组指挥主机传达应急调度命令后，至少三次以上未在特定时间内收到小组指挥主机的回复，则判定现场指挥中心与小组指挥主机之间发生通信故障，将下达失败的应急调度命令缓存于消息中间件上，并转送给相应的临时中转节点。

5.根据权利要求4所述的一种用于应急救援的部署系统，其特征在于，作为所述临时中转节点的小组指挥主机还用于：

向所述现场指挥中心发送状态提醒包；

向其他不能与现场指挥中心正常通信的所述特定小组指挥主机发送心跳包，当至少三次以上未在特定时间内收到其他特定小组指挥主机的回复，则判定两小组指挥主机之间无法互相通信；

当与其他特定小组指挥主机无法通信时，则定时尝试连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于应急救援的部署系统，其特征在于，所述现场指挥中心包括通信管理模块，通信管理模块用于确保现场指挥中心与所述小组指挥主机之间的有效通信；

所述小组指挥主机包括网络容错与恢复模块，网络容错与恢复模块包括网络监测子模块、本地存储与同步子模块和网络恢复子模块；

网络监测子模块用于监测小组指挥主机与现场指挥中心以及各小组指挥主机之间的通信状态，本地存储与同步子模块用于触发小组指挥主机的本地存储以及保持小组指挥主机与现场指挥中心的信息同步，网络恢复子模块用于重新连接中断的通信网络。

7.根据权利要求1所述的一种用于应急救援的部署系统，其特征在于，所述现场指挥中心包括地理信息系统模块，地理信息系统模块能获取并传送高分辨率地图；

所述小组指挥主机包括离线地图模块；

当小组指挥主机与现场指挥中心正常通信时，小组指挥主机能自动向现场指挥中心请求高分率地图，并进行本地保存；当小组指挥主机与现场指挥中心发生通信故障时，小组指挥主机能通过离线地图模块查看本地的中分辨率地图及已保存的高分辨率地图。

8.根据权利要求1所述的一种用于应急救援的部署系统，其特征在于，现场指挥中心还配备有中心采集终端，中心采集终端包括智能机器人、无人机；

所述现场指挥中心包括智能机器人和无人机支持模块，智能机器人和无人机支持模块用于辅助中心采集终端巡查应急事件，探索危险区域，采集相应实时信息。

9.根据权利要求8所述的一种用于应急救援的部署系统，其特征在于，所述小组指挥主机还配备有小组采集终端，小组采集终端包括监控设备、传感器、通讯终端；

小组指挥主机包括数据采集模块，数据采集模块包括传感器数据采集子模块和通信数据采集子模块，传感器数据采集子模块辅助小组采集终端采集环境数据，通信数据采集子模块用于监测小组采集终端与小组指挥主机之间的通信状态。

10.根据权利要求9所述的一种用于应急救援的部署系统，其特征在于，所述现场指挥中心包括数据分析与预测模块、任务分配与资源优化模块、应急响应与决策支持模块、应急响应模拟与培训模块及公众警报和通知模块；

数据分析与预测模块包括数据预处理子模块、模型训练子模块和事件预测子模块；数据预处理子模块用于处理所述中心采集终端和所述小组采集终端采集的实时数据；模型训练子模块基于历史数据和实时数据进行应急事件蔓延预测模型的训练；事件预测子模块基于训练后的蔓延预测模型生成特定的预测数据；

任务分配与资源优化模块包括任务分配子模块和资源优化子模块；任务分配子模块基于应急事件的预测数据划分任务给各个所述小组指挥主机；资源优化子模块基于任务需求，有效分配资源给各个所述小组指挥主机；

应急响应与决策支持模块包括实时决策支持子模块和紧急通知子模块；实时决策支持子模块基于应急事件的预测数据、任务和资源分配情况，协助现场指挥中心制定实时决策；紧急通知子模块基于实时决策向各所述小组指挥主机发送紧急通知；

应急响应模拟与培训模块包括实时应急响应模拟子模块和虚拟培训子模块；实时应急响应模拟子模块用于模拟应急事件，测试应急响应效能；虚拟培训子模块提供虚拟培训场景，培养救援人员的技能和应对能力；

公众警报和通知模块用于向社交媒体、应用用户发布紧急通知和警报。