本發(fā)明涉及公共安全與應(yīng)急管理領(lǐng)域，特別是指一種結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)、無線通信和人工智能技術(shù)的多源智能感知、智能預(yù)測(cè)、火災(zāi)分級(jí)、多模態(tài)報(bào)警、設(shè)備聯(lián)動(dòng)響應(yīng)、交互式可視化、協(xié)同指揮系統(tǒng)及其應(yīng)用方法。

背景技術(shù)：

1、隨著城市化進(jìn)程的加速和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公共安全問題日益凸顯，尤其是火災(zāi)事故，因其突發(fā)性強(qiáng)、危害性大，一直是城市管理與應(yīng)急響應(yīng)的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。傳統(tǒng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)大多依賴單一類型的傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如感煙探測(cè)器或感溫探測(cè)器，這類系統(tǒng)在火情識(shí)別的準(zhǔn)確性、響應(yīng)速度及信息傳遞的完整性方面存在局限性。此外，現(xiàn)有的應(yīng)急指揮系統(tǒng)往往缺乏有效的多源信息融合技術(shù)，缺少實(shí)時(shí)視頻通訊與智能化聯(lián)動(dòng)機(jī)制，指揮決策與資源調(diào)度的效率不高，無法滿足對(duì)快速響應(yīng)與精準(zhǔn)管理的高要求。例如在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，接到火災(zāi)報(bào)警信號(hào)后需要消防值班人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行確認(rèn)，確認(rèn)后將火災(zāi)報(bào)警聯(lián)動(dòng)控制開關(guān)轉(zhuǎn)入自動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)撥打119火警電話報(bào)警。通常情況下，從消防值班員接到報(bào)警信號(hào)，再到現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)火災(zāi)情況，再執(zhí)行后續(xù)操作，這段時(shí)間較長(zhǎng)，耽擱了寶貴的早期撲救時(shí)間，導(dǎo)致小火變成大火，容易造成嚴(yán)重人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)的迅猛發(fā)展，為構(gòu)建更加智能、高效的應(yīng)急指揮系統(tǒng)提供了可能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述技術(shù)背景，本發(fā)明提供了一種基于人工智能技術(shù)的整合多源探測(cè)數(shù)據(jù)、分級(jí)預(yù)/報(bào)警、可視化互動(dòng)報(bào)警、智能設(shè)備聯(lián)動(dòng)、多元通信協(xié)同指揮系統(tǒng)和方法，旨在實(shí)現(xiàn)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)高效評(píng)估、快速響應(yīng)、協(xié)同指揮，并持續(xù)優(yōu)化應(yīng)急響應(yīng)作業(yè)流程。本發(fā)明的系統(tǒng)由四個(gè)單元組成，分別是：探測(cè)單元、數(shù)據(jù)分析與報(bào)警單元、互動(dòng)顯示單元和指揮通信單元，四個(gè)所述單元間協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)主要功能。

2、一、火災(zāi)識(shí)別?；馂?zāi)預(yù)防與早期識(shí)別技術(shù)在安全管理和應(yīng)急響應(yīng)中扮演著至關(guān)重要的角色，現(xiàn)有的單一傳感器火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)往往難以準(zhǔn)確及時(shí)地識(shí)別火災(zāi)的早期征兆；另外由于環(huán)境溫度變化等眾多原因，經(jīng)常發(fā)生非火災(zāi)報(bào)警情況，容易導(dǎo)致消防值班人員麻痹大意，不及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，導(dǎo)致火災(zāi)蔓延，擴(kuò)大。針對(duì)這一問題，本發(fā)明公開了一種先進(jìn)的多源火災(zāi)探測(cè)技術(shù)及火災(zāi)識(shí)別、預(yù)測(cè)及分級(jí)策略，旨在通過集成的多種傳感設(shè)備與人工智能算法，準(zhǔn)確識(shí)別火災(zāi)各種征兆并預(yù)測(cè)火災(zāi)，據(jù)此分級(jí)報(bào)警，從而顯著提升火災(zāi)預(yù)防與應(yīng)急響應(yīng)的效能。

3、(一)本發(fā)明提供了多源探測(cè)技術(shù)和方法，用以精確識(shí)別火災(zāi)。本發(fā)明的火災(zāi)探測(cè)單元集成感溫探測(cè)器、感煙探測(cè)器、火焰探測(cè)器和視頻采集設(shè)備，形成多維度火災(zāi)監(jiān)測(cè)和評(píng)估體系。其中，視頻采集設(shè)備負(fù)責(zé)捕捉現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)視畫面，為人工智能分析提供圖像數(shù)據(jù)。

4、(二)本發(fā)明的數(shù)據(jù)分析與報(bào)警單元引入人工智能視覺算法對(duì)圖像和數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析以識(shí)別火焰和燃燒產(chǎn)生的顆粒物，綜合識(shí)別火災(zāi)征兆，預(yù)測(cè)火災(zāi)發(fā)生概率，識(shí)別火災(zāi)當(dāng)前的狀態(tài)和規(guī)模，大大降低了誤報(bào)情況的發(fā)生。

5、(三)在對(duì)火災(zāi)識(shí)別和預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供了火災(zāi)發(fā)展的四個(gè)階段：即將發(fā)生火災(zāi)、已有火災(zāi)跡象、已發(fā)生火災(zāi)和已發(fā)生嚴(yán)重火災(zāi)；據(jù)此把火災(zāi)報(bào)警分為“火災(zāi)預(yù)警”、“火災(zāi)告警”、“火災(zāi)警報(bào)”和“火災(zāi)緊急警報(bào)”四個(gè)等級(jí)，旨在及早通知相關(guān)人員盡快采取最優(yōu)的方案進(jìn)行處置。

6、二、火災(zāi)報(bào)警。現(xiàn)有的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)在報(bào)警機(jī)制上較為簡(jiǎn)單，通常僅提供聲音報(bào)警并在平面布置圖上顯示報(bào)警點(diǎn)位置，缺乏現(xiàn)場(chǎng)圖片、遠(yuǎn)程視頻查看以及與現(xiàn)場(chǎng)互動(dòng)溝通的手段，需要值班人員到達(dá)報(bào)警現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行核查確認(rèn)后決定是否報(bào)警以及將火災(zāi)報(bào)警聯(lián)動(dòng)控制開關(guān)轉(zhuǎn)入自動(dòng)狀態(tài)。從值班人員發(fā)現(xiàn)消防主機(jī)的報(bào)警信息到跑點(diǎn)查看現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)火情，再采取措施，此過程時(shí)間較長(zhǎng)，不利于早發(fā)現(xiàn)、早處置和早撲滅。針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種結(jié)合智能預(yù)測(cè)報(bào)警與主動(dòng)報(bào)警的方法，提供包含現(xiàn)場(chǎng)圖像在內(nèi)的報(bào)警信息，并可與現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行視頻互動(dòng)，便于值班人員、指揮人員直觀了解火災(zāi)情況，及早啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)，滅火于早期，減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

7、(一)本發(fā)明提供了復(fù)合的報(bào)警技術(shù)和報(bào)警方式，包括智能預(yù)測(cè)報(bào)警和現(xiàn)場(chǎng)人員主動(dòng)報(bào)警。(1)智能預(yù)測(cè)報(bào)警：本發(fā)明的數(shù)據(jù)分析與報(bào)警單元通過人工智能算法對(duì)多源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)火災(zāi)進(jìn)行識(shí)別和預(yù)測(cè)，并根據(jù)火災(zāi)發(fā)生的階段和嚴(yán)重等級(jí)報(bào)自動(dòng)發(fā)出不同形式的報(bào)警。(2)現(xiàn)場(chǎng)人員主動(dòng)報(bào)警：本發(fā)明的數(shù)據(jù)分析與報(bào)警單元包含報(bào)警對(duì)講裝置，該裝置安裝在預(yù)設(shè)的火災(zāi)監(jiān)測(cè)區(qū)域，該裝置具有拾音器、揚(yáng)聲器和報(bào)警按鈕，具有報(bào)警和可視對(duì)講功能。兩種不同方式的報(bào)警有機(jī)結(jié)合，可以覆蓋火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)有人、無人情況，便于早期處置火情。

8、(二)本發(fā)明提供了多模態(tài)報(bào)警方法和信息，便于直觀準(zhǔn)確判斷火情，減少人員跑點(diǎn)浪費(fèi)的時(shí)間。本發(fā)明的智能預(yù)測(cè)報(bào)警技術(shù)可提供火警現(xiàn)場(chǎng)圖片、文字描述、警告聲音、以及現(xiàn)場(chǎng)視頻圖像等多種報(bào)警信息。(1)系統(tǒng)檢測(cè)到初期火災(zāi)跡象時(shí)，即火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為“火災(zāi)預(yù)警”或“火災(zāi)告警”時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將現(xiàn)場(chǎng)濃煙、火焰以圖片形式實(shí)時(shí)傳送至相關(guān)人員移動(dòng)電話、指揮中心顯示屏，并伴隨聲音報(bào)警及文字提示，明確報(bào)警發(fā)生的地點(diǎn)和時(shí)間，便于相關(guān)人員根據(jù)預(yù)案進(jìn)行處置。(2)系統(tǒng)檢測(cè)到已經(jīng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，即火災(zāi)等級(jí)為“火災(zāi)警報(bào)”或“火災(zāi)緊急警報(bào)”時(shí)，系統(tǒng)立即緊急呼叫指揮中心主機(jī)，回傳現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)視頻至指揮屏幕，為決策者提供直觀視圖，便于迅速組織撲救或疏散。

9、(三)本發(fā)明還提供了交互式、可視化報(bào)警方法和技術(shù)，便于確認(rèn)火情并指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)救火。(1)接到智能預(yù)測(cè)報(bào)警后，指揮中心人員可通過指揮中心主機(jī)直接聯(lián)通現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控設(shè)備，查看現(xiàn)場(chǎng)情況，確認(rèn)核實(shí)火災(zāi)情況；還可以通過指揮中心主機(jī)與安裝在現(xiàn)場(chǎng)的報(bào)警對(duì)講裝置呼喚現(xiàn)場(chǎng)人員，詢問詳情，并指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)人員操作滅火裝置或組織緊急疏散。(2)現(xiàn)場(chǎng)人員發(fā)現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，可通過報(bào)警對(duì)講裝置主動(dòng)聯(lián)系指揮中心，請(qǐng)求即時(shí)滅火指導(dǎo)或申請(qǐng)?jiān)纬呻p向互動(dòng)的緊急響應(yīng)機(jī)制，指揮中心可依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)人員的報(bào)告結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的視頻指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)人員操作現(xiàn)場(chǎng)滅火裝置，或指揮現(xiàn)場(chǎng)人員緊急撤離。

10、三、火災(zāi)緊急響應(yīng)。本發(fā)明提供了自動(dòng)指揮機(jī)制和智能聯(lián)動(dòng)設(shè)備技術(shù)，可在消防控制室無人值守時(shí)按照預(yù)定的緊急響應(yīng)策略執(zhí)行必要操作，及早控制火情。

11、(一)本發(fā)明提供了基于火災(zāi)發(fā)展階段的響應(yīng)方法和技術(shù)。本發(fā)明自動(dòng)根據(jù)火災(zāi)報(bào)警級(jí)別和火災(zāi)發(fā)展情況進(jìn)行分級(jí)，視情況逐級(jí)加強(qiáng)報(bào)警，最終實(shí)施聯(lián)動(dòng)設(shè)備自動(dòng)滅火和進(jìn)行緊急疏散，具體機(jī)制如下：(1)火災(zāi)一級(jí)響應(yīng)：當(dāng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為“火災(zāi)預(yù)警”時(shí)，發(fā)送圖片、文字、聲音報(bào)警信息給值班人員，要求盡快處置。(2)火災(zāi)二級(jí)響應(yīng)：當(dāng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為“火災(zāi)告警”時(shí)，表明火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)升高，在發(fā)送上述信息給值班人員同時(shí)，將上述信息發(fā)送到負(fù)責(zé)的領(lǐng)導(dǎo)和自有專職、兼職消防員。(3)火災(zāi)三級(jí)響應(yīng)：當(dāng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為“火災(zāi)報(bào)警”時(shí)，在繼續(xù)向上述三類相關(guān)人員發(fā)送上述信息的同時(shí)，啟動(dòng)初步應(yīng)急響應(yīng)。例如：自動(dòng)撥打指揮中心主機(jī)、值班人員手機(jī)或?qū)χv機(jī)并下發(fā)語音指令。(4)火災(zāi)四級(jí)響應(yīng)：當(dāng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)上升到“火災(zāi)緊急報(bào)警”時(shí)，在無人處置的情況下，立即按照預(yù)設(shè)的流程啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)的設(shè)備，進(jìn)行滅火、疏散。

12、(二)本發(fā)明提供了智能聯(lián)動(dòng)設(shè)備控制方法和技術(shù)，以提升應(yīng)急響應(yīng)效率和速度。(1)音視頻互相關(guān)聯(lián)，當(dāng)指揮人員呼叫火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，音頻主動(dòng)關(guān)聯(lián)視頻，將現(xiàn)場(chǎng)圖像返回給指揮中心主機(jī)；當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)人員發(fā)現(xiàn)火災(zāi)主動(dòng)通過報(bào)警對(duì)講裝置主動(dòng)呼叫指揮中心時(shí)，自動(dòng)關(guān)聯(lián)現(xiàn)場(chǎng)視頻采集裝置，將現(xiàn)場(chǎng)畫面發(fā)送到指揮中心。(2)設(shè)備聯(lián)動(dòng)，指揮通信單元能夠根據(jù)火災(zāi)報(bào)警等級(jí)，自動(dòng)觸發(fā)相應(yīng)級(jí)別的應(yīng)急措施聯(lián)動(dòng)設(shè)備，包括在無人值守、無人接聽指揮中心主機(jī)時(shí)自動(dòng)撥打緊急電話(例如119火警)或下發(fā)緊急指令到巡邏人員對(duì)講機(jī)，播放緊急廣播，以及緊急啟動(dòng)水炮對(duì)火源噴射高壓水等，確?？焖夙憫?yīng)與緊急控制。(3)本發(fā)明還可以聯(lián)動(dòng)其它視頻采集裝置，及時(shí)提供消防設(shè)施、消防設(shè)備、消防通道等現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控畫面，反饋救援作業(yè)相關(guān)區(qū)域視頻；(4)系統(tǒng)可對(duì)電訊相連的裝置進(jìn)行巡檢，發(fā)現(xiàn)裝置離線、故障等異常時(shí)自動(dòng)發(fā)出維修通知或維修工單，避免因裝置故障原因?qū)е孪到y(tǒng)效能下降或失效。

13、四、協(xié)同指揮。傳統(tǒng)火災(zāi)應(yīng)急指揮系統(tǒng)在面對(duì)復(fù)雜多變的火災(zāi)場(chǎng)景時(shí)，由于通信手段單一或通信終端制式各異，導(dǎo)致各應(yīng)急團(tuán)隊(duì)間信息傳遞不暢，甚至無法和指揮中心對(duì)接，無法高效協(xié)同作業(yè)。另外通常的指揮系統(tǒng)只有無線對(duì)講通話系統(tǒng)，指揮中心缺乏現(xiàn)場(chǎng)視頻圖像信息，致使指揮、救援、進(jìn)展反饋和滅火效果不夠直觀，指揮中心決策效率不高。本發(fā)明提供一種跨通信協(xié)議協(xié)的通信技術(shù)可實(shí)現(xiàn)多種不同通信終端間的通信，還提供了聯(lián)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)視頻以及全程通信記錄技術(shù)，確保高效協(xié)同指揮、精準(zhǔn)響應(yīng)與全程優(yōu)化。

14、(一)跨協(xié)議、通信終端通信：本發(fā)明的系統(tǒng)支持pstn、sip協(xié)議及多種無線對(duì)講標(biāo)準(zhǔn)，兼容固定電話、移動(dòng)電話、sip電話和各類無線對(duì)講機(jī)等通訊設(shè)備，使指揮中心與現(xiàn)場(chǎng)持有不同制式對(duì)講終端的消防隊(duì)、救援人員、醫(yī)療隊(duì)、物資供應(yīng)及輔助人員等多方之間的通訊持續(xù)而穩(wěn)定。確保指揮中心任務(wù)指令的即時(shí)傳達(dá)、執(zhí)行狀態(tài)的快速反饋，形成閉環(huán)，提升應(yīng)急響應(yīng)的協(xié)同效率。

15、(二)實(shí)時(shí)視頻通訊與擴(kuò)展視頻現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)：本發(fā)明的系統(tǒng)具備與火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)建立視頻通訊的能力，使指揮中心能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控火場(chǎng)動(dòng)態(tài)，同步進(jìn)行語音和視頻交流，精確評(píng)估現(xiàn)場(chǎng)情況并指導(dǎo)救援行動(dòng)。同時(shí)，本發(fā)明的系統(tǒng)還可以調(diào)取相關(guān)區(qū)域視頻監(jiān)控視頻，以評(píng)估逃生路徑通暢性、門禁狀態(tài)及防火設(shè)施動(dòng)作情況，為制定逃生和滅火策略提供實(shí)時(shí)直觀依據(jù)。

16、(三)全程通信記錄與評(píng)估：本發(fā)明的系統(tǒng)能夠?qū)缁鸷途仍袆?dòng)中的所有通信與指揮信息進(jìn)行全面記錄，為以后應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃的優(yōu)化與培訓(xùn)提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)支持，進(jìn)一步提升應(yīng)急響應(yīng)的科學(xué)性和有效性。

17、本發(fā)明的有益效果如下。

18、一、精準(zhǔn)判斷、快速響應(yīng)。通過人工智能技術(shù)、多源探測(cè)技術(shù)精準(zhǔn)識(shí)別火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，減少誤報(bào)現(xiàn)象，同時(shí)避免因經(jīng)常誤報(bào)導(dǎo)致消防值班員產(chǎn)生麻痹大意思想的情況；通過多模態(tài)智能報(bào)警、可視化互動(dòng)報(bào)警，減少了消防值班人員往返報(bào)警現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)火情浪費(fèi)的時(shí)間，使得火災(zāi)在早期得到及時(shí)撲救，便于迅速控制火情，減少財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。

19、二、逐級(jí)監(jiān)管、智能指揮、設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制。本發(fā)明提供了火災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)分級(jí)方法和技術(shù)，可依據(jù)火災(zāi)發(fā)展情況和階段，逐級(jí)向上匯報(bào)，便于督辦、考核和問責(zé)，極大提升應(yīng)急管理水平；在無人值守情況下，或者值班人員不在崗的情況下，本發(fā)明可實(shí)施自動(dòng)指揮：可直接撥打緊急電話報(bào)警，直接發(fā)送語音指令到相關(guān)對(duì)講機(jī)，要求人員到現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)火情或采取緊急響應(yīng)措施，或聯(lián)動(dòng)相關(guān)滅火設(shè)備，執(zhí)行自動(dòng)滅火。本發(fā)明的逐級(jí)監(jiān)管機(jī)制，顯著提高了消防相關(guān)人員的責(zé)任心和領(lǐng)導(dǎo)力；本發(fā)明的智能指揮和智能聯(lián)動(dòng)，提升了消防自動(dòng)化、智能化水平，可以顯著減少、避免人為過失導(dǎo)致的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡情況的發(fā)生。

20、三、可視化指揮，協(xié)同作業(yè)。通過本發(fā)明的視頻聯(lián)動(dòng)技術(shù)，互動(dòng)火場(chǎng)情況評(píng)估、人員疏散可視化指揮、消防設(shè)備和設(shè)施運(yùn)行可視化監(jiān)控，使得應(yīng)急指揮中心能夠直觀掌握火場(chǎng)、人員疏散和滅火設(shè)備設(shè)施運(yùn)行實(shí)況，據(jù)此做出準(zhǔn)確的戰(zhàn)術(shù)部署和資源調(diào)配，降低了前線人員的安全風(fēng)險(xiǎn)，提升了指揮精準(zhǔn)性和反饋的及時(shí)性。本發(fā)明支持各種通信工具間互聯(lián)互通，保證了多應(yīng)急團(tuán)隊(duì)間協(xié)同作業(yè)，極大提高滅火和救援效率。通信全程記錄功能，可用于人員培訓(xùn)和應(yīng)急響應(yīng)指揮流程優(yōu)化，有助于提高火災(zāi)應(yīng)急管理水平。