陳佳林

摘要：基于物聯(lián)網(wǎng)理論，結(jié)合人工智能和無(wú)線通信技術(shù)構(gòu)建應(yīng)急訓(xùn)練的智能管理平臺(tái)。以信息管理為核心、以業(yè)務(wù)處理為基礎(chǔ)、以工作流程為依托，提供全面的訓(xùn)練數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘引擎，針對(duì)訓(xùn)練內(nèi)容和個(gè)人的模式分析和行為分析，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急資源、應(yīng)急訓(xùn)練和應(yīng)急救援指揮一體化管理，為管理人員和指揮人員提供輔助決策，提高了應(yīng)急救援的快速響應(yīng)能力和決策指揮的科學(xué)性。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；應(yīng)急訓(xùn)練；數(shù)據(jù)挖掘；行為分析；個(gè)人模式；應(yīng)急救援

中圖分類號(hào)：TD76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）32-0181-03

Studies about Intelligent Platform of Emergency Training

CHEN Jia-lin

（National Institute for Occupational Safety， China Coal Information Institute， Beijing 10029， China）

Abstract：Intelligent management platform of emergency training is established combining artificial intelligence and wireless communication technology based on the theory of things.The comprehensive training data analysis and data mining engine is provided Taking information management as the core and the work flow as the basis.The integrated management of emergency resources， emergency training and emergency rescue command is implemented for the training content and behavior analysis of the training content and individual mode， and assistant decision for the managers and the conductor is provided.The fast response to emergency rescue and the scientific rationality of decision-making were enhanced.

Key words： internet of things； emergency training； data mining； behavior analysis； individual mode； emergency rescue

信息化時(shí)代，構(gòu)建應(yīng)急訓(xùn)練智能化管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)救援訓(xùn)練管理信息的互聯(lián)互通，為模擬訓(xùn)練、救援實(shí)戰(zhàn)提供科學(xué)依據(jù)，成為加快智能應(yīng)急救援信息化發(fā)展建設(shè)的重要步驟。針對(duì)我國(guó)救援隊(duì)伍的技術(shù)含量不高，救援信息保障技術(shù)不足，我國(guó)對(duì)救援體系的建設(shè)更加重視，確保救援工作順利進(jìn)行。充分利用先進(jìn)的信息化手段，積極探索救護(hù)隊(duì)伍信息化救援訓(xùn)練方式，及時(shí)、準(zhǔn)確、有效地為救護(hù)隊(duì)提供可供訓(xùn)練和救援的參考方案，構(gòu)建以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的各類設(shè)備相集成的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)完善的智能信息化訓(xùn)練和指揮管理平臺(tái)，提高訓(xùn)練和救援效率，切實(shí)提高救護(hù)隊(duì)伍的實(shí)戰(zhàn)能力，建設(shè)囊括智慧訓(xùn)練系統(tǒng)、智慧救援系統(tǒng)和智慧保障于一體的智慧救護(hù)體系，是目前礦山救護(hù)隊(duì)面臨的重要課題。因此，通過(guò)系統(tǒng)研發(fā)，采取需求調(diào)研、體系搭建、技術(shù)攻關(guān)、分項(xiàng)建設(shè)、統(tǒng)一整合等辦法，達(dá)到訓(xùn)控一體化、系統(tǒng)集成化、運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)化、管理精細(xì)化的目標(biāo)，是為救護(hù)隊(duì)開展信息化條件下訓(xùn)練和管理創(chuàng)造條件的當(dāng)務(wù)之急。

1 技術(shù)路線

本平臺(tái)以信息管理為核心、以業(yè)務(wù)處理為基礎(chǔ)、以工作流程為依托，在深入分析救援訓(xùn)練的管理模式、資源利用、考核方式的基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合救護(hù)大隊(duì)的實(shí)際訓(xùn)練情況，綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)和多媒體通信等多種技術(shù)，設(shè)計(jì)了集各項(xiàng)訓(xùn)練、教學(xué)、辦公、后勤保障等業(yè)務(wù)于一體的應(yīng)急訓(xùn)練與救援指揮的智能信息系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有上級(jí)對(duì)下級(jí)訓(xùn)練進(jìn)行指示和指導(dǎo)，對(duì)下一階段的訓(xùn)練做出決策和計(jì)劃，統(tǒng)籌掌握各項(xiàng)應(yīng)急救護(hù)訓(xùn)練進(jìn)度和訓(xùn)練情況，對(duì)訓(xùn)練情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，上報(bào)申請(qǐng)考核以及統(tǒng)計(jì)成績(jī)，統(tǒng)籌訓(xùn)練資源，對(duì)演習(xí)和實(shí)戰(zhàn)考核進(jìn)行監(jiān)控，分析訓(xùn)練動(dòng)態(tài)等功能，加強(qiáng)對(duì)應(yīng)急訓(xùn)練基本業(yè)務(wù)、考核標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備操作的全方位自動(dòng)化管理，強(qiáng)化訓(xùn)練中的薄弱環(huán)節(jié)。

2 系統(tǒng)部署與功能分析

本系統(tǒng)基于其應(yīng)急訓(xùn)練和指揮管理機(jī)制和主要應(yīng)急業(yè)務(wù)流程，設(shè)計(jì)基于B/S模式開發(fā)架構(gòu)的，采用物聯(lián)網(wǎng)、通訊、人工智能等技術(shù)，集應(yīng)急資源管理、應(yīng)急訓(xùn)練動(dòng)態(tài)管理和應(yīng)急救援指揮處置一體化的信息系統(tǒng)。

2.1數(shù)據(jù)采集

2.1.1訓(xùn)練數(shù)據(jù)采集

本系統(tǒng)生理特征監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)由可穿戴生命體征監(jiān)測(cè)儀，便攜式監(jiān)測(cè)儀和軟件平臺(tái)獲得。系統(tǒng)可對(duì)受試者的靜止?fàn)顟B(tài)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的多個(gè)體征指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其中受試者在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)通過(guò)便攜式監(jiān)測(cè)儀可監(jiān)測(cè)血壓、血氧、心電、呼吸波形，受試者在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)通過(guò)可穿戴生命體征監(jiān)測(cè)儀可監(jiān)測(cè)體位、心率、體溫、呼吸頻率、計(jì)步、運(yùn)動(dòng)頻率和相對(duì)運(yùn)動(dòng)量，同時(shí)系統(tǒng)可對(duì)受試者進(jìn)行室內(nèi)和室外定位。受試者生理體征數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)后，智能化綜合管理軟件將受試者的各種生理參數(shù)匯總、存儲(chǔ)、分析，得出結(jié)論，供用戶查閱，并提供智能服務(wù)。

首先：參數(shù)監(jiān)測(cè)，生理參數(shù)的全面采集和運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的實(shí)時(shí)采集，可以實(shí)現(xiàn)管理人員對(duì)測(cè)試人員在訓(xùn)練科目中的生理狀態(tài)和訓(xùn)練狀態(tài)的全面實(shí)時(shí)感知，以此作為訓(xùn)練效果評(píng)估的依據(jù)；室內(nèi)外定位信息的獲取可使得系統(tǒng)及管理人員更加全面的得知訓(xùn)練人員的實(shí)時(shí)位置，以監(jiān)測(cè)和評(píng)估訓(xùn)練的實(shí)施狀況；采集訓(xùn)練人員體征數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理、分析、回放并歸檔，可設(shè)置報(bào)警?？赏瑫r(shí)對(duì)多人體征進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和保存；

其次：訓(xùn)練綜合，系統(tǒng)平臺(tái)可提供訓(xùn)練科目的與場(chǎng)景的編輯和管理功能，提供科目場(chǎng)景編輯工具，實(shí)現(xiàn)特色訓(xùn)練的設(shè)計(jì)；平臺(tái)可綜合采集訓(xùn)練科目的其他傳感信息和數(shù)據(jù)信息，以可視化的監(jiān)測(cè)手段和扁平化的管理手段全面監(jiān)測(cè)與控制訓(xùn)練的實(shí)施，并對(duì)訓(xùn)練提供全面的回放與分析；

再次：分析決策，系統(tǒng)平臺(tái)提供全面的訓(xùn)練數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘引擎，提供針對(duì)科目和個(gè)人的模式分析和行為分析，并對(duì)管理人員和指揮人員提供輔助決策功能。

系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)可分為五層：數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)接入層、數(shù)據(jù)平臺(tái)層、信息發(fā)布層、GIS服務(wù)。

1）數(shù)據(jù)采集層

數(shù)據(jù)采集層以開放性、模塊化、可配置的架構(gòu)原則配置傳感器和收發(fā)裝置，通過(guò)在訓(xùn)練人員個(gè)體上配置基于多傳感器和定位信息融合的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)個(gè)人生理數(shù)據(jù)、定位數(shù)據(jù)、運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)及周邊環(huán)境數(shù)據(jù)的采集與獲取。

2）數(shù)據(jù)接入層

數(shù)據(jù)接入層的作用是將所采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)ZigBee/Wi-Fi等無(wú)線傳輸?shù)姆绞浇尤氲胶笈_(tái)信息系統(tǒng)中。此外，也可以在事后以人工錄入等方式將數(shù)據(jù)信息錄入到后臺(tái)信息系統(tǒng)。

3）數(shù)據(jù)平臺(tái)層

數(shù)據(jù)平臺(tái)層的作用是將上傳得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后進(jìn)行存儲(chǔ)、處理，最終進(jìn)入到數(shù)據(jù)庫(kù)。這些數(shù)據(jù)作為系統(tǒng)訓(xùn)練評(píng)估的有力支撐，通過(guò)數(shù)據(jù)平臺(tái)層，對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗、挖掘，建立數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，該數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)面向不同業(yè)務(wù)主題、集成的、隨時(shí)間變化的、但信息本身相對(duì)穩(wěn)定，可以實(shí)現(xiàn)即時(shí)數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)報(bào)表需求，如圖2。

4）GIS服務(wù)

GIS作為平臺(tái)其系統(tǒng)人員室內(nèi)外定位服務(wù)，因此在數(shù)據(jù)完備性、空間分析能力、數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式、對(duì)各種平臺(tái)的支持等方面都有著較為嚴(yán)格的要求。GIS服務(wù)與時(shí)間信息相結(jié)合，從時(shí)間、空間上對(duì)人員行為和訓(xùn)練效果進(jìn)行監(jiān)控。

5）信息發(fā)布層

信息發(fā)布層通過(guò)多種信息化手段，將監(jiān)測(cè)信息快速、準(zhǔn)確地發(fā)布到管理層面等。基于GIS和LBS系統(tǒng)支撐，該系統(tǒng)的信息發(fā)布系統(tǒng)，不僅可以實(shí)時(shí)的監(jiān)控人員的狀態(tài)，還可以人員所處的環(huán)境參數(shù)。形式包括網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)發(fā)布、集中監(jiān)控和手持/佩戴移動(dòng)終端平臺(tái)的發(fā)布。

2.1.2應(yīng)急裝備定位數(shù)據(jù)采集

系統(tǒng)建立應(yīng)急裝備檔案庫(kù)，為各類裝備統(tǒng)一編碼，配備電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)全生命周期管理。如針對(duì)每一輛救援裝備車輛，實(shí)時(shí)監(jiān)控追蹤車輛裝備信息，根據(jù)設(shè)置參數(shù)系統(tǒng)自動(dòng)向相關(guān)人員發(fā)送短信通知，如圖3。

2.1.2.1 遠(yuǎn)程監(jiān)控與通知

1）本系統(tǒng)支持在全球任意地點(diǎn)登錄；由甲方提供能夠接入公共Internet的固定IP地址；

2）針對(duì)每一輛救援車輛裝備，系統(tǒng)能夠登記管理人員和維護(hù)人員的手機(jī)號(hào)，實(shí)時(shí)監(jiān)控追蹤車輛裝備信息，根據(jù)設(shè)置參數(shù)系統(tǒng)自動(dòng)向相關(guān)人員發(fā)送短信通知；

3）系統(tǒng)支持已獲取授權(quán)的管理員進(jìn)行遠(yuǎn)程解鎖功能。

2.1.2.2 視圖功能

1）支持?jǐn)?shù)字地圖顯示，數(shù)字地圖支持放大、縮小、移動(dòng)等操作；

2）能將所有救護(hù)車輛顯示于數(shù)字地圖上；

3）支持狀態(tài)表、表格、圖表、地圖、消息和事件等多種表現(xiàn)形式；

4）能夠顯示每一輛救援車輛的狀態(tài)信息，如車速、歷史軌跡等。

2.2應(yīng)急訓(xùn)練指揮管理

本系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息資源的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的錄入，數(shù)據(jù)的展示，數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和匯總，訓(xùn)練進(jìn)度、訓(xùn)練成績(jī)、訓(xùn)練消耗等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的采樣分析，數(shù)據(jù)的上傳和下達(dá)，不同級(jí)別數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)同步，以及數(shù)據(jù)的申請(qǐng)、審核、撤銷、打回等業(yè)務(wù)流程功能。同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)多媒體信息、教學(xué)資料的存儲(chǔ)管理、快速查詢、實(shí)時(shí)存取和隨機(jī)編輯，可以開展網(wǎng)上教學(xué)訓(xùn)練活動(dòng)和訓(xùn)練資源的充分共享和有效管理，能夠更好的加快救護(hù)隊(duì)訓(xùn)練現(xiàn)代化、信息化建設(shè)步伐。

基礎(chǔ)信息管理：實(shí)現(xiàn)對(duì)危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)急物資數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)急隊(duì)伍數(shù)據(jù)庫(kù)、專家信息庫(kù)、礦區(qū)圖件數(shù)據(jù)庫(kù)、事故案例數(shù)據(jù)庫(kù)、法律法規(guī)數(shù)據(jù)庫(kù)等各類庫(kù)資源的管理。

應(yīng)急訓(xùn)練管理：實(shí)現(xiàn)對(duì)人員訓(xùn)練與評(píng)價(jià)管理、人員值守狀況管理、業(yè)務(wù)考核和技術(shù)操作管理、綜合信息匯總管理。

救援指揮管理：實(shí)現(xiàn)應(yīng)急救援預(yù)案管理電子化，可以動(dòng)態(tài)調(diào)整預(yù)案，并對(duì)調(diào)整的內(nèi)容進(jìn)行備案，形成智能化管理。對(duì)事故處置預(yù)案的響應(yīng)情況、各單位配合情況和事故的實(shí)時(shí)救援情況等關(guān)鍵要素進(jìn)行跟蹤記錄，由專家對(duì)重要節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵要素進(jìn)行評(píng)價(jià)、總結(jié)和分析，對(duì)應(yīng)急響應(yīng)各環(huán)節(jié)進(jìn)行評(píng)分，形成統(tǒng)一的專家意見(jiàn)。

運(yùn)行維護(hù)管理：實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)使用者的名稱、密碼、使用權(quán)限等信息的管理確保該系統(tǒng)的安全保密性。

3 結(jié)束語(yǔ)

本平臺(tái)提供對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)資源的全面管理和模糊查詢，實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的全面應(yīng)用。綜合運(yùn)用無(wú)線設(shè)備技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)信息管理技術(shù)、移動(dòng)終端開發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了物資人員的識(shí)別與實(shí)時(shí)定位、救護(hù)隊(duì)員生命體征信息采集與傳輸、信息集成與指揮決策；采用了計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)的綜合集成：計(jì)算機(jī)信息技術(shù)和智能決策支持系統(tǒng)有助于在發(fā)生礦井災(zāi)害事故時(shí)能夠根據(jù)事故性質(zhì)進(jìn)行智能判斷和分析，提供可供參考的救援決策，輔助領(lǐng)導(dǎo)指揮應(yīng)急救援，調(diào)度各個(gè)相關(guān)救援機(jī)構(gòu)實(shí)施救援措施，各個(gè)救援機(jī)構(gòu)可以根據(jù)實(shí)際的救援情況進(jìn)行實(shí)時(shí)改變以往傳統(tǒng)的借助電話進(jìn)行單向的信息交流，實(shí)現(xiàn)調(diào)度指揮中心與救援機(jī)構(gòu)之間的信息互動(dòng)性，從而保障應(yīng)急救援響應(yīng)及時(shí)性和搶救工作有效性。通過(guò)信息化手段進(jìn)行處理煤礦應(yīng)急救援預(yù)案所設(shè)定的主要危險(xiǎn)源和災(zāi)害形式、救災(zāi)方式等，加強(qiáng)監(jiān)察機(jī)構(gòu)及時(shí)掌握信息和加強(qiáng)監(jiān)督執(zhí)法力度，做到礦區(qū)安全預(yù)警體系的建設(shè)，提高各級(jí)部門相互協(xié)同的整體工作效率，推進(jìn)礦山安全監(jiān)察信息化的進(jìn)程。

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