基于無線藍(lán)牙技術(shù)的校園應(yīng)急處理ＩＤＳＳ的實(shí)現(xiàn)

[收稿日期] 2009-02-08

[基金項(xiàng)目]上海市高校科技創(chuàng)新項(xiàng)目(08A315)。

[作者簡介]賈鐵軍(1957-)，男，遼寧人，上海電機(jī)學(xué)院電子信息學(xué)院副院長，教授、碩士生導(dǎo)師，主要研究方向:人工智能及網(wǎng)絡(luò)安全。

[摘 要] 世界各國都非常重視應(yīng)急體系建設(shè)和應(yīng)急管理工作，無線藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用不僅使校園的信息化辦公、多媒體教學(xué)和校園管理更加快捷方便，同時(shí)也提高了安全應(yīng)急管理“準(zhǔn)確快速反應(yīng)”能力。本文提出一項(xiàng)基于無線藍(lán)牙技術(shù)與智能決策支持系統(tǒng)結(jié)合的新技術(shù)和新應(yīng)用實(shí)現(xiàn)方法，對于校園信息化建設(shè)和應(yīng)急管理具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

[關(guān)鍵詞] 藍(lán)牙技術(shù);校園應(yīng)急處理;IDSS;實(shí)現(xiàn)方法

doi:10.3969/j.issn.1673-0194.2009.18.028

[中圖分類號(hào)] TP18

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A

[文章編號(hào)] 1673-0194(2009)18-0090-03

1引 言

無線藍(lán)牙技術(shù)利用高速跳頻(FH，F(xiàn)requency Hopping)和時(shí)分多址(TDMA，Time Divesion Muli-access)等先進(jìn)技術(shù)，將多臺(tái)各種數(shù)字化設(shè)備網(wǎng)狀鏈接成無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。藍(lán)牙技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)中各種外設(shè)接口的統(tǒng)一橋梁，利用藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)信息化辦公、多媒體教學(xué)、校園管理和應(yīng)急處理等功能[1] 。它以一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球規(guī)范移動(dòng)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，使不同的無線移動(dòng)通信設(shè)備，在近距離范圍內(nèi)進(jìn)行互用和互操作，實(shí)現(xiàn)快速高效的通信、數(shù)據(jù)共享、Internet接入、無線免提、同步資料、影像傳輸?shù)裙δ堋?/p>

決策支持系統(tǒng)(DSS，Decision Support System)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、仿真技術(shù)和信息技術(shù)為手段，解決非結(jié)構(gòu)化決策問題的人機(jī)系統(tǒng)。智能決策支持系統(tǒng)( IDSS，Intelligence Decision Supporting System)是人工智能(AI，Artificial Intelligence) 和DSS相結(jié)合，利用專家系統(tǒng)(ES，Expert System)邏輯推理來幫助解決復(fù)雜決策問題的輔助決策系統(tǒng)。由于IDSS能充分利用人類的各種知識(shí)，因此，在對決策問題的輸入、機(jī)器描述、決策過程的推理、問題求解與輸出等方面都有創(chuàng)新之處，特別適合“準(zhǔn)確快速”地處理校園應(yīng)急管理問題[2] 。

校園突發(fā)事件及各種預(yù)案種類繁多，情況復(fù)雜多變，因此，必須建立并應(yīng)用新型的“校園應(yīng)急處理IDSS”，以提高“準(zhǔn)確快速反應(yīng)”能力?；跓o線藍(lán)牙技術(shù)與智能決策支持系統(tǒng)結(jié)合的新技術(shù)和新應(yīng)用實(shí)現(xiàn)方法，對于校園信息化建設(shè)和應(yīng)急管理具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

2 基于無線藍(lán)牙技術(shù)的校園應(yīng)急IDSS的功能結(jié)構(gòu)

2.1無線藍(lán)牙系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)

無線藍(lán)牙技術(shù)的主要特點(diǎn)是:具有很強(qiáng)的移植性，可應(yīng)用于多種通信系統(tǒng)，引入身份識(shí)別技術(shù)后可以靈活實(shí)現(xiàn)漫游;以無線接口代替有線電纜，可以隨時(shí)異地連接;功耗低輻射小;集成電路應(yīng)用簡單，成本低易實(shí)現(xiàn)。藍(lán)牙系統(tǒng)可分為4 個(gè)功能模塊: 無線射頻模塊、鏈路控制單元、鏈路管理單元和軟件功能單元 [3] 。

無線藍(lán)牙射頻模塊。藍(lán)牙系統(tǒng)采用二進(jìn)制GFSK工作方式和TDD時(shí)分雙工方式。藍(lán)牙無線發(fā)射機(jī)以FM調(diào)制方式，降低設(shè)備復(fù)雜性，其有效通信范圍可達(dá)上百米。

鏈路控制(硬件)單元。藍(lán)牙的鏈路控制硬件單元包括3個(gè)集成器件:連接控制器、基帶處理器和射頻傳輸/接收器，并使用單獨(dú)調(diào)諧件。由基帶鏈路控制器處理基帶協(xié)議和其他一些低層常規(guī)協(xié)議。藍(lán)牙基帶協(xié)議是電路交換與分組交換的結(jié)合，以時(shí)分雙工實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸[5] 。

鏈路管理(軟件)單元。LMP (鏈路管理器協(xié)議) 用于對鏈路的設(shè)置和控制。鏈路管理(LM)軟件模塊攜帶鏈路的數(shù)據(jù)設(shè)置、鑒權(quán)、鏈路硬件配置等協(xié)議。LM能夠發(fā)現(xiàn)其他遠(yuǎn)端LM并通過LMP進(jìn)行通信。LM的服務(wù)包括: 接收和發(fā)送數(shù)據(jù)、設(shè)備號(hào)請求、鏈路地址查詢、建立連接、鑒權(quán)、協(xié)商并建立連接方式、確定分組的幀類型、設(shè)置監(jiān)聽方式、設(shè)置保持方式等。

軟件功能單元。藍(lán)牙的通訊協(xié)議為層次結(jié)構(gòu)，其底層為各類應(yīng)用，高層則因其具體應(yīng)用不同而有所不同，主要分為計(jì)算機(jī)背景和非計(jì)算機(jī)背景兩種方式，前者通過主機(jī)控制接口HCI實(shí)現(xiàn)高低層連接，后者則不需要HCI。層次結(jié)構(gòu)使其設(shè)備具有最大的通用性和靈活性。

當(dāng)藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)和一對多點(diǎn)通信時(shí)，系統(tǒng)以特定方式組成一個(gè)微微網(wǎng)(Piconet)。微微網(wǎng)由主設(shè)備和從設(shè)備構(gòu)成。藍(lán)牙設(shè)備在主從網(wǎng)絡(luò)和分散式網(wǎng)絡(luò)中，既可作主設(shè)備又可作從設(shè)備，還可同時(shí)為主設(shè)備或從設(shè)備。藍(lán)牙設(shè)備無基站，不同的微微網(wǎng)之間的跳頻各自獨(dú)立、互相連接，構(gòu)成更大范圍的散射網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸[3] (如圖1所示)。

2.2 校園應(yīng)急處理IDSS的功能結(jié)構(gòu)

建立“校園應(yīng)急處理IDSS”的主要目的是實(shí)現(xiàn)突發(fā)事件信息的采集、傳輸、存儲(chǔ)、處理、分析、預(yù)案確定及啟動(dòng)全過程的信息化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。促進(jìn)校園突發(fā)事件以最佳方式“又好又快”地得到處理，確保師生員工生命安全、社會(huì)和學(xué)校的穩(wěn)定與和諧。

“校園應(yīng)急處理IDSS”充分利用現(xiàn)代智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)，以資源數(shù)據(jù)庫、方法庫和知識(shí)庫為基礎(chǔ)，以地理信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、信息表示系統(tǒng)為手段，實(shí)現(xiàn)對突發(fā)事件數(shù)據(jù)的收集、分析、應(yīng)急指揮的輔助決策、應(yīng)急資源的組織、協(xié)調(diào)和管理控制等指揮功能。該系統(tǒng)在面對突發(fā)事件時(shí)，能夠?yàn)橹笓]者和相關(guān)人員提供各種通訊和信息服務(wù)，提供決策依據(jù)、分析手段、指揮命令實(shí)施部署和監(jiān)督方法，能及時(shí)、有效地調(diào)集各種資源，實(shí)施災(zāi)情控制和醫(yī)療救治工作，減輕突發(fā)事件對師生安全造成威脅，用最有效的控制手段和較小的資源投入，將損失控制在最小范圍內(nèi)[2，4] 。

“校園應(yīng)急處理IDSS”主要包括8個(gè)功能模塊:提供監(jiān)控及智能預(yù)警子系統(tǒng)、校園突發(fā)事件應(yīng)對處理預(yù)案子系統(tǒng)、突發(fā)事件分析及事態(tài)預(yù)測子系統(tǒng)、以往處理對策和最佳措施子系統(tǒng)、管理對策的有關(guān)政策及人事物安排子系統(tǒng)、智能提供地理信息等各種數(shù)據(jù)資源子系統(tǒng)、通訊援助與調(diào)度信息子系統(tǒng)、事后處理方案子系統(tǒng)等。

3 基于無線藍(lán)牙技術(shù)的校園應(yīng)急IDSS的實(shí)現(xiàn)

3.1 無線藍(lán)牙的數(shù)據(jù)傳輸

由于校園危急事件具有突發(fā)性、危害性、信息不對稱性和事態(tài)發(fā)展不確定性等特點(diǎn)，使得校園危急事件的現(xiàn)場管理具有很大難度。圖像信息是一種非常重要的信息載體，具有直觀精練、內(nèi)容豐富、簡單實(shí)用等其他諸如文字、音頻、視頻等信息無法比擬的優(yōu)勢?；跓o線藍(lán)牙技術(shù)的校園應(yīng)急處理IDSS，利用通訊援助與調(diào)度信息子系統(tǒng)，并將多媒體數(shù)據(jù)庫SQL Server 2008等新技術(shù)與藍(lán)牙無線傳輸技術(shù)結(jié)合，可以快速存儲(chǔ)、查詢和傳送各種急需的圖像信息，實(shí)現(xiàn)對特定人群更好更快地獲取安全信息。其中的數(shù)據(jù)庫主要由3類數(shù)據(jù)組成，即基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)、安全信息數(shù)據(jù)、地理信息數(shù)據(jù)，利用這3類數(shù)據(jù)可以分別建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫[2，5] 。

3.2 藍(lán)牙技術(shù)與校園應(yīng)急處理IDSS的結(jié)合

基于無線藍(lán)牙技術(shù)的校園應(yīng)急處理IDSS的建立，主要通過建立“監(jiān)測、預(yù)警、應(yīng)急”一體化的智能應(yīng)急決策方案，構(gòu)建一套快速的監(jiān)測系統(tǒng);結(jié)合藍(lán)牙等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以多樣化、可擴(kuò)展的信息渠道提供應(yīng)急處理信息資源;基于數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，創(chuàng)建相關(guān)行業(yè)的數(shù)據(jù)分析和預(yù)警模型，實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)測與預(yù)警聯(lián)動(dòng);融合智能技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的顯示界面集成;以業(yè)界主流和開放的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)模式，提供開放的、平臺(tái)級的應(yīng)用編程接口和管理工具，以滿足用戶快速拓展、實(shí)施和維護(hù)系統(tǒng)。在傳統(tǒng)3庫DSS的基礎(chǔ)上增設(shè)知識(shí)庫與推理機(jī)，并在人機(jī)對話子系統(tǒng)加入自然語言處理系統(tǒng)，再插入問題處理系統(tǒng)構(gòu)成IDSS結(jié)構(gòu)[6] ，如圖2所示。

在此基礎(chǔ)上，將藍(lán)牙技術(shù)與校園應(yīng)急處理IDSS的結(jié)合，構(gòu)建成完整的“基于藍(lán)牙技術(shù)的校園應(yīng)急處理IDSS”，如圖3所示。

利用新系統(tǒng)，可以借鑒發(fā)生過的校園危急事件提前制定相應(yīng)的預(yù)案，并制作好相關(guān)信息、電子導(dǎo)向圖、語音提示以及視頻幫助信息等。一旦緊急事件發(fā)生，即可借助藍(lán)牙無線傳輸技術(shù)將這些重要的信息數(shù)據(jù)傳遞到受困者手機(jī)上，使其以最佳方式快速脫離險(xiǎn)境。

4結(jié)語

“基于藍(lán)牙技術(shù)的校園應(yīng)急處理IDSS”的特點(diǎn)可總結(jié)為“六化”，即研發(fā)新型化、技術(shù)智能化、機(jī)制創(chuàng)新化、應(yīng)用現(xiàn)代化、應(yīng)急管理科學(xué)化、實(shí)現(xiàn)方法創(chuàng)新化，并體現(xiàn)了“六新”，即新技術(shù)、新機(jī)制、新模式、新結(jié)構(gòu)、新方法、新應(yīng)用。其創(chuàng)新之處還包括:創(chuàng)建分布式可逐級監(jiān)測與處理突發(fā)事件信息網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對突發(fā)事件的評估與智能預(yù)警;利用視頻設(shè)備、通訊系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等，為領(lǐng)導(dǎo)和專家及時(shí)提供屏幕顯示和信息服務(wù)(含現(xiàn)場變化情況)，并提供各種智能化輔助決策信息;創(chuàng)建具有實(shí)時(shí)監(jiān)測、科學(xué)預(yù)測、及時(shí)有效發(fā)布和動(dòng)態(tài)反饋評估等功能的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對突發(fā)事件應(yīng)急處理的智能決策支持;系統(tǒng)對應(yīng)急資源科學(xué)調(diào)度，保證對特定突發(fā)事件應(yīng)急處理所需資源的配置;及時(shí)發(fā)布救助、善后處理工作信息和建議預(yù)案;通過現(xiàn)場實(shí)時(shí)跟蹤與處理信息，對重大事故處理的新聞發(fā)布和報(bào)告等。

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