應(yīng)急訓(xùn)練智能平臺的研究

陳佳林

摘要：基于物聯(lián)網(wǎng)理論，結(jié)合人工智能和無線通信技術(shù)構(gòu)建應(yīng)急訓(xùn)練的智能管理平臺。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，針對訓(xùn)練內(nèi)容和個人的模式分析和行為分析，實現(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；個人模式；應(yīng)急救援

中圖分類號：TD76 文獻標識碼：A 文章編號：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

信息化時代，構(gòu)建應(yīng)急訓(xùn)練智能化管理平臺，實現(xiàn)救援訓(xùn)練管理信息的互聯(lián)互通，為模擬訓(xùn)練、救援實戰(zhàn)提供科學依據(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。針對我國救援隊伍的技術(shù)含量不高，救援信息保障技術(shù)不足，我國對救援體系的建設(shè)更加重視，確保救援工作順利進行。充分利用先進的信息化手段，積極探索救護隊伍信息化救援訓(xùn)練方式，及時、準確、有效地為救護隊提供可供訓(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)，實現(xiàn)完善的智能信息化訓(xùn)練和指揮管理平臺，提高訓(xùn)練和救援效率，切實提高救護隊伍的實戰(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體系，是目前礦山救護隊面臨的重要課題。因此，通過系統(tǒng)研發(fā)，采取需求調(diào)研、體系搭建、技術(shù)攻關(guān)、分項建設(shè)、統(tǒng)一整合等辦法，達到訓(xùn)控一體化、系統(tǒng)集成化、運行網(wǎng)絡(luò)化、管理精細化的目標，是為救護隊開展信息化條件下訓(xùn)練和管理創(chuàng)造條件的當務(wù)之急。

1 技術(shù)路線

本平臺以信息管理為核心、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)合救護大隊的實際訓(xùn)練情況，綜合運用計算機網(wǎng)絡(luò)、分布式數(shù)據(jù)庫和多媒體通信等多種技術(shù)，設(shè)計了集各項訓(xùn)練、教學、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)具有上級對下級訓(xùn)練進行指示和指導(dǎo)，對下一階段的訓(xùn)練做出決策和計劃，統(tǒng)籌掌握各項應(yīng)急救護訓(xùn)練進度和訓(xùn)練情況，對訓(xùn)練情況進行實時監(jiān)督，上報申請考核以及統(tǒng)計成績，統(tǒng)籌訓(xùn)練資源，對演習和實戰(zhàn)考核進行監(jiān)控，分析訓(xùn)練動態(tài)等功能，加強對應(yīng)急訓(xùn)練基本業(yè)務(wù)、考核標準、設(shè)備操作的全方位自動化管理，強化訓(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)練和指揮管理機制和主要應(yīng)急業(yè)務(wù)流程，設(shè)計基于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)測數(shù)據(jù)由可穿戴生命體征監(jiān)測儀，便攜式監(jiān)測儀和軟件平臺獲得。系統(tǒng)可對受試者的靜止狀態(tài)和運動狀態(tài)的多個體征指標進行監(jiān)測，其中受試者在靜止狀態(tài)時通過便攜式監(jiān)測儀可監(jiān)測血壓、血氧、心電、呼吸波形，受試者在運動狀態(tài)時通過可穿戴生命體征監(jiān)測儀可監(jiān)測體位、心率、體溫、呼吸頻率、計步、運動頻率和相對運動量，同時系統(tǒng)可對受試者進行室內(nèi)和室外定位。受試者生理體征數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C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、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，生理參數(shù)的全面采集和運動姿態(tài)的實時采集，可以實現(xiàn)管理人員對測試人員在訓(xùn)練科目中的生理狀態(tài)和訓(xùn)練狀態(tài)的全面實時感知，以此作為訓(xùn)練效果評估的依據(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)練人員的實時位置，以監(jiān)測和評估訓(xùn)練的實施狀況；采集訓(xùn)練人員體征數(shù)據(jù)進行后處理、分析、回放并歸檔，可設(shè)置報警?？赏瑫r對多人體征進行實時監(jiān)測和保存；

其次：訓(xùn)練綜合，系統(tǒng)平臺可提供訓(xùn)練科目的與場景的編輯和管理功能，提供科目場景編輯工具，實現(xiàn)特色訓(xùn)練的設(shè)計；平臺可綜合采集訓(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)測手段和扁平化的管理手段全面監(jiān)測與控制訓(xùn)練的實施，并對訓(xùn)練提供全面的回放與分析；

再次：分析決策，系統(tǒng)平臺提供全面的訓(xùn)練數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘引擎，提供針對科目和個人的模式分析和行為分析，并對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，通過在訓(xùn)練人員個體上配置基于多傳感器和定位信息融合的系統(tǒng)，實現(xiàn)個人生理數(shù)據(jù)、定位數(shù)據(jù)、運動姿態(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ZigBee/Wi-Fi等無線傳輸?shù)姆绞浇尤氲胶笈_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)信息錄入到后臺信息系統(tǒng)。

3）數(shù)據(jù)平臺層

數(shù)據(jù)平臺層的作用是將上傳得數(shù)據(jù)進行處理后進行存儲、處理，最終進入到數(shù)據(jù)庫。這些數(shù)據(jù)作為系統(tǒng)訓(xùn)練評估的有力支撐，通過數(shù)據(jù)平臺層，對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)清洗、挖掘，建立數(shù)據(jù)倉庫，該數(shù)據(jù)倉庫面向不同業(yè)務(wù)主題、集成的、隨時間變化的、但信息本身相對穩(wěn)定，可以實現(xiàn)即時數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計報表需求，如圖2。

4）GIS服務(wù)

GIS作為平臺其系統(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、對各種平臺的支持等方面都有著較為嚴格的要求。GIS服務(wù)與時間信息相結(jié)合，從時間、空間上對人員行為和訓(xùn)練效果進行監(jiān)控。

5）信息發(fā)布層

信息發(fā)布層通過多種信息化手段，將監(jiān)測信息快速、準確地發(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)，不僅可以實時的監(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)平臺發(fā)布、集中監(jiān)控和手持/佩戴移動終端平臺的發(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，為各類裝備統(tǒng)一編碼，配備電子標簽，實現(xiàn)全生命周期管理。如針對每一輛救援裝備車輛，實時監(jiān)控追蹤車輛裝備信息，根據(jù)設(shè)置參數(shù)系統(tǒng)自動向相關(guān)人員發(fā)送短信通知，如圖3。

2.1.2.1 遠程監(jiān)控與通知

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

2）針對每一輛救援車輛裝備，系統(tǒng)能夠登記管理人員和維護人員的手機號，實時監(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)的管理員進行遠程解鎖功能。

2.1.2.2 視圖功能

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

2）能將所有救護車輛顯示于數(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)通過網(wǎng)絡(luò)信息資源的建設(shè)，實現(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)計和匯總，訓(xùn)練進度、訓(xùn)練成績、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，不同級別數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)同步，以及數(shù)據(jù)的申請、審核、撤銷、打回等業(yè)務(wù)流程功能。同時可以實現(xiàn)多媒體信息、教學資料的存儲管理、快速查詢、實時存取和隨機編輯，可以開展網(wǎng)上教學訓(xùn)練活動和訓(xùn)練資源的充分共享和有效管理，能夠更好的加快救護隊訓(xùn)練現(xiàn)代化、信息化建設(shè)步伐。

基礎(chǔ)信息管理：實現(xiàn)對危險源數(shù)據(jù)庫、應(yīng)急物資數(shù)據(jù)庫、應(yīng)急隊伍數(shù)據(jù)庫、專家信息庫、礦區(qū)圖件數(shù)據(jù)庫、事故案例數(shù)據(jù)庫、法律法規(guī)數(shù)據(jù)庫等各類庫資源的管理。

應(yīng)急訓(xùn)練管理：實現(xiàn)對人員訓(xùn)練與評價管理、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：實現(xiàn)應(yīng)急救援預(yù)案管理電子化，可以動態(tài)調(diào)整預(yù)案，并對調(diào)整的內(nèi)容進行備案，形成智能化管理。對事故處置預(yù)案的響應(yīng)情況、各單位配合情況和事故的實時救援情況等關(guān)鍵要素進行跟蹤記錄，由專家對重要節(jié)點的關(guān)鍵要素進行評價、總結(jié)和分析，對應(yīng)急響應(yīng)各環(huán)節(jié)進行評分，形成統(tǒng)一的專家意見。

運行維護管理：實現(xiàn)對系統(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

本平臺提供對數(shù)據(jù)庫資源的全面管理和模糊查詢，實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的全面應(yīng)用。綜合運用無線設(shè)備技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)信息管理技術(shù)、移動終端開發(fā)技術(shù)，實現(xiàn)了物資人員的識別與實時定位、救護隊員生命體征信息采集與傳輸、信息集成與指揮決策；采用了計算機與通信技術(shù)的綜合集成：計算機信息技術(shù)和智能決策支持系統(tǒng)有助于在發(fā)生礦井災(zāi)害事故時能夠根據(jù)事故性質(zhì)進行智能判斷和分析，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)度各個相關(guān)救援機構(gòu)實施救援措施，各個救援機構(gòu)可以根據(jù)實際的救援情況進行實時改變以往傳統(tǒng)的借助電話進行單向的信息交流，實現(xiàn)調(diào)度指揮中心與救援機構(gòu)之間的信息互動性，從而保障應(yīng)急救援響應(yīng)及時性和搶救工作有效性。通過信息化手段進行處理煤礦應(yīng)急救援預(yù)案所設(shè)定的主要危險源和災(zāi)害形式、救災(zāi)方式等，加強監(jiān)察機構(gòu)及時掌握信息和加強監(jiān)督執(zhí)法力度，做到礦區(qū)安全預(yù)警體系的建設(shè)，提高各級部門相互協(xié)同的整體工作效率，推進礦山安全監(jiān)察信息化的進程。

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