应急训练智能平台的研究

陈佳林

摘要：基于物联网理论，结合人工智能和无线通信技术构建应急训练的智能管理平台。以信息管理为核心、以业务处理为基础、以工作流程为依托，提供全面的训练数据分析和数据挖掘引擎，针对训练内容和个人的模式分析和行为分析，实现应急资源、应急训练和应急救援指挥一体化管理，为管理人员和指挥人员提供辅助决策，提高了应急救援的快速响应能力和决策指挥的科学性。

關键词：物联网；应急训练；数据挖掘；行为分析；个人模式；应急救援

中图分类号：TD76 文献标识码：A 文章编号：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

信息化时代，构建应急训练智能化管理平台，实现救援训练管理信息的互联互通，为模拟训练、救援实战提供科学依据，成为加快智能应急救援信息化发展建设的重要步骤。针对我国救援队伍的技术含量不高，救援信息保障技术不足，我国对救援体系的建设更加重视，确保救援工作顺利进行。充分利用先进的信息化手段，积极探索救护队伍信息化救援训练方式，及时、准确、有效地为救护队提供可供训练和救援的参考方案，构建以物联网为基础的各类设备相集成的系统，实现完善的智能信息化训练和指挥管理平台，提高训练和救援效率，切实提高救护队伍的实战能力，建设囊括智慧训练系统、智慧救援系统和智慧保障于一体的智慧救护体系，是目前矿山救护队面临的重要课题。因此，通过系统研发，采取需求调研、体系搭建、技术攻关、分项建设、统一整合等办法，达到训控一体化、系统集成化、运行网络化、管理精细化的目标，是为救护队开展信息化条件下训练和管理创造条件的当务之急。

1 技术路线

本平台以信息管理为核心、以业务处理为基础、以工作流程为依托，在深入分析救援训练的管理模式、资源利用、考核方式的基础上，紧密结合救护大队的实际训练情况，综合运用计算机网络、分布式数据库和多媒体通信等多种技术，设计了集各项训练、教学、办公、后勤保障等业务于一体的应急训练与救援指挥的智能信息系统。本系统具有上级对下级训练进行指示和指导，对下一阶段的训练做出决策和计划，统筹掌握各项应急救护训练进度和训练情况，对训练情况进行实时监督，上报申请考核以及统计成绩，统筹训练资源，对演习和实战考核进行监控，分析训练动态等功能，加强对应急训练基本业务、考核标准、设备操作的全方位自动化管理，强化训练中的薄弱环节。

2 系统部署与功能分析

本系统基于其应急训练和指挥管理机制和主要应急业务流程，设计基于B/S模式开发架构的，采用物联网、通讯、人工智能等技术，集应急资源管理、应急训练动态管理和应急救援指挥处置一体化的信息系统。

2.1数据采集

2.1.1训练数据采集

本系统生理特征监测数据由可穿戴生命体征监测仪，便携式监测仪和软件平台获得。系统可对受试者的静止状态和运动状态的多个体征指标进行监测，其中受试者在静止状态时通过便携式监测仪可监测血压、血氧、心电、呼吸波形，受试者在运动状态时通过可穿戴生命体征监测仪可监测体位、心率、体温、呼吸频率、计步、运动频率和相对运动量，同时系统可对受试者进行室内和室外定位。受试者生理体征数据传输到计算机后，智能化综合管理软件将受试者的各种生理参数汇总、存储、分析，得出结论，供用户查阅，并提供智能服务。

首先：参数监测，生理参数的全面采集和运动姿态的实时采集，可以实现管理人员对测试人员在训练科目中的生理状态和训练状态的全面实时感知，以此作为训练效果评估的依据；室内外定位信息的获取可使得系统及管理人员更加全面的得知训练人员的实时位置，以监测和评估训练的实施状况；采集训练人员体征数据进行后处理、分析、回放并归档，可设置报警。可同时对多人体征进行实时监测和保存；

其次：训练综合，系统平台可提供训练科目的与场景的编辑和管理功能，提供科目场景编辑工具，实现特色训练的设计；平台可综合采集训练科目的其他传感信息和数据信息，以可视化的监测手段和扁平化的管理手段全面监测与控制训练的实施，并对训练提供全面的回放与分析；

再次：分析决策，系统平台提供全面的训练数据分析和数据挖掘引擎，提供针对科目和个人的模式分析和行为分析，并对管理人员和指挥人员提供辅助决策功能。

系统整体结构可分为五层：数据采集层、数据接入层、数据平台层、信息发布层、GIS服务。

1）数据采集层

数据采集层以开放性、模块化、可配置的架构原则配置传感器和收发装置，通过在训练人员个体上配置基于多传感器和定位信息融合的系统，实现个人生理数据、定位数据、运动姿态数据及周边环境数据的采集与获取。

2）数据接入层

数据接入层的作用是将所采集到的数据通过ZigBee/Wi-Fi等无线传输的方式接入到后台信息系统中。此外，也可以在事后以人工录入等方式将数据信息录入到后台信息系统。

3）数据平台层

数据平台层的作用是将上传得数据进行处理后进行存储、处理，最终进入到数据库。这些数据作为系统训练评估的有力支撑，通过数据平台层，对业务数据进行数据清洗、挖掘，建立数据仓库，该数据仓库面向不同业务主题、集成的、随时间变化的、但信息本身相对稳定，可以实现即时数据查询、统计报表需求，如图2。

4）GIS服务

GIS作为平台其系统人员室内外定位服务，因此在数据完备性、空间分析能力、数据表现形式、对各种平台的支持等方面都有着较为严格的要求。GIS服务与时间信息相结合，从时间、空间上对人员行为和训练效果进行监控。

5）信息发布层

信息发布层通过多种信息化手段，将监测信息快速、准确地发布到管理层面等。基于GIS和LBS系统支撑，该系统的信息发布系统，不仅可以实时的监控人员的状态，还可以人员所处的环境参数。形式包括网络平台发布、集中监控和手持/佩戴移动终端平台的发布。

2.1.2应急装备定位数据采集

系统建立应急装备档案库，为各类装备统一编码，配备电子标签，实现全生命周期管理。如针对每一辆救援装备车辆，实时监控追踪车辆装备信息，根据设置参数系统自动向相关人员发送短信通知，如图3。

2.1.2.1 远程监控与通知

1）本系统支持在全球任意地点登录；由甲方提供能够接入公共Internet的固定IP地址；

2）针对每一辆救援车辆装备，系统能够登记管理人员和维护人员的手机号，实时监控追踪车辆装备信息，根据设置参数系统自动向相关人员发送短信通知；

3）系统支持已获取授权的管理员进行远程解锁功能。

2.1.2.2 视图功能

1）支持数字地图显示，数字地图支持放大、缩小、移动等操作；

2）能将所有救护车辆显示于数字地图上；

3）支持状态表、表格、图表、地图、消息和事件等多种表现形式；

4）能够显示每一辆救援车辆的状态信息，如车速、历史轨迹等。

2.2应急训练指挥管理

本系统通过网络信息资源的建设，实现各业务数据的录入，数据的展示，数据的统计和汇总，训练进度、训练成绩、训练消耗等业务数据的采样分析，数据的上传和下达，不同级别数据库之间的数据同步，以及数据的申请、审核、撤销、打回等业务流程功能。同时可以实现多媒体信息、教学资料的存储管理、快速查询、实时存取和随机编辑，可以开展网上教学训练活动和训练资源的充分共享和有效管理，能够更好的加快救护队训练现代化、信息化建设步伐。

基础信息管理：实现对危险源数据库、应急物资数据库、应急队伍数据库、专家信息库、矿区图件数据库、事故案例数据库、法律法规数据库等各类库资源的管理。

应急训练管理：实现对人员训练与评价管理、人员值守状况管理、业务考核和技术操作管理、综合信息汇总管理。

救援指挥管理：实现应急救援预案管理电子化，可以动态调整预案，并对调整的内容进行备案，形成智能化管理。对事故处置预案的响应情况、各单位配合情况和事故的实时救援情况等关键要素进行跟踪记录，由专家对重要节点的关键要素进行评价、总结和分析，对应急响应各环节进行评分，形成统一的专家意见。

运行维护管理：实现对系统使用者的名称、密码、使用权限等信息的管理确保该系统的安全保密性。

3 结束语

本平台提供对数据库资源的全面管理和模糊查询，实现了物联网技术的全面应用。综合运用无线设备技术、网络技术、物联网信息管理技术、移动终端开发技术，实现了物资人员的识别与实时定位、救护队员生命体征信息采集与传输、信息集成与指挥决策；采用了计算机与通信技术的综合集成：计算机信息技术和智能决策支持系统有助于在发生矿井灾害事故时能够根据事故性质进行智能判断和分析，提供可供参考的救援决策，辅助领导指挥应急救援，调度各个相关救援机构实施救援措施，各个救援机构可以根据实际的救援情况进行实时改变以往传统的借助电话进行单向的信息交流，实现调度指挥中心与救援机构之间的信息互动性，从而保障应急救援响应及时性和抢救工作有效性。通过信息化手段进行处理煤矿应急救援预案所设定的主要危险源和灾害形式、救灾方式等，加强监察机构及时掌握信息和加强监督执法力度，做到矿区安全预警体系的建设，提高各级部门相互协同的整体工作效率，推进矿山安全监察信息化的进程。

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