技术领域
[0001] 本实用新型涉及智能消防的技术领域，尤其涉及智能消防灭火现场数据采集与辅助评估系统。
相关背景技术
[0002] 随着城市化进程的加快，人口密集度越来越高，火灾的发生频率也在不断增加。传统的消防方式已经无法满足现代城市的需求，智慧消防应运而生。智慧消防可以利用先进的信息技术手段和物联网技术实现对火灾各个情况全方位智能化管理。但市面上关于智能消防的物联网系统存在一定的缺陷：
[0003] 1、缺少智能车辆分派组合出警建议以及对车辆的出警感知。
[0004] 2、灭火现场水量数据变化缺少实时动态可视化，不方便消防人员观察车辆现场水量信息变化。
[0005] 3、目前常见的消防系统缺少一定的辅助建议，例如缺少单车及现场车辆安全剩余水量提示报警、剩余水量可持续时间、水量需求、最近水源、车辆补充等综合辅助评判建议。
[0006] 4、缺少对车辆、水量历史信息数据的存储。
[0007] 5、针对需要出警报告的消防支队，缺少出警报告自动生成。实用新型内容
[0008] 本实用新型旨在解决现有技术的不足，而提供智能消防灭火现场数据采集与辅助评估系统。
[0009] 本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：
[0010] 智能消防灭火现场数据采集与辅助评估系统，包括消防车、云平台和服务器，消防车包括灭火车和供水车，灭火车上设有传感器模块、采集终端、数据传输及定位集成模块、显示终端，传感器模块与采集终端数据连接，采集终端通过数据传输及定位集成模块、互联网与云平台数据连接，云平台通过互联网与服务器数据连接，服务器通过互联网与显示终端数据连接，服务器内设有车辆数据库、出警数据库、单车流量及液位数据库、安全水量预警模块和位置信息数据库。
[0011] 传感器模块包括安装在灭火车水罐上的出水流量计、入水流量计和液位计，出水流量计、入水流量计用于实时采集流量，液位计用于采集灭火车的水量信息。
[0012] 数据传输及定位集成模块包括DTU数据传输单元和GPS定位单元；
[0013] DTU数据传输单元用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据，通过无线通讯网络进行传送，DTU数据传输单元与采集终端数据连接，采集的数据通过DTU数据传输单元传递到云平台，然后再通过互联网传到服务器上；
[0014] GPS定位单元用于灭火车的定位，帮助消防人员更好的掌握灭火车的位置。
[0015] 灭火车上设有4G天线，4G天线与数据传输及定位集成模块连接。
[0016] 采集终端采集各个传感器模块的型号，也采集开关量信号，用于判断车辆是否出警。
[0017] 上述的智能消防灭火现场数据采集与辅助评估系统的评估方法，具体步骤为：
[0018] S1、用户输入火场相关参数，再结合服务器内的车辆数据库信息和出警数据库信息，进行智能出警方案的分析及预处理，确定出警方案；
[0019] S2、服务器处理DTU数据传输单元发送的数据，智能感知出警车辆，判断车辆是否出警，如果否，则继续处理DTU数据传输单元发送的数据，如果是，显示车辆出警；
[0020] S3、在消防车进行灭火过程中，通过采集终端采集的传感器数据以及GPS定位单元传输的车辆位置信息，实行灭火现场数据实时动态感知可视化以及车辆辅助建议综合判断；
[0021] 灭火现场数据实时动态感知可视化包括单车液位数据曲线可视化、单车出入水流量可视化、车辆总体液位信息可视化、总出入水流量可视化、出警沿途指定范围消火栓地图显示与消除、总出水量和总入水量实时数据可视化；
[0022] 车辆辅助建议综合判断包括单车安全剩余水量报警、剩余水量可持续时间评估、车辆是否需要补充、往返时间判断、最近水源信息；
[0023] S4、判断是否出警结束，如果否，则继续步骤S3中的作业，如果是，则生成出警报告。
[0024] 步骤S1中，智能出警方案分析及预处理的具体流程为：
[0025] 用户输入火场的燃烧面积A；
[0026] 选择灭火用水供给强度b；
[0027] 计算出火场用水量Q，Q＝Ab；
[0028] 选择水枪流量q；
[0029] 计算出水枪数量n，n＝Q/q，预测需要使用的灭火车的数量N，N＝总的水枪总数量除单辆灭火车的出枪数量；
[0030] 输入火灾延续时间t；
[0031] 根据经验公式计算火场总用水量V，V＝3.6Qt，根据预计火场总用水量和灭火车自带水量，预测需要使用的供水车数量。
[0032] 步骤S2中，智能感知出警车辆的具体流程为：
[0033] 采集终端采集车辆开关量信号；
[0034] 将开关量信号和其他信息一起打包发送到服务器；
[0035] 服务器处理车辆数据传输单元发送的信息；
[0036] 判断开关量信号是否为1，如果否，则车辆未出警，如果是，则车辆已出警；
[0037] 车辆ID传输给车辆数据库，前端界面显示出警车辆的信息。
[0038] 步骤S3中，灭火现场数据实时动态感知可视化以及车辆辅助建议综合判断具体流程为：
[0039] INotifyPropertyChanged接口监听属性是否发生改变，通知控件发生改变，包括：
[0040] 监听出水流量、入水流量属性，绑定WPF中TextBlock控件，显示出入水流量，获取相同类型车辆出水流量、入水流量，得到总出水流量、总入水流量，监听总出水流量、总入水流量属性，绑定WPF中TextBlock控件，每10s获取一次出水量、入水量，水量＝流量×时间，计算总出水量、总入水量，监听总出水流量、总入水流量属性，得到数据样条曲线；
[0041] 监听水量属性，绑定液位图形显示，判断单车剩余水量是否小于20％，如果小于20％，报警提示，获取相同类型车辆当前总水量，监听总水量属性，绑定，液位图形显示；将第一次获取的当前总水量数据存在数据组中，监听总剩余水量属性，剩余水量百分率＝当前总水量/第一次总水量；
[0042] 监听剩余灭火时间属性，剩余灭火时间＝总水量/总出水量，综合决策是否需要增派车辆。
[0043] 步骤S3中，出警沿途指定范围消火栓地图显示与消除的流程为：
[0044] C#后端解析字符串信息，得到车牌号、经纬度，传递到HTML页，对传递HTML页面的经纬度进行实时可视化显示；
[0045] 用于输入火灾地址，导航消防制度到火灾地址路线，显示距离和到火灾地址预估时间，将经纬度坐标存储到数据组，通过坐标实时绘制行驶轨迹；
[0046] C#与SQL Server数据库建立连接，读取数据库每一组消火栓经纬度数据，传递到HTML页面，构件数组，对所有点进行可视化处理，用消火栓图标显示点位置；
[0047] 计算车辆与每个消火栓距离，判断距离是否小于一公里，如果否，消火栓图标隐藏处理，如果是，消火栓图标显示，点击消火栓路线，导航车辆与消火栓路线。
[0048] 本实用新型的有益效果是：本实用新型根据灭火现场的数据，对消防车出警辅助建议，合理安排车辆组合出警，有利于消防资源的合理利用，智能出警感知，灭火现场水量变化实时感知动态可视化，对单车及现场车辆安全剩余水量提示报警、剩余水量可持续时间、水量需求以及车辆补充的综合性意见，方便查看周围消火栓的位置，灭火项目数据历史存储及出警报告自动生成，帮助消防人员做灭火总结。
具体实施方式
[0057] 以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
[0058] 需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0059] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0060] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
[0061] 智能消防灭火现场数据采集与辅助评估系统，包括消防车、云平台9和服务器10，消防车包括灭火车8和供水车，灭火车8上设有传感器模块、采集终端7、数据传输及定位集成模块6、显示终端5，传感器模块与采集终端7数据连接，采集终端7通过数据传输及定位集成模块6、互联网与云平台9数据连接，云平台9通过互联网与服务器10数据连接，服务器10通过互联网与显示终端5数据连接，服务器10内设有车辆数据库、出警数据库、单车流量及液位数据库、安全水量预警模块和位置信息数据库。
[0062] 传感器模块包括安装在灭火车8水罐上的出水流量计1、入水流量计2和液位计3，出水流量计1、入水流量计2用于实时采集流量，液位计3用于采集灭火车8的水量信息。
[0063] 数据传输及定位集成模块6包括DTU数据传输单元和GPS定位单元；
[0064] DTU数据传输单元用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据，通过无线通讯网络进行传送，DTU数据传输单元与采集终端7数据连接，采集的数据通过DTU数据传输单元传递到云平台9，然后再通过互联网传到服务器10上；
[0065] GPS定位单元用于灭火车8的定位，帮助消防人员更好的掌握灭火车8的位置。
[0066] 灭火车8上设有4G天线4，4G天线4与数据传输及定位集成模块6连接。
[0067] 显示终端5可以为显示屏。
[0068] 采集终端7采集各个传感器模块的型号，也采集开关量信号，用于判断车辆是否出警。
[0069] 软件和硬件之间的通讯是通过Socket接口实现，利用的是TCP传输协议。DTU数据传输单元充当客户端Client，主程序中有一段服务端Server代码，用于建立服务端监听，等待并接收连接请求。当主程序和硬件启动，通讯连接成功，客户端的数据就可发送到程序中，并进一步在程序中进行解析。
[0070] 上述的智能消防灭火现场数据采集与辅助评估系统的评估方法，具体步骤为：
[0071] S1、用户输入火场相关参数，再结合服务器10内的车辆数据库信息和出警数据库信息，进行智能出警方案的分析及预处理，确定出警方案；
[0072] 智能出警方案分析及预处理的具体流程为：
[0073] 用户输入火场的燃烧面积A；
[0074] 选择灭火用水供给强度b；
[0075] 计算出火场用水量Q，Q＝Ab；
[0076] 选择水枪流量q；
[0077] 计算出水枪数量n，n＝Q/q，预测需要使用的灭火车的数量N，N＝总的水枪总数量除单辆灭火车的出枪数量；
[0078] 输入火灾延续时间t；
[0079] 根据经验公式计算火场总用水量V，V＝3.6Qt，根据预计火场总用水量和灭火车自带水量，预测需要使用的供水车数量；
[0080] S2、服务器10处理DTU数据传输单元发送的数据，智能感知出警车辆，判断车辆是否出警，如果否，则继续处理DTU数据传输单元发送的数据，如果是，显示车辆出警；
[0081] 一般消防车出警时，都会拉响警报灯；消防车不出警，则报警灯不会响，可根据这一点，判断某一辆车是否出警；
[0082] 智能感知出警车辆的具体流程为：
[0083] 采集终端7采集车辆开关量信号；
[0084] 将开关量信号和其他信息一起打包发送到服务器10；
[0085] 服务器10处理车辆数据传输单元发送的信息；
[0086] 判断开关量信号是否为1，如果否，则车辆未出警，如果是，则车辆已出警；
[0087] 车辆ID传输给车辆数据库，前端界面显示出警车辆的信息；
[0088] S3、在消防车进行灭火过程中，通过采集终端7采集的传感器数据以及GPS定位单元传输的车辆位置信息，实行灭火现场数据实时动态感知可视化以及车辆辅助建议综合判断；
[0089] 灭火现场数据实时动态感知可视化包括单车液位数据曲线可视化、单车出入水流量可视化、车辆总体液位信息可视化、总出入水流量可视化、出警沿途指定范围消火栓地图显示与消除、总出水量和总入水量实时数据可视化；
[0090] 车辆辅助建议综合判断包括单车安全剩余水量报警、剩余水量可持续时间评估、车辆是否需要补充、往返时间判断、最近水源信息；
[0091] 灭火现场数据实时动态感知可视化以及车辆辅助建议综合判断具体流程为：
[0092] INotifyPropertyChanged接口监听属性是否发生改变，通知控件发生改变，包括：
[0093] 监听出水流量、入水流量属性，绑定WPF中TextBlock控件，显示出入水流量，获取相同类型车辆出水流量、入水流量，得到总出水流量、总入水流量，监听总出水流量、总入水流量属性，绑定WPF中TextBlock控件，每10s获取一次出水量、入水量，水量＝流量×时间，计算总出水量、总入水量，监听总出水流量、总入水流量属性，得到数据样条曲线；
[0094] 监听水量属性，绑定液位图形显示，判断单车剩余水量是否小于20％，如果小于20％，报警提示，获取相同类型车辆当前总水量，监听总水量属性，绑定，液位图形显示；将第一次获取的当前总水量数据存在数据组中，监听总剩余水量属性，剩余水量百分率＝当前总水量/第一次总水量；
[0095] 监听剩余灭火时间属性，剩余灭火时间＝总水量/总出水量，综合决策是否需要增派车辆；
[0096] 出警沿途指定范围消火栓地图显示与消除的流程为：
[0097] C#后端解析字符串信息，得到车牌号、经纬度，传递到HTML页，对传递HTML页面的经纬度进行实时可视化显示；
[0098] 用于输入火灾地址，导航消防制度到火灾地址路线，显示距离和到火灾地址预估时间，将经纬度坐标存储到数据组，通过坐标实时绘制行驶轨迹；
[0099] C#与SQL Server数据库建立连接，读取数据库每一组消火栓经纬度数据，传递到HTML页面，构件数组，对所有点进行可视化处理，用消火栓图标显示点位置；
[0100] 计算车辆与每个消火栓距离，判断距离是否小于一公里，如果否，消火栓图标隐藏处理，如果是，消火栓图标显示，点击消火栓路线，导航车辆与消火栓路线。
[0101] S4、判断是否出警结束，如果否，则继续步骤S3中的作业，如果是，则生成出警报告。
[0102] 本实用新型具有六大特点：
[0103] 智能车辆分派组合出警：该系统能够辅助消防车组合出警；根据用户输入的火场燃烧面积、灭火用水供给强度、水枪流量以及时间等有关消防参数，系统可以预测需要出警的灭火车8、供水车数量，以此帮助消防人员对出警车数的判断。
[0104] 智能出警感知：系统通过接收车辆开关量信号，智能感知具体出警车辆型号，并将出警车辆信息显示在界面上。
[0105] 数据动态可视化显示：针对灭火车8、供水车总体水量以及流量信息，采用数字和曲线的方式实时更新数据；同时还可以查看到每辆出警车辆的流量、水量变化的信息以及车辆的历史数据。
[0106] 出警沿途指定范围内消火栓地图显示与消除：地图方面，实时显示车辆的位置信息，绘制出当前车辆的行驶轨迹，为了方便寻找消火栓，实时显示车辆一公里范围内的消火栓，点击消火栓生成车辆到水源的导航路线；用户输入灭火地址后，可以预测计算出到达目的地所需路程和时间。
[0107] 灭火数据的存储以及出警报告的自动生成：灭火数据的存储主要包含：车辆出警次数、里程、出水量、入水量，数据实时存储在数据库中，当调用某一车辆的时候，数据库调用数据，将该车辆的历史信息显示在车辆一侧，出警结束后程序自动生成出警报告。
[0108] 上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
