專利名稱：消防管理系統和方法
技術領域：
本發明涉及消防技術領域，尤其涉及一種消防管理系統和方法。
背景技術：
目前國內大部分城市的消防尚停留在接到火警電話然后出警這種原始的處理模式。這種處理方式無法應對各種突發事件的發生，例如假報警電話浪費警力；某段道路維修或者交通堵塞導致消防車延誤到達火災現場的時間；火勢太大，消防車的水量不足以滅火，需要就地取水卻無法快速及時地找到消火栓的位置。這些難題由于一直沒有有效的解決辦法，導致投入大量的人力、物力卻未收到良好的效果
發明內容
本發明的特征和優點在下文的描述中部分地陳述，或者可從該描述顯而易見，或者可通過實踐本發明而學習。為克服現有技術的問題，本發明提供一種消防管理系統和方法，基于消火栓工作狀態實時采集，并可結合高精度GPS定位、GIS地圖管理技術，實現消火栓日常巡檢維護以及消防車取水尋找目標消火栓GIS精確導航功能，減輕政府人力物力的投入，同時大幅降低維護成本。本發明解決上述技術問題所采用的技術方案如下根據本發明的一個方面，提供一種消防管理系統，包括采集感知系統、網絡傳輸系統和后臺管理系統；采集感知系統包括用于對消火栓的狀態信息進行采集的消火栓狀態傳感器；網絡傳輸系統用于通過有線或無線的方式將所采集的消火栓的狀態信息發送到后臺管理系統；后臺管理系統用于接受所采集的消火栓的狀態信息，以對消火栓的狀態進行監控。根據本發明的一個實施例，后臺管理系統連接GPS定位信息數據庫和GIS地理信息數據庫，以根據所接收的消火栓的狀態信息，選擇消火栓對消防車或人員進行導航。根據本發明的一個實施例，采集感知系統還包括用于對火災進行監控的火災探測器，網絡傳輸系統通過有線或無線的方式將所采集的火災信息發送到后臺管理系統；后臺管理系統接受所采集的火災信息，判斷火災發生地點，并根據所接收的消火栓的狀態信息，選擇消火栓對消防車或人員進行導航。根據本發明的一個實施例，后臺管理系統包括報警監測子系統、信息管理子系統以及導航服務子系統；報警監測子系統用于實時獲取火災報警信息和/或消火栓的狀態信息；信息管理子系統用于存儲消火栓狀態和位置信息、和/或地理信息、和/或實時的道路交通信息；導航服務子系統用于根據報警監測子系統獲取的報警信息以及信息管理子系統中存儲的信息選擇消火栓進行消防路徑的規劃，并對所生成的消防路徑提供路徑導航。根據本發明的一個實施例，當報警監測子系統檢測到火災報警信息時，導航服務子系統能夠在地理信息中對火災地點進行標記，根據所標記的火災地點、火災地點周邊消火栓的狀態和位置信息和/或道路交通信息選擇消火栓進行消防路徑的規劃，并按照所規劃的消防路徑對消防車或人員進行導航。根據本發明的一個實施例，后臺管理系統還包括設備維護子系統，設備維護子系統能夠根據所獲取的消火栓狀態和位置信息得出消火栓的維護需求，并進行維護提示；當設備維護子系統發出維護提示時，導航服務子系統根據需要維護的消火栓位置信息和/或道路交通信息進行優化路徑的規劃，并按照所規劃的優化路徑對維護人員進行導航。根據本發明的一個實施例，消火栓狀態傳感器包括下列中的至少一種或其組合管網壓力檢測傳感器、管網流量檢測傳感器、消火栓閥門狀態檢測傳感器。根據本發明的一個實施例，網絡傳輸系統包括與消火栓設置在一起的無線終端模塊，用于獲取消火栓狀態傳感器采集的信息；網絡傳輸系統還包括無線匯聚模塊和遠程無線傳輸模塊，無線匯聚模塊將各無線終端模塊發送的數據進行匯聚后，通過遠程無線傳輸模塊發送到后臺管理系統。 根據本發明的一個實施例，無線終端模塊和無線匯聚模塊采用紫蜂模塊。根據本發明的一個實施例，采集感知系統還包括數據處理控制器，分別與消火栓狀態傳感器和無線終端模塊相連，將消火栓狀態傳感器采集的信息轉換為數據信號后發送給無線終端模塊。根據本發明的一個實施例，數據處理控制器內部設置有定時器，當定時器計時到達指定時間點時，觸發中斷喚醒數據處理控制器，數據處理控制器給消火栓狀態傳感器供電，然后讀取消火栓狀態傳感器采集的數據。根據本發明的一個實施例，遠程無線傳輸模塊采用GPRS設備或3G設備，將數據通過GPRS網絡或3G網絡發送到后臺管理系統。根據本發明的另一個方面，提供一種消防管理方法，包括在消火栓上設置消火栓狀態傳感器對消火栓的狀態信息進行采集；通過有線或無線的方式將所采集的消火栓的狀態信息發送到后臺管理系統；后臺管理系統接受所采集的消火栓的狀態信息，以對消火栓的狀態進行監控。根據本發明的一個實施例，通過火災探測器對火災進行監控，并通過有線或無線的方式將所采集的火災信息發送到后臺管理系統；后臺管理系統接受所采集的火災信息，判斷火災發生地點，并根據所接收的消火栓的狀態信息，選擇消火栓對消防車或人員進行導航。根據本發明的一個實施例，在消火栓上或消火栓附近設置無線終端模塊，用于獲取消火栓狀態傳感器采集的信息；通過無線匯聚模塊將各無線終端模塊發送的數據進行匯聚后，通過遠程無線傳輸模塊發送到后臺管理系統。本發明提供了一種消防管理系統和方法，涉及消火栓信息的自動獲取、消火栓的智能維護，消火栓和平臺管理系統的聯動技術，以及針對消火栓信息的智能管理的火情狀況下消火栓取水導航的應用和具體的取水導航的路徑選擇功能。該系統是基于消火栓工作狀態(如水壓、水質、流量、損壞等信息)實時采集，可結合高精度GPS定位和GIS地圖管理技術，實現消火栓日常巡檢維護以及消防車取水尋找目標消火栓GIS精確導航功能。目前GPS導航技術的行業應用已經十分的成熟，而且綜合信息管理系統作為一種成熟的信息管理模式，應用于消防上也將為消防信息管理帶來巨大的方便，減輕了政府人力物力的投入，同時大幅降低維護成本。本發明的實施將會推動消防工作與現有成熟的技術應用相結合，為消防部門提供了一種新的消防模式。通過閱讀說明書，本領域普通技術人員將更好地了解這些技術方案的特征和內容。
下面通過參考附圖并結合實例具體地描述本發明，本發明的優點和實現方式將會更加明顯，其中附圖所示內容僅用于對本發明的解釋說明，而不構成對本發明的任何意義上的限制，在附圖中圖I為本發明實施例基于物聯網的消防管理系統結構示意圖；圖2為本發明實施例基于物聯網的消防管理系統總體框架示意圖；圖3為本發明實施例消火栓狀態信息監測系統結構示意圖；圖4為本發明實施例數據傳輸流程示意圖；圖5為本發明實施例路徑導航的實現方法示意圖；圖6為本發明實施例系統總體工作流程圖。
具體實施例方式如圖I和圖2所示，為解決現有技術無法應對各種突發事件的發生，不能實現消火栓日常巡檢維護以及消防車取水尋找目標消火栓精確導航功能的問題，本發明實施例提供一種消防管理系統，包括采集感知系統10、網絡傳輸系統20和后臺管理系統30 ;采集感知系統10包括用于對消火栓的狀態信息進行采集的消火栓狀態傳感器11 ;網絡傳輸系統20用于通過有線或無線的方式將所采集的消火栓的狀態信息發送到后臺管理系統30 ;后臺管理系統30用于接受所采集的消火栓的狀態信息，以對消火栓的狀態進行監控。
后臺管理系統30連接GPS (全球衛星定位系統)定位信息數據庫和GIS (地理信息系統)地理信息數據庫，以根據所接收的消火栓的狀態信息，選擇適當的消火栓對消防車或人員進行導航。GPS定位信息數據庫提供GPS定位信息服務，GIS地理信息數據庫提供GIS地理信息數據。采集感知系統10還包括用于對火災進行監控的火災探測器13，網絡傳輸系統20通過有線或無線的方式將所采集的火災信息發送到后臺管理系統30 ;后臺管理系統30接受所采集的火災信息，判斷火災發生地點，并根據所接收的消火栓的狀態信息，選擇適當的消火栓對消防車或人員進行導航。后臺管理系統30包括報警監測子系統31、信息管理子系統32以及導航服務子系統34 ;報警監測子系統31用于實時獲取火災報警信息和/或消火栓的狀態信息；信息管理子系統32用于存儲消火栓狀態和位置信息、和/或地理信息、和/或實時的道路交通信息；導航服務子系統34用于根據報警監測子系統獲取的報警信息以及信息管理子系統中存儲的信息選擇適當的消火栓進行消防路徑的規劃，并對所生成的消防路徑提供路徑導航。根據本發明的一個實施例，當報警監測子系統31檢測到火災報警信息時，導航服務子系統34能夠在地理信息中對火災地點進行標記，根據所標記的火災地點、火災地點周邊消火栓的狀態和位置信息和/或道路交通信息選擇適當的消火栓進行消防路徑的規劃，并按照所規劃的消防路徑對消防車或人員進行導航。根據本發明的一個實施例，后臺管理系統30還包括設備維護子系統33，設備維護子系統33能夠根據所獲取的消火栓狀態和位置信息得出消火栓的維護需求，并進行維護提示；當設備維護子系統33發出維護提示時，導航服務子系統34根據需要維護的消火栓位置信息和/或道路交通信息進行優化路徑的規劃，并按照所規劃的優化路徑對維護人員進行導航。消火栓狀態傳感器11包括下列中的至少一種或其組合管網壓力檢測傳感器、管網流量檢測傳感器、消火栓閥門狀態檢測傳感器。如圖3所示，網絡傳輸系統20包括與消火栓設置在一起的無線終端模塊21，用于獲取消火栓狀態傳感器11采集的信息；網絡傳輸系統20還包括無線匯聚模塊22和遠程無線傳輸模塊23，無線匯聚模塊22將各無線終端模塊21發送的數據進行匯聚后，通過遠程無線傳輸模塊23發送到后臺管理系統30。
優選地，無線終端模塊21和無線匯聚模塊22采用紫蜂(Zigbee)模塊。如圖4所示，采集感知系統10還包括數據處理控制器12，分別與消火栓狀態傳感器11和無線終端模塊21相連，將消火栓狀態傳感器11采集的信息轉換為數據信號后發送給無線終端模塊21。數據處理控制器12內部設置有定時器，當定時器計時到達指定時間點時，觸發中斷喚醒數據處理控制器12，數據處理控制器12給消火栓狀態傳感器11供電，然后讀取消火栓狀態傳感器11采集的數據。遠程無線傳輸模塊23采用GPRS設備或3G設備，將數據通過GPRS網絡或3G網絡發送到后臺管理系統30。本發明實施例的目的在于提供一種基于物聯網的消火栓信息監測的消火栓智能管理以及火情狀況下消防車消火栓取水精確引導功能的消火栓信息應用管理系統。如圖3所示，通過為消火栓這種城市消防設備配備消火栓狀態傳感器11和無線終端模塊21 (如Zigbee模塊),利用Zigbee的自組網功能傳輸消火栓的狀態信息,將分散在城市各處的消火栓連成一個網絡，感知每個消火栓設備的狀態信息，然后通過無線匯聚模塊22集中處理采集感知系統10采集到的信息，將信息由GPRS或者3G網絡傳輸到后臺管理系統30，通過后臺管理系統30的管理，實現消火栓的智能維護和火情情況下的滅火取水導航功能。該系統是基于高精度GPS定位、消火栓工作狀態(如水壓、水質、流量、損壞等信息)實時采集、和GIS地圖管理技術，實現消火栓日常巡檢維護以及消防車取水尋找目標消火栓GIS精確導航功能。該系統包括信息管理、報警監測、導航服務、設備維護四個子系統。系統整體框圖如圖2所示。各子系統具體描述如下一、信息管理子系統信息管理子系統是基于計算機網絡和Oracle、SQLServer、mySql等關系型數據庫的B/S、C/S架構管理應用軟件。用戶可使用多種移動終端設備(如手機、筆記本電腦、平板電腦等)或桌面電腦，通過瀏覽器訪問或客戶端軟件對系統中的設備(如消火栓、移動終端設備、消防車及車載終端等)和人員(如消防人員、設備維護人員等)的相關信息進行查詢、管理、輸出等功能。信息管理子系統包括用戶管理、消火栓信息監測管理、查詢管理、消防信息管理、報表日志管理等幾個部分。用戶管理是對使用該系統后臺管理系統30的合法用戶進行有效管理，包括用戶名、姓名、密碼、權限、角色、工號、聯系方式、所屬單位等。根據用戶對象分析所得到的用戶群體分類，賦予不同的用戶不同的使用權限。它是通過用戶登錄管理、用戶信息管理、用戶個人設置管理三個功能子模塊實現的。消火栓信息監測管理是指對后臺管理系統30內消火栓的編號、型號、水壓值、水量值、使用年限、位置信息、有效期、歷史巡檢記錄，歷史維修記錄等信息的管理，是通過消火栓信息管理、消火栓位置顯示、消火栓信息顯示、消火栓監測管理和消火栓條件查詢功能子模塊來實現的。消火栓的身份信息可以采用電子標簽進行存儲，便于巡檢維護人員進行設備身份識別和信息讀取，或者存儲在消火栓信息監控系統自身的存儲器設備內。查詢管理是通過人員設備查詢、報表查詢和結果導出三類功能子模塊來實現的， 系統通過設置具體的查詢條件篩選界面來實現的。消防信息管理分為消防車輛信息管理、消防出勤信息管理，消防員信息管理和指揮中心值守人員信息管理三類。其中，消防車信息包括消防車車輛編號、車輛類型、車輛歸屬、駕駛員、車輛當前所處位置、車輛使用狀態等；消防出勤記錄包括出勤時間、出勤人員、出勤原因等；消防員和指揮中心值守人員信息包括編號、姓名、地址、聯系電話、值班時間、所在崗位等。系統通過在數據庫中建立各自的信息表(如消防車信息表，消防員和指揮中心值守人員信息表等)來操作實現消防信息管理模塊的功能。報表日志管理是指對報表和日志進行管理。報表管理包括報表的導入導出，具體報表管理包括對供水管網沖洗報表、供水管網壓力報表、消火栓詳細信息報表、巡檢人員出勤報表、巡檢人員詳細信息報表、消火栓報修記錄報表、消火栓維修記錄報表、前端檢測設備電量報表等的管理，實現報表導出、打印的功能。日志管理包括日志的查詢和導出功能，系統通過設置查詢、導出界面，實現報表和日志的日常管理功能。二、報警監測子系統報警監測子系統包括接警、處警和警情轉發等功能。該系統通過各種前端消火栓狀態傳感器11獲取報警信號，通過網絡將報警信號傳輸到中心管理后臺管理系統30，管理人員即可通過PC客戶端、手持或車載終端等設備及時接收并處理警情信息，同時后臺管理系統30也可以提供郵件、短信、微博、警報、彈屏、報表等形式對警情信息予以轉發、發布。報警監測子系統的業務主要分為兩個方面I、消火栓狀態信息監測信息管理子系統負責收集消火栓狀態信息，并對其進行分析處理，正常狀態下信息作為日志進入數據庫存檔。前端消火栓信息監測設備通過壓力、流量等消火栓狀態傳感器11對消火栓所連接的管網進行信息監測，通過行程開關等消火栓狀態傳感器11對閥門開閉狀態進行監測，控制器電路將監測信息采集處理后發送到無線終端模塊21 (如Zigbee模塊)，通過Zigbee(即紫峰)路由網絡，將數據傳輸到帶有GPRS數據傳輸模塊的匯聚節點設備。匯聚節點設備的數據處理控制器將各采集節點設備發來的數據打包處理后交給GPRS數據傳輸模塊，通過GPRS (通用分組無線服務)/3G (第三代移動通信技術)公共無線通信網絡，將數據傳輸到中心后臺管理系統30的信息管理子系統的數據庫，如圖3所示。
如果報警監測子系統發現數據超出預先設定的數據范圍，或者發現不符合邏輯的數據出現，比如水壓、流量數據不正常(消火栓被撞倒)，檢測設備電池欠壓報警(需要更換電池)，定時巡檢提醒以及其他非正常狀況等，則會將檢測結果提交到報警服務子系統，報警服務子系統根據緊急程度優先級，通過客戶端以短信、郵件、報表等方式提醒管理人員及時處理。2、火災報警監測前端火災探測器13歸報警監測子系統直接管理，并且實時監控。火災探測器13(包括煙霧傳感器、紅外火災探測器、視頻智能分析火災檢測器、手動報警裝置等)輸出的檢測信號通過Zigbee (即紫峰)、GPRS、網絡傳輸到報警服務子系統。一旦出現警情，子系統會采用預先設置的各種通信方式(比如電話、短信、警報、彈屏、郵件、微博等)向各方面發布相關信息，提醒救火人員出警和火場附近的人員注意遠離火災現場。三、導航服務子系統
導航服務子系統是基于GPS (全球衛星定位系統)精確定位和GIS (地理信息系統)地圖導航系統，在移動終端和消防車車載設備上配備GPS定位系統，依據天氣狀態、交通狀況和具體消火栓工作狀態信息，通過可配置的路徑優化策略對消防人員和系統維護人員尋找目標消火栓提供路徑導航功能。I、路徑選擇I)消防車取水路徑選擇在系統接收到警情信號后，消防人員通過相關設備(如消防車車載設備、移動終端設備等等)登入后臺管理系統30系統，輸入火情發生地具體信息(如地理位置信息、高層火災等等)，系統通過調用消火栓工作狀態信息數據庫，為其在GIS地圖上顯示火情發生地附近固定半徑范圍內(如500m、Ikm等等)所有消火栓具體狀態信息(不合格的予以特別標示，如正在被使用、已損壞，水壓不夠高層滅火等等)。系統通過可配置的路徑優化策略，自動生成一條到達目標消火栓的最優路徑(系統后臺單獨設置兩條第二優路線作為備份，在遇到緊急情況時作為備選路段使用)并在終端設備中顯示出來供消防車導航使用；消防人員也可主動選擇目標消火栓，在消防人員選定具體消火栓后，系統為消防人員提供從源到達火災發生地的具體路況信息(如交通擁堵狀況、天氣信息等等)，以最短路徑、最短時間、最空閑路段、避開小路等等為篩選條件供消防人員選擇，實現路況的過濾功能，最終提供給消防人員到達目標消火栓取水具體路徑(系統還后臺備份兩條第二優路線供緊急情況使用)并在終端設備地圖中予以顯示，如圖5所示。2)消火栓維護工作人員(如消火栓設備維修、巡檢人員等等)路徑選擇用戶操作員通過移動終端設備登錄后臺管理系統30系統，從系統中下載需要維護的消火栓編號信息，選中具體的消火栓后，點擊導航按鈕，后臺管理系統30自動生成最優路徑，通過GPRS數據傳輸給終端設備顯示。2、路徑導航后臺管理系統30系統操作員在獲取了具體的路徑信息后，設備終端結合內置的GPS定位系統，實現消防車的具體路線實時導航的功能。路徑選擇功能是通過GIS后臺管理系統30技術基礎上的地圖管理來實現的。GIS地圖管理包括實現地圖定位、地理信息檢索和最優路徑分析的三種功能。地圖定位是指在地層上實現各種位置信息的顯示和標注功能；地圖信息檢索是指火災現場地理位置相關的信息(如具體道路信息、消火栓工作狀況、交通擁堵信息和視頻監控信息等等)查詢功能；最優路徑分析是指基于GIS地圖信息和道路網絡(如交通狀況、小路標注等等)，對道路路徑進行計算分析，通過比較獲得從源到目標的最優路徑(如速度最快、路徑最短、躲避擁堵等等)功能。導航功能是通過具體的路徑信息與終端內置的GPS定位系統結合實現的。四、設備維護子系統設備維護子系統負責對系統管理范圍內的手持設備、車載設備、消火栓狀態檢測設備(根據需要，也可包括火災報警設備)等的維護、記錄及備案。維護子系統通過對后臺管理系統30內部信息管理子系統存儲信息的處理，定期生成需要進行人工巡檢、維修和定期養護(如更換無線終端模塊21的電池)的表單供相關業務操作員手持設備下載。針對每個待處理的設備，后臺管理系統30系統提供導航服務子系統的導航功能，提供給操作員詳細路徑，在業務處理完畢后，后臺管理系統30系統通過GPRS獲取相關數據。I、消火栓狀態檢測設備 第一種業務模式是巡檢人員定期對所轄區域的設備進行巡檢(可以指定巡檢路線)，然后將巡檢結果錄入信息管理子系統。如果設備出現問題，系統會在值班管理人員的客戶端界面顯示提醒信息，提醒管理人員有哪些設備工作狀態不正常需要維護。管理人員根據提示信息為此設備分配維修人員，維護子系統自動生成一個維護工單。負責維修的人員領取維修工單，根據工單顯示的位置信息到現場進行維修，遇到位置不太容易尋找的，維修人員可以采用手持終端輔助導航定位。第二種業務模式是設備每天都會發送數據到信息管理子系統，設備維護子系統根據設備檢測到的狀態信息確定是否需要現場查看，如果出現無法通信或無法收到返回數據(或者設置規則，在確定的一段時間內無法收到其返回的信息)則發出報警通知維修人員實地查看。如果消火栓檢測設備是采用定時開機上傳數據的工作模式，維修人員可以通過攜帶的手持設備建立信息管理子系統和此單個檢測設備的通信連接。確認消火栓檢測設備恢復正常狀態后，信息管理子系統重新配置該設備的工作狀態，并入網路。2、移動終端設備(如手持設備等)和車載設備此類屬于移動定位設備，信息管理子系統對每個設備都有信息備案，設備出現問題后交還設備管理部門，設備責任人申請維修工單，維修人員維修后再交付使用人員。本發明實施例中采用的數據傳輸的方式可以采用無線傳輸設備和有線傳輸設備來實現。無線設備比如采用GPRS或者3G作為子節點，直接向中心發送數據。有線設備比如采用RS485、RS232或者Internet網絡直接向中心發送數據。子節點的數據處理控制器12將數據發送到有線或者無線的數據轉發設備(如Zigbee模塊、RS232模塊、RS485模塊、GPRS模塊、3G模塊等)，數據轉發設備通過網絡將數據轉發到中心節點，中心節點接到數據后將數據發送到系統后臺管理系統30。GPRS網絡也可以采用3G網絡，后臺管理系統30需要GIS接口提供地圖數據，以便在進行路徑導航的時候采用圖片的形式顯示導航路徑和地理環境信息，這樣比文字描述更加直觀，后臺管理系統30還需要GPS定位數據接口提供GPS定位信息。GPS定位數據和GIS地圖數據信息最終進入導航服務子系統，保證系統導航功能的實現。前段報警設備檢測到的環境狀態信息和火災報警信息通過internet設備(如路由器、交換機)將數據送入TCP/IP網絡，最終數據通過網絡送入系統后臺管理系統30的數據接收端口，支持4個子系統的聯動運行。其中，由于目前GPS定位，GIS技術已經很成熟，可以直接引用。如圖6所示，本發明實施例同時提供一種消防管理方法，包括在消火栓上設置消火栓狀態傳感器11對消火栓的狀態信息進行采集；通過有線或無線的方式將所采集的消火栓的狀態信息發送到后臺管理系統30 ；后臺管理系統30接受所采集的消火栓的狀態信息，以對消火栓的狀態進行監控。通過火災探測器對火災進行監控，并通過有線或無線的方式將所采集的火災信息發送到后臺管理系統30 ;后臺管理系統30接受所采集的火災信息，判斷火災發生地點，并根據所接收的消火栓的狀態信息，選擇適當的消火栓對消防車或人員進行導航。在消火栓上或消火栓附近設置無線終端模塊21，用于獲取消火栓狀態傳感器11采集的信息；通過無線匯聚模塊22將各無線終端模塊21發送的數據進行匯聚后，通過遠程無線傳輸模塊23發送到后臺管理系統30。本發明實施例的消火栓狀態獲取以及綜合管理方法由以下幾部分組成，采集感知系統10、網絡傳輸系統20和后臺管理系統30，系統總體工作流程如圖6所示，下面結合圖6對本發明實施例的具體實現方法進行詳細描述采集感知系統10主要通過專用消火栓狀態傳感器11完成對消火栓閥前水壓、閥門狀態數據的采集、監測，硬件上主要包括消火栓、消火栓閥門防盜裝置、壓力傳感器、采集節點設備幾個部分。其中消火栓閥門防盜裝置安裝在消火栓上，壓力傳感器安裝在消火栓的閥前，采集節點設備安裝在消火栓附近。采集節點設備采用電池供電，其內部的數據處理控制器12用來采集報警信號，平時處于低功耗省電待機狀態，外設處于關閉狀態，僅有內部RTC (實時時鐘)定時器在工作，當定時器計時到達指定時間點時，便觸發中斷喚醒數據處理控制器12。數據處理控制器12先給安裝在消火栓閥前的壓力傳感器供電，然后通過通信串口讀取壓力傳感器的采集數據，以及通過開關量輸入接口獲取閥門防盜狀態信息。網絡傳輸系統20主要包括Zigbee網絡、GPRS網絡，其數據傳輸流程如圖4所示。 采集節點設備將采集到的數據信息經過一定的處理或轉換后，發送給自帶的無線終端模塊21 (如Zigbee模塊)，Zigbee無線終端模塊21通過Zigbee無線匯聚模塊22,將數據傳輸到帶有遠程無線傳輸模塊23的匯聚節點設備。匯聚節點設備的數據處理控制器將各采集節點設備發來的數據打包處理后交給遠程無線傳輸模塊23，通過GPRS/3G公共無線通信網絡，將數據傳輸到后臺管理系統30，最終進入后臺管理系統30的數據服務器。Zigbee (即紫蜂)是一種短距離、低功耗的無線通信技術，其特點是近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本，主要適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。用于消火栓信息采集的Zigbee模塊安裝在防撞欄內側或者消火栓附近的立桿上。Zigbee模塊采集的消火栓數據信息是通過Zigbee自組網傳輸到網絡系統中的無線匯聚模塊22，通過GPRS或者3G網絡將數據發送給后臺管理系統30。一定區域內的Zigbee模塊通過自組網的模式實現消火栓信息的傳輸，在一定區域內設置一個無線匯聚模塊22，通過無線匯聚模塊22處理采集到的該區域內的消火栓的狀態信息，通過GPRS或者3G網絡傳輸給后臺管理系統30，通過后臺管理系統30的信息綜合管理實現消火栓的信息化管理(包括消火栓的智能維護和消火栓滅火的取水精確導航等功能)。消火栓狀態傳感器11和Zigbee (即紫峰)模塊受微控制器MCU (即數據處理控制器)的控制，MCU將消火栓狀態傳感器11獲取的電信號轉換為數字信號，保存為數據，發送到Zigbee，通過Zigbee自組網功能自動發送到接收端，發送過程不需要MCU的參與。后臺管理系統30是系統信息的存儲池和集散地。所有數據、命令都在此處匯集、存儲和發出。這些數據信息主要包括前端消火栓狀態傳感器11信息、鑒權請求、GPS定位信息等。后臺管理系統30提供C/S和B/S兩種訪問方式，可以根據用戶權限提供相應的管理、查詢、輸出等功能，可以通過電腦、專用移動終端(Pad)、通用移動終端(手機)來訪問。專用移動客戶端服務于兩類人員一類是消防人員，幫助消防人員在發生火災的時候進行消防車輛定位、消火栓定位和狀態查詢；另一類是設備巡檢維護人員，在日常巡檢維護的時候手持，進行巡檢記錄。后臺管理系統30提供GIS接口，在地圖上實時顯示消火栓和移動終端的位置。通過移動終端的定位，可以實現消防車輛調度指揮、消防車輛引導、巡檢維護人員管理考核等功能。后臺管理系統30是通過中心管理系統和GIS輔助系統兩大功能模塊來實現的，中心管理系統包括系統管理、日常監督管理、查詢管理、報警管理、巡檢維護管理、消防任務管 理和日志管理模塊；GIS輔助系統包括地圖定位、地理信息檢索、最優路徑分析和臨時路徑分析模塊來實現的。系統管理模塊對用戶信息、單位信息、部門信息、角色信息和權限信息進行管理，實現基本的信息維護功能。日常監測管理針對消火栓基礎信息和工作狀態以及地理坐標信息進行維護，能提供消火栓條件查詢和GIS地圖顯示(同時顯示基本信息)以及監測信息的處理功能。查詢管理模塊包括對設備維護人員信息、指揮中心管理人員信息、指揮中心值守人員信息、巡檢人員信息、消防車輛信息的管理，可以生成相關的統計和報表信息供查詢使用。報警管理模塊包括對接警信息處理、報警位置的標示、報警相關設置和報警信息的顯示流程。消火栓巡檢維護管理包括對巡檢維護人員管理和巡檢維護記錄的管理。消防任務管理包括對消防車輛的管理、消防出勤的管理、消防人員的管理和救火導航的管理。報表日志管理是指報表生成和日志查詢功能。地圖定位模塊借助GIS后臺管理系統30，實現各種位置信息的顯示和標注功能。地理信息檢索模塊是指借助GIS后臺管理系統30，實現火災現場地理位置相關的信息查詢功能，包括道路、消火栓、交通、建筑內部結構、視頻監控等信息。最優路徑分析模塊是指借助GIS地圖信息，基于道路網絡，對道路長度進行分析(甚至包括道路交通狀況)，得到從源到目標的最優行車途徑。臨時路徑分析模塊是指對距火災發生地點附近的消火栓有效狀態進行監控。向救火人員的手持設備提供消火栓定位信息。上述可以發現，本發明實施例基于消火栓工作狀態(如水壓、水質、流量、損壞等信息)實時采集，并結合高精度GPS定位和GIS地圖管理技術，實現消火栓日常巡檢維護以及消防車取水尋找目標消火栓GIS精確導航功能。目前GPS導航技術的行業應用已經十分的成熟，而且綜合信息管理系統作為一種成熟的信息管理模式，應用于消防上也將為消防信息管理帶來巨大的方便，推動消防工作與現有成熟的技術應用相結合，為消防部門提供了一種新的消防模式，減輕了政府人力物力的投入，同時大幅降低了維護成本。以上參照
了本發明的優選實施例，本領域技術人員不脫離本發明的范圍和實質，可以有多種變型方案實現本發明。舉例而言，作為一個實施例的部分示出或描述的 特征可用于另一實施例以得到又一實施例。以上僅為本發明較佳可行的實施例而已，并非因此局限本發明的權利范圍，凡運用本發明說明書及附圖內容所作的等效變化，均包含于本發明的權利范圍之內。
權利要求
1.一種消防管理系統，其特征在于，包括采集感知系統、網絡傳輸系統和后臺管理系統；所述采集感知系統包括用于對消火栓的狀態信息進行采集的消火栓狀態傳感器；所述網絡傳輸系統用于通過有線或無線的方式將所采集的消火栓的狀態信息發送到所述后臺管理系統；所述后臺管理系統用于接受所采集的消火栓的狀態信息，以對消火栓的狀態進行監控。
2.如權利要求I所述的消防管理系統，其特征在于所述后臺管理系統連接GPS定位信息數據庫和GIS地理信息數據庫，以根據所接收的消火栓的狀態信息，選擇消火栓對消防車或人員進行導航。
3.如權利要求I或2所述的消防管理系統，其特征在于所述采集感知系統還包括用于對火災進行監控的火災探測器，所述網絡傳輸系統通過有線或無線的方式將所采集的火災信息發送到所述后臺管理系統；所述后臺管理系統接受所采集的火災信息，判斷火災發生地點，并根據所接收的消火栓的狀態信息，選擇消火栓對消防車或人員進行導航。
4.如權利要求3所述的消防管理系統，其特征在于所述后臺管理系統包括報警監測子系統、信息管理子系統以及導航服務子系統；所述報警監測子系統用于實時獲取火災報警信息和/或消火栓的狀態信息；所述信息管理子系統用于存儲消火栓狀態和位置信息、和/或地理信息、和/或實時的道路交通信息；所述導航服務子系統用于根據所述報警監測子系統獲取的報警信息以及所述信息管理子系統中存儲的信息選擇消火栓進行消防路徑的規劃，并對所生成的消防路徑提供路徑導航。
5.如權利要求4所述的消防管理系統，其特征在于當所述報警監測子系統檢測到火災報警信息時，所述導航服務子系統能夠在地理信息中對火災地點進行標記，根據所標記的火災地點、火災地點周邊消火栓的狀態和位置信息和/或道路交通信息選擇消火栓進行消防路徑的規劃，并按照所規劃的消防路徑對消防車或人員進行導航。
6.如權利要求4所述的消防管理系統，其特征在于所述后臺管理系統還包括設備維護子系統，所述設備維護子系統能夠根據所獲取的消火栓狀態和位置信息得出消火栓的維護需求，并進行維護提示；當所述設備維護子系統發出維護提示時，所述導航服務子系統根據需要維護的消火栓位置信息和/或道路交通信息進行優化路徑的規劃，并按照所規劃的優化路徑對維護人員進行導航。
7.如權利要求I所述的消防管理系統，其特征在于所述網絡傳輸系統包括與消火栓設置在一起的無線終端模塊，用于獲取所述消火栓狀態傳感器采集的信息；所述網絡傳輸系統還包括無線匯聚模塊和遠程無線傳輸模塊，所述無線匯聚模塊將各無線終端模塊發送的數據進行匯聚后，通過所述遠程無線傳輸模塊發送到所述后臺管理系統。
8.如權利要求7所述的消防管理系統，其特征在于所述采集感知系統還包括數據處理控制器，分別與所述消火栓狀態傳感器和所述無線終端模塊相連，將所述消火栓狀態傳感器采集到的信息轉換為數據信號后發送給所述無線終端模塊；所述數據處理控制器內部設置有定時器，當定時器計時到達指定時間點時，觸發中斷喚醒所述數據處理控制器，所述數據處理控制器給所述消火栓狀態傳感器供電，然后讀取所述消火栓狀態傳感器所采集到的數據。
9.一種消防管理方法，其特征在于，包括 在消火栓上設置消火栓狀態傳感器對消火栓的狀態信息進行采集；通過有線或無線的方式將所采集的消火栓的狀態信息發送到后臺管理系統； 后臺管理系統接受所采集的消火栓的狀態信息，以對消火栓的狀態進行監控。
10.如權利要求9所述的消防管理方法，其特征在于通過火災探測器對火災進行監控，并通過有線或無線的方式將所采集的火災信息發送到所述后臺管理系統；所述后臺管理系統接受所采集的火災信息，判斷火災發生地點，并根據所接收的消火栓的狀態信息，選擇消火栓對消防車或人員進行導航。
11.如權利要求9或10所述的消防管理方法，其特征在于在消火栓上或消火栓附近設置無線終端模塊，用于獲取所述消火栓狀態傳感器采集的信息；通過無線匯聚模塊將各無線終端模塊發送的數據進行匯聚后，通過遠程無線傳輸模塊發送到所述后臺管理系統。
全文摘要
本發明提供一種消防管理系統和方法，該系統包括采集感知系統、網絡傳輸系統和后臺管理系統；采集感知系統包括用于對消火栓的狀態信息進行采集的消火栓狀態傳感器；網絡傳輸系統用于通過有線或無線的方式將消火栓的狀態信息發送到后臺管理系統；后臺管理系統用于接受消火栓的狀態信息，以對消火栓的狀態進行監控。采集感知系統還包括用于火災探測器，網絡傳輸系統通過有線或無線的方式將所采集的火災信息發送到后臺管理系統；后臺管理系統判斷火災發生地點，并根據消火栓的狀態信息，選擇適當的消火栓對消防車或人員進行導航。本發明基于消火栓工作狀態實時采集，可實現消火栓日常巡檢維護以及消防車取水尋找目標消火栓的精確導航功能。
文檔編號G08B17/00GK102968681SQ20121037598
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月30日 優先權日2012年9月30日
發明者徐尚鵬, 丁弋, 方添麟, 張菊良, 高會武, 羅劍, 季益華 申請人:安科智慧城市技術(中國)有限公司, 智慧城市信息技術有限公司