一种智能消防预警系统

技术领域

本发明涉及公路施工技术领域，具体是一种智能消防预警系统。

背景技术

公路工程的施工过程中，材料的准备是保证产品质量的重要环节；材料的准备，包括检查材料品种、规格、数量、堆放场所、供应和保管工作等，由于公路施工过程往往是无遮挡物的，在白天，由于受到阳光照射的时间非常长，很容易发生火灾。

公路施工过程发生的火灾往往伤害性很大，这是因为路面是施工状态，消防车很难快速到达现场进行救火，这样的后果便是一旦发生此类火灾，往往就是很难扑灭的火灾，可以想到，此类火灾的蔓延速度很快的，相应的，造成的损失也是非常大的；因此，对于这种火灾，大都以预防的措施去规避，或是组织工作人员第一时间进行灭火。

现有的火灾管控方式是制订规章制度以及应急措施，通过安全员配合项目负责人进行现场监督管理，并让他们承担后续责任；这种方式实际上还是通过个人能力去应对火灾，无论是能力多么强的人，总会有疲劳的时候，在疲劳的时候，就会发生疏忽，而导致火灾大部分原因都是人的疏忽，如何降低因疲劳疏忽而造成的火灾是需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能消防预警系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明实施例提供一种智能消防预警系统，所述系统包括中心处理平台、工况信息获取设备以及灾情应急设备，

所述中心处理平台，用于获取工作人员信息和灭火设备信息，基于所述工作人员信息和所述灭火设备信息生成应急分工表；接收工况信息获取设备发送的区域图像，对所述区域图像进行内容识别，并生成相应的风险评级；接收设备操作规程，获取设备操作信息，基于设备操作规程判断操作信息正误，基于判断结果确认反馈模式；接收工况信息获取设备发送的应急图像，接收灾情应急设备发送的现场参数，基于所述应急图像和所述现场参数确认火灾类型，基于火灾类型和应急分工表生成处理方案；

所述工况信息获取设备，用于定时获取工作范围内的区域图像，并将所述区域图像向中心处理平台发送；接收灾情应急设备发送的应急图像获取指令，提高区域图像的获取频率，生成应急图像，并向中心处理平台发送；

所述灾情应急设备，用于实时获取现场参数，基于现场参数向工况信息获取设备发送应急图像获取指令，并将所述现场参数向中心处理平台发送。

作为本发明实施例技术方案进一步的限定：所述中心处理平台具体包括：

预演单元，用于获取工作人员信息和灭火设备信息，基于所述工作人员信息和所述灭火设备信息生成应急分工表；

风险检测单元，用于接收工况信息获取设备发送的区域图像，对所述区域图像进行内容识别，并生成相应的风险评级；

操作管控单元，用于接收设备操作规程，获取设备操作信息，基于设备操作规程判断操作信息正误，基于判断结果确认反馈模式；

处理方案生成单元，用于接收工况信息获取设备发送的应急图像，接收灾情应急设备发送的现场参数，基于所述应急图像和所述现场参数确认火灾类型，基于火灾类型和应急分工表生成处理方案。

作为本发明实施例技术方案进一步的限定：所述工况信息获取设备具体包括：

区域图像获取单元，用于定时获取工作范围内的区域图像，并将所述区域图像向中心处理平台发送；

频率调控单元，用于接收灾情应急设备发送的应急图像获取指令，提高区域图像的获取频率，生成应急图像，并向中心处理平台发送。

作为本发明实施例技术方案进一步的限定：所述灾情应急设备具体包括：

现场参数获取单元，用于实时获取现场参数；

指令发送单元，用于基于现场参数向工况信息获取设备发送应急图像获取指令；

参数发送单元，用于将所述现场参数向中心处理平台发送。

本发明实施例还提供一种智能消防预警方法，所述方法应用于中心处理平台之上，所述方法的具体步骤包括：

获取工作人员信息和灭火设备信息，基于所述工作人员信息和所述灭火设备信息生成应急分工表；

接收工况信息获取设备发送的区域图像，对所述区域图像进行内容识别，并生成相应的风险评级；

接收设备操作规程，获取设备操作信息，基于设备操作规程判断操作信息正误，基于判断结果确认反馈模式；

接收工况信息获取设备发送的应急图像，接收灾情应急设备发送的现场参数，基于所述应急图像和所述现场参数确认火灾类型，基于火灾类型和应急分工表生成处理方案。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过工况信息获取设备获取施工现场的现场情况，并将现场情况以区域图像的形式发送给中心处理平台，通过中心处理平台对所述区域图像进行内容识别，对区域图像中的内容进行风险评级，判断容易引起火灾的区域；此外，本发明通过中心处理平台统一管理重要设备，重要设备中的线路非常复杂，不按规程进行操作极其容易引起短路，进而造成线路火灾；本发明通过中心处理平台基于人员信息以及消防用品的存储位置生成应急分工表，即，生成一套预案，使得发生火灾时，工作人员更加沉着有序的去面对火灾。

发生火灾时，本发明通过灾情应急设备不断实时获取参数，并且向工况信息获取设备提高区域图像获取的频率，所述参数与所述区域图像均向中心处理平台发送，便于中心处理平台确认火灾大小与类型，进而确定后续处理方案。

本发明是一套完整的系统，从预防到火灾处理方案的制定，均由电子设备完成，有效的降低了管理人员的工作量，减少了因为工作人员疏忽或是紧张而引起的安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1为智能消防预警系统的系统架构图。

图2为智能消防预警系统中中心处理平台的组成结构图。

图3为中心处理平台中风险检测单元的组成结构图。

图4为风险检测单元中第一轮廓获取模块的组成结构图。

图5为风险检测单元中数值生成模块的组成结构图。

图6为中心处理平台中操作管控单元的组成结构图。

图7为中心处理平台中处理方案生成单元的组成结构图。

图8为智能消防预警系统中工况信息获取设备的组成结构图。

图9为智能消防预警系统中灾情应急设备的组成结构图。

图10为智能消防预警方法的流程框图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了智能消防预警系统的系统架构图，所述智能消防预警系统包括三方，分别为工况信息获取设备、中心处理平台和灾情应急设备，所述工况信息获取设备与中心处理平台之间以及所述灾情应急设备与中心处理平台之间通过网络相互传输数据，网络可以提供通信链路的介质，所述网络的连接类型主要是无线通信链路；值得一提的是，所述灾情应急设备与所述工况信息获取设备之间至少有一条单向通信链路，用于灾情应急设备向工况信息获取设备发送应急图像获取指令，当然，也可以为双向通信链路，用于发送反馈信号，这里属于特殊的开发，本发明所述内容只要求至少具备一条单向通信链路。

用户可以使用工况信息获取设备通过网络与中心处理平台进行交互，以发送区域图像或应急图像。所述工况信息获取设备可以是硬件，也可以是软件，当工况信息获取设备为硬件时，所述工况信息获取设备是具备通信功能和摄像功能的电子设备，包括但不限于摄像头。当工况信息获取设备为软件时，可以安装在上述电子设备中，其可以实现成多个软件或软件模块，也可以实现成单个软件或软件模块，在此不做具体限定。

所述灾情应急设备可以是硬件，也可以是软件，当灾情应急设备为硬件时，所述灾情应急设备为具备通信功能的检测仪，所述检测仪具备温度测量以及空气质量检测的功能，所述空气质量检测功能可以为检测CO

中心处理平台可以是提供各种服务的服务器，中心处理平台获取工作人员信息和灭火设备信息，基于所述工作人员信息和所述灭火设备信息生成应急分工表；接收工况信息获取设备发送的区域图像，对所述区域图像进行内容识别，并生成相应的风险评级；接收设备操作规程，获取设备操作信息，基于设备操作规程判断操作信息正误，基于判断结果确认反馈模式；接收工况信息获取设备发送的应急图像，接收灾情应急设备发送的现场参数，基于所述应急图像和所述现场参数确认火灾类型，基于火灾类型和应急分工表生成处理方案。

需要说明的是，服务器可以是硬件，也可以是软件。当服务器为硬件时，可以实现成多个服务器组成的分布式服务器集群，也可以实现成单个服务器。当服务器为软件时，可以实现成多个软件或软件模块，也可以实现成单个软件或软件模块。在此不做具体限定。

应该理解，图1中的工况信息获取设备、中心处理平台和灾情应急设备的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的工况信息获取设备、中心处理平台和灾情应急设备。

实施例1

图2示出了智能消防预警系统中中心处理平台10的组成结构图，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分：

本发明实施例中，所述中心处理平台10包括：

预演单元101，用于获取工作人员信息和灭火设备信息，基于所述工作人员信息和所述灭火设备信息生成应急分工表；

预演单元的目的在于统筹安排人员，防止在面对火灾时，工作人员出现手忙脚乱，不知道该干什么的情况；工作人员信息一般包括姓名、年龄以及身高体重，灭火设备有灭火器以及消防铲等等，其中，灭火器有大小之分，每个工作人员的身体素质不同，那么适用的灭火工具也不同，基于工作人员信息和所述灭火设备信息生成应急分工表，即，让每个知道自己在面对火灾时的职能，当然，这些并不是死规定，职能是可以根据实际情况进行调整的，至少调整过程不属于本发明所涉及的内容。

风险检测单元102，用于接收工况信息获取设备发送的区域图像，对所述区域图像进行内容识别，并生成相应的风险评级；

风险检测单元有着很复杂的工作过程，具体步骤会有详述过程，风险检测单元的核心技术是对区域图像的识别，这本质上是读取图像上的内容，并基于内容在相应的数据库中查找，确认具体物件信息，所述物件主要是固体可燃物，如木材、干草或煤炭等，还可以是各种带电线路；这在人工智能普及的条件下是易于实现的；值得一提的是，识别过程是可以后期定义的，对于很难识别的物件，比如液体可燃物，或者是识别错误的内容，就需要人工去定义，但人工定义过程是可选项，并不是本发明的内容。

操作管控单元103，用于接收设备操作规程，获取设备操作信息，基于设备操作规程判断操作信息正误，基于判断结果确认反馈模式；

操作管控单元的目的在于实刻监督工作人员，大多数火灾都是因为工作人员在操作设备时过于熟练然后放松警惕而导致的，所以必须要时刻监督。

处理方案生成单元104，用于接收工况信息获取设备发送的应急图像，接收灾情应急设备发送的现场参数，基于所述应急图像和所述现场参数确认火灾类型，基于火灾类型和应急分工表生成处理方案；

处理方案生成单元是在火灾发生情况下进行工作的，火灾一旦发生，最先要做的工作便是火灾类型，然后根据火灾类型去制定处理方案，其中，火灾类型的确定，在本发明中，是有着独一无二的方式的，在实时获取区域图像的过程中，很容易确认发生变化的区域，即为着火点，进而根据风险检测单元识别出的物件信息，确认火灾类型，现场参数是最真实的一线数据，检测也是很有必要的，所述现场参数的重点就是温度以及空气成分，了解了温度和空气成分便几乎可以确认灾情大小。

图3示出了中心处理平台10中风险检测单元102的组成结构图，所述风险检测单元102具体包括：

图像接收模块1021，用于接收工况信息获取设备发送的区域图像；

图像接收模块本质上是一个端口，用于接收图像信息；

第一轮廓获取模块1022，用于获取所述区域图像的特征轮廓；

第一轮廓获取模块的目的是对所述区域图像进行切分，切分原理是通过像素点的色值去确认的；

数值生成模块1023，用于基于所述特征轮廓生成特征数值；

特征数值是通过特殊的算法，将色值转换为灰度并继续处理而得到的，举例来说，如果原有图像是RGB图像，通过灰度转换过程，可以将原有的RGB三色值转换为灰度这一个变量，然后进行后续确认过程，最终基于灰度生成一个值，这个值是图像的特征数值，具体生成过程详见下述内容。

类型确认模块1024，用于建立与易燃品数据库的连接通道，基于所述特征数值遍历易燃品数据库，并确认易燃品类型；

上数特征数值是单独的一个值，易燃品数据库中的易燃品对比图像也是基于所述特征数值建立的，这就将易燃品类型的确认过程简化为单纯的数值比较过程，当然，这种方式的识别精度并不会特别高，但是对于实时快速识别过程来说，这是非常好的一种方式，至于识别失败的情况，是做标记还是通过人工定义的方式去解决，这些不是本发明的重点。

图4示出了风险检测单元102中第一轮廓获取模块1022的组成结构图，所述第一轮廓获取模块1022具体包括：

色值确认模块10221，用于遍历所述区域图像中的像素点，获取所述像素点的色值；

区域图像是由一个个像素点构成的，一个嵌套循环即可进行遍历，这在任何语言中都属于基础功能，是很容易实现的；

标记模块10222，用于确认容差，并依次读取相邻像素点的色值，判断相邻像素点的色值差与所述容差之间的大小，若相邻像素点的色值差大于所述容差，则标记所述像素点，若相邻像素点的色值差小于所述容差，则继续读取下一相邻像素点；

容差是色值差的评判标准，即，相邻色素颜色差值到什么幅度，就说明它们属于两个物件，这个值是需要根据具体情况去确认的，当然，也可以使得容差也作为一个变量，不断重复上述过程，最终对得到的轮廓进行筛选。

连接模块10223，用于基于标记的像素点生成特征轮廓；

像素点间的距离是很小的，连接相邻像素点即可生成特征轮廓，至于连接逻辑本发明并不进行限定。

图5示出了风险检测单元102中数值生成模块1023的组成结构图，所述数值生成模块1023具体包括：

区域生成模块10231，用于基于所述特征轮廓生成待检区域；

区域生成模块本质上是基于特征轮廓的切分过程，将区域图像切分成待检区域；

平均值计算模块10232，用于将所述待检区域转换为灰度图像，计算所述灰度图像的灰度平均值；

色值转换为灰度的公式有很多，最著名的一个心理学公式是：Gray＝R*0.299+G*0.587+B*0.114；在此基础上，也会有着其它的算法，比如Gray＝(R*19595+G*38469+B*7472)>>16，这是基于计算机实际存储结构并配合移位的方式去转换的；灰度图像的灰度平均值计算，与色值获取过程是相同的，均为双循环逻辑结构。

遍历判断模块10233，用于遍历所述灰度图像的像素点，判断所述灰度图像像素点的灰度值与所述灰度平均值的大小，若所述灰度图像像素点的灰度值大于所述灰度平均值，则置一，若所述灰度图像像素点的灰度值小于所述灰度平均值，则置零，最终生成特征数值；

遍历判断模块是在灰度的基础上，进一步的简化过程，这将原有的灰度转变为只有零和一的两种情况，而零和一可以直接作为一个二进制数据进行传输比对，这种方式就是特征数值的意义，极大的简化了图像数据，在本发明的系统中，数据简化是必要的过程，因为本发明获取的图像数据很多，在保证一定精度的情况下，提高处理速度是必要的过程。

图6示出了中心处理平台10中操作管控单元103的组成结构图，所述操作管控单元103具体包括：

规程获取模块1031，用于获取设备操作规程；

设备操作规程的获取方式有很多，可以是读取数据库，也可以是接收工作人员的预设数据。

操作信息获取模块1032，用于读取所述设备操作规程的关键项，基于所述关键项获取设备操作信息，所述操作信息至少包括开关开闭流程与人员距离；

重要设备的操作过程最重要的就是两点，开关开闭流程以及人员工作距离，开关开闭流程涉及到用电安全，工作距离涉及到人员安全。

取样模块1033，用于判断所述操作信息与所述关键项是否相同，若所述操作信息与所述关键项相同，则发出提示音，基于所述操作信息与所述关键项不同，则发出警报并获取图像信息；

取样模块是一个判断过程，判断结果有两种，一是正确，则发出提示音，提示音内容可以是一句鼓励的话；二是错误，如果发生操作错误，那么发出警报是必然的，警报大小视具体情况而定，在此基础上，还会获取图像信息，图像信息可以是安装在设备附近的摄像头获取的，也可是以工况信息获取设备获取的。

图7示出了中心处理平台10中处理方案生成单元104的组成结构图，所述处理方案生成单元104具体包括：

应急图像接收模块1041，用于接收工况信息获取设备发送的应急图像；

在发生火灾时，工况信息获取设备会在灾情应急设备的指令下连续拍照，这时候获取的区域图像便是应急图像，所述应急图像的目的是确认着火点位置。

第二轮廓获取模块1042，用于获取所述应急图像的特征轮廓；

第二轮廓获取模块与第一轮廓获取模块的工作流程相同，区别仅在于面对对象不同。

着火点确认模块1043，用于基于所述特征轮廓定位变化中心，所述变化中心为着火点；

时间跨度足够的话，应急图像是存在不同的，调整时间跨度，定位不同点，所述不同点即为着火点；

定位模块1044，用于读取所述区域图像，定位所述着火点所属区域，确认易燃品类型；

在易燃品类型已经确认的情况下，确定了着火点所属区域，也就确定了那个位置处的易燃品类型。

处理方案生成模块1045，用于接收灾情应急设备发送的现场参数，基于所述易燃品类型和所述现场参数确认火灾类型，基于火灾类型和应急分工表生成处理方案。

在确认易燃品类型的情况下，就可以初步的生成应对方案了，再配合应急分工表，可以将救火指令发送给在场工作人员，有序救火，此外，现场参数的获取用于判断火灾大小，有无其它易燃品被引燃，基于火灾大小做出进一步判断，比如报火警等等。

图8示出了智能消防预警系统中工况信息获取设备11的组成结构图，所述工况信息获取设备11具体包括：

区域图像获取单元111，用于定时获取工作范围内的区域图像，并将所述区域图像向中心处理平台发送；

区域图像获取单元的原理为普通的摄像头原理，最常见的，便是多个摄像头组成的统一系统。

频率调控单元112，用于接收灾情应急设备发送的应急图像获取指令，提高区域图像的获取频率，生成应急图像，并向中心处理平台发送；

在火灾发生时，提高区域图像获取频率就代表着缩小拍摄间隔，进行连续拍照。

图9为智能消防预警系统中灾情应急设备12的组成结构图，所述灾情应急设备12具体包括：

现场参数获取单元121，用于实时获取现场参数；

现场参数最重要的便是温度以及空气质量，这两者都可以通过现有技术去实现；

指令发送单元122，用于基于现场参数向工况信息获取设备发送应急图像获取指令；

现场参数是最真实的数据，现场参数一旦发生变化，那么首先要做的，便是向工况信息获取设备发送应急图像获取指令，借助工况信息获取设备获取视觉资料。

参数发送单元123，用于将所述现场参数向中心处理平台发送；

参数发送单元本质上是输入\输出端口，用于传输数据。

实施例2

图10示出了智能消防预警方法的流程框图，本发明实施例中，提供了一种智能消防预警方法，所述方法应用于中心处理平台上，所述方法具体包括：

步骤S1：获取工作人员信息和灭火设备信息，基于所述工作人员信息和所述灭火设备信息生成应急分工表；

步骤S1由预演单元101完成；

步骤S2：接收工况信息获取设备发送的区域图像，对所述区域图像进行内容识别，并生成相应的风险评级；

步骤S2由风险检测单元102完成；

步骤S3：接收设备操作规程，获取设备操作信息，基于设备操作规程判断操作信息正误，基于判断结果确认反馈模式；

步骤S3由操作管控单元103完成；

步骤S4：接收工况信息获取设备发送的应急图像，接收灾情应急设备发送的现场参数，基于所述应急图像和所述现场参数确认火灾类型，基于火灾类型和应急分工表生成处理方案；

步骤S4由处理方案生成单元完成；

上述方法应用于中心处理平台上，所述中心处理平台是本发明的中央设备。

上述智能消防预警系统所能实现的功能均由计算机设备完成，所述计算机设备包括一个或多个处理器和一个或多个存储器，所述一个或多个存储器中存储有至少一条程序代码，所述程序代码由所述一个或多个处理器加载并执行以实现所述智能消防预警系统的功能。

处理器从存储器中逐条取出指令、分析指令，然后根据指令要求完成相应操作，产生一系列控制命令，使计算机各部分自动、连续并协调动作，成为一个有机的整体，实现程序的输入、数据的输入以及运算并输出结果，这一过程中产生的算术运算或逻辑运算均由运算器完成；所述存储器包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)，所述只读存储器用于存储计算机程序，所述存储器外部设有保护装置。

示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块，一个或者多个模块被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本发明。一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在中心处理平台中的执行过程。

本领域技术人员可以理解，上述描述仅仅是示例，并不构成对中心处理平台的限定，可以包括比上述描述更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，上述处理器是上述中心处理平台的控制中心，利用各种接口和线路连接整个用户终端的各个部分。

上述存储器可用于存储计算机程序和/或模块，上述处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现上述中心处理平台的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如信息采集模板展示功能、产品信息发布功能等)等；存储数据区可存储根据泊位状态显示系统的使用所创建的数据(比如不同产品种类对应的产品信息采集模板、不同产品提供方需要发布的产品信息等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(FlashCard)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

中心处理平台集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例系统中的全部或部分模块/单元，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的计算机程序可存储于计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个系统实施例的功能。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。