1 系统架构
智能消防系统总体架构如图 1?1所示，包括感知层、网络传输层、应用支撑层、应用层。
图 1?1 智能消防系统总体结构图
1） 感知层
感知层通过各种车载传感设备获取驾乘人员、车辆、城市部件信息，传感采集数据通过有线（CAN/Modbus）或无线（Zigbee）方式传递给车载智能终端处理，并将处理后的信息经由2G/3G网络、北斗短报文、卫星通信等方式上传给应用支撑平台。具体内容包括：
- 人员感知：主要是指通过RFID、图像识别、行为分析等技术识别驾乘人员身份，感知驾驶员生理特征，评价驾驶员驾驶行为。具体包括：
驾驶员身份识别：姓名，性别，年龄，ID；
驾驶员生理指标：体温，血压，脉搏，血液中酒精含量，瞳孔，健康指数评估，疲劳度评估，情绪评估；
驾驶员驾驶行为指标：安全驾驶里程，事故率，驾龄，认真度，连续驾驶时间，连续驾驶里程，危险驾驶行为，不良操作。
- 车辆感知：通过BD-2/GPS获取车辆实时位置；通过车辆CAN总线读取发动机转速、车速、总使用油量等车身状态数据；通过胎压传感器获取轮胎ID、气压和温度，支持轮胎的智能化管理，节省运输成本，保障行驶安全；通过三轴加速度传感器获取车辆加速度和倾斜角参数，判断车辆是否发生碰撞、急刹车、翻车等，保障行车安全，规范驾驶行为；后期可扩展增加油箱液位计和电子阀门锁，防止燃油的非正常使用。
- 城市部件感知：主要通过城市智能部件平台获取消防车、事故现场的相关信息，主要包括消防栓位置、状态，道路情况、周围环境等城市部件信息。
2） 网络传输层
网络传输层主要包括移动网和地面网两种网络接入方式：
- 移动网：用于连接感知层和应用支撑层，包括2G/3G、北斗短报文、WIFI等多种网络，未来还可扩展支持4G和卫星通信。
- 地面网：用于连接应用支撑层和应用层，包括地面运营商专线、企业专网、互联网等。
3） 应用支撑层
应用支撑层由主机与存储层、数据库层、应用服务层组成，为系统提供计算能力、存储能力、数据管理能力、服务支撑能力。主机与存储层包括数据库服务器、Web服务器、通信服务器、GIS服务器、视频服务器、应用服务器等；数据库层为不同类型数据的管理提供分布式数据库、结构化数据库、实时数据库和空间数据库；应用服务层向上提供报警服务、流程调度服务、数据服务、GIS服务和运营管理服务，向下提供终端接入、终端信息采集、终端信息发布等服务，向全系统提供北斗统一授时服务，这些服务统一封装成API向外提供。
4） 应用层
应用层由数据服务层、业务应用层和业务接入层组成的标准功能构件集。通过调用应用支撑层相关服务，用来展示、管理终端数据，为用户提供车辆监控、智能调度、应急管理、综合管理、决策支持等功能，实现对消防车辆在消防出警、救灾现场、事后维护过程中“全要素”、“全过程”、“全方位”的信息化管理，从而确保消防过程高效、安全，实现消防资源调度的智能化管理。
2 功能需求
2.1 监控指挥中心功能
- 获取报警人地点信息，定位火灾现场。
- 提取火灾现场画面（摄像头等采集），确定火情
- 提取现场人员信息、周边消防设施以及二次危险源等
- 分析评估火情
- 制定最佳路线
- 采集出警车辆位置信息
- 实时动态信息调整
1）出警车辆
2）行车路线
3）增援情况
4）灭火预案
8.向车载终端推送消息（语音、视频、地图、灭火预案等）
9.接收车载终端反馈信息
10.一键调度，连接应急指挥平台（应急设备、机器、医疗）
2.2 支撑平台分系统设计功能
1） 提供车载终端接入、终端信息采集、终端命令下发、终端信息发布等核心功能；采用的通信方式应符合JT/T 794中的相关规定，通信协议采用TCP或UDP，平台作为服务器端，终端作为客户端。当数据通信链路异常时，终端可以采用SMS消息方式进行通信；
2） 能够实现不同类型的报警方式，不同类型的报警处理方式，并支持自定义的报警准则、警处理方式以及不同种类、可扩展的报警标签；
3） 能够为业务系统提供业务访问接口，并对业务流程进行划分，提供分系统之间、子系统之间以及模块之间的流程调度，同时提供流程执行的环境，从而能够对各种业务服务进行有效集成；
4） 能够对数据存储方式进行统一管理和透明封装，对外提供统一的数据访问接口，供各业务系统访问结构化数据和非结构化数据。同时，支持实时数据流处理和各异构数据源的可靠存储；
5） 提供运营支撑管理功能，支持权限管理，业务管理，网络设备管理与监控等功能；
6） 提供地图基础服务功能及地图应用展示功能，包括GIS控件服务、GIS中间件服务、GIS数据服务等；
7） 提供仿真测试功能，能够对与支撑平台进行交互的外部进行进行接口模拟和仿真，能够对各仿真模块的业务状态进行采集和可视化显示；另外，能够对支撑平台的各子系统业务运行状态进行监视。
2.3 车载终端功能
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分类 |
要求 |
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自检功能 |
终端工作状态自检、车辆工作状态自检、传感器工作状态自检； |
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终端对关键运行状态进行开机自检、定期自检、按平台下发命令要求自检。 |
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导航功能 |
内置地图； |
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具备地图显示、地名检索、路径计算及导航（自主导航和线路导航）。 |
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任务管理功能 |
生产任务下达； |
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生产任务执行过程反馈。 |
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定位功能 |
实时的时间、经度、维度、速度、高度和方向等定位状态信息采集； |
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能接收一个或多个监控中心的定位请求，并进行定位信息上传； |
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支持按时间、距离间隔或外部事件触发方式上传定位信息。 |
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通信功能 |
按用户要求支持GSM、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000(EVDO)等无线通信的一种； |
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支持北斗短报文数据通信； |
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支持短消息方式传送数据； |
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支持WiFi网络通讯。 |
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信息采集功能 |
驾驶员RFID身份信息； 车辆总线数据、车身开关信号信息； 终端工作状态； 车辆载货状态； 图像、音频、视频信息； 车载传感器信息采集。 |
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行驶记录功能 |
终端应具有汽车行驶记录功能，并支持行驶记录数据的上传功能。数据上传可通过移动网络上传至运营服务中心或通过WiFi网络按需传输至配送中心服务器。 |
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监听功能 |
终端具有监听功能，监控中心下发监听指令，终端拨打监听指令携带的监听号码进入监听状态，将驾驶室内语音信息发送至运营中心。 |
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通话功能 |
终端具有通话功能和通话管理功能。 |
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休眠功能 |
终端具有车辆ACC点火检测功能，当车辆熄火后终端向监控中心发送车辆熄火信号并自动进入休眠状态。休眠状态时终端向监控中心上传车辆所在的位置信息，上传频率可由监控中心远程设置。在进入油库区域时能自动关闭通信，驶离油库区域后自动开启通信。 |
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三规一限功能 |
分路段限速报警、越区报警、电子栅栏、禁止驶入报警、禁止驶出报警、偏航报警、异常停车报警、禁止停车区报警、停车超时报警、限速预报警值等。 |
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警示功能 |
车况异常报警 |
断电报警、蓄电池欠压报警、胎压异常报警、车辆碰撞/翻车报警、车辆异常刹车报警。 |
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司机状态异常报警 |
疲劳驾驶报警。 |
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驾驶员行为实时提醒和统计提醒 |
对急转弯、急加速等行为进行实时提醒和统计提醒。 |
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终端报警 |
终端故障报警。 |
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预警 |
定位异常预警、风险区预警、盲区预警、路线关键点预警。 |
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紧急报警 |
紧急报警（人工报警）。 |
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终端管理功能 |
终端支持无线网络远程方式实现终端在监控中心注册和注销功能、远程配置功能（例如远程控制终端重启等）、固件更新功能、固件参数的修改和查询功能、终端的复位功能等。 |
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人机交互功能 |
终端具有人机交互功能，与驾驶员进行信息交互。终端具有语音报读、图文显示功能。驾驶员能通过按键和触摸屏等方式操作终端。 |
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多中心接入功能 |
终端支持同时连接两个或两个以上的监控中心，并能获取监控中心下发的信息。 |
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3 工作流程
注：1. 通过公安部门应急指挥平台调取事发地周围摄像头，分析火势，并确定灭火方案；
调出火灾现场建筑部局、毗邻情况、室外消防设施、停车位置、水枪阵地、进攻路线等内容，其中所有的三维数据都以真实建筑为基础，包括建筑物的外形、高度、四周空间、消防管网、门窗、建筑等级等信息；
分析并调取事发现场周围危险源，地下危险系数较高的管网设施，以便及时采取措施，防止火灾引起二次事故。例如：加油站、燃气站、燃气管道等。展示建筑物所有进出口，内部通道、各部局功能区，疏散楼梯、消防电梯、消火栓、管道井、垃圾井、消防分区、防火门、消防控制室等所有相关内容。
2. 根据着火园、火势确定出警消防车数量、类型。
4 接口设计
智能消防系统的信息流如图 4?1所示，主要包括车载终端分系统、支撑平台分系统、监控指挥分系统，并接入交通信息平台、城市智能部件平台信息。
图 4?1 智能消防信息流图
1） 车载分终端向支撑平台上报人员/车辆位置/状态信息、报警信息、多媒体信息等，这些信息在支撑平台存储处理后，实时推送给监控指挥分系统，完成消防车辆的可视化监控过程；
2） 监控指挥分系统通过调用支撑平台提供的服务，向终端下达各类指令信息，完成对车辆和终端的控制操作；
3） 监控指挥分系统调用支撑平台提供的数据服务实现对系统基础数据、业务数据、多媒体数据等的增、删、改、查等操作；
4） 交通信息平台和城市智能部件平台向支撑平台提供交通信息和城市部件相关信息。