[0001] 本发明涉及应急指挥技术领域，特别涉及一种森林火灾应急指挥管理系统。

[0002] 森林生态系统是人类赖以生存的重要资源，森林火灾严重威胁着林业生产及人民群众生命财产安全，具有突发性和灾害发生随机性的特点，短时间内能造成巨大的损失。目前我国森林林区火险监控预警的方式还主要依靠人工监测，存在巡护面积小、视野狭窄和反应速度慢的缺点，有些林区建有林火监测了望塔，监测人员在了望塔上对周边森林进行观察，发现火情后通过电话报告火情，但依然存在监测范围小、防火人员劳动强度大和不能全天候进行林火监测的缺点。

[0003] 目前，对于森林火灾的指挥和调度，多采用视频值班的模式获知森林火险险情，这种模式受制于摄像头的分布与视野范围，情况获知需要借助网络、电话等通讯手段，决策与行动需要借助基于GIS的辅助决策平台，而且信息集成表达能力弱，无信息解读、无分析判断，无逻辑推演。

[0057] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

[0058] 本发明实施例提供了一种森林火灾应急指挥管理系统，如图1所示，包括：

[0059] 前端监测模块101，用于实时监测森林的生态环境数据，并根据所述生态环境数据确定所述森林的气象防火等级，所述生态环境数据和所述气象防火等级构成成所述森林的事件信息；

[0060] 指挥标图模块102，用于将所述事件信息用预设标识标绘在电子地图上，并生成指挥标图；和

[0061] 后端指挥中心103，用于根据所述指挥标图模块生成的所述指挥标图判断火灾状态信息，并根据所述火灾状态信息发出应急指挥救援。

[0062] 上述技术方案的工作原理为：前端监测模块101实时监测森林的生态环境数据以及气象防火等级，获取所述森林的事件信息；指挥标图模块102将事件信息用包括符号和文字的预设标识标绘在地图上，用以记录现场情况、反映现场态势，并生成指挥标图；后端指挥中心103根据指挥标图模块生成的指挥标图，组织指挥救援、总结作战经验。

[0063] 指挥标图具有简单迅速、形象直观、概括力强、清晰易读的特点，可以表达文字、语音、视频等常规沟通手段不易说明的各种复杂情况。

[0064] 后端指挥中心103可以指挥视觉型火灾侦测预警分析系统、森林防火应急指挥GIS地理信息系统等装置进行工作，所述森林防火应急指挥GIS地理信息系统包括森林火灾自动识别报警系统、指挥调度系统、灾损评估系统、短信发布平台，后端指挥中心103包括大屏显示系统，用于将各种信息集成在大屏幕上。

[0065] 上述技术方案的有益效果为：后端指挥中心根据指挥标图发出应急指挥救援、总结作战经验，由于指挥标图中显示的符号、文字各种信息形象直观、概括力强、清晰易读，因此可以基于指挥标图迅速地进行指挥，进而提高应急事件的指挥与救援效率，最大限度地降低森林火灾带来的损失。

[0066] 在一个实施例中，所述森林火灾应急指挥管理系统还包括网络协同模块104，用于在各层次的单位之间、部门分工之间、多人分工之间、不同角度之间实现多级联网，以组织各层次的人员协同作业，

[0067] 所述网络协同模块104，包括配置于多个对象处的多个通讯终端，所述多个对象包括设置于所述森林的预设位置处的多个前端监测设备、各层次的单位、各部门及各个工作人员，

[0068] 所述通讯终端用于将所述前端监测设备实时监测的生态环境数据、各层次的人员的协同作业情况传输到所述后端指挥中心。

[0069] 上述技术方案的工作原理为：网络协同模块104可以在本级、上级、下级之间实现多级联网，协同作业，并且在同一级中实现地理数据、专家判断、预案要求、领导决心之间的实时同步以及态势的综合。

[0070] 而且，前端监测模块、风险相关单位、公安、消防、交管、卫生等部门、本地责任单位、政府信息办、应急办能够基于网络协同模块共享态势，有利于精确决策以及协同行动。

[0071] 上述技术方案的有益效果为：网络协同模块基于态势协同构建多层次运作体系，有利于实现精细管理，精确指挥的效果。

[0072] 在一个实施例中，所述森林火灾应急指挥管理系统还包括动态推演模块105，用于对所述事件信息的起因、发展过程、分析预测、战术表达、作业流程、配合关系的各环节进行动画表达。

[0073] 上述技术方案的工作原理为：通过对事件信息的起因、发展过程、分析预测、战术表达、作业流程、配合关系的各环节进行动画表达，并且可以以图文结合、动态演示、描述思路、指导战术的方式展示预案、由于预案易于标绘、易于制作，易于理解，因而更简单，由于预案中要求分明、行动精确，因此预案更精确；而且由于可迅速导入事件，执行方便，因此预案更实用。

[0074] 并且，可以基于动态推演模块105进行动态指挥，能够跟上事件过程、跟上领导思维，跟上现场行动以及救援节奏，提高实战能力。

[0075] 上述技术方案的有益效果为：可以直观地进行动态推演，易读、易懂、易理解、易推广，并且可以提高实用性。

[0076] 在一个实施例中，所述森林火灾应急指挥管理系统还包括态势值班模块106，用于标绘辖区内的动态信息、领导要求、单位行动、部署情况以及计划任务。

[0077] 上述技术方案的工作原理为：借助于态势值班模块106，可以在一个屏幕上显示辖区内各种常规与突发事件情况，方便查看辖区任一突发事件的性质、影响范围、发展趋势，还可以动态显示突发事件的行动措施，救援部署等情况，可以充分表达领导意图。

[0078] 进一步地，态势值班模块106与视频、预案结合后，可以实现态势的逻辑性与视频的实时性、预案的严密性结合，既能掌控全局，又能兼顾细节，因此可以基于态势的逻辑性以及视频的实时性构成新一代的值班平台。

[0079] 上述技术方案的有益效果为：可以方便查看辖区任一突发事件的性质、影响范围、发展趋势，还可以动态显示突发事件的行动措施，救援部署等情况，可以充分表达领导意图。

[0080] 在一个实施例中，所述指挥标图模块包括：现场态势图单元、领导决心图单元、救援作业图单元、协同分工图单元、事故经过图单元或风险应对图单元，其中，[0081] 所述现场态势图单元用于生成现场态势图，以实现现场动态跟踪；

[0082] 所述领导决心图单元用于生成领导决心图，以实现决策部署；

[0083] 所述救援作业图单元用于生成救援作业图，以实现现场指挥；

[0084] 所述协同分工图单元用于生成协同分工图，以实现跨单位跨部门协调；

[0085] 所述事故经过图单元用于生成事故经过图，以在事故结束后进行分析与总结；

[0086] 所述风险应对图单元用于生成风险应对图，以在重大灾害发生前形成应对计划。

[0087] 上述技术方案的工作原理为：现场态势图主要用于向上级和协同部门报告现场情况，包括事故地理环境、事故当前状态、紧急处置方案、救援力量分布等情况。现场态势图一般在地理图、工程图、照片上标绘，由现场人员根据直接观察、人员报告、技防信息等各方信息标绘而成，是主体公司或上级公司分析决策的起始用图。现场态势图在救援过程中始终在不断地更新维护，并不断地同步给上级或协同单位。所述现场态势图包括：地理环境、事故发生原发地点、当前火灾发生的范围和边界、主要消防设施的分布情况、可能受到影响的设备设施、火灾趋势判断、当前采取的应急措施、人员分布、设备分布、战术或作业支援要求。

[0088] 领导决心图是在现场情况上的基础上，标绘领导对事件的处理要求，并下发给现场和有关单位执行。领导决心图一般是在指挥中心、会议或现场根据领导的要求来标绘，可以叠加到现场态势图上，也可以在更大范围的地图上标绘。所述领导决心图包括：事故控制边界、事故重要战术或施工方案、救援力量的部署和任务、支持力量的部署和任务、关键装备的部署和任务、物资供给保障方案。

[0089] 救援作业图是现场部门在上级的领导决心图的基础上标绘现场详细执行方案，可以在领导决心图上标绘，也可以在现场态势图上标绘，该图完成后要及时通过网络同步到后端指挥中心的领导决心图，检查决心与措施之间的配合关系。在救援作业过程中，还需要随时标绘重要工程节点状态，并同步到后端指挥中心，便于后端指挥中心掌握救援进展，随时调整救援战术。所述救援作业图包括：救援作业边界、作业点、工区位置、作业设备、人员配置、道路、场地等分配方案、天气情况、水电保障、救援作业进度计划、当前救援作业进度和位置。

[0090] 协同关系图也是领导决心图的一种，用于在多个部门分工协作时规定任务边界，相互之间的配合和保障要求。协同关系图也可合成到领导决心图中，也可以独立成图，一般同步给参加救援所有单位。所述协同分工图包括：任务要求、任务边界、重要边界点指派关系、通信保障、协调人员及位置。

[0091] 事故经过图一般是在事故处理结束后用于分析事故、总结救援教训、向有关部门提交事故报告而制作。事故经过图可以采用动画推演模式制作。所述事故经过图单元包括：目标动态数据源参数设置、目标显示方式、目标状态刷新周期、控制位置要求，如区域限制、线路限制或接近限制、控制状态要求，如温度、姿态、压力、速度等、告警方式设定、告警信息的输出。

[0092] 重大灾害风险主要是指对生产安全构成重大危险的灾害性活动。制作风险应对图是风险应对重要内容，一般后端指挥中心根据有关部门的预警预报，结合本部门的风险分析、历史数据和处置要求来标绘，并通过协同网络发布给所有相关部门，同时后端指挥中心需要保持对有关部门的预报精密跟踪，及时更新发布应对图。所述风险应对图包括：风险源的时间、路径、方向、强度、受影响的主要生产区域、设施和风险等级、主要的防护方案、任务及人员分工、技防设施的运用、重要救援设施的部署、人员、物资疏散方案。

[0093] 上述技术方案的有益效果为：借助于现场态势图单元生成的现场态势图、领导决心图单元生成的领导决心图、救援作业图单元生成的救援作业图、协同分工图单元生成的协同分工图、事故经过图单元生成的事故经过图、风险应对图单元生成的风险应对图，进一步提高了应急事件的指挥与救援效率。

[0094] 在一个实施例中，所述森林火灾应急指挥管理系统还包括数据库107，用于存储所述前端监测模块101所获取的所述事件信息以及所述指挥标图模块102生成的指挥标图。

[0095] 上述技术方案的工作原理为：所述数据库包括：现场资料数据库、战术资料数据库、通报材料数据库、预案资料数据库、GPS数据库、传感器数据库、雷达数据库、重大历史灾害数据库、国内外案例库数据库、标准与法规数据库或技术与方法数据库。

[0096] 上述技术方案的有益效果为：提供了多种类型的数据库，便于在后端指挥中心组织指挥救援、总结作战经验时调用。

[0097] 在一个实施例中，所述森林火灾应急指挥管理系统还包括报警模块108，用于向工作人员及时通知所述前端监测模块101所获取的所述事件信息以及所述指挥标图模块102生成的所述指挥标图中的异常信息。

[0098] 上述技术方案的工作原理为：报警模块108采用蜂鸣器的形式进行报警，并且所述报警模块108可以通过自动打电话、发短信、发邮件的方式向工作人员及时通知所述前端监测模块101所获取的所述事件信息以及所述指挥标图模块102生成的所述指挥标图中的异常信息。

[0099] 上述技术方案的有益效果为：借助于报警模块，可以及时向工作人员通知异常信息。

[0100] 在一个实施例中，所述前端监测模块还用于实时监测预设区域内的消防员，并获取所述消防员的当前位置信息，并实时监测所述预设区域内每个区域块中的火灾状态信息；

[0101] 所述森林火灾应急指挥管理系统还包括服务器，用于根据所述前端监测模块所获取的所述消防员的当前位置信息，并基于预先存储的消防地图，对所述消防员的移动轨迹进行轨迹标注，并且基于火灾等级模型，确定所述前端监测模块实时监测到的所述预设区域内每个区域块中的火灾状态信息的火灾等级，并将每个所述区域块中的所述火灾等级标注到对应的预先存储的所述消防地图上；

[0102] 当所述前端监测模块所获取到的所述消防员的当前位置信息位于所述预设区域内的区域块中时，向所述消防员的消防终端发送与所述区域块对应的火灾等级的报警信息。

[0103] 上述技术方案的工作原理为：通过前端监测模块和服务器，消防员能够接收到与其所处的区域块对应的火灾等级的报警信息，便于使消防员快速地采取相应的应急措施。

[0104] 上述技术方案的有益效果为：便于使消防员快速地采取相应的应急措施。

[0105] 在一个实施例中，所述前端监测模块包括GPS传感器、烟雾传感器、温湿度传感器、风速风向传感器，其中，

[0106] 所述GPS传感器用于采集位置信息；

[0107] 所述烟雾传感器用于采集烟雾环境信息；

[0108] 所述温湿度传感器用于采集温湿度环境信息；

[0109] 所述风速风向传感器用于采集风速风向环境信息。

[0110] 上述技术方案的工作原理为：所述GPS传感器基于GPS手段进行定位。GPS(全球定位系统)是当今世界上最先进的定位手段之一。其定位方法是GPS卫星不断地发射导航电文，导航电文中包含了各GPS卫星的星历参数和时间信息，当GPS接收机接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟作对比后测得卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，测量出接收机至卫星的伪距离和距离的变化率，解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度等位置相关信息。

[0111] 示例性地，烟雾传感器的型号为MIS-09C、温湿度传感器的型号为SH11、风速风向传感器的型号为EC21B或PH100SX。

[0112] 上述技术方案的有益效果为：借助于GPS传感器、烟雾传感器、温湿度传感器、风速风向传感器，可以采集位置信息、烟雾环境信息、温湿度环境信息、风速风向环境信息，进而可以实时监测森林的生态环境数据以及气象防火等级。

[0113] 在一个实施例中，所述前端监测模块还根据实时监测的所述森林生态环境数据确定是否出现森林火灾，并且执行以下步骤；

[0114] 首先，根据实时监测的所述森林生态环境数据确定第一温度值和第二温度值；

[0115]

[0116]

[0117] 其中，T1为第一温度值，η为预设的比例系数，f为预设客普常数，v为预设光速度，γ3为所述监测模块监测的所述森林生态环境数据中的第三通道的红外线的波长，d为预设波兹曼常数，T_b为监测模块监测的森林生态环境数据中的温度，T_d当地温度，T2为第二温度值，γ4为所述监测模块监测的所述森林生态环境数据中的第四通道的红外线的波长；

[0118] η一般预设值为0到1之间的值，f一般预设为6.2*10-34(Jgs)，v一般预设为2.9*108-1 -34 -1(m·s )，d一般预设值为1.380*10 (JgK )，温度的单位为K，红外线的波长取值一般为3-
5μm；

[0119] 其次，判断实时监测的所述森林生态环境数据是否为火灾可疑数据；

[0120]

[0121]

[0122] 其中，T1i为当前监测的森林生态环境数据之前的第i次监测的森林生态环境数据的第一温度值，F为预设的阈值温度，N为预设的调整次数，T2i为当前监测的森林生态环境数据之前的第i次监测的森林生态环境数据的第二温度值；

[0123] F的预设值一般为3K，N的预设值一般为大于10的整数。

[0124] 若实时监测的所述森林生态环境数据不满足上述两个判断表达式中的任意一个，则监测的所述森林生态环境数据为非火灾可疑数据，不需进行深度火灾判断；

[0125] 若实时监测的所述森林生态环境数据同时满足上述两个判断表达式，则监测的森林生态环境数据为火灾可疑数据，则进行深度火灾判断；

[0126] 然后，对于确定为火灾可疑数据的监测的所述森林生态环境数据进行火灾深度判断；

[0127]

[0128] 0.03229+0.281073*D-0.000578*D*T_b≤0.5

[0129] 其中，D为所述监测模块监测的所述森林生态环境数据中的湿度；

[0130] 若实时监测的所述森林生态环境数据满足上述判断表达式，则实时监测的所述森林生态环境数据为火灾数据，则监测对应的森林在当前时间出现了火灾，并将火灾的事件信息传输给所述后端指挥中心，所述后端指挥中心组织指挥救援。

[0131] 上述技术方案的有益效果为：利用上述技术，可以根据实时监测到的森林的生态环境数据确定当前时间点所述森林是否发生了森林火灾，从而当发生森林火灾后，能够实时的将火灾事件信息传输给后端指挥中心，从而后端指挥中心能快速的组织指挥救援；

[0132] 上述技术方案中，不需要依靠人工监测，从而能大幅度减少防火人员的劳动强度，并且能够实现全天候监测；同时，在确定火灾时，首先根据实时监测到的森林的生态环境数据选择出火灾可疑数据，当为可疑数据时才进行火灾判断，否则不进行火灾判断，从而能够大幅度减少火灾判断量。

[0133] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。