[发明专利]一种针对火场消防队员的作战跟踪系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及定位跟踪系统及其方法，特别涉及一种针对火场消防队员的作战跟踪系统及其方法。

背景技术

城市快速发展的同时也带来了巨大的火灾安全隐患，诱发火灾因素急剧增多，火灾一旦发生或救援不及，将会给人民的生命财产带来巨大的损失，这就给公安消防的灭火抢险工作提出了更高的要求。在实际火灾现场，消防队员凭着对火灾建筑的记忆路线冲在救险一线，但火场内部情况的复杂多变，不仅使得灭火救险效率低，甚至还可能威胁自身安全。

卫星导航技术的发展使得室外位置服务应用日益广泛，但由于建筑物等障碍物的遮挡，使得室内卫星信号急剧减弱甚至不存在，导致基于卫星信号的精确室内定位无法实现。也使得消防指挥人员无法获得当前火场作战队员的实时位置而难以进行指挥、调度和引导工作。专利号为【CN 203275661U】一种针对火场消防队员的室内定位系统，提出以GPS定位信息作为初始位置，利用惯导系统进行位置估算来实现消防队员室内位置的实时获取。但惯导系统本身受环境影响较大，且存在误差累积特征，在长时间运作时，定位精度大大降低。而更多基于WIFI等无线技术的室内定位，由于火灾发生时，难以保证电路的完备性，所以依靠外在的无线设备定位技术在火灾现场并不可靠。

申请公布号为【CN 103499808 A】将射频识别标签技术应用到消防员室内定位中的方法，提出在建筑物内部人员可能到达的区域内布置好无源RFID标签，并在建筑物设计图纸上标定每个RFID标签的室内位置坐标及其安装方向信息，通过消防员佩戴的智能头盔上安装的RFID阅读器对标签进行识别读取相应的位置坐标。该专利采用一对多的超高频RFID标签识别技术，根据采集到的信号强度配合基于相关运算定位算法程序实现室内定位。该定位技术的定位精度与算法程序关系紧密，目前市场上尚无该类成熟的定位产品。

发明内容

为了解决上述现有技术缺陷以及实现上述功能，本发明提供一种针对火场消防队员的作战跟踪系统及其方法，它能够有效帮助火场指挥人员快速做出精准合理的指挥、调度以及引导决策，最大程度的保障人民生命财产安全，降低火灾损失。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种针对火场消防队员的作战跟踪系统，该系统包括鞋体、位置标签和消防指挥系统；

所述鞋体包括有鞋帮和鞋底，在鞋底脚后跟位置设有微控制单元、GPS模块、惯导系统模块、标签识别模块、环境感应传感模块、报警模块、通讯模块以及电源；微控制单元与GPS模块、惯导系统模块、标签识别模块、环境感应传感模块、报警模块、通讯模块以及电源分别连接。

所述鞋体上设有一开关按钮和一应急呼救按钮；

所述鞋体上的标签识别模块包括一阅读器和一天线，用于识别室内绝对坐标信息；其中，阅读器通过天线与建筑物内部设定的位置标签进行无线通信，实现位置标签中位置信息的识别读取；鞋体通过标签识别模块读取位置标签的位置信息；

所述消防指挥系统，其载体终端是台式电脑或手提电脑PC设备，鞋体通过通讯模块向该消防指挥系统进行通讯传递数据。

所述鞋体上的通讯模块为GSM、GPRS、3G或4G通讯模块之一。

一种针对火场消防队员的作战跟踪方法，包括以下步骤：

(1)消防支队在建筑物部署消防设施或制作消防预案时，在建筑物内部房间内及通道上便于消防队员踩踏经过的地方，直线以10米间隔、转弯处在拐点位置安置位置标签，在标签内写入对应位置的绝对三维坐标信息；

(2)接到火灾报警后，消防队员按下鞋体上设置的开关按钮，启动定位跟踪和灾情检测模式；指挥人员在消防指挥系统上打开发生火场的建筑物三维结构图，并启动接收消防队员的位置信息和环境指标数据，设置接收频率后开始接收；

(3)定位系统的鞋体在微控制单元的控制下，自主选择定位模式：当卫星信号很强的情况下，单独启动GPS定位模式；在卫星信号弱或不存在时，自动切换至惯导系统，并以前一时刻的GPS定位信息作为初始位置，继续定位；进入建筑物后，当消防队员靠近任意位置标签时，鞋体上的标签识别模块便对其进行阅读并解密获取绝对三维坐标信息，越靠近位置标签，所获取的位置信息越准确，然后微控制单元将所获取的三维坐标作为惯导系统的新初始位置信息，连续进行高精度的惯导定位。