【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及森林消防，尤其涉及一种基于5g网络的空地一体协同指挥森林灭火系统。
技术介绍
1、在森林消防场景中，存在着地理位置偏远、传统无线电信号干扰大、道路崎岖、森林面积广阔、单一消防力量薄弱的问题，只靠单一的一种灭火手段和途径已经日益不满足实际的森林灭火需求。
2、然而，目前没有成熟的集合多消防机构、多用途无人机、灭火直升机、消防车、消防员及应急物资等一体的空地一体协同指挥森林灭火系统，使得无法满足实时监控火灾现场直播画面、实时火灾态势分析及协同指挥各级机构、各种设备、人员及物资的要求，进而造成灭火效率，且增加了人员伤亡与财产损失的问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基于5g网络的空地一体协同指挥森林灭火系统，以克服上述技术问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
3、一种基于5g网络的空地一体协同指挥森林灭火系统，其特征在于，包括：空地一体协同指挥决策显示单元、火灾态势智能分析单元、综合调度单元、数据通信单元、5g通信链路单元、视频流媒体服务单元以及负载调度单元；
4、所述负载调度单元存储有灭火救援调度数据且用于实时监测并获取森林火灾的当前实时信息；
5、且所述当前实时信息包括火灾热红外图像、火灾态势视频流数据；
6、所述5g通信链路单元用于将实时信息传输至数据通信单元；
7、所述数据通信单元包括数据传输上行单元与数据传输下行单元；
8、所述数据传输上行单元
9、所述火灾态势智能分析单元用于根据森林火灾当前的实时信息，进行火灾态势预测获取火灾预测态势图，并将火灾预测态势图传输至空地一体协同指挥决策显示单元；
10、所述综合调度单元用于将当前灭火作业的灭火救援调度数据传输至空地一体协同指挥决策显示单元；
11、且所述灭火救援调度数据包括灭火设施、救援物资以及参与灭火人员的类型/数量；灭火设施包括地面灭火救援设施与空中灭火救援设施的参与灭火/储备灭火的数量/类型；
12、所述空中灭火救援设施至少包括灭火直升机、灭火弹、喊话照明无人机、灭火无人机以及侦测无人机；
13、所述空地一体协同指挥决策显示单元包括灭火区域划分模块、空中救援模块与地面救援模块；
14、所述灭火区域划分模块用于根据火灾预测态势图的火灾态势，按照经验值人为划分火灾态势区域；
15、所述火灾态势区域包括强火灾区域、中级火灾区域以及低级火灾区域；且火灾区域的划分由基于火灾预测态势图的火灾热红外图像特征所设定；
16、所述空中救援模块用于确定空中灭火救援设施中当前参与灭火/储备灭火的数量/类型；所述地面救援模块用于确定地面灭火救援设施中当前参与灭火/储备灭火的数量/类型；
17、并基于火灾态势区域，结合空中救援模块与地面救援模块的获取数据，按照经验与对应设施的灭火性能，对地面灭火救援设施与空中灭火救援设施进行数量及类型的分配，以获取空地一体协同灭火的控制任务指令并发送至综合调度单元；且所述控制任务指令包括空中灭火控制指令与地面控制指令；
18、所述综合调度单元还用于通过数据传输下行单元，下发控制任务任务指令至5g通信链路单元；
19、所述5g通信链路单元还用于将下发的控制任务指令传输至所述负载调度单元；所述负载调度单元包括无人机负载单元与移动调度控制端；
20、所述无人机负载单元用于根据空中灭火控制指令实现对空中灭火救援设施的调度，移动调度控制端用于根据地面灭火控制指令实现对空中地面灭火救援设施的调度，进而实现空地一体协同指挥的森林灭火任务。
21、进一步的，所述火灾态势智能分析单元根据森林火灾当前的实时信息，进行火灾态势预测获取火灾预测态势图，具体包括以下步骤：
22、s01：基于图像识别技术实时监测当前森林火灾现场的火灾热红外图像；
23、s02：确认当检测火灾热红外图像的像素值是否超过预设阈值；
24、若确认当检测火灾热红外图像的像素值超过预设阈值，则继续执行步骤s03，否则重复执行步骤s01；
25、s03：设置采样帧周期，并连续采集多帧数据采样样本；
26、且所述数据采样样本至少包括火灾热红外图像、高清视频图像以及气象因子数据；
27、s04：通过深度学习算法提取数据采样样本中的多个样本特征；
28、且所述样本特征包括图像时间特征、图像空间特征以及图像气象特征；
29、并将多个样本特征机进行融合获取融合特征图；
30、s05：将所述融合特征图输入至预训练的火灾态势预测模型；
31、且所述火灾态势预测模型即为利用历史火灾数据基于卷积神经网络cnn训练构建的；
32、并将火灾态势预测模型的预测输出，结合gis地图引擎得到火灾预测态势图。
33、进一步的，述空地一体协同指挥决策显示单元还用于对森林火灾进行数据显示；
34、包括对实时直播火灾现场画面视频的显示、实时应急设备&人员&物资的动态显示以及火灾态势/火灾变化趋势的数据显示；
35、所述实时直播火灾现场画面视频的显示方法为：基于5g通信链路单元，通过视频流媒体服务单元实时调取负载单元中的火灾态势视频流数据，并基于分屏方法显示无人机实时直播画面；
36、所述实时应急设备&人员&物资的动态显示方法为：基于gis地图引擎，采用多图层展示空中救援设备、地面灭火设施以及救援灭火人员动态分布信息；
37、所述火灾态势/火灾变化趋势的数据显示方法为：基于火灾态势智能分析单元，根据森林火灾当前的实时信息，动态显示用于火灾态势预测的火灾预测态势图。
38、进一步的，所述综合调度单元包括基础信息管理模块、控制命令调度模块、实时数据传输模块以及消息通知模块；
39、所述基础信息管理模块，用于对救援应急设备、喊话照明无人机、灭火无人机、侦测无人机、消防车、消防员、灭火救援物资以及水源地的数据进行管理；
40、所述控制命令调度模块，用于接收空地一体协同指挥决策显示单元的控制任务指令；
41、并基于控制任务指令，根据各级救援灭火设备、救援灭火人员以及救援灭火物资，实时规划灭火无人机、灭火直升机、消防车以及消防员的数量配置灭火路线，并确认携带物资量与计划行程时间，且通过消息通知模块将其发送到灭火无人机、灭火直升机以及移动调度控制端；
42、所述实时数据传输模块，用于接收通过数据传输上行单元实时传输的无人机负载单元与移动调度控制端的传输数据。
43、进一步的，所述负载调度单元还包括设备控制/数据采集模块，用于对空中灭火救援设施进行监测并获取无人机数据与采样数据；
44、并根据无人机数据与采本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于5G网络的空地一体协同指挥森林灭火系统，其特征在于，包括：空地一体协同指挥决策显示单元、火灾态势智能分析单元、综合调度单元、数据通信单元、5G通信链路单元、视频流媒体服务单元以及负载调度单元；
2.根据权利要求1所述的一种基于5G网络的空地一体协同指挥森林灭火系统，其特征在于，所述火灾态势智能分析单元根据森林火灾当前的实时信息，进行火灾态势预测获取火灾预测态势图，具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于5G网络的空地一体协同指挥森林灭火系统，其特征在于，所述空地一体协同指挥决策显示单元还用于对森林火灾进行数据显示；
4.根据权利要求3所述的一种基于5G网络的空地一体协同指挥森林灭火系统，其特征在于，所述综合调度单元包括基础信息管理模块、控制命令调度模块、实时数据传输模块以及消息通知模块；
5.根据权利要求4所述的一种基于5G网络的空地一体协同指挥森林灭火系统，其特征在于，所述负载调度单元还包括设备控制/数据采集模块，用于对空中灭火救援设施进行监测获取无人机数据与采样数据；
6.根据权利要求5所述的
7.根据权利要求5所述的一种基于5G网络的空地一体协同指挥森林灭火系统，其特征在于，还包括数据存储单元；
8.根据权利要求5所述的一种基于5G网络的空地一体协同指挥森林灭火系统，其特征在于，还包括视频流媒体服务单元，且所述视频流媒体服务单元用于通过5G通信链路单元，实时调取负载调度单元中的火灾态势视频流数据，并基于分屏方法显示火灾态势视频流数据的实时直播画面；
...【技术特征摘要】
1.一种基于5g网络的空地一体协同指挥森林灭火系统，其特征在于，包括：空地一体协同指挥决策显示单元、火灾态势智能分析单元、综合调度单元、数据通信单元、5g通信链路单元、视频流媒体服务单元以及负载调度单元；
2.根据权利要求1所述的一种基于5g网络的空地一体协同指挥森林灭火系统，其特征在于，所述火灾态势智能分析单元根据森林火灾当前的实时信息，进行火灾态势预测获取火灾预测态势图，具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于5g网络的空地一体协同指挥森林灭火系统，其特征在于，所述空地一体协同指挥决策显示单元还用于对森林火灾进行数据显示；
4.根据权利要求3所述的一种基于5g网络的空地一体协同指挥森林灭火系统，其特征在于，所述综合调度单元包括基础信息管理模块、控制命令调度模块、实时数据传输模块以及消息通知模块；
5.根据权利要求4所述的一种基于5g网络的空地一体协同指挥森林灭火系统，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘铁，张海龙，姜南雪，肖爽，刘伟男，
申请(专利权)人：华录科技文化大连有限公司，
类型：发明
国别省市：
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