前 言：本文针对消防部队实际工作中对日常和战时人员管理和城市应急避难场所安全需求，提出了一种可行的城市避难场所救援人员管理系统，通过智能手表、便携点名器、后台管理服务器的协同配合，实现了救援人员身份信息、位置信息、体征信息、语音数据和时间节点信息的准确获取、动态分析和归纳，为应急救援处置精确指挥和日常队站有序管理，提供了真实的数据基础和科学的实施方案，对提高人员管理水平、增强消防指挥能力，提升消防科技水平，实现消防工作跨越式发展，做出了有益的尝试。
关键词：应急救援；人员管理；可穿戴；RFID
1. 引言
应急避难场所是指在城市中人口集聚地附近，以应对地震灾害为主，兼顾其他灾害事故，用于接纳受灾居民紧急疏散、临时或较长时间避难及生活，确保避难居民安全，避免灾后次生灾害危害，并可供政府组织开展救灾工作的场所。作为灾害发生后受难群众、生活物资、救援装备高度集中的场所，一方面电力线路故障、防火间距不足、可燃物资堆积等不利条件极易引发火灾事故；另一方面发生火灾事故后，场地受限、疏散困难等原因造成救援处置困难。
目前，我国消防专业队伍是执行应急救援工作的主体，负责完成火灾扑救、应急救援任务以及重大活动现场消防勤务等各类任务。在开展避难场所火灾事故救援中，必然会面临随着二次灾害基础设施破坏严重、火灾发生发展迅速、人员聚集疏散指挥难度增大、跨区作战力量调度基础数据缺乏等多种不利条件。因此提高对救援人员日常和救援现场的管理，是有效提升救援处置效率的重要途径。
本文提出利用现有的微电子技术、无线网络通信技术、多媒体技术和人机交互技术，结合可穿戴智能终端自身特性，通过研究救援工作中人员管理的形式和模式，结合现有救援工作现实需求，提出一种实用的、基于可穿戴智能终端的救援人员通信与身份识别用智能终端，并在此基础上规划人员管理软件体系结构，进一步实现救援队伍日常和战时管理用系统平台，实现救援人员日常管理、指挥调度、统计分析的数字化、智能化、实时化。
2. 城市避难场所救援人员管理系统总体设计
城市避难场所救援人员管理系统主要由救援人员智能手表、救援现场便携点名器、救援人员管理服务器三部分组成，并分别实现“前端采集”→“现场汇总”→“后场应用”的数据传输流程。其中系统关键是针对救援人员实战需要，具有计步、心率、语音、摄像/影、拨号、蓝牙、短信、定位等功能的救援人员智能手表。救援现场便携点名器主要用于救援现场统计、指挥作战等；救援人员管理服务器主要针对消防接处警流程和日常使用特点，具有定时检测、辅助定位、电子路径、出警登车扫描、出入汇总统计、火场人员分布、日常请销假管理等功能。系统整体如图1所示。
图1 城市避难场所救援人员管理系统工作流程图
图2 救援人员智能手表硬件支撑图
3. 救援人员智能手表设计
救援人员智能手表是城市避难场所救援人员管理系统的核心，由智能手表和RFID芯片两个独立部分组成，通过嵌入式连接组合在一起。智能手表部分结合了通信、音视频、显示、传感等多种功能，与智能手机同步后，实现电话、短信的接听与查看等功能。传感模块将采集到的数据进行简单处理，通过主控模块的处理，按需要进行存储、显示和传输。后台人员管理平台接收到数据后，可集中进行显示和分析。RFID芯片部分记录了救援人员的身份信息，可与消防站点的固定式读写器、救援现场便携点名器形成交互，从而达到人员管理功能。
根据我国消防部队管理的相关规定和要求。救援人员智能手表功能应从以下几个方面考虑。
（1）智能手表的使用需要能够满足《消防部队作战训练安全要则》《消防部队执勤战斗条例》等规定，在使用电子通信类产品时，需要严格控制视频、相机的使用场合，因此需要能够实现对智能手表摄像头的人工控制。
（2）智能手表心率模块应能对人体心率进行探测。
（3）语音模块应能采集救援人员声音，通过网络发送至后台服务器，用于统一汇总。
（4）智能手表应具有撤退指示振动功能，当接收到撤退命令时，能够提醒救援人员进行撤离。
（5）智能手表应具有接听电话、时钟、秒表、短信查看、记步等一般功能。
智能手表在硬件功能上主要需要支持通信、交互、信息采集与处理和存储四大功能。通信是具有适合组网功能的模块，由GPRS芯片、蓝牙芯片、WIFI芯片等组成，可以将传感模块采集到的数据发送到后台接受端，实现前后数据链的建立；交互是指智能手表与人的交互，主要指人用来操作输入/输出设备，输入设备包括语音、电容式触摸屏等，实现指令的操作和显示反馈；信息采集与处理设备主要包括两类，一类是用来采集现场环境的设备；一类是用来采集救援人员生理情况的设备。采集现场环境的设备包括，语音采集设备麦克风，视频采集设备摄像头。采集消防队员生理情况的设备主要是一系列传感设备，包括心率传感器、三轴传感器等，与救援人员身体紧密接触，用来实时监控救援人员的心率等情况，及时准确反映人员的身体状况。最后是存储设备，用来拍摄的相关视频或图片、日常使用的其他数据，以及智能手表使用的操作系统和应用工具等。智能手表硬件组成如图所示。
图3 智能手表硬件结构框图
4. 救援现场便携点名器设计
救援现场便携点名器由一个耐摔、防水、可长时间工作的平板电脑及相关应用软件组成。通过蓝牙模块、NFC模块，对智能手表和其上携带的RFID标签进行数据读取，采集相对应的救援人员信息。便携点名器一般放置于救援车辆上，由安全员带入应急避难处置现场。在接到出警信号后，便携点名器将自动扫描周围智能手表蓝牙信号，将蓝牙地址与救援人员管理服务器数据库进行比较，实现人员登车后的自动扫描，并实时将出动的人员身份、数量，出动的时间、出动的车辆信息一同上传，便于数据的汇总。在到达现场后，安全员携带便携点名器到达设定的安全出入口，扫描进出火场的救援人员智能手表电子标签，记录救援人员的身份、数量、出入时间、位置等关键信息，同时上传至救援人员管理服务器，实现实时化的现场人员管理。救援现场便携点名器具体功能如下。
（1）显示多人的心率数据：包括多人的信息列表项，此时该救援人员的心率数据。
（2）显示多人的实时地址：包括多人的信息列表项；救援人员的实时位置、经纬度坐标、时间，在数字地图中的解析位置。
（3）显示多人的时间信息：包括多人信息列表项；显示多人的到达现场实践；显示多人进入火场时间，包括进入火场的时间点，在火场内的时间长短，出火场的时间点等信息；能够分析其多个出入口逻辑进出关系，真实、准确、实时反映出在救援人员在进入火场后的时间长短数据。
（4）登车自动扫描：能进行火灾接警，与人员管理服务器数据库联动，对消防出动时间进行统计和汇总；便携点名器接警后，对周围佩戴智能手表救援人员进行自动扫描，自动记录蓝牙物理地址，进一步与后台管理数据库匹配后，显示周围救援人员的身份信息，同时进行上传。
（5）报警功能：通过对进入时间数据进行自动的15分钟倒计时，一旦发现救援人员在进入火场时间超过15分钟而未从出口走出，则进行自动报警。
（6）登录功能：通过扫描智能手表电子标签，获取人员对应信息，并进行登录。
5. 救援人员管理服务器设计
救援人员管理服务器主要是将救援人员的身份、位置、体征、语音等数据进行采集、分析、存储、浏览、管理。系统一方面接收智能手表、固定/便携点名器传输来的数据，一方面根据不同权限等级，开放对外管理平台功能，使各级消防指挥员能够对下辖的人员全面进行掌握，实现对日常人员请销假、战时人员分布、警情、救援处置战斗等数据进行汇总和显示，同时统计分析某中队出警数据、某队员作战数据、某场火灾整体数据，为数字化战评提供技术支撑。系统架构如图所示。
图4 消防人员管理系统架构
救援人员管理服务器主要设计了作战管理、部队管理、警情管理、统计分析、信息管理等五大功能模块，具体实现功能如下。
（1）作战管理：主要针对消防部队当日作战管理和作战记录管理进行管理，为消防指挥员在指挥中心综合管理提供支撑。其中当日作战管理，显示了目前下辖消防中队日出警情况，任意点击火警案例，都可以在背景地图上进行标注，同时显示了当日统计分析；作战记录中记录了所有发生火灾的救援处置情况。
（2）部队管理：实现对日常消防队站内查夜情况的记录，请销假管理中对救援人员请假与销假进行了管理。
（3）警情管理：可在该模块中设定火灾发生案例，并指定接警部队。该模块的信息可于消防接处警系统相沟通，实现消防部队实战出动数字化。
（4）统计分析：是针对消防处置过程中人员、车辆、药剂等使用情况的统计。该模块主要通过与其他消防管理系统数据采集，补充救援人员管理系统的功能，实现救援现场的多数据显示和实时辅助决策。
（5）信息管理：实现对救援人员按照姓名、编号、证件号、警衔时间、支队、大队、中队、家庭住址、职务、婚姻情况、工作时间等常态信息以及手表唯一码（rfid电子身份标签）进行初始设置。同时可对消防车辆所属支队、大队、中队、状态、车牌号、车辆种类、负责人、便携点名器、配备时间等信息进行初始设置。
6. 小结
本文提出的城市避难场所救援人员管理系统是基于消防部队实际工作中对日常和战时人员管理和城市应急避难场所安全需求而产生的。城市避难场所救援人员管理系统通过智能手表、便携点名器的协同配合，实现了救援人员身份信息、位置信息、体征信息、语音数据和时间节点信息的准确获取；通过后台管理服务器实时数据传输，实现了对救援人员各类数据的动态分析和归纳，为应急救援处置精确指挥和日常队站有序管理，提供了真实的数据基础和科学的实施方案。系统充分将可穿戴技术、物联网技术、复合定位技术、传感器技术等新型技术应用到消防与应急救援领域，对于提高人员管理水平、增强消防指挥能力，提升消防科技水平，实现消防工作跨越式发展，做出了有益的尝试，为下一步推广物联网等技术消防应用打下了基础。
参考文献
[1] 徐顺.基于可穿戴设备的远程健康监护系统的设计与
研究[D].山东大学,2017.
[2] 谢强.警务可视化实战应用系统研究与研发[D].电子科技
大学,2016.
[3]康娜,黄飞.危险化学品爆炸事故处置中消防员的安全
管理[J].中国公共安全(学术版),2012(03):26-29.
（本文由上海市科学技术委员会科研计划课题17DZ1203303第一支持）
责编/马铭阳
