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黄河抢险队员新型安防技术装备研制技术报告
添加时间: 2021/7/25 12:51:19 来源: 作者: 点击数:1380

济南黄河河务局槐荫黄河河务局

二〇二〇年



黄河抢险队员新型安防技术装备研制

摘要:本项研制的黄河抢险队员新型安防技术装备是一套具有智能定位功能的新型黄河专业机动抢险队个人安全防护的技术装备。通过个人防护装备的研制、定位系统的引入,利用科技手段,充分发挥技防优势,全面提升抢险队员个人防护能力,提高抢险效率,提升黄河抢险智能化水平,实现安全抢险、科学减灾。

关键词:黄河抢险、个体防护、智能定位

1. 绪论

1.1 概述

黄河防汛部门自 1988 年开始组建专业机动抢险队,为规范抢险队管理,黄河防总先后制定了《黄河下游专业机动抢险队管理办法》和《黄河汛期防汛机动抢险队管理若干规定》等制度。组建以来,机动抢险队多次参加黄河及其他河流抢险救灾,出色地完成各项抢险任务。

近年来,黄河流域气候复杂多变,局部地区突发强降雨等极端天气事件频频发生,防汛抢险任务越来越繁重,对专业机动抢险队的要求也越来越高。具有一支机动灵活,能打硬仗,并配备智能定位功能和个人防护装备的专业化机动抢险队对黄河防汛抢险来说尤为重要。

抢险队员作为专业机动抢险队的主要组成力量,除了要提高抢险队员自身的技能及素养外,个体安全防护装备作为保护其在抢险过程中不受外界伤害的第一道屏障具有不可忽略的作用。由于我国个体防护装备产业整体起步较晚,目前市场上已有的各类个体防护产品存在质量层次不齐、防护性薄弱、舒适性较差、功能性应用欠缺等问题,


黄河抢险队更是没有统一的抢险救援防护服,一定程度上影响了专业 机动抢险队的抢险效率和整体形象。为了更多的安全,为了更好的适 应黄河抢险救援,为了使抢险队伍应用起来更顺手,为了提高抢险队 员个人安全防护装备的技术性能和防护功能,更有效地保护抢险队员 在从事防汛抢险作业过程中的人身安全,提升整个黄河系统的应急抢 险救援体系,提高抢险智能化水平,本项研制了针对黄河防汛抢险作 业特点,同时具有智能定位功能的黄河专业机动抢险队个人安全防护 装备,从而掌握抢险队员的实时位置信息,不但方便现场指挥人员指 挥调遣,而且在抢险队员遇险时,外界搜救人员能及时确定其位置并 施以援救。定位系统上附加的辅助功能有助于抢险专家分析研判险情, 及时做出决策,从而提高抢险指挥的效率。

1.2 研究所解决的问题

本项研究所解决的问题有以下三方面:

(1) 解决了黄河上原有的个人抢护装备存在的防护性能差,穿着舒适度欠佳,功能性欠缺,抢险作业适应性差,服装颜色辨识度低, 整体形象欠佳等问题。

(2) 解决了抢险作业过程中应急通讯需求,现场人员难管理, 难调遣,人员分布难掌握等问题,突破了抢险队员在黄河防汛抢险中实时位置信息的可视化技术瓶颈。

(3) 很大程度上降低了人员遇险伤亡率,避免了在险情发生后出现延误抢险最佳时机的现象,大大减少了抢险指挥人员浪费在研判险情,掌握现场情况上所需的时间,实现险情抢护抢早抢小的目的。

1.3 研究技术路线图

本项开展的具体技术路线如下图所示:


1.4 研究目的和意义

本项研究的主要目的和意义包括以下三方面:

(1) 提升黄河专业机动抢险队个人防护装备的防护性能、多功能性及穿着舒适性。本项针对黄河抢险实际情况,为提高抢险救援个人防护装备的全面性、有效性、多功能性,对目前抢险队个人防护装备进行升级改良,并结合穿着的舒适性,设计出全套抢险救援个人防护装备,从而保障抢险队员的人身安全,提高抢险工作效率。


(2) 提升黄河防汛抢险工作的精准化水平,提高抢险队员遇险搜救及防汛抢险工作效率,减少灾害损失。本项为掌握抢险队员在防汛抢险过程中的实时位置,工作时长,基本信息等情况,结合黄河大堤险工位置,出险点标识、仓库位置等信息,对接实时雨水情及天气状况,加入呼救报警功能,设计了智能定位系统。利用北斗定位技术, 实现抢险队员在防汛抢险过程中位置信息的可视化,从而提高黄河防汛抢险工作的精准化水平,通过及时准确地判断遇险人员的位置进行援救,提高遇险搜救效率。附加的针对黄河抢险的辅助功能利于抢险专家分析研判险情,及时做出决策,实现险情抢小抢早,大大提高防汛抢险工作效率,提升智慧抢险水平,减少灾害损失。

(3) 提升黄河专业机动抢险队个人防护装备的技术含量及智慧 化水平,促进产品功能由单一向综合化发展,为未来产品功能化设计 提供基础。设计整套针对黄河专业抢险救援防护装备的过程中,在提 升个人防护装备的防护性能及穿着舒适性的同时,引入个体定位技术, 提升了产品的技术含量。另外,在智能定位功能的基础上,附加了抢 险辅助功能,增加了本项研究的附加值,提升了黄河抢险智慧化水平, 有助于推动产品的功能由单一向综合化发展,也为未来产品功能化设 计提供基础。

1.5 研究内容及创新点

本项研究的主要内容为研制针对黄河防汛抢险,同时带有智能定位功能的新型黄河专业机动抢险队个人防护装备,包括防护头盔、防护服装、防护鞋、防护手套、通讯装备、呼救设备等全套防护装备。引入北斗定位技术,实现抢险队员在防汛抢险过程中位置信息的可视化,当抢险队员穿着具有定位功能的防护装备进行防汛抢险时,装备上的定位模块可将所获得的抢险队员位置信息及时传输至数据库,然


后通过服务器加以解析并在定位监测客户端上进行显示,从而使抢险队指挥人员能够实时掌握各个抢险队员的位置信息,方便指挥调遣。在智能定位系统的基础上,附加了针对黄河防汛抢险的辅助功能,包括呼救报警,储存抢险队员基本信息,对接实时雨水情及天气状况, 查找黄河各险工险点及物资仓库分布情况,搜索黄河工程抢险方法, 黄河抢险代电一键计算等功能,可根据实际应用情况增减完善功能。

本项研究的主要创新点有以下两点:

(1) 搭建了抢险队员个体定位监测系统。本项融入北斗定位技术,实现抢险队员在防汛抢险过程中位置信息的可视化,从而掌握抢险队员在防汛抢险中的实时位置,工作时长等情况。同时当抢险队员遇险时,外界搜救人员能及时确定其位置并施以援救,提高遇险搜救能力。搭建起的抢险队员个体定位监测系统,突破了抢险队员在黄河防汛抢险救援中实时位置信息的可视化技术瓶颈。在定位系统的基础上,附加了针对黄河抢险的辅助功能,包括呼救报警,储存抢险队员基本信息,对接实时雨水情及天气状况,查找黄河各险工险点及物资仓库分布情况,搜索黄河工程抢险方法,黄河抢险代电一键计算等功能,有利于抢险专家分析研判险情,及时做出决策,提高抢险指挥的效率,提升智慧抢险及抢险救援整体水平,减少灾害损失。

(2) 设计了整套针对黄河防汛抢险的专业机动抢险队个人防护装备。在传统的抢险救援个人防护装备基础上,从穿着舒适性、防护安全性、装备多功能性出发,加入救生、通讯、呼救报警等功能,改变服装颜色提高辨识度,重新设计了一整套针对黄河防汛抢险的专业机动抢险队个人防护装备,包括防护头盔、防护服装、防护靴、防护手套、通讯装备、呼救设备等。防护头盔具有超强防护性能,具有抗摔打、抗冲击、耐砸、耐磨、排水透气、质轻等功能;防护服装具有轻便、快干、透气、防晒、辨识度高、耐磨抗刮、自救等功能;防护


靴与防护手套具有耐磨、透气、防穿刺、抗冲击等功能;通讯装备具有通讯稳定、拾音降噪性能好、调节灵活、操控简单等优点;呼救设备具有声光报警、防水性、自动化报警、手动报警等功能,还可根据实际需求配备视频功能。整套装备起到全方位保护抢险队员,实现遇险时快速救援的功能,解决了抢险过程中应急通讯的需求问题,大大提高了抢险队员在黄河防汛抢险过程中的安全防护性,提升了穿着舒适度及抢险队整体形象。

2. 抢险队个人防护装备的研制

2.1 防护头盔

本防护头盔主要针对在黄河防汛抢险救援过程中各种坠落物(树枝、石头等、飞溅物(雨水、泥浆等外力因素以及电流等危险因素对抢险队员头部产生的危险而设计,由帽壳、帽箍、帽托、缓冲层、下颚带等组成,具有以下主要特点:

(1) 头盔型式为半盔型,整个帽壳面呈光滑流线型,顶上正中设有一条加强筋,以增加头盔的抗冲击能力,顶部和四周设有透气孔, 透气性能好,一旦落水,头盔内的积水可由透气孔排出,使头盔内不存水,并且不影响配戴人员的听力,头盔两侧配有拓展槽,可配备头灯和护目镜。

(2) 头盔外壳采用 PC 塑料材质,具有高抗冲击性,高度的尺寸稳定性和范围很宽的使用温度,良好的电绝缘性及耐热性和无毒性, 且质量较轻,总体质量 0.35kg,佩戴舒适。

(3) 头盔内部的缓冲层采用 PES 发泡材料,与其他救援头盔缓冲层的海绵材质不同,海绵易吸水,长时间佩戴会吸汗导致头盔重量加重,一旦落水,吸饱水的海绵会加重抢险队员头部的负担,而本项设计的救援头盔缓冲层采用的 PES 发泡材料具有防水、不吸水、重


量轻等优点,且有一定的漂浮力,能漂浮在水面上不下沉,更适用于黄河的防汛抢险作业。

(4) 头盔内部佩戴装置由下颚托、调节器组件、下颚带、帽圈、帽箍等部分组成,调节器组件采用可自锁的齿轮齿条结构方式, 可实现在佩戴状态下单手通过内衬旋钮实时对头围进行调节,使其适应各种头型佩戴。

(5) 具有超强防护性能,具有抗摔打、抗冲击、耐砸、耐磨的功效,可有效防范有害液体的进溅。

(6) 头盔上带有荧光反光条,采用 3M 高级反光贴,具有夜间反光效果。

(7) 头盔正中间设计带有黄河抢险救援字样的图标,代表着黄河专业机动抢险队,区别于其他戴头盔人员,利于抢险过程中的指挥管理,并且大大提升了抢险队的整体形象。

(8) 头盔上配备护目镜,针对黄河抢险需要,具有防风、防沙尘、防紫外线、防冲击的功能,便于抢险作业的进行。

(9) 头盔上配备方位灯,可在抢险过程中快速确定抢险队员的位置。

头盔展示如下:


 2-1  防护面展示  2-2 头盔

 2-3 头盔侧面展

2.2 防护服装

本防护服可对抢险队员的躯干、颈部、手臂、手腕和腿部提供保护,并带有落水自救功能。抢险队员在进行抢险作业时,可能受到尖锐物穿刺、挂钩与硬物摩擦等伤害,同时由于长时间作业,穿着透气


性不良的抢险救援服容易导致体热散失不及时,特别是在气候炎热的夏季更容易造成抢险队员出现中暑症状。结合黄河防汛抢险的实际需要,本项设计的抢险救援服具有以下特点:

(1) 轻便易穿。本防护服为分体式结构,穿脱方便,并且为了提高穿着的舒适性与灵巧性,减轻抢险作业时抢险队员的身体负担, 特采用冰点塔丝隆面料,该面料密度小,延展性及恢复能力好,做成的纺织物质量轻,本防护服全重在 380g 以下,大大减少负重。

(2) 急速快干。当水落在本防护服上可快速蒸发干燥,不吸水,适应黄河抢险的需要。

(3) 透气舒适。本防护服采用轻薄低蓬柔软松度的加弹工艺, 大幅增加防护服的散热效率,透气性佳。

(4) 防晒。由于天气炎热,抢险队员在抢险过程中往往穿着短 袖,导致胳膊严重晒伤,如下图所示。因此,本防护服设计为长袖, 能保护胳膊避免晒伤,颜色采用红色,因为红色可见光波最长,可大 量吸收日光中的紫外线,保护皮肤不受伤害,防止皮肤老化,甚至癌 变,而其他服色包括白色的这种功效较弱。本项设计的防护服在 抢险作业时能有效避免抢险队员的皮肤晒伤,起到了很好的防晒作用。

 2-4 抢险队员胳膊皮肤


(5) 耐磨抗刮。防护服具有经久耐用耐磨损,耐碱性不畏霉不畏蛀虫,抗撕破等优点,在抢险时起到一定的防护作用。

(6) 代替救生衣,减轻抢险负担。在黄河抢险作业过程中,为了保障抢险队员的人身安全,需要穿上救生衣进行抢险作业,但是救生衣体积庞大,给抢险作业带来了一些阻碍等不利影响,从而降低抢险效率。本项设计的防护服区别与传统的抢险服,其腰部配有充气式救生腰带,不用时压缩折叠放于腰间,不影响正常的抢险作业,一旦落水,该腰带可在 3—5 秒内完成自动充气,将人向上托起,使头, 肩部露出水面,等待救援。该充气式腰带由气囊、微型高压二氧化碳钢瓶、快速充气阀组成,采用 TPU 尼龙布材质,可承重 200 斤左右的成人,漂浮时间可达 24 小时以上,24 小时后气体损失量小于 5% 代替传统的救生衣,可完全起到救生作用。在抢险作业过程中,不再需要额外穿上老式救生衣,起到了减负作用,方便抢险,提高效率。

(7) 辨识度高。区别于传统的迷彩抢险服,本项设计的防护服改变了原有的颜色,整体采用红色,具有较高的辨识度,利于识别。

(8) 多功能设计。上衣的左胸设有肩袢,可挂对讲机、呼救器等,胸前、后背及右手臂上方均设有尼龙高强度魔术贴,可贴上抢险队队名、分组组名等贴标,易识别,便于指挥,且利于提升整体形象。裤子腰带前方设有D 型快挂,可用来挂置漂浮绳。

传统救生衣与本项研制的防护服对比展示如下:


 2-5 传统抢险救生衣

 2-6  防护展示  2-7 防护背面

2.3 防护鞋

防护鞋是抢险队员在抢险过程中对其脚部、脚踝部进行保护的一种鞋。在抢险过程中,抢险队员可能受到尖锐锋利的杂物、坚硬的坠


落物等威胁,而且需要长时间浸泡在泥潭或水中,日常的鞋子无法满足抢险防护的需要,为能向抢险队员提供有效的防护,针对黄河抢险需要,结合实际抢险特点,本项设计的防护鞋具有以下特点:

(1) 良好的防护性。鞋面采用皮革设计,内部 5mm 氯丁橡胶与外部皮革一体合成,形成双层结构,鞋头采用铝合金包头,起到防砸的防护功能,而且重量轻,不生锈。

(2) 鞋底耐磨性好。鞋底设计的凹凸纹耐磨大底可以适应水面和陆地多种地形,甚至在冰面上行走,完全适用于黄河的凌汛抢险, 坚固防滑,有效减弱刚性损害。

(3) 舒适透气。鞋内垫采用橡胶,可确保良好的减震性,穿着舒适。脚掌侧面设计有排水孔,可将积水及时排出,不像传统抢险时穿着的橡胶雨靴或者橡胶连体裤,一旦进水无法排出,导致双脚长时间泡在水中,泡到发皱发白,如下图所示。

2-8 泡裂的双脚

(4) 鞋帮高于脚踝,整体设计为系带加魔术贴,可以选用快速旋转收紧或者半自动收紧方式,起到固定收紧的作用,避免了在抢险过程中出现掉鞋现象。

(5) 脚跟处凸起设计,方便与脚蹼搭配使用,拓展了防护鞋的使用范围。

防护鞋展示如下:


2-9  防护性侧面展示

2-10 防护鞋鞋底展示 2-11 防护鞋后跟展示

2.4 防穿刺手套

防穿刺手套是抢险队员在抢险过程中对其手部提供保护的一种手套。在抢险作业时,抢险队员的手部常与各种硬物接触,设计的本防护手套具有以下特点:

(1) 手套款式为五指分离式,抓握灵活,并且根据人体工学原理,手指部位呈弯曲形状,可方便抢险队员抓握各种工具及使用设备。


(2) 抗冲击性强。手套指关节处的突起点采用热塑性橡胶,弹性好,强度高,可吸收 82%的冲击力,能够有效防护指关节撞击并瞬间迅速消散撞击力,全方位保护手指。

(3) 耐磨防滑防穿刺。手套手掌处采用五级耐磨防穿刺面料, 防水防油,具有耐磨及防穿刺等安全防护性能。手掌处设计防滑颗粒, 增强其防滑性能。

(4) 透气性好。抢险队员在抢险过程中手部会分泌大量汗液, 如果不及时排出将会导致手部打滑,不利于抢险作业,因此手套的手指缝处采用透气面料,能有效排出汗液。

防护手套展示如下:

2-12 防护手套展示1  2-13 防护手套展示2

2.5 通讯装备

目前黄河抢险过程中,通信手段落后,缺少应急通信工具,不能满足防汛抢险的要求。本项研制的头盔式对讲耳机是针对黄河抢险作业需求配备的一种通讯装备,具有以下特点:

(1) 通讯稳定。不受网络限制,在网络未覆盖到的地方,可实现轻松沟通,完全不受抢险工作恶劣天气及复杂环境的影响。

(2) 一对多的通话方式,满足应急抢险调度和集体协作的需要,且通话成本低。


(3) 安装方便。本项研制的头盔式对讲耳机配合上述防护头盔使用,耳机上部配有头盔导轨连接件,可与头盔上的拓展槽对接,起到安装固定作用。

(4) 拾音降噪性能好。对讲耳机通过耳罩和海绵垫隔绝耳部与外界声音传导,从耳机上的收音唛收录外界声音,通过内部电路处理掉噪音和爆破音,再把实时处理过的声音由耳机播放出来,并且增强说话语音,达到电子拾音、主动降噪的目的。

(5) 可灵活调节。对讲耳机配备的可拆卸花唛,可根据个人使用习惯,随意左右安装,经久耐用。其配有的长度调节杆可根据个人使用情况调节耳机高度,达到最佳使用效果。

(6) 操控简单。对讲耳机侧面的按键简洁易用,可快速调整, 方便操作。

(7) 佩戴舒适。本项研制的对讲耳机采用仿生质感耳罩,具有密封仿噪、服帖护耳、柔软舒适、吸汗透气的优点。

对讲耳机展示如下:

2-14  对讲耳机展示图


2.6 呼救设备

结合黄河抢险工作需要,本项研制的呼救器具有落水自动报警、手动报警、定位显示等功能。抢险队员一旦落水遇险,呼救器发出连续声响警报,并且能够自动向指挥控制中心发出危险报警信息,精确定位位置,引导救援力量及时前往遇险地点进行救援,减少人身伤亡。呼救器功能如下:

(1) 声光报警。呼救器的连续强报警声大于 100B,红色 LED

灯光报警透雾性强,适用于抢险等复杂环境下使用。

(2) 防水性。呼救器整体采用全封闭式防水结构设计,经过测试,防水密封性能好。

(3) 方便佩戴。呼救器外壳设计的卡扣方便将其佩戴于防护衣服的肩袢上,不易掉落。

(4) 报警自动化。落水后可自动向指挥控制中心发出报警信号。

(5) 紧急手动报警。在紧急情况下,可通过手动触发报警向中心发出警报信号。

(6) 视频功能选配。通过 4G 网络传输信号,抢险过程中可将抢险现场画面实时传输至指挥中心,利于防汛指挥者研判险情。

呼救器展示如下:

2-15  呼救器展示图


3. 定位功能的研究

3.1 北斗导航系统简介

由于生活和生产方面的需要,人们在很早之前就试图通过某种方式对某个地方的地形、位置等进行描述。到了 15 世纪时期,人类开始涉足探索海洋,并运用当时的航海图和星象图确定某一位置,这被认为是最早的定位技术。随着社会不断进步,20 世纪 80 年代,中国开始探索适合自己国情的卫星导航系统,1994 年,北斗一号系统工程建设启动。中国北斗卫星导航系统英文名称:BeiDou Navigation Satellite System,简称 BDS是中国自行研制的全球卫星导航系统 也是继GPSGLONASS 之后的第三个成熟的卫星导航系统。北斗导航系统具有以下特点:一是系统空间段采用三种轨道卫星组成的混合星座,与其他卫星导航系统相比高轨卫星更多,抗遮挡能力强,尤其低纬度地区性能特点更为明显;二是系统提供多个频点的导航信号, 能够通过多频信号组合使用等方式提高服务精度;三是系统创新融合了导航与通信能力,具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。随着北斗系统建设和服务能力的发展, 定位系统已不仅限于传统的航海、航空、航天及测绘等领域。目前, 已涉及到交通运输、灾害事故抢险救援、旅游、医疗、人员定位、社交应用等方方面面,民用产业化进程逐渐壮大。

北斗导航系统覆盖范围为我国北斗 RDSS 服务器覆盖范围(东经

70°~140°, 北纬 5°~55° ,包括中国全部陆地范围及周边海域

3.2 定位器研制

3.2.1 定位器参数

本项采用的基于北斗导航系统的定位器具体参数如下:


尺寸

网络频段

定位芯片

灵敏度

精度

工作温

5cm× 3.5cm

850/900/1800

/1900MHZ

MTK2503D

—159dBm

2—3m

—35~ 65

3.2.2 定位器功能

(1) 智能定位:定位器根据自身运动情况工作,运动就自动定位,静止关闭定位进入离线休眠。

(2) 定时定位:根据设置时间间隔定位,其他时间都处于离线待机状态。

(3) 历史轨迹:记录 180 天定位的轨迹记录。

(4) 高清街景:软件定位自动获取百度高清街景地图。

(5) 卫星地图:软件上可以查看 3D 卫星地图。

(6) 一键导航:可以一键切换导航到定位器的位置。

(7) 远程开关机:可以远程操控定位器的开关机。

3.3 定位器安装

本项研究考虑到定位器信号传输和黄河抢险特定环境因素,将定位器安装于防护头盔内。

首先将定位器用热塑膜进行防水处理,其次将其安装于防护头盔PES 发泡材料内衬预留的孔内,最后用具有强黏力、耐老化、耐高温的补漏胶带将其封住,做防水处理。经测试,通过以上步骤,可达到防水效果,具体操作如图 3-1、图 3-2、图 3-3 所示。


 3-1  定位水处理  3-2 定位器入头盔预留孔内

3-3 用补漏胶带做防水处理

3.4 定位系统的开发

3.4.1 系统构成

定位系统由定位器端(北斗定位、服务对接借口、系统管理平台构成。其中定位器端由定位器信息采集、抢险队员轨迹构成;系统管理平台端由基础数据管理、抢险批次、抢险任务、地图分布情况、统计汇总构成;服务对接接口由移动端与平台端数据同步、数据加密、数据解密构成。构成图如图 3-4 所示。


 3-4 系统构

3.4.2 总体框架

定位系统的总体框架由访问层、展示层、业务层、数据层、数据库存储、云服务器构成。具体如图 3-5 所示。

3-5  系统框架图

3.4.3 安全性设计

定位系统的安全性包含应用安全、数据安全两大方面。网络层采用防火墙、杀毒软件进行安全防护;数据层采用数据库读写分离,防


SQL 注入进行安全防护;应用层采用 MVC 设计模式,前后端分离设计来进行安全防护。安全性设计如图 3-6 所示。

3-6  系统安全设计图

WEB 应用安全体系结构图如图 3-7 所示。

 3-4 WEB 安全体结构数据层全设计 3-5 所示。

3-7  数据层安全设计


3.4.4 技术原理

系统采用互联网+”物联网技术,利用信息和互联网平台, 使得互联网与抢险救援进行融合,利用互联网具备的优势特点,服务于抢险救援。物联网具有高效的资源利用,在充分掌握每个设备的功能和工作方式的前提下能提高资源的有效利用率并监控自然资源。物联网能最大限度地减少人力、节省时间,当物联网设备相互交互且相互通信并完成大量任务时,可以最大限度地减少人力,节省时间。在此基础上,物联网还能增强数据收集,提高系统安全性,能够将所有内容相互连接,使系统更安全,更高效。

系统利用JAVA 编程,其具有简单性、面向对象、分布式、安全性、可移植性和多线程等特点,具有跨平台及处理异常情况的强大能力,能够让系统更稳定。

系统基于Android 平台开发,具有开放性,能挣脱运营商的束缚, 且有丰富的硬件可供选择等原生环境优点。

系统采用 MYSQL 数据库,该数据库体积小、速度快、总体拥有成本低,能够节省成本,且支持多种操作系统,是开源型数据库,提供的接口支持多种语言连接操作。

3.4.5 系统功能

定位系统以定位功能为主,基于北斗定位系统开发,通过安装在个人防护装备中的定位器实现,可实时显示队员位置,点击头像可显示该名队员的基本信息,便于指挥人员指挥调遣。同时当抢险队员遇险时,外界搜救人员能根据报警定位及时确定其位置并施以援救,提高遇险搜救能力。

定位系统能实时定位追踪抢险队员的位置,实现运动轨迹共享, 附加功能可以储存抢险队员信息,对接了实时雨水情及天气状况,能


查找黄河各险工险点及物资仓库分布情况,可搜索黄河工程抢险方法, 实现黄河抢险代电一键计算等功能,有利于抢险专家分析研判险情, 及时做出决策,提高抢险指挥的效率,提升抢险救援整体水平,减少 灾害损失。

3.4.6 界面展示

登录界面如图 3-8 所示,用户名和密码为独立账号,根据需求不同,划分不同权限,管理员具有包含管理账号在内的全部权限。

3-8 登录界面

定位系统界面实时显示队员位置,点击头像可显示该名队员的基本信息,包括抢险队员的身高体重,年龄血型,参队年数,参加过的抢险经历,本次抢险工作时长,紧急联系电话等基本信息。当报警器发出报警信息时,系统在接收到报警信息后,能指示出发出警报的队员的位置、状态等信息,引导搜救人员及时前往救援。界面如图 3-93-103-11 所示。


 3-9  定位  3-10 定位界面  3-11 报警界面

(人员档案)界面

附加的物资仓库及险工险点信息界面在定位地图的基础上显示黄河沿岸各个物资仓库的位置、物资储存情况、易出险地段、各险工具体信息情况。界面如图 3-123-13 所示。

 3-12 资仓库显示界面  3-13 险工险显示


黄河抢险代电一键计算功能则包含了黄河上 39 种抢护方案,可一键计算所需物资的耗材量和所需的抢险费用,界面如图 3-14、图3-15 所示。

 3-14 险代电一键计算(1)  3-15 抢险电一计算(2)

4. 项目评价

本项研究的针对黄河防汛抢险的具有智能定位功能的新型专业 机动抢险队个人防护装备,通过大量抢险队员和抢险指挥人员的评价 反馈,采纳用户意见与建议,结合出险实际情况综合考虑,经过不断 改良,最终研制形成的黄河抢险队员新型安防技术装备具有针对性强、实用性高、专业性与防护性强的优点。

此次调查评价内容包括装备穿着的舒适度、整体形象提升、个人防护能力、装备耐用性、抢险效率提升、节约料物、节约劳动力、节省时间等方面。调查对象为黄河抢险队的队员及队长,经过问卷调查, 穿着舒适度平均得分 10 分,整体形象提升平均得分 10 分,个人防护

能力平均得分 9.5 分,装备耐用性平均得分 9.5 分,抢险效率提升平


均得分 9.5 分,节约料物平均得分 9 分,节约劳动力平均得分 9 分,

节省时间平均得分 9.5 分,满分 10 分。调查表具体如图 4-1 所示。

4-1 【黄河抢险队员新型安防技术装备】调查表

5. 项目应用

本项研究的针对黄河防汛抢险的具有智能定位功能的新型专业机动抢险队个人防护装备目前在济南黄河专业机动抢险队、德州黄河专业机动抢险队、黄河河口管理局黄河专业机动抢险队及中国重汽集团济南卡车股份有限公司的企业抢险队得到了应用。该项目可推广应用至整个黄河流域其他专业机动抢险队。

该项目于 2018 5 月在济南黄河专业机动抢险队和德州黄河专业机动抢险队应用至今,得到一致好评,认为该项目研究的针对黄河防汛抢险的具有智能定位功能的新型专业机动抢险队个人防护装备很适用于黄河抢险的需要。个人防护装备能有效起到保护抢险队员个人人身安全的作用,大大减少人身伤害。定位功能能准确地定位每个


抢险队员的实时位置,在抢险过程中不但方便了现场指挥人员进行指挥调遣,并且显示抢险队员的历史轨迹,方便管理,在抢险队员遇险时,外界搜救人员还能及时确定其位置并施以援救,节省搜救时间, 提高救援效率,将意外降到最低。附加的功能起到了很好的抢险辅助作用,有助于抢险队长掌握队员的基本信息,利于抢险专家分析研判险情,及时做出决策,大大提高抢险指挥的效率。总之,该项目应用效果显著,具有较好的推广应用价值。

该项目于 2019 5 月在黄河河口管理局黄河专业机动抢险队应用至今,应用期间得到一致好评,普遍认为该项目很适用于黄河抢险 需要。个人防护装备能有效起到保护抢险队员个人人身安全的作用, 大大减少人身伤害。定位功能能准确地定位每个抢险队员的实时位置, 方便了现场指挥人员进行指挥调遣。附加功能起到了很好的抢险辅助 作用,有助于抢险队长掌握队员的基本信息,利于抢险专家分析研判 险情,及时做出决策,大大提高抢险指挥的效率。一致认为该项目应 用效果显著,具有较好的推广应用价值。

该项目在中国重汽集团济南卡车股份有限公司的企业抢险队得到应用,通过应用推广,反响甚好,认为该项目研究的具有智能定位功能的新型专业机动抢险队个人防护装备很适用于企业抢险队的需要。个人防护装备穿着舒适,防护性能好,能有效保护个人人身安全, 避免、减少人身伤亡。定位功能方便了现场指挥人员的指挥调遣,而且大大保障了抢险队员的安全,一旦遇险能及时确定其位置并施以援救,能把握住黄金搜救时间,节省人力物力,提高救援效率。一致认为该项目应用效果显著,具有较好的推广应用价值。


6. 效益分析

6.1 经济效益

本项研制的新型黄河专业机动抢险队个人防护装备的成本为 750 /套,与之前的抢险队个人防护装备的成本相近,但在防护功能和科技含量上有大大提升。而且本项研制所采用的材料具有较高的耐用性,使用周期长,更换频率比原先的抢险队个人防护装备要小,从而节省了成本,具有较高的经济效益。

本项在定位系统上附加的功能,在抢险过程中,能帮助抢险专家 根据险情和料物储备情况快速做出抢险决策,起到了很好的辅助作用。抢险定额一键计算和最优方案推选功能能在最短的时间内核算出最 优抢险方式的各项费用,在节省时间的同时计算出费用,避免了料物 浪费的现象,大大节省了劳动力,节约了成本。

总之,本项研制的具有智能定位功能的新型黄河专业机动抢险队个人防护装备在实际应用过程中,通过调查反馈,经对比,舒适度较之前提升了80%,个人防护能力提升了82.5%,抢险效率提升了78%节约料物 65%,节约劳动力 68%,节省时间 70%,具有很高的经济效益。

6.2 社会效益

习近平总书记指出:要牢固树立安全发展理念,坚持人民利益至上,始终把安全生产放在首要位置,切实维护人民群众生命财产安全。发展是第一要务,安全是第一保障。要切实增强抵御和应对自然灾害能力,坚持以防为主,防抗救相结合的方针,坚持常态减灾和非常态救灾相统一,全面提高全社会抵御自然灾害的综合防范能力。

黄河作为母亲河,一旦发生洪涝灾害,其具有突发性、持久性、


连锁性、灾难性等特点,如抢护不及时,将会造成重大人员伤亡、财产损失和生态坏境破坏,对经济和社会稳定造成严重危害。

本项研制的抢险队个人防护装备在抢险过程中能有效保护抢险队员的个人人身安全。定位功能在便于抢险指挥调遣的基础上,提升了搜救能力,一旦有人员遇险,可以第一时间精准定位,提高搜救能力,避免、减少抢险队员的人员伤亡。附加功能则能快速帮助抢险专家做出险情抢护决策,做到险情抢早抢小,提高抢险效率。

总之,本项研制的具有智能定位功能的新型黄河专业机动抢险队个人防护装备针对黄河险情和抢险特点,在保护抢险队员个人人身安全的前提下,按照险情抢早抢小的原则,将灾害控制在最小范围,将损失降到最低,保护了群众的生命财产安全,为建设和谐的小康社会创造良好的外部环境和可靠保障,这是一种难以估价的社会效益。

7. 展望

由于时间和水平有限,智能定位系统包含的内容有待进一步完善, 后期可根据实际情况增加相应的功能,比如抢险决策智能化;抢险代 电报告一键生成;各部门联动形成快速抢险机制等功能。后期还可联 合开发日常巡堤查险系统,形成黄河智慧抢险系统。呼救器上的视频 功能,可接连防汛会商系统,直击抢险第一现场,助于险情研判,且 利于丰富影像资料。在机械化抢险上,后期可利用军工标准对抢险机 械进行强化,通过一体化涂装,增加外壳硬度,防腐强度,让黄河抢 险队成为一支标准化一体化的技术强队,成为社会上一道亮丽的风景 线。

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