智能安全帽技术方案「智能安全帽管理实施办法」

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第一章方案概述

未来消防单兵装备的发展方向是单兵装备的集成化。对未来的消防员而言, 个人防护、侦检器材、灭火救援工具、通讯指挥设备都不再是彼此独立的单元, 而是一个高度集成化的整体。这种集成化的直接效果就是单个队员的战斗力将大 大提高。本方案提供的消防应急救援智能安全帽采用 边缘端人工智能算法和热成像传感器为核心的组件，同时搭建高度集成的智能平台，集消防头盔、对讲通信、视 频传输、火场区域测温、生物探测识别（选配）、有害气体报警、应急照明、卫星定位等 功能于一体。在消防救援作业中，通过科技的力量保护消防队员，提高救援效率， 实现向科技要战斗力的信息化、智能化消防应急救援建设目标。

第二章 设计思路2.1 整体设计思路

消防应急救援的信息化建设两个关键点：情报信息和作战指挥；在方案设计 中，采用融合指挥的设计理念，解决现场和指挥平台的时空壁垒，将情报信息充 分融合到作战指挥中，最大程度降低熵增在消防应急救援中的影响。

方案建设应从消防应急救援全局考虑，将预警、接警、出警、救援、回溯中 的情报信息和作战指挥形成闭环管理。在整个闭环中，语音、视频、数据指令的 分发和调度将彻底打通数据孤岛。

在传统模式当中，往往会出现烟感温感报警、多名巡查人员发现火情后重复 报警，接受大量无效数据，造成了警力资源的浪费和救援时间的耽搁（熵增，事 倍功半）；采用融合指挥理念，自上而下，当双光谱值守设备或烟感温感发现火 情后，应急指挥中心第一时间联系相关人员指挥救援，同时收集火场信息不仅提 高了反应速度、响应时间同时为相关救援工作提供有效的火场数据信息（熵减， 事半功倍）。

2.2 情报信息收集一、预警：在重点消防场所除基础消防设施建设外，充分发挥机器视觉、边缘端人工智 能、4G/5G、电子信息化、物联网等技术优势。通过双光谱智能消防值守设备等 前端感知系统建设，快速实现火情预警和火源管控，第一时间将火情信息通知到 工作人员，为快速响应的实现提供基础。在一般场景下，双光谱人工智能值守设备、传统烟感温感探测器、人工巡查 对火情的发现对比如下：

双光谱人工智能值守设备，火情预警：秒级响应

烟感、温感触发：分钟级响应

人工巡查：小时级响应 以上差异存在的主要因素如下：双光谱人工智能值守设备，通过火源的热辐射直接预警，视频图像同步传输，速度最快。

传统烟感温感探测器，通过燃烧物的温度和烟雾在空气介质的传导下触发预警，达到触发条件时火情已出现数分钟。

人工巡查，醒目的火光或刺鼻的浓烟发现，火情已经燃烧一定程度，错过扑灭最佳时间。

二、接警：

传统接警平台已 119 火警电话接警为主，一般报警情况为火情难以扑灭、火 势较大时才拨打报警电话。消防应急救援智能化建设将改变接警的整体思路，通 过智能前端，发现火情后进行智能分析判断，第一时间通知火险单位相关人员快 速反应，根据火情特点进行扑灭、救援、疏散等不同的快速现场处置。同时，快 速生成相应的救援预案，第一时间准备快速出警。

三、出警

平台通过融合指挥功能，快速响应，连通相关单位值班人员进行处置。

连通街道办、档案馆、公安机关、火场监控对火情进行分析，并根据火情等 级 采取不同预案。

街道办：了解火情影响，已知和未知的伤亡情况，应急救援物资储备，指导人员疏散和伤员抢救工作。

档案馆：调取着火建筑相关图纸、数据资料。

公安机关：公用和城建等单位在修建道路以及停电、停水、截断通信线路时

有可能影响消防队灭火救援现场、维持现场救援秩序、疏导附近交通和应急通道。

火场监控：电子地图、火场面积、温度、范围、趋势分析。指挥汇报：一线出警→现场指挥部→消防支队→消防总队→上级部门等

四、救援

火场救援的一线数据是作战指挥必不可少的资料，本方案设计的消防救援智

安全帽可通过一线消防战士在火场中采集以下数据信息：

l 火场各区域温度

l 是否有生命体存在

l 有害气体成分

l 烟雾浓度

l 消防战士生命体征

l 现场图像、红外图像、区域热力图

l 消防战士定位

五、回溯

火情发生原因溯源，提高辖区整体消防管理水平，杜绝类似风险再次发生。

2.3 作战指挥协调一、对现场的未知，是消防救援人员面临最主要的挑战

消防应急救援智能安全帽有效解决了人、物信息互联，提供一线消防 战士、现场指挥车、消防支队、总队、上级部门等协调指挥，包括对讲、电话、 语音、图像、红外、热感数据、生命体征（选配）、定位、有害气体、气象数据等大量决 策信息的数据共享，确保信息的准确性和实时性。同时对于信息的上传和分发做 到逻辑清晰避免信息传递过程中的数据丢失、篡改以及低时效等问题。

二、提高作战指挥中事件处置能力

三、融合指挥中心，消防应急救援的“指挥大脑”

第三章 功能实现3.1 在线式智能值守设备

通过红外热成像、边缘人工智能等技术的应用，有效预防火灾发生、在消防安全 整个过程中都能发挥不可替代的重要作用。

3.1.1 消除火灾隐患

燃烧的三个必要条件：可燃物、助燃物和引火源，而其中引火源是最难以管 控的火灾隐患。通过在线式值守设备有效对火灾隐患进行预警消除。

3.1.2 快速响应识别

在火情规模扩散前快速识别定位予以响应，避免火势扩大造成重大损失。

3.1.3 信息支持

无论应急响应指挥、灾后事件回溯还是事后调查取证，均可以通过技术手段 提供有力的信息技术支持。

3.1.4 功能特点

细、小、微火源识别 可识别如点燃的烟头、打火机、燃烧的火柴等细、小、微火源。通过精确的火源识别，在火灾发生前及时通知监控中心进行防控，避免火灾发生。温度识别热源跟踪 起火后，可在烟感、温感等传统消防系统探知火情报警前，更早通报火情，通过GIS 电子地图精确定位火灾位置，并对火场图像实时传输到监控中心。在扑灭和救援过程中，能够实时显示火场各区域温度并对热源进行跟踪，给扑灭和搜救工作提供信息支持。调查取证、事件溯灾后调研可以通过历史图像对火灾发生原因进行调查取证，也可以回溯整个 应急响应的指挥过程，是帮助未来提高完善火险预防消防应急响应的必备素材和 资料。非接触式全面监测通过在关键位置安装 HSD-INV 前端探测设备，可设置智能巡航路线，设备支 持远距离、高精度的火源管控、火情识别、火情定位、火场测温等功能，通过视 觉围栏 前端嵌入式算法实现消防预警全面监测。

3.2 消防应急救援智能安全帽

采用高灵敏度高分辨率的热成像探测模组,创新突破热成像在消防领域的先进应用。可拆可装，使用方便灵活，开机即用，无需复杂操作，日夜可视，能够 突破粉尘、烟雾及火焰等屏障，判别火场的整体环境，识别火场内的人员、测算 火场内的高温点和平均温度，实时呈现出救援场景的热力图分布情况，能及时发 现着火点和围困人员，有助于主动规避高温热源的伤害，可协助消防救援人员更好地开展现场救援工作，为保障人民群众生命财产安全争取宝贵的救援时间。

3.2.1 热成像功能和 LED 补光

智能安全帽搭载高性能热成像探测器，实现浓烟透视、生命体搜索（选配）、火场区域测温等多种提高搜救人员生命安全和搜救效率的实用功能，同时内置 LED 补光灯可帮助搜救人员提高观察距离和观察效果。

3.2.2 在线、离线传输功能

智能安全帽采集的数据，包括火场生命体搜寻（选配）、火场区域温度、热力分布、语音通信、视频图像、红外图像等通过 4G/5G网络实现在线传输。同时通过内置 大容量存储卡，同步进行离线存储，当网络中断或信号较弱的情况下，优先确保 指挥信号，当网络恢复后进行数据续传。同时系统支持码流优化功能，可根据网 络情况对数据流量、视频码流进行传输优化，确保系统实时保持在线。

3.2.3 构建离线下消防应急救援通信系统

遇到紧急无信号情况下，我们需要紧急部署通信系统，如森林火灾危害大，扑灭困难，对森林是毁灭性的打击，故而及时发现火情对于早扑灭火灾具有重要意义。因此利用先进的MESH自组网设备，将适量的远距离MESH基站安装在瞭望塔上，配合护林车载MESH、森林巡逻直升机机载MESH、护林巡检员单兵MESH等，建立一张森林防火专用无线传输监控网，将林区实视频数据，环境数据等传给林区调度指挥中心，形成对整个林区的实时监测监控，做到提前预测，提前防范，提前行动。由于MESH网络具备良好的多网络融合性能，所以MESH基站也可以把数据通过4G专网直接传回指挥中心。而护林车装备了卫星通信以后，也可以在MESH网络和4G专网都覆盖不到的地方，通过卫星直接把前方数据传回指挥中心。简易图示如下

相关设备及运行状况的详细图示如下

3.2.4 视频实时传输、语音通信对讲功能

设备依靠 4G/5G 网络带宽及信号稳定的基础上，视频、语音、火场数据实 时传送至后台，并保证视频流畅，支持码流优化。系统支持语音电话、对讲机、 广播系统等多种语音通信对讲融合，打通不同系统间的语音传输。

配备高性能红外热成像摄像头，实现火场烟雾透视、温度识别、生命体检测、 区域温度数据传输等热成像功能，并上传至指挥平台，通过双向语音实时监视指 挥。

3.2.5 有毒有害气体采集传输

配备一氧化碳、硫化氢、氧气三种气体扩散式采集探头，实时采集环境气体 浓度，并上传至后台，确保作战人员和抢救人员生命安全。

3.2.6 实时定位功能

头盔内置北斗和 GIS 全球定位模块，实时上传人员位置。后端电脑实时监督 巡查人员的位置数据。

3.2.7 生命体征监测(选配)

头盔可实时监测一线救援人员的生命体征，当发生危险时可第一时间通知作 战进行抢救，确保前线战士生命安全。

3.2.8 骨传导通信设备（选配）

通过骨传导通信设备，避免长时间救援佩戴影响一线救援人员听力和对周围 环境声音的判断。

第四章 应用场景4.1 事前处置

通过多渠道接警、实现智能预警、提前防范。

4.2 事中响应

实现可视化指挥，语音、视频、现场数据的全面融合

4.2.1 可视化指挥

可视化指挥、应急资源调度可视化功能

电子地图与 CAD 图纸、在线监测、移动终端、智能头盔、语音对讲等互联 互通，一张图呈现救援人员火场分布、报警定位、生命体征搜查、区域温度、有 害气体情况、现场处置等指挥反馈情况。

跨部门统一调度、协同高效；

指挥前移、贴近现场。

4.2.2 火场区域测温

在火灾现场，通过智能安全帽显示设备，对火场区域测温，进而判断搜救路线、 扑救位置，确保救援人员生命安全和扑火效率。

4.2.3 生命体搜索（选配）

智能安全帽搭载的高性能的热成像探测器，还可以帮助搜救人员快速透过浓烟， 搜索房间内的被困人员，提高搜救效率。

4.2.4 浓烟透视、火场测温功能

火场的浓烟严重阻碍了搜救人员的视线，通过智能头盔搭载的高清热成像设 备，可穿透浓烟遮蔽，观察搜救路线、避开火源位置以及火场温度，帮助搜救人 员现场处置救援。

同时，智能头盔还帮助救援人员透过浓烟，确认火源位置，提高扑灭的准确 性，准确扑灭火源，提高扑救效率。

4.2.5 现场协同处置

通过智能头盔对扑救人员的准确定位和有害气体监测、生命体征监测等，提 高了救援人员的生命保障。通过实时定位，提高现场作战协同指挥和扑救安全。

多种通信融合功能，在 4G/5G 网络基础上，有效实现多方通信，确保指挥 信息的上传下达，提高救援作业执行效率和反馈。

4.3 事后回溯

智能头盔的投入使用可为进一步做好防控工作，确保辖区消防安全形势的稳 定，做好了防范措施，提高消防人员的工作效率，让队员们能更好的部署所内消 防安全排查工作。使全体人员深刻认识到救援过程中实时记录的重要性。不断强 调火灾预防、火场逃生自救、消防安全器材正确使用的常识。将两者很好的结合 起来，更加方便救援指挥进程。进一步提高救援团队全体干部职工对消防工作的 重视和消防安全意识，增强了自防、自救能力以及对于火灾隐患的发现处置能力， 将消防安全教育工作落到实处。加强员工消防安全教育，加大自检自查力度，把消防安全工作做细做实。通过流程回溯和救援回溯，复盘救援流程，找出可优化 和有问题的节点，提升流程水平。对一线消防战士的救援记录的录像，能够更好 的对救援路线、救援动作进行复盘和回溯，提高个人单兵和团队整体技战术水平。

第五章 产品参数及说明5.1 消防安全帽智能助手

序号

名称

技术参数

1

操作系统

Android（安卓）7.0 系统

2

处理器

MT6739 Quad-core ARM@Cortex-A53 MPCore 1.45GHz/512KB unified L2 cache

3

SIM 卡

支持全网通

4

按键

对讲键、电源、音量加减、切换键

5

摄像头

双摄像头;1 个 1080 高清光学摄像头.一个红外摄像头 手动切换使用

6

对焦范围

光学 0.5 米----无穷远 红外相机有效距离 20 米

7

喇叭

1W

8

摄像角度

光学 120°广角 红外 40 度

9

夜视距离

全黑环境下 5 米可见人体面目，红外 20 米

10

防护等级

充分贴合公安行业的特殊需求，采用 IP66 防护等级设计

11

电池

采用高性能聚合物可拆换锂电池 3200mAh,保证设备可长时间工作。

12

照片

1600 万像素 JPEG 格式

13

专网、4G 上传

请求上传功能（请求后台连接进行实时数据上传）

14

监督巡查（后端监督巡查实时数据上传）

15

音视频

视频编码分辨率

1080P/720P mp4 格式

16

视频帧数

1080P@30fps/720@30fps

17

视频码率

256kbps-8Mbps

18

热 成 像 参 数

SENSOR 分辨率

320X240

19

像元间距

12um

20

镜头

6.52 F=1.18 M12

21

图像帧频

9Hz

22

测温范围

-20 度-- 600 度

23

测温精度

600 度 -3)

24

无线连接

WiFi 网络

支持 802.11b/g 协议，2.4GHZ

25

3G/4G 网络

支持全网通（移动、联通、电信）

26

GPS 定位

内置北斗全球定位模块（支持移动轨迹查 询）

27

蓝牙

luetooth: BT4.0

28

气体

硫化氢

电化学

29

一氧化碳

电化学

30

氧气

电化学

31

工作温度

-20°C 至 60°C

32

手表显示屏

屏幕显示尺寸

86.4*51.8mm

33

屏幕分辨率

480*800

此消防智能通讯安全帽以17式消防统型3/4头盔为基础并将视频和数据结合于一 体的新型智能消防助手。其集红外热成像、1080P高清图像、多气体检测、双向 语音通话、4G传输等功能于一体，且佩戴舒适可靠，为消防人员实现轻松赋能。 使用期间实时将现场的气体数据、图像信息传送至后台，后台端设定气体峰值报 警值，一旦有害气体达到危害程度便马上启动报警，达到对现场每个人员的安全 状态监控。配套LED显示屏手表，实时显示热成像及气体浓度。其具体功能如下：

①图像采集：配备1080P高清摄像头和红外热成像双摄像头，可根据环境情 况随意切换使用，并上传至后台。

②气体检测：配备一氧化碳、硫化氢气体扩散式采集探头，实时采集环境气 体浓度，并上传至后台。

③人员定位：助手内置北斗全球定位模块，实时上传人员位置。

④语音通话：语音通信基于4G网络的语音双向通话，保障各种环境的通话通 畅。

⑤实时传输：4G视频传输依靠4G网络带宽及信号稳定的基础上，视频搭载 数据实时传送至后台，并保证视频流畅，

⑥数据存储：本地存储设备支持SD卡本地存储，对视频采集的信号自动存储 至SD卡，方便以后做视频分析。

⑦后台监控：所采集的视频信息和气体数据依靠4G网络传送至后台，并实时显示内容信息。当达到所设定的有害气体危害值时会发出报警，凭借4G网络双向语音通话配合后方指挥人员对紧急情况做出判断和指挥。

消防通讯智能安全帽配套多功能消防远程指挥软件一套，该软件包括后台集群

服务器及PC客户端。实时显示高清视频、红外影像及气体浓度，实现消防现场远程监控及实时指挥。

该型消防智能通讯安全帽客户已通过国家消防装备质量监督检验中心认证，并取得

相应检验报告。该设备也已在广东珠海消防支队、青海海东消防支队等消防单位 进行了使用推广，取得了良好的现场使用效果。

图示 青海海东市消防支队消防演练现场使用情况

（4）设备网络接入及软件配置 基于4g网络的移动监控设备，需要调试接入VPN专用移动网络，每一套设备需要消防大队办理一张APN移动网络卡，且云平台服务器部署安装设备后台软件 系统，进行设备接口配置及调试，同时在生产指挥系统平台进行接口配置及调试 接入。做好软件系统的部署与配置调试，确保视频信息的传输稳定性及流畅性， 实现现场作业视频监控设备及生产指挥系统的正常运行。

5.2 一体化智能消防安全帽（定制开发）

此一体化智能消防安全帽以碳钎维为主的复合材料并集红外热成像、1080P高清图像、多气体检测、双向 语音通话、4G传输等功能于一体碳钎维防护智能消防应急救援安全帽，且佩戴舒适可靠，为消防人员实现轻松赋能。 使用期间实时将现场的气体数据、图像信息传送至后台，后台端设定气体峰值报 警值，一旦有害气体达到危害程度便马上启动报警，达到对现场每个人员的安全 状态监控。相关图片（仅供参考，以实物为准）如下：

此一体消防应急救援智能安全帽技术参数请参照消防安全帽智能助手

附件：

消防无线视频传输监控系统参考产品参数统计表

序号

名称

技术参数

1

操作系统

Android（安卓）7.0系统

2

处理器

MT6739 Quad-core ARM@Cortex-A53 MPCore 1.45GHz/512KB unified L2 cache

3

SIM卡

支持全网通

4

按键

对讲键、电源、音量加减、切换键

5

摄像头

双摄像头;1个1080高清光学摄像头.一个红外摄像头 手动切换使用

6

对焦范围

光学0.5米----无穷远 红外相机有效距离20米

7

喇叭

1W

8

摄像角度

光学120°广角 红外40度

9

夜视距离

全黑环境下5米可见人体面目，红外20米

10

防护等级

采用IP66防护等级设计，防爆等级：EX

11

电池

采用高性能聚合物可拆换锂电池3200mAh,保证设备可长时间工作。

12

照片

1600万像素 JPEG格式

13

专网、4G上传

请求上传功能（请求后台连接进行实时数据上传）

14

监督巡查（后端监督巡查实时数据上传）

15

音视频

视频编码分辨率

1080P/720P mp4格式

16

视频帧数

1080P@30fps/720@30fps

17

视频码率

256kbps-8Mbps

18

热

成

像

参

数

SENSOR 分辨率

320X240

19

像元间距

12um

20

镜头

6.52 F=1.18 M12

21

图像帧频

9Hz

22

测温范围

-20度-- 600度

23

测温精度

600度 -3)

24

无线连接

WiFi网络

支持802.11b/g协议，2.4GHZ

25

3G/4G网络

支持全网通（移动、联通、电信）

26

GPS定位

内置北斗全球定位模块（支持移动轨迹查询）

27

蓝牙

luetooth: BT4.0

28

气体

硫化氢

电化学

29

一氧化碳

电化学

30

氧气

电化学

31

工作温度

-20°C至 60°C

32

显示屏

屏幕显示尺寸

86.4*51.8mm

33

屏幕分辨率

480*800