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具體實現方式

（1）通過物聯網感知技術獲取現場消防人員的位置信息。采用射頻識別技術，根據地鐵站廳、站臺的無線電磁兼容環境，在地鐵出入口、閘機口、樓梯、站臺等裝有攝像機的重點部位合理布設RFID讀取器（RFID讀取器的有效識別距離3～5m），要求RFID信號在實施消防救援行為的路徑上有效覆蓋；同時，在站臺層和站廳層的合理位置布設無線匯聚點AP（AirPoint，其有效識別距離為200m），可匯接全部RFID讀取器的無線信號，并經網線將該信號上傳到設于站內機房的RFID上位機。當佩戴RFID卡的消防員經過不同的RFID信號覆蓋區域時，會觸發相應的RFID讀取器，RFID讀取器與無線匯聚點AP聯合動作，會準確、實時地獲取地鐵救援人員的位置、姓名等信息。

（2）現場救援人員位置信息及站內視頻監控圖像與地鐵控制中心的匯接傳輸。一是各地鐵站內的視頻監控信號均匯接到地鐵運營控制中心，并在控制中心的大屏幕上顯示。在地鐵運營控制中心機房內安裝消防視頻圖像綜合集成系統，包括流媒體分發服務器（MTS）、視頻網關服務器（MGS）和多點控制單元（MCU）。將各地鐵站內的視頻監控信號（模擬／數字）接入消防視頻圖像綜合集成系統。二是將各地鐵站機房內的RFID上位機接入互聯網，在地鐵運營控制中心機房內安裝RFID服務器和RFID感知服務器。被消防員觸發的RFID讀取器的ID（以下稱“位置ID”）和消防員佩戴的電子標簽的ID（以下稱“人員ID”）會沿著AP→RFID上位機→RFID服務器→RFID感知服務器的路徑，被RFID感知服務器所獲取。服務器用于接收第三方設備信息（如RFID信息，包括卡號、天線號、基站號、上傳時間等），并將接收到的信息過濾后轉換為物聯網標準協議格式。RFID的信息要求是實時性的，如果經服務器驗證，發現接收到的信息與服務器時間不匹配，服務器會將其丟棄。以感知服務為核心，連接多類服務器或同類多個服務器，可便于系統接入各種安防子系統。而且，如果某個服務器死機，僅丟失此服務器對應的第三方接入信息，不會影響系統的整體運行。

（3）人員ID及其位置ID通過3G傳送至全勤指揮部的可視化指揮終端，該終端完成位置ID的3D虛擬現實，同時完成位置ID與該位置下的視頻監控圖像的匹配關聯。RFID感知服務器經與電信運營商的APN專線接入3G網絡（WCDMA／CDMA2000），全勤指揮部的可視化指揮終端內插3G上網卡，被RFID感知服務器所獲取人員ID及其位置ID通過3G可推送至全勤指揮部的可視化指揮終端。可視化指揮終端內存有各地鐵站點的3D立面圖，以及各地鐵站內視頻監控IP與RFID讀取器ID的關聯列表?？梢暬笓]終端接收到人員ID及其位置ID后，一是完成人員ID及其位置ID的3D立面圖顯示；二是完成其位置ID與地鐵站內視頻監控的IP列表的比對，匹配出與該位置ID（某RFID讀取器）相對應的視頻監控的IP（站內某視頻監控攝像機）。如果可視化指揮終端采用瘦客戶端，RFID讀取器ID與監控視頻IP的匹配將在地鐵運營控制中心機房內完成，可視化指揮終端將只接收到被消防員觸發的位置信息和該位置下的視頻，其他消防員的位置信息無法看到；如果可視化指揮終端采用胖客戶端，可視化指揮終端將同步某個地鐵站內所有的RFID讀取器的ID信息，同時，想看哪路視頻，只需點擊相應的圖標直接向消防視頻圖像綜合集成系統調用即可。胖客戶端方式需要在3G網絡中傳輸RFID讀取器的ID和監控視頻的IP信息，由于信息量非常小，網絡延時可忽略。所以，胖客戶端方式要優于瘦客戶端方式。

（4）在全勤指揮部的可視化指揮終端上獲取所需的地鐵視頻監控圖像，在應急突發事件綜合集成管理平臺上3D實景模擬。根據現場或接警途中的指揮需要，指揮員可在可視化指揮終端上實時看到地鐵站點3D立面圖上閃動的代表消防員位置的圖標，一旦點擊某個圖標，可視化指揮終端就會自動將與該圖標關聯的視頻監控IP通過3G網絡發送至地鐵運營控制中心，位于地鐵運營控制中心機房內的消防視頻圖像綜合集成系統的MCU收到該IP后，立即向MTS索取該IP下的視頻圖像信號，并通過3G將圖像推送至可視化指揮終端。現場指揮部指揮員既可通過點擊圖上或列表中的攝像頭來選擇性地調用前端視頻，也可按照3D地圖上標注的人員位置信息點擊調用該位置下的實景3D模擬，瀏覽查詢消防滅火系統、疏散通道、消防電梯等已有的地鐵內部資源，實現調度指揮的可視化。

關鍵技術

1IOTPP物聯網感知協議

SIP（會話初始協議）在電信軟交換領域、企業統一通信領域被廣泛應用，它具有簡單、易于擴展、便于實現等優點。IOTPP協議是結合實際情況對SIP協議的裁剪與優化。該協議提供以下核心能力。（1）傳感信息訂閱。向感知服務器訂閱傳感信息，實時獲取傳感信息通知。（2）傳感信息。感知源向感知服務器傳感信息。（3）傳感信息轉發。感知服務器獲取感知源的傳感信息，通知給傳感信息訂閱者。圖1是IOTPP協議采用的基本通信模型。圖1IOTPP協議采用的基本通信模型在圖1中，PUBLISH請求和NOTIFY請求可以攜帶MessageBody，用以承載狀態源狀態信息。200消息響應用于確認收到消息請求。此消息模型適用于UDP和TCP傳輸協議。基本模型在使用TCP協議時可能會遇到高頻率并發數據轉發的情況，這種場景在RFID應用和GPS應用時會出現。由于PUBLISH消息或者NOTIFY消息在收到200消息響應前是不允許再次發送的。因此，如果200消息響應接收產生較長時延，可能會造成PUBLISH請求或NOTIFY請求的擁塞，造成感知服務器的轉發緩沖被后續新接收的請求信息覆蓋，從而造成數據丟失。基于以上情況，當轉發狀態信息時，如果以數據傳送為主要目的，并不強調信令的作用，則可以采用以數據傳輸為主要目的的通信模型，見圖2所示。圖2以數據傳輸為主的通信模型由于TCP協議本身能夠保證數據的有序性和完整性，因此可以丟棄200消息響應，使協議盡可能以數據傳輸為主，以提高協議性能。在改進模型中，采用了非SIP標準的通信協議，因此不提供基于PUBLISH消息的鑒權認證和基于SIP消息轉發等功能。

2適用于移動指揮的圖像編解碼技術

地鐵站內視頻監控圖像信號作為應急突發事件現場或接警途中指揮的重要依據，必須保證視頻信號的清晰度和流暢度。目前，視頻監控通常以D1（704×576）作為標準的分辨率，所占用的傳輸帶寬為768～2048kbps。3G無線傳輸帶寬僅為150～200kbps，遠達不到傳輸D1分辨率視頻的要求。因此，需要在采用H．264編碼壓縮算法的基礎上，降低編碼復雜度，提高編碼實時性，側重解決在無線傳輸模式下提高視頻編碼系統的連續性、實時性和圖像數據重建質量。無線傳輸過程中另一個最重要的問題是在有限的帶寬下盡可能傳輸高質量的視頻，這就需要在現有編碼模式下優化算法，提高編碼效率，提高壓縮比。在現有的無線傳輸環境下要想傳輸D1格式的全幀率視頻是很難達到的，即使勉強傳輸，在接收端收到的視頻也會出現丟幀、卡頓、失真等問題。解決抑制跳幀和連續跳幀的方法：一是I幀量化參數的選取，在控制I幀以及整個GOP的碼率，使其盡量減少跳幀；二是及時注意緩存區的狀態，避免其突然達到極度飽和的狀態，在緩存區達到極度飽和狀態前，有效地釋放緩存區空間，減少大量的連續跳幀出現；三是避免重要圖像被無選擇跳過，需要對跳幀有提前預判功能，在緩存區即將達到飽和之前，先跳過一些相對不重要的圖像，以使相對重要的圖像得以保留。另外，在現場指揮部端的視頻圖像重建質量同樣十分重要，而重建圖像的質量對傳輸差錯非常敏感，由此對圖像編碼提出了抗差錯的要求?？刹捎镁矸e和包交織編碼，將網絡中產生的突發差錯轉變為統計獨立的差錯。針對無線傳輸系統，將數據分為重要數據和非重要數據，在接收端檢測重要數據信息的差錯，并據此來控制發送端的重發機制，僅當重要數據丟包超過一定閾值時才要求發送端重發，減少數據重傳造成的網絡延時和網絡擁塞，保證重建圖像質量。

33D虛擬現實技術

應急突發事件綜合集成管理平臺以三維地圖為基礎，通過中間件產品，采集前端的RFID數據和監控視頻等信息，從數據、信令控制、媒體傳輸和終端應用層面對地鐵內部安防系統、通信傳輸系統和消防系統進行整合。再通過數據壓縮、模型抽象、數據隊列化、實體列表化等技術，實現地鐵中3D場景漫游、3D場景輪巡和設備標識等功能。將繁雜的數據表現為直觀的場景，同時通過人機接口，實現人與虛擬環境的直接交互。（1）數據壓縮技術。采用實時紋理壓縮算法，避免大場景對內存的過度消耗，越大的像素尺寸意味著文件也越大，并且會增加內存的消耗。在不犧牲紋理細節的情況下，盡可能地保持紋理尺寸最小，對所用紋理圖片進行壓縮，提高漫游過程中流暢性的同時，盡可能小地降低視覺效果。（2）模型抽象技術。將模型的關鍵信息進行抽象化，即保留模型的關鍵數據進行保存和操作，提高了人機交互過程中的便利度，同時在場景輪巡對于視角的定位可進行統一操作。（3）模型數據動態傳輸。對場景中模型數據進行動態更新，讓虛擬場景產生一種動態的漸變過程，可以更具體地顯示出場景中各處的變化。（4）數據隊列化。對模型關鍵數據進行隊列化操作。將模型中的數據按類型存儲到各自的隊列中，如模型坐標隊列、紋理隊列等，通過隊列化將模型數據上傳保存。（5）實體列表化。將虛擬場景中的實體進行列表存儲，在設備標識過程中，可以直接通過實體在列表中對應的位置進行查找操作，方便快捷。

結束語

該技術方案在天津地鐵二號線鼓樓站進行了為期2周總共超過1000次的連續測試，根據測試效果微調了RFID讀取器的安裝角度和發射功率。測試結果顯示，該系統已達到實戰應用的水平。天津市消防總隊隨后組織特勤3隊、4隊在地鐵二號線鼓樓站進行了實兵演習，演習取得了預期的效果。（本文作者：吳樵單位：天津市軌道交通消防支隊）