一种基于ECG算法和GIS模型的智慧城市救援系统的制作方法

一种基于ecg算法和gis模型的智慧城市救援系统
技术领域
1.本发明涉及智能城市辅助救援技术领域，具体为一种基于ecg算法和gis模型的智慧城市救援系统。


背景技术：

2.随着我国城市现代化发展不断推进，城市布局更加多元，城市规模不断扩大，人口基数增加，城市系统日益庞大复杂。信息化时代下为了有效提高城市管理智能化水平，实现城市可持续发展，不断加强城市紧急事件响应能力，对城市治安、医疗救援、消防救灾等环节中出现的各种突发状况需要做到准确定位、迅速响应、资源调配、控制维稳、妥善处置。传统的城市应急方案存在以下不足：一、信息化技术未完全普及，应急响应能力不足。传统公共救援模式需要当事人拨打110、120等紧急热线呼叫转移、人工询问、地点排查、安排响应等一系列过程完成应急救援，过程中大量时间延误，信息损耗缺失，地点由口头模糊描述难以精确定位，由此造成应急救援能力不足。
3.二、难以准确判断事件具体原委，甚至由于错误信息造成情况误判。传统模式大多依靠当事人口头描述事件经过，公共安全系统无法根据语言描述准确判断紧急事件具体信息甚至真伪，比如在紧急情况下人员因紧张等原因，造成事故未能准确及时处理；甚至有人员无故呼叫安全系统的情况，造成公共安全资源的浪费。
4.综上所述，城市智能化救援响应机制在现代化城市建设中显得尤为重要。智慧城市智能运行中心ioc(intelligent operations center)的定义是可监视并管理城市服务。它通过集中化的智能系统，提供了对日常城市运营的监管。机构和企业可以优化运营效率并改进规划。以ecg（ecg analysis algorithm）算法为基准的生命体征采集系统可以在ioc框架下对人员状况智能化作出危险等级评估，以帮助医护人员精准施救。ioc提供了跨机构的统一视图，能够对突发事件迅速做出响应。地理信息系统gis（geographic information system）是一种在计算机软、硬件系统支持下，对整个或部分空间中有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。本发明将综合上述技术的特点，提供一套城市智能化应急救援系统方案。


技术实现要素：

5.本发明的目的是：基于ecg算法的生命体征监控和gis模型的综合应用，结合ioc调度中心，在现有救援系统上进行升级，提供一套实现数据分析、资源共享、部门协调、迅速响应、精准定位、合理调配的智慧城市应急救援系统，用于城市管理中包括救灾、医疗、治安、消防、应急指挥等公共安全功能。
6.一种基于ecg算法和gis模型的智慧城市救援系统，包括分散设立于城市各个区域的信息采集终端，所述终端连接ioc智能应急控制中心，控制中心分别连接消防系统、医疗系统等公共安全系统，通过gis地理信息系统，ioc中心可查看各终端和机构的位置信息。
7.所述终端包括立柱呼叫装置和人脸识别设备、生命体征信息采集设备、火灾报警器等信息采集设备，其中生命体征采集设备由心电参数采集器、血压参数采集器、体温参数采集器等构成，进行心率、血压等基础数据采集。
8.通过ecg算法根据系统采集到的人员的心电参数、血压参数、体温参数等数据对人员健康情况进行危险度分级，根据不同的危险等级确定医疗救援的优先级，心电参数标记设为e(t)，血压参数标记设为b(t)，体温参数标记设为c(t)，人员生命体征等级为v(t)，其中e(t)、b(t)、c(t)为输入项，v(t)是输出项，输出项与输入项成正相关，即输出项v(t)值随输入项e(t)、b(t)、c(t)变化而变化，v(t)分为a、b、c、d四个等级，a为救援优先级最高第一等，b为优先级第二等，c为优先级第三等，d为优先级最低第四等。
9.所述人脸识别系统，并将视频监控等信息一并发送至ioc控制中心，由系统对接人员进行情况甄别，根据情况决定是否需要；当人员进行医疗求助时，人脸识别系统获取人员信息后，ioc将人员健康信息。
10.所述gis地理信息系统， ioc系统接收到该终端信号，通过gis接入的监控、语音和视频信息确定事件发生具体位置以及周围环境，确定距离此节点最近的消防、医疗等应急处理机构，ioc中心据此第一时间建立信息多方互通渠道，及时准确判断事件性质，减少信息误判，确定处理方式。
11.本发明ioc应急控制系统会根据求助人当前体征数据以及周围监控信息，将医疗救援情况下（如突然晕倒，周围人求助）的应急信号发送给最近医疗机构，将非医疗救援情况下的应急信号（如遇他人威胁等）发送给区域安保系统或者附近基层，以便于医疗急救人员或者治安人员根据不同情况快速进行应急处置，避免公共安全资源的浪费，实现市区内高效灵活应急救援。同时信息采集终端采集求助人员信息，如人像识别信息、心电参数信息等，中心将上述信息汇总后，通过gis地理信息系统实时定位，发送到距离求助人最近的医疗机构，医疗机构根据汇总的信息采取针对性的医疗救助行动。
附图说明
12.图1为应急控制系统流程示意图；图2为ecg生命体征指标算法示意图；图3为v(t)判断举例示意图；图4为应急控制中心服务器容灾机制示意图；图5为gis数据可视化示意图；图6为gis系统分层示意图。
具体实施方式
13.图1所示本发明的技术方案为：一种基于ecg算法和gis模型的智慧城市救援系统方案，该方案架构包括分散设立于城市各个区域的信息采集终端，所述终端连接ioc智能应急控制中心，控制中心分别连接消防系统、医疗系统等公共安全系统，通过gis地理信息系统，ioc中心可查看各终端和机构的位置信息。上述信息采集终端为本发明创新内容，该终端基于ecg算法，由心电参数采集器、血压参数采集器、体温参数采集器等构成，终端对接收到的信号通过ecg算法进行运算并得到不同的救援优先等级，以供ioc系统通过gis系统进
行分级分区域救援调度。
14.综上所述，该技术方案可以总体拆分为以下三个技术模块：一、ecg生命体征指标算法ecg（ecg analysis algorithm）算法主要参考hamilton, tompkins, w. j于1987年发表的文章《quantitative investigation of qrs detection rules using the mit/bih arrhythmia database》（利用麻省理工学院/波黑心律失常数据库定量研究qrs检测规则），如今许多心电图分析（ecg analysis）以及生命体征数据采集方法均以此文为理论参考。
15.在上述文章中，ecg算法基于mit/bih心律失常数据库(mit/bih arrhythmia database)的数据原型，由于mit/bih心律失常数据库是采集两导联ecg信号，受环境因素影响较小，很适合在本方案所述ioc系统中，城市不同环境下（如雨天环境、高温环境等）心电仪设备进行数据采集和解析，可以提供给医疗技术人员以算法测试得出的详细数据分析模型。上述导联ecg信号是通过电极探测部位间电活动，比如部位间产生的电向量，通过心电仪机器将其数字信号装换为波形信号。
16.上述心电参数采集器工作原理类似现有便携式心电仪，通过肢体导联包括标准双极导联（ⅰ、ⅱ和ⅲ）、加压导联（avr、avl和avf）、胸导联（v1~v6），上述双击导联中的“i”、
“ⅱ”
、
“ⅲ”
和加压导联的“avr”、“avl”、“avf”举例解释如下（设左臂电极电压为x，右臂电极电压为y，左腿电极电压为z，右腿电极电压为p）：双极导联中：ⅰ：x和y的电压差、ⅱ：z和y的电压差、ⅲ：z和x的电压差加压导联中：a：加压、v：电压、r：同y、l：同x、f：同z胸导联中：v1：胸右侧电压v2：胸左侧电压v3：锁骨处电压v4：v2和v3中间v5：v4同一水平处v6：v4同一水平处。
17.上述双极导联和加压导联构成心电图肢体导联，其通过测量左右臂、左右腿电极之间电压差的方式，计算出人员心率等信号，导联是通过电极探测部位间电活动（比如部位间产生的电向量），通过心电仪机器将其数字信号装换为波形信号。体温采集器原理同电子体温计，按下按钮测量体温；血压采集器原理同医疗用便携式血压计，通过空气加压，压迫上肢部分动脉，施加压力阻止局部动脉的波动，从而测量这一时期的血流压力过程（注：所述设备均由设备厂商提供，所述心电仪工作原理参考文章《临床常用12个导联》，本方案设计的ecg算法，全称为ecg-v(t)应急指标算法，在本文中简称为ecg算法，其运算模式与参考文章所述不同，为本方案创新内容。本方案所述ecg算法的心电参数标记设为e(t)，血压参数标记设为b(t)，体温参数标记设为c(t)，人员生命体征等级为v(t)，（注：以上参数标记命名规则均为对应英文缩写首字母）其中e(t)、b(t)、c(t)为输入项，v(t)是输出项，输出项与输入项成正相关，即输出项v(t)值随输入项e(t)、b(t)、c(t)变化而变化，v(t)分为a、b、c、d四个等级，a为救援优先级最高第一等，b为优先级第二等，c为优先级第三等，d为优先级最低第四等。如图2 为本方案 ecg生命体征指标算法示意图。
18.如图2所示，该ecg算法框架表现为阶梯运算模式（逐层依次计算），e(t)、b(t)、c(t)运算得出的值类型均为boolean类型（布尔类型，一种基本数据类型），值有true（是）和false（否）两种，该算法规则为从上到下、从左到右依次计算，如图2，该算法首先判断e(t)（心电参数）是否正常，其次判断b(t)（血压参数）是否正常，最后判断c(t)（体温参数）是否
正常，若正常（值为true）则向下判断，不正常（值为false）则向右判断，以此类推。
19.在本方案中算法界定的生命体征指标参数范围如下（标准参考自百度百科）：e(t)：55
ꢀ‑ꢀ
100（单位：次/分）b(t)：140/90
ꢀ‑ꢀ
90 /60（单位：mmhg，毫米汞柱计量单位）c(t)：36.0
ꢀ‑ꢀ
37.8 （单位：℃，摄氏度）终端采集到的参数超出上述范围（大于或小于）则判断为非正常。例如，人员通过终端采集到其心电参数e(t)正常（如心率平稳，e(t)在55-80次/分），血压参数b(t)不正常（如血压升高，b(t)超过140/90mmhg），体温参数c(t)不正常（如体温升高，体温38℃），根据ecg算法，该人员生命体征等级v(t)判断流程如图3所示：如图3所示，该算法判断人员救援等级v(t)=b，据上文所述b表示救援优先级第二等。本方案救援优先级a、b、c、d含义如下：a为救援优先级最高第一等，表示人员健康情况最危急，需要优先救援b为优先级第二等，优先级次于a，表示人员健康情况危急，需要救援c为优先级第三等，优先级次于b，表示人员健康情况较为危急，需要救援d为优先级最低第四等，优先级次于c，表示人员健康情况一般，需要根据其他信息判断是否需要救援，如ioc中心提供的现场音视频数据根据图2所示，救援优先级a、b、c、d的判断依据分别为：a：e(t)、b(t)、c(t)均不正常b：e(t)、b(t)、c(t)中有两项不正常c：e(t)、b(t)、c(t)中有一项不正常d：e(t)、b(t)、c(t)均正常本方案建议当e(t)不正常时，无论b(t)、c(t)是否正常，收到救援信号的医疗机构结合现场情况选择是否优先救援，若人员只是心率不平稳，无生命安全危险，则可以按照正常救援优先级进行救援；若根据ioc中心发送的音视频和生命体征信息表示该人员有晕倒等情况，有生命安全危险，则需要根据实际情况提升其救援优先等级。
20.当救援等级为d时，各指标均正常，表示人员目前无紧急生命危险，但是数据仍发送至医疗系统进行进一步判断，即此情况下系统只提供医疗建议和体征数据，医疗系统人员拥有最终决定权，根据人员实际情况作出最终危险等级评估。
21.此模式将人为判断和机器分析相结合以最大化减少决策误差，虽然是系统智能化管控但仍需要人为监督，避免因系统异常造成的数据偏差影响救援行动实施。
22.二、ioc高并发数据处理服务集群作为数据处理中心，ioc中心可部署多台虚拟化服务器（由服务器设备厂商提供），相应服务备于数台可网络互通的服务器主机，确保应用和数据备份。对于如今庞大复杂的现代化都市，ioc数据中心可能每天会处理数以万计甚至数以十万计的紧急求助信号，ioc数据模型可以实现化整为零的分布运算能力，各数据虚拟机负责对应数据处理，一台服务器故障不会影响其他服务器运行，同样一个模块故障也不会影响其他模块运行，如消防系统故障不会影响医疗系统正常运行。
23.要实现这一点，需要根据主从复制和哨兵机制原理搭建集群（非本方案创新内容，但是本方案系统容灾机制底层框架搭建需要沿用上述技术理论），例如一个模块内有多台
服务器同时运作，主服务器a提供数据读写功能，其他服务器（假设从服务器b和c）只从a服务器读取数据并进行复制，为应对城市内呼救多点多发数据量激增情况，以及各种可能发生的服务器崩溃问题，可设置一套哨兵机制，由多台哨兵服务器组成故障监控集群（若某台哨兵服务器故障，可由其他哨兵机发出信号并通过轮询算法选出代替哨兵服务器，轮询算法是一种服务器选择机制的底层算法，非本方案创新），当哨兵系统发现故障服务器后，将第一时间通知其模块b、c服务器选择其中之一代行主服务器a职责，以保障控制中心系统正常运行。如图4为应急控制中心服务器容灾机制示意图。
24.三、ioc+gis数据可视化ioc控制中心具有完整的应急指挥系统功能，结合gis地图系统，涵盖全市地理信息，根据街道状况和实时交通状况安排救援路线，配合监控系统随时调整救援行动。结合ht（hightopo，图扑软件）数据展板、bim（building information modeling，建筑信息模型）模型轻量化、三维视频融合等技术优势，在gis系统中对大量的交通数据流、城市道路规划数据、poi（point of information，信息点）数据等进行综合立体的可视化展示，使资源分配更为直观，快速定位救援机构，灵活动态规划并推进救援行动的实施。ioc应与医疗、消防等公共安全系统建立高速通信网络，结合gis技术保障链路畅通，各机构能够快速响应，调动资源应急处理、平息事态。如图5所示为gis数据可视化示意图。
25.gis地图拥有智能测距、优先匹配等图层功能，gis地图智能框选至信号节点方圆x公里范围（x为当前城市任意两个公共安全机构直线距离的二分之一，约等于某一公共安全机构覆盖半径，动态获取多个半径取最大值，以尽可能准确地搜索在区域网格内距离节点最近的机构），标出其范围内的医院、消防部门等。如图6为gis系统分层示意图。
26.四、ioc控制中心统一调配在遭遇重大安全事故时，ioc应急控制中心接收到现场数据后，通过监控系统、夜视显示屏、语音对话系统等，第一时间与事故现场人员进行沟通，实现信息双向互通，使中心能及时准确了解现场实时状况，了解事发经过，确定事件性质，监测事件进展，确定人员信息，根据具体情况制定相应的应急方案，并将指令及时发送到相关子系统，对资源进行合理调配，快速高效处理事件。在应急处理过程中，ioc中心处理的所有关键数据都应建立档案，作为事件整理、善后处理、定性划责、司法审理等直接证据资料来源。
27.该方案的主要特点有：1) 资源统一调配，控制中心统一调动指挥各公共安全机构，合理分配资源，避免因信息误差造成的指挥混乱，确保救援措施的合理性。
28.2) 快速响应机制，系统全天候保障信号畅通，从个人求助到紧急公共安全事件都做到实时信息交流，通过ioc集群技术保障数据交互的低延迟，提供高可用方案降低数据传输的不稳定性，使各系统及时对信号做出响应。
29.3) 全方位信息管控，传统的依靠电话报警方式，信息准确性会因为语言描述的误差而大大降低，并且可能因为误报警造成各系统之间调度混乱的情况，ioc结合gis立体获取现场数据，掌握第一手资料，及时制定应对策略。
30.4) 提高决策效率，技术有限情况下遇到突发情况时，决策者需要强大的临场应变能力，所有情况都需要人为判断，但是很难保证不出现决策判断失误；智能中心提供高效的应急响应方案，快速将事件发生地周边资源调配到位，最终控制权仍交于人，中心只是在授
权下自行履行依照程序设定的资源分配，帮助人分担部分资源统筹，人根据中心提供的数据进行高效决策，精准施策，灵活应变突发状况。
31.具体案例说明如下：ioc智能应急控制系统主要由ioc运行中心、城市各处信息采集终端和各公共安全子系统构成，其中ioc中心至少为一个单体机构，也可以根据城市规模扩增为一个指挥系统的集合。ioc中心拥有中央指挥大厅、各模块数据对接区、服务器集群等区域，各区域都需要设立紧急状态下的容灾备用机制，即上文所述服务集群机制。若将城市系统比作人的身体，ioc是智慧城市中枢神经系统大脑，城市各处信息采集终端便是重要神经元，公共机构则是人体免疫机制。信息采集终端分散设立于市主要公共区域如街道旁、小区内、商业中心等，应置于位置明显处，装置标志明显易于识别。信息采集终端均应设置于gis地图可标识区域，配备人脸识别、音视频处理、生命体征、火灾监测等标准信息采集装置，配备简易医疗包和简易灭火器等基础应急装备。装置明显处安装有紧急报警按钮，按下后即可操作上述采集装置进行紧急求助，根据语音提示或接通的ioc调度人员指示进行操作，发送对应求助信号。
32.求助人按下装置按钮后，信息采集装置的人脸识别装置扫描附近人面部信息，可能获取到多个面部信息，如治安事件中可能包括求助人和危险人员，并将信息发送至ioc控制中心；系统管理所有本市登记的公民身份信息，包括人脸图像信息；ioc有独立模块接收人像信息，并与对接的系统人口信息库记录的面部肖像数据智能匹配以获取该求助人具体信息。
33.在上述步骤2中ioc接收到求助信号后，若系统同时接收到生命体征信息后，ioc自动将步骤2中通过面部识别获取的人员医疗信息，病史、医疗记录、用药史等，提交给医疗系统，以供医护人员做针对性准备。生命体征信息采集系统主要采集装置有心电参数采集器、体温参数采集器和血压参数采集器。上述仪器需要ioc中心与设备厂商共同研发，底层逻辑为上文所述ecg算法，以实现本方案的生命体征分级功能。
34.上述心电参数采集器工作原理类似现有便携式心电仪，通过上文中所述双极导联和加压导联构成心电图肢体导联，测量左右臂、左右腿电极之间电压差的方式，计算出人员心率等信号，导联是通过电极探测部位间电活动，通过心电仪机器将其数字信号装换为波形信号，以此作为ecg心电参数信号。
35.体温采集器原理同电子体温计，按下按钮测量体温；血压采集器原理同医疗用便携式血压计，通过空气加压，压迫上肢部分动脉，施加压力阻止局部动脉的波动，从而测量这一时期的血流压力过程。终端将上述采集到的数据通过ecg算法进行分级，发送至ioc中心。视频监控系统会实时记录求助人周围信息。视频监控系统由单一或数个监控阵列组成，监控阵列内的摄像头装置安装于终端高处，增大监控视野广度。语音系统和显示屏构成主通讯装置，按下通话按钮后便可请求与ioc调度人员视频通话；在夜间可开启夜视显示功能，以便于控制中心人员观察求助人周围情况。监控和语音视频等数据直接传入ioc对应模块，求助人可以直接与中心工作人员沟通，减少信息延误。
36.在上述步骤外，若发生火情，终端会启动消防监控系统并向ioc中心发送火情警报。消防监控系统主要由烟雾传感器阵列、温敏传感器阵列和步骤4所述监控系统构成，烟雾传感器阵列采用光电感应器件，原理是根据起火时产生的烟雾改变光的传播特性进行检
测，温敏传感器利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为可用输出信号。当发生火灾时，烟雾传感器和温敏传感器发出警报，将异常数据和视频监控数据发送至ioc对接模块，ioc系统通过gis地理系统智能化选定最近消防机构，发送火情警报。
37.ioc系统会对上述不同数据信号进行分类汇总，统一调度。当ioc系统接收到某节点呼救信号后，gis地图智能框选至信号节点方圆x公里范围（x为当前城市任意两个公共安全机构直线距离的二分之一，约等于某一公共安全机构覆盖半径，动态获取多个半径取最大值，以尽可能准确地搜索在区域网格内距离节点最近的机构），标出其范围内的医院、消防部门等，调度员可以根据接收的求助信号手动选择地图上的安全机构并发送相关数据，紧急情况下也可设置由ioc系统智能将接收到的不同求助数据发送给gis地图上的最近公共安全机构。
38.如果ioc系统同时接收到了人员生命体征数据，则表明需要调动附近医疗资源，此时系统会将人员过往病史、医疗记录等信息发送至附近医疗机构，医护人员可在前往施救地点前根据其病史或医疗记录进行医疗准备，如人员血型信息，是否对某些药物过敏，如果有病史或医疗记录是否需要提前准备相关药物等，采取针对性的医疗急救措施，避免对待救援人员因信息不足造成救助不及时甚至二次伤害。
39.在应急处理过程中，ioc系统提供完整的事件信息记录，监控系统全程跟踪现场信息，所有采集到的数据进行归档备案，系统保障人员的个人信息不被泄露，治安事件涉事人员个人信息登记造册，各响应系统对现场处理时的其他信息补充发送至ioc数据中心归档。ioc建立专门的事件档案部门，作为事件后续定性、司法审理、善后处理、责任归属的直接证据来源。
40.按钮呼叫装置为各通讯器材厂商提供的立柱呼叫设备（如科鹰 sos系列一键式紧急求助报警立柱http://www.ht110.com/show-67-77-1.html等，注：本方案涉及的所有设备厂商均只作为举例说明），其设备要求为：放置于城市各处明显地段（如街道、小区、商业中心等）以便呼救人识别，且附近有监控设备（设备由厂商提供，例如慧翼科技http://www.huiyikj.com），设备类型可为柱体，按钮位于装置明显位置，离地面1.5米误差不超过0.2米。呼救人按下呼叫设备按钮后可与ioc中心调度人员进行通讯。
41.人脸识别设备厂商定制提供（例如旷视科技https://www.megvii.com/等），所述设备包含人脸识别屏幕，呼救人按下人脸识别装置启动按钮后，将人脸靠近屏幕，设备便可获取该人员信息；人脸识别系统连接人口信息库，由系统对接，身份信息包括人像信息提前录入。所述人脸识别系统，当遇到紧急治安问题如发现危险人物跟踪、武力威胁等情况，报警人按下按钮，终端扫描附近人物信息，并将视频监控等信息一并发送至ioc控制中心，由系统对接人员进行情况甄别，根据情况决定是否需要出警。同理，当人员进行医疗求助时，人脸识别系统获取人员信息后，ioc将人员健康信息，如病史、医疗记录等，发送至医疗系统，例如患者有心脏病史，医疗人员可提前准备速效救心丸等药物，根据不同人员病史信息采取针对性救助准备，在一定程度上节省医疗诊断时间，避免因不了解求助人病史信息而造成的医疗事故。根据权利要求1所述的ioc智能应急控制中心，ioc中心至少为一个单体机构，也可以根据城市规模扩增为一个指挥系统的集合。ioc中心拥有中央指挥大厅、各模块数据对接区、服务器集群等区域（ioc中心建设模型可参考专利文章《一种ioc指挥中心系统》，申请号：cn202111510215.4）。
42.所述的gis地理信息系统，其运行逻辑为当操作人按下上述呼叫按钮后，ioc系统接收到该终端信号，通过gis接入的监控、语音和视频信息确定事件发生具体位置以及周围环境，确定距离此节点最近的消防、医疗等应急处理机构，ioc中心据此第一时间建立信息多方互通渠道，及时准确判断事件性质，减少信息误判，确定处理方式。所述终端和设备均应接入gis系统，所述gis系统是基于计算机科学的地理信息系统，在本案例中需要结合ioc中心配套搭建，其建设思路可参考专利文章《具有交互式3d界面的集成gis系统》（申请号：cn201180011623.3）。本方案与上述引用专利不同点在于，本方案为gis系统和ioc中心综合应用，具体结合方式详见本发明技术方案。
43.所述应急救援系统定位机制，智能运行中心控制系统是将信息汇总通过gis发送至附近公共安全机构，系统本身提供关键信息数据并将数据进行分类，对接人员需要由接收到的对应信息根据具体情况进行筛选甄别，调动安全资源进行紧急处理，快速应急响应。火灾报警器主要由烟雾传感器阵列、温敏传感器阵列构成，烟雾传感器阵列采用光电感应器件，原理是根据起火时产生的烟雾改变光的传播特性进行检测，温敏传感器利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为可用输出信号。本方案所述火灾报警器可由设备厂商提供（例如慧感光电科技http://www.huigangd.com/list-36.html）。所述的智慧城市应急响应机制，其特征为应急处理过程中，控制中心可建立完整的事件记录档案，作为事件分析、性质归类、责任划分的明确资料，同时也是案件处理的重要证据来源。
44.一种基于ecg算法（electrocardiogram analysis algorithm，心电图分析算法）和gis（geographic information system，地理信息系统）模型的智慧城市救援系统方案，本方案主要由智慧城市智能运行中心ioc(intelligentoperations center)的应急控制系统实现，应急控制系统包括设立于城市各处的按钮呼叫装置和配套的信息采集终端，终端包括人脸识别装置、音视频采集装置、火灾报警器、生命体征心电参数采集装置等，所述按钮和终端连接ioc应急指挥中心，指挥中心分别对接消防部门、卫生部门等公共安全机构。
45.对于上文所述的按钮呼叫装置，目前城市中已存在一种立柱呼叫装置，在该装置离地1米至1.5米处有一按钮，市民通过按下该装置按钮向对接的医疗系统发送求助信号。本方案在此基础上进行创新，引入上文所述的信息采集终端，该终端连接ioc应急指挥中心，由中心通过gis系统实时定位将数据发送到最近的医疗等机构。例如，当市民需要紧急求助时，如突感身体不适需要医疗救助，可以按下上述按钮呼叫ioc应急指挥中心（以下简称ioc中心），中心工作人员接收到呼叫信号后，通过音视频设备与求助人员进行沟通，同时信息采集终端采集求助人员信息，如人像识别信息、心电参数信息等，中心将上述信息汇总后，通过gis地理信息系统实时定位，发送到距离求助人最近的医疗机构，医疗机构根据汇总的信息采取针对性的医疗救助行动。
46.所述信息采集终端的生命体征采集系统为该方案主要创新点，其系统底层主要基于ecg算法，该算法根据人员心电参数、血压参数、体温参数等数据对人员健康情况进行危险度分级，根据不同的危险等级确定医疗救援的优先级。例如，人员张三和李四（在本案例中为虚构人物，只为举例说明）在某医疗机构所属区域内的两处不同呼叫终端发起求助请求，中心工作人员通过视频及语音信息无法准确判断两人的健康状况，此时生命体征系统会采集人员心率、血压等部分基础数据，假设张三只是酒后呕吐，系统检测其心率、血压等数据均正常，根据ecg算法系统会将张三的健康情况设为普通等级（非危险情况），而假设李
四是急性心脏病，且有心脏病史，系统检测到其心率等数据异常，会将李四的健康情况设为危险等级。此时ioc中心接收到分级数据后，结合现场音视频等信息，通知医疗机构优先派遣救护车对李四实施救援，之后对张三进行进一步健康检查（此为医疗资源短缺时的合理措施）。生命体征采集系统具体工作原理和ecg算法原理将在下文中详细阐述。
47.ioc应急控制系统会根据求助人当前体征数据以及周围监控信息，将医疗救援情况下（如突然晕倒，周围人求助）的应急信号发送给最近医疗机构，将非医疗救援情况下的应急信号（如遇他人威胁等）发送给区域安保系统或者附近基层系统，以便于医疗急救人员或者治安人员根据不同情况快速进行应急处置，避免公共安全资源的浪费，实现市区内高效灵活应急救援。

技术特征：
1.一种基于ecg算法和gis模型的智慧城市救援系统，其特征在于包括分散设立于城市各个区域的信息采集终端，所述终端连接ioc智能应急控制中心，控制中心分别连接消防系统、医疗系统等公共安全系统，通过gis地理信息系统，ioc中心可查看各终端和机构的位置信息。2.根据权利要求1所述的一种基于ecg算法和gis模型的智慧城市救援系统，其特征在于所述终端包括立柱呼叫装置和人脸识别设备、生命体征信息采集设备、火灾报警器等信息采集设备，其中生命体征采集设备由心电参数采集器、血压参数采集器、体温参数采集器等构成，进行心率、血压等基础数据采集。3.根据权利要求1所述的一种基于ecg算法和gis模型的智慧城市救援系统，其特征在于通过ecg算法根据系统采集到的人员的心电参数、血压参数、体温参数等数据对人员健康情况进行危险度分级，根据不同的危险等级确定医疗救援的优先级，心电参数标记设为e(t)，血压参数标记设为b(t)，体温参数标记设为c(t)，人员生命体征等级为v(t)，其中e(t)、b(t)、c(t)为输入项，v(t)是输出项，输出项与输入项成正相关，即输出项v(t)值随输入项e(t)、b(t)、c(t)变化而变化，v(t)分为a、b、c、d四个等级，a为救援优先级最高第一等，b为优先级第二等，c为优先级第三等，d为优先级最低第四等。4.根据权利要求1所述的一种基于ecg算法和gis模型的智慧城市救援系统，其特征在于所述人脸识别系统，并将视频监控等信息一并发送至ioc控制中心，由系统对接人员进行情况甄别，根据情况决定是否需要；当人员进行医疗求助时，人脸识别系统获取人员信息后，ioc将人员健康信息。5.根据权利要求1所述的一种基于ecg算法和gis模型的智慧城市救援系统，其特征在于所述gis地理信息系统， ioc系统接收到该终端信号，通过gis接入的监控、语音和视频信息确定事件发生具体位置以及周围环境，确定距离此节点最近的消防、医疗等应急处理机构，ioc中心据此第一时间建立信息多方互通渠道，及时准确判断事件性质，减少信息误判，确定处理方式。

技术总结
本发明涉及智能城市辅助救援技术领域，具体为一种基于ECG算法和GIS模型的智慧城市救援系统。包括分散设立于城市各个区域的信息采集终端，所述终端连接IOC智能应急控制中心，控制中心分别连接消防系统、医疗系统等公共安全系统，通过GIS地理信息系统，IOC中心可查看各终端和机构的位置信息。本发明IOC应急控制系统会根据求助人当前体征数据以及周围监控信息，将医疗救援情况下的应急信号发送给最近医疗机构，将非医疗救援情况下的应急信号发送给区域安保系统或者附近基层系统，以便于医疗急救人员或者治安人员根据不同情况快速进行应急处置，避免公共安全资源的浪费，实现市区内高效灵活应急救援。高效灵活应急救援。


技术研发人员：魏宗翰 吴永翔
受保护的技术使用者：中电万维信息技术有限责任公司
技术研发日：2022.10.16
技术公布日：2023/7/22