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[收稿日期] 2009-02-08
[基金项目]上海市高校科技创新项目(08A315)。
[作者简介]贾铁军(1957-),男,辽宁人,上海电机学院电子信息学院副院长,教授、硕士生导师,主要研究方向:人工智能及网络安全。
[摘 要] 世界各国都非常重视应急体系建设和应急管理工作,无线蓝牙网络技术的发展与应用不仅使校园的信息化办公、多媒体教学和校园管理更加快捷方便,同时也提高了安全应急管理“准确快速反应”能力。本文提出一项基于无线蓝牙技术与智能决策支持系统结合的新技术和新应用实现方法,对于校园信息化建设和应急管理具有重要现实意义。
[关键词] 蓝牙技术;校园应急处理;IDSS;实现方法
doi:10.3969/j.issn.1673-0194.2009.18.028
[中图分类号] TP18
[文献标识码] A
[文章编号] 1673-0194(2009)18-0090-03
1引 言
无线蓝牙技术利用高速跳频(FH,Frequency Hopping)和时分多址(TDMA,Time Divesion Muli-access)等先进技术,将多台各种数字化设备网状链接成无线网络系统。蓝牙技术是网络中各种外设接口的统一桥梁,利用蓝牙网络技术和数据库技术,可以实现信息化办公、多媒体教学、校园管理和应急处理等功能[1] 。它以一种无线数据与语音通信的开放性全球规范移动技术和标准,使不同的无线移动通信设备,在近距离范围内进行互用和互操作,实现快速高效的通信、数据共享、Internet接入、无线免提、同步资料、影像传输等功能。
决策支持系统(DSS,Decision Support System)是以计算机技术、仿真技术和信息技术为手段,解决非结构化决策问题的人机系统。智能决策支持系统( IDSS,Intelligence Decision Supporting System)是人工智能(AI,Artificial Intelligence) 和DSS相结合,利用专家系统(ES,Expert System)逻辑推理来帮助解决复杂决策问题的辅助决策系统。由于IDSS能充分利用人类的各种知识,因此,在对决策问题的输入、机器描述、决策过程的推理、问题求解与输出等方面都有创新之处,特别适合“准确快速”地处理校园应急管理问题[2] 。
校园突发事件及各种预案种类繁多,情况复杂多变,因此,必须建立并应用新型的“校园应急处理IDSS”,以提高“准确快速反应”能力。基于无线蓝牙技术与智能决策支持系统结合的新技术和新应用实现方法,对于校园信息化建设和应急管理具有重要现实意义。
2 基于无线蓝牙技术的校园应急IDSS的功能结构
2.1无线蓝牙系统的功能结构
无线蓝牙技术的主要特点是:具有很强的移植性,可应用于多种通信系统,引入身份识别技术后可以灵活实现漫游;以无线接口代替有线电缆,可以随时异地连接;功耗低辐射小;集成电路应用简单,成本低易实现。蓝牙系统可分为4 个功能模块: 无线射频模块、链路控制单元、链路管理单元和软件功能单元 [3] 。
无线蓝牙射频模块。蓝牙系统采用二进制GFSK工作方式和TDD时分双工方式。蓝牙无线发射机以FM调制方式,降低设备复杂性,其有效通信范围可达上百米。
链路控制(硬件)单元。蓝牙的链路控制硬件单元包括3个集成器件:连接控制器、基带处理器和射频传输/接收器,并使用单独调谐件。由基带链路控制器处理基带协议和其他一些低层常规协议。蓝牙基带协议是电路交换与分组交换的结合,以时分双工实现全双工传输[5] 。
链路管理(软件)单元。LMP (链路管理器协议) 用于对链路的设置和控制。链路管理(LM)软件模块携带链路的数据设置、鉴权、链路硬件配置等协议。LM能够发现其他远端LM并通过LMP进行通信。LM的服务包括: 接收和发送数据、设备号请求、链路地址查询、建立连接、鉴权、协商并建立连接方式、确定分组的帧类型、设置监听方式、设置保持方式等。
软件功能单元。蓝牙的通讯协议为层次结构,其底层为各类应用,高层则因其具体应用不同而有所不同,主要分为计算机背景和非计算机背景两种方式,前者通过主机控制接口HCI实现高低层连接,后者则不需要HCI。层次结构使其设备具有最大的通用性和灵活性。
当蓝牙设备进行点对点和一对多点通信时,系统以特定方式组成一个微微网(Piconet)。微微网由主设备和从设备构成。蓝牙设备在主从网络和分散式网络中,既可作主设备又可作从设备,还可同时为主设备或从设备。蓝牙设备无基站,不同的微微网之间的跳频各自独立、互相连接,构成更大范围的散射网络,从而实现数据传输[3] (如图1所示)。
2.2 校园应急处理IDSS的功能结构
建立“校园应急处理IDSS”的主要目的是实现突发事件信息的采集、传输、存储、处理、分析、预案确定及启动全过程的信息化、智能化和网络化。促进校园突发事件以最佳方式“又好又快”地得到处理,确保师生员工生命安全、社会和学校的稳定与和谐。
“校园应急处理IDSS”充分利用现代智能技术、网络技术和多媒体技术,以资源数据库、方法库和知识库为基础,以地理信息系统、数据分析系统、信息表示系统为手段,实现对突发事件数据的收集、分析、应急指挥的辅助决策、应急资源的组织、协调和管理控制等指挥功能。该系统在面对突发事件时,能够为指挥者和相关人员提供各种通讯和信息服务,提供决策依据、分析手段、指挥命令实施部署和监督方法,能及时、有效地调集各种资源,实施灾情控制和医疗救治工作,减轻突发事件对师生安全造成威胁,用最有效的控制手段和较小的资源投入,将损失控制在最小范围内[2,4] 。
“校园应急处理IDSS”主要包括8个功能模块:提供监控及智能预警子系统、校园突发事件应对处理预案子系统、突发事件分析及事态预测子系统、以往处理对策和最佳措施子系统、管理对策的有关政策及人事物安排子系统、智能提供地理信息等各种数据资源子系统、通讯援助与调度信息子系统、事后处理方案子系统等。
3 基于无线蓝牙技术的校园应急IDSS的实现
3.1 无线蓝牙的数据传输
由于校园危急事件具有突发性、危害性、信息不对称性和事态发展不确定性等特点,使得校园危急事件的现场管理具有很大难度。图像信息是一种非常重要的信息载体,具有直观精练、内容丰富、简单实用等其他诸如文字、音频、视频等信息无法比拟的优势。基于无线蓝牙技术的校园应急处理IDSS,利用通讯援助与调度信息子系统,并将多媒体数据库SQL Server 2008等新技术与蓝牙无线传输技术结合,可以快速存储、查询和传送各种急需的图像信息,实现对特定人群更好更快地获取安全信息。其中的数据库主要由3类数据组成,即基础信息数据、安全信息数据、地理信息数据,利用这3类数据可以分别建立相应的数据库[2,5] 。
3.2 蓝牙技术与校园应急处理IDSS的结合
基于无线蓝牙技术的校园应急处理IDSS的建立,主要通过建立“监测、预警、应急”一体化的智能应急决策方案,构建一套快速的监测系统;结合蓝牙等网络技术,以多样化、可扩展的信息渠道提供应急处理信息资源;基于数据仓库和数据挖掘技术,创建相关行业的数据分析和预警模型,实现智能监测与预警联动;融合智能技术和数据库技术,实现各种业务数据的显示界面集成;以业界主流和开放的技术标准和设计模式,提供开放的、平台级的应用编程接口和管理工具,以满足用户快速拓展、实施和维护系统。在传统3库DSS的基础上增设知识库与推理机,并在人机对话子系统加入自然语言处理系统,再插入问题处理系统构成IDSS结构[6] ,如图2所示。
在此基础上,将蓝牙技术与校园应急处理IDSS的结合,构建成完整的“基于蓝牙技术的校园应急处理IDSS”,如图3所示。
利用新系统,可以借鉴发生过的校园危急事件提前制定相应的预案,并制作好相关信息、电子导向图、语音提示以及视频帮助信息等。一旦紧急事件发生,即可借助蓝牙无线传输技术将这些重要的信息数据传递到受困者手机上,使其以最佳方式快速脱离险境。
4结语
“基于蓝牙技术的校园应急处理IDSS”的特点可总结为“六化”,即研发新型化、技术智能化、机制创新化、应用现代化、应急管理科学化、实现方法创新化,并体现了“六新”,即新技术、新机制、新模式、新结构、新方法、新应用。其创新之处还包括:创建分布式可逐级监测与处理突发事件信息网络,实现对突发事件的评估与智能预警;利用视频设备、通讯系统、数据库系统、地理信息系统等,为领导和专家及时提供屏幕显示和信息服务(含现场变化情况),并提供各种智能化辅助决策信息;创建具有实时监测、科学预测、及时有效发布和动态反馈评估等功能的系统,实现对突发事件应急处理的智能决策支持;系统对应急资源科学调度,保证对特定突发事件应急处理所需资源的配置;及时发布救助、善后处理工作信息和建议预案;通过现场实时跟踪与处理信息,对重大事故处理的新闻发布和报告等。
主要参考文献
[1] 高佳.蓝牙技术在高等学校多媒体教学中的应用[J].高校理科研究,2008(3):81-83.
[2] 贾铁军,王坚.校园社区应急处理IDSS的分析与设计[J].上海电机学院学报,2008,11(1):40-43.
[3] 梅龙宝,焦立.基于Bluetooth的网络教育应用[J].现代远距离教育,2007(4):68-70.
[4] 董振寿.高校建设平安校园的对策思考[J].集美大学学报,2008,11(3):116-120.
[5] 徐小涛,熊华,等.蓝牙技术标准的最新发展[J].标准与规范,2008(9):44-47.
[6] 中国科学院计算技术研究所智能计算机科学开放实验室智能决策系统开发平台IDSDP研究[J].计算机研究与发展,2006(8):2-6.
[基金项目]上海市高校科技创新项目(08A315)。
[作者简介]贾铁军(1957-),男,辽宁人,上海电机学院电子信息学院副院长,教授、硕士生导师,主要研究方向:人工智能及网络安全。
[摘 要] 世界各国都非常重视应急体系建设和应急管理工作,无线蓝牙网络技术的发展与应用不仅使校园的信息化办公、多媒体教学和校园管理更加快捷方便,同时也提高了安全应急管理“准确快速反应”能力。本文提出一项基于无线蓝牙技术与智能决策支持系统结合的新技术和新应用实现方法,对于校园信息化建设和应急管理具有重要现实意义。
[关键词] 蓝牙技术;校园应急处理;IDSS;实现方法
doi:10.3969/j.issn.1673-0194.2009.18.028
[中图分类号] TP18
[文献标识码] A
[文章编号] 1673-0194(2009)18-0090-03
1引 言
无线蓝牙技术利用高速跳频(FH,Frequency Hopping)和时分多址(TDMA,Time Divesion Muli-access)等先进技术,将多台各种数字化设备网状链接成无线网络系统。蓝牙技术是网络中各种外设接口的统一桥梁,利用蓝牙网络技术和数据库技术,可以实现信息化办公、多媒体教学、校园管理和应急处理等功能[1] 。它以一种无线数据与语音通信的开放性全球规范移动技术和标准,使不同的无线移动通信设备,在近距离范围内进行互用和互操作,实现快速高效的通信、数据共享、Internet接入、无线免提、同步资料、影像传输等功能。
决策支持系统(DSS,Decision Support System)是以计算机技术、仿真技术和信息技术为手段,解决非结构化决策问题的人机系统。智能决策支持系统( IDSS,Intelligence Decision Supporting System)是人工智能(AI,Artificial Intelligence) 和DSS相结合,利用专家系统(ES,Expert System)逻辑推理来帮助解决复杂决策问题的辅助决策系统。由于IDSS能充分利用人类的各种知识,因此,在对决策问题的输入、机器描述、决策过程的推理、问题求解与输出等方面都有创新之处,特别适合“准确快速”地处理校园应急管理问题[2] 。
校园突发事件及各种预案种类繁多,情况复杂多变,因此,必须建立并应用新型的“校园应急处理IDSS”,以提高“准确快速反应”能力。基于无线蓝牙技术与智能决策支持系统结合的新技术和新应用实现方法,对于校园信息化建设和应急管理具有重要现实意义。
2 基于无线蓝牙技术的校园应急IDSS的功能结构
2.1无线蓝牙系统的功能结构
无线蓝牙技术的主要特点是:具有很强的移植性,可应用于多种通信系统,引入身份识别技术后可以灵活实现漫游;以无线接口代替有线电缆,可以随时异地连接;功耗低辐射小;集成电路应用简单,成本低易实现。蓝牙系统可分为4 个功能模块: 无线射频模块、链路控制单元、链路管理单元和软件功能单元 [3] 。
无线蓝牙射频模块。蓝牙系统采用二进制GFSK工作方式和TDD时分双工方式。蓝牙无线发射机以FM调制方式,降低设备复杂性,其有效通信范围可达上百米。
链路控制(硬件)单元。蓝牙的链路控制硬件单元包括3个集成器件:连接控制器、基带处理器和射频传输/接收器,并使用单独调谐件。由基带链路控制器处理基带协议和其他一些低层常规协议。蓝牙基带协议是电路交换与分组交换的结合,以时分双工实现全双工传输[5] 。
链路管理(软件)单元。LMP (链路管理器协议) 用于对链路的设置和控制。链路管理(LM)软件模块携带链路的数据设置、鉴权、链路硬件配置等协议。LM能够发现其他远端LM并通过LMP进行通信。LM的服务包括: 接收和发送数据、设备号请求、链路地址查询、建立连接、鉴权、协商并建立连接方式、确定分组的帧类型、设置监听方式、设置保持方式等。
软件功能单元。蓝牙的通讯协议为层次结构,其底层为各类应用,高层则因其具体应用不同而有所不同,主要分为计算机背景和非计算机背景两种方式,前者通过主机控制接口HCI实现高低层连接,后者则不需要HCI。层次结构使其设备具有最大的通用性和灵活性。
当蓝牙设备进行点对点和一对多点通信时,系统以特定方式组成一个微微网(Piconet)。微微网由主设备和从设备构成。蓝牙设备在主从网络和分散式网络中,既可作主设备又可作从设备,还可同时为主设备或从设备。蓝牙设备无基站,不同的微微网之间的跳频各自独立、互相连接,构成更大范围的散射网络,从而实现数据传输[3] (如图1所示)。
2.2 校园应急处理IDSS的功能结构
建立“校园应急处理IDSS”的主要目的是实现突发事件信息的采集、传输、存储、处理、分析、预案确定及启动全过程的信息化、智能化和网络化。促进校园突发事件以最佳方式“又好又快”地得到处理,确保师生员工生命安全、社会和学校的稳定与和谐。
“校园应急处理IDSS”充分利用现代智能技术、网络技术和多媒体技术,以资源数据库、方法库和知识库为基础,以地理信息系统、数据分析系统、信息表示系统为手段,实现对突发事件数据的收集、分析、应急指挥的辅助决策、应急资源的组织、协调和管理控制等指挥功能。该系统在面对突发事件时,能够为指挥者和相关人员提供各种通讯和信息服务,提供决策依据、分析手段、指挥命令实施部署和监督方法,能及时、有效地调集各种资源,实施灾情控制和医疗救治工作,减轻突发事件对师生安全造成威胁,用最有效的控制手段和较小的资源投入,将损失控制在最小范围内[2,4] 。
“校园应急处理IDSS”主要包括8个功能模块:提供监控及智能预警子系统、校园突发事件应对处理预案子系统、突发事件分析及事态预测子系统、以往处理对策和最佳措施子系统、管理对策的有关政策及人事物安排子系统、智能提供地理信息等各种数据资源子系统、通讯援助与调度信息子系统、事后处理方案子系统等。
3 基于无线蓝牙技术的校园应急IDSS的实现
3.1 无线蓝牙的数据传输
由于校园危急事件具有突发性、危害性、信息不对称性和事态发展不确定性等特点,使得校园危急事件的现场管理具有很大难度。图像信息是一种非常重要的信息载体,具有直观精练、内容丰富、简单实用等其他诸如文字、音频、视频等信息无法比拟的优势。基于无线蓝牙技术的校园应急处理IDSS,利用通讯援助与调度信息子系统,并将多媒体数据库SQL Server 2008等新技术与蓝牙无线传输技术结合,可以快速存储、查询和传送各种急需的图像信息,实现对特定人群更好更快地获取安全信息。其中的数据库主要由3类数据组成,即基础信息数据、安全信息数据、地理信息数据,利用这3类数据可以分别建立相应的数据库[2,5] 。
3.2 蓝牙技术与校园应急处理IDSS的结合
基于无线蓝牙技术的校园应急处理IDSS的建立,主要通过建立“监测、预警、应急”一体化的智能应急决策方案,构建一套快速的监测系统;结合蓝牙等网络技术,以多样化、可扩展的信息渠道提供应急处理信息资源;基于数据仓库和数据挖掘技术,创建相关行业的数据分析和预警模型,实现智能监测与预警联动;融合智能技术和数据库技术,实现各种业务数据的显示界面集成;以业界主流和开放的技术标准和设计模式,提供开放的、平台级的应用编程接口和管理工具,以满足用户快速拓展、实施和维护系统。在传统3库DSS的基础上增设知识库与推理机,并在人机对话子系统加入自然语言处理系统,再插入问题处理系统构成IDSS结构[6] ,如图2所示。
在此基础上,将蓝牙技术与校园应急处理IDSS的结合,构建成完整的“基于蓝牙技术的校园应急处理IDSS”,如图3所示。
利用新系统,可以借鉴发生过的校园危急事件提前制定相应的预案,并制作好相关信息、电子导向图、语音提示以及视频帮助信息等。一旦紧急事件发生,即可借助蓝牙无线传输技术将这些重要的信息数据传递到受困者手机上,使其以最佳方式快速脱离险境。
4结语
“基于蓝牙技术的校园应急处理IDSS”的特点可总结为“六化”,即研发新型化、技术智能化、机制创新化、应用现代化、应急管理科学化、实现方法创新化,并体现了“六新”,即新技术、新机制、新模式、新结构、新方法、新应用。其创新之处还包括:创建分布式可逐级监测与处理突发事件信息网络,实现对突发事件的评估与智能预警;利用视频设备、通讯系统、数据库系统、地理信息系统等,为领导和专家及时提供屏幕显示和信息服务(含现场变化情况),并提供各种智能化辅助决策信息;创建具有实时监测、科学预测、及时有效发布和动态反馈评估等功能的系统,实现对突发事件应急处理的智能决策支持;系统对应急资源科学调度,保证对特定突发事件应急处理所需资源的配置;及时发布救助、善后处理工作信息和建议预案;通过现场实时跟踪与处理信息,对重大事故处理的新闻发布和报告等。
主要参考文献
[1] 高佳.蓝牙技术在高等学校多媒体教学中的应用[J].高校理科研究,2008(3):81-83.
[2] 贾铁军,王坚.校园社区应急处理IDSS的分析与设计[J].上海电机学院学报,2008,11(1):40-43.
[3] 梅龙宝,焦立.基于Bluetooth的网络教育应用[J].现代远距离教育,2007(4):68-70.
[4] 董振寿.高校建设平安校园的对策思考[J].集美大学学报,2008,11(3):116-120.
[5] 徐小涛,熊华,等.蓝牙技术标准的最新发展[J].标准与规范,2008(9):44-47.
[6] 中国科学院计算技术研究所智能计算机科学开放实验室智能决策系统开发平台IDSDP研究[J].计算机研究与发展,2006(8):2-6.