賈鐵軍　孔祥昆　袁敏捷

[收稿日期] 2009-02-08

[基金項(xiàng)目]上海市高?？萍紕?chuàng)新項(xiàng)目(08A315)。

[作者簡(jiǎn)介]賈鐵軍(1957-),男,遼寧人,上海電機(jī)學(xué)院電子信息學(xué)院副院長(zhǎng),教授、碩士生導(dǎo)師,主要研究方向:人工智能及網(wǎng)絡(luò)安全。

[摘 要] 世界各國(guó)都非常重視應(yīng)急體系建設(shè)和應(yīng)急管理工作,無(wú)線藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用不僅使校園的信息化辦公、多媒體教學(xué)和校園管理更加快捷方便,同時(shí)也提高了安全應(yīng)急管理“準(zhǔn)確快速反應(yīng)”能力。本文提出一項(xiàng)基于無(wú)線藍(lán)牙技術(shù)與智能決策支持系統(tǒng)結(jié)合的新技術(shù)和新應(yīng)用實(shí)現(xiàn)方法,對(duì)于校園信息化建設(shè)和應(yīng)急管理具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

[關(guān)鍵詞] 藍(lán)牙技術(shù);校園應(yīng)急處理;IDSS;實(shí)現(xiàn)方法

doi:10.3969/j.issn.1673-0194.2009.18.028

[中圖分類號(hào)] TP18

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A

[文章編號(hào)] 1673-0194(2009)18-0090-03

1引 言

無(wú)線藍(lán)牙技術(shù)利用高速跳頻(FH,Frequency Hopping)和時(shí)分多址(TDMA,Time Divesion Muli-access)等先進(jìn)技術(shù),將多臺(tái)各種數(shù)字化設(shè)備網(wǎng)狀鏈接成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。藍(lán)牙技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)中各種外設(shè)接口的統(tǒng)一橋梁,利用藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)信息化辦公、多媒體教學(xué)、校園管理和應(yīng)急處理等功能[1] 。它以一種無(wú)線數(shù)據(jù)與語(yǔ)音通信的開(kāi)放性全球規(guī)范移動(dòng)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn),使不同的無(wú)線移動(dòng)通信設(shè)備,在近距離范圍內(nèi)進(jìn)行互用和互操作,實(shí)現(xiàn)快速高效的通信、數(shù)據(jù)共享、Internet接入、無(wú)線免提、同步資料、影像傳輸?shù)裙δ堋?/p>

決策支持系統(tǒng)(DSS,Decision Support System)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、仿真技術(shù)和信息技術(shù)為手段,解決非結(jié)構(gòu)化決策問(wèn)題的人機(jī)系統(tǒng)。智能決策支持系統(tǒng)( IDSS,Intelligence Decision Supporting System)是人工智能(AI,Artificial Intelligence) 和DSS相結(jié)合,利用專家系統(tǒng)(ES,Expert System)邏輯推理來(lái)幫助解決復(fù)雜決策問(wèn)題的輔助決策系統(tǒng)。由于IDSS能充分利用人類的各種知識(shí),因此,在對(duì)決策問(wèn)題的輸入、機(jī)器描述、決策過(guò)程的推理、問(wèn)題求解與輸出等方面都有創(chuàng)新之處,特別適合“準(zhǔn)確快速”地處理校園應(yīng)急管理問(wèn)題[2] 。

校園突發(fā)事件及各種預(yù)案種類繁多,情況復(fù)雜多變,因此,必須建立并應(yīng)用新型的“校園應(yīng)急處理IDSS”,以提高“準(zhǔn)確快速反應(yīng)”能力?；跓o(wú)線藍(lán)牙技術(shù)與智能決策支持系統(tǒng)結(jié)合的新技術(shù)和新應(yīng)用實(shí)現(xiàn)方法,對(duì)于校園信息化建設(shè)和應(yīng)急管理具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

2 基于無(wú)線藍(lán)牙技術(shù)的校園應(yīng)急IDSS的功能結(jié)構(gòu)

2.1無(wú)線藍(lán)牙系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)

無(wú)線藍(lán)牙技術(shù)的主要特點(diǎn)是:具有很強(qiáng)的移植性,可應(yīng)用于多種通信系統(tǒng),引入身份識(shí)別技術(shù)后可以靈活實(shí)現(xiàn)漫游;以無(wú)線接口代替有線電纜,可以隨時(shí)異地連接;功耗低輻射小;集成電路應(yīng)用簡(jiǎn)單,成本低易實(shí)現(xiàn)。藍(lán)牙系統(tǒng)可分為4 個(gè)功能模塊: 無(wú)線射頻模塊、鏈路控制單元、鏈路管理單元和軟件功能單元 [3] 。

無(wú)線藍(lán)牙射頻模塊。藍(lán)牙系統(tǒng)采用二進(jìn)制GFSK工作方式和TDD時(shí)分雙工方式。藍(lán)牙無(wú)線發(fā)射機(jī)以FM調(diào)制方式,降低設(shè)備復(fù)雜性,其有效通信范圍可達(dá)上百米。

鏈路控制(硬件)單元。藍(lán)牙的鏈路控制硬件單元包括3個(gè)集成器件:連接控制器、基帶處理器和射頻傳輸/接收器,并使用單獨(dú)調(diào)諧件。由基帶鏈路控制器處理基帶協(xié)議和其他一些低層常規(guī)協(xié)議。藍(lán)牙基帶協(xié)議是電路交換與分組交換的結(jié)合,以時(shí)分雙工實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸[5] 。

鏈路管理(軟件)單元。LMP (鏈路管理器協(xié)議) 用于對(duì)鏈路的設(shè)置和控制。鏈路管理(LM)軟件模塊攜帶鏈路的數(shù)據(jù)設(shè)置、鑒權(quán)、鏈路硬件配置等協(xié)議。LM能夠發(fā)現(xiàn)其他遠(yuǎn)端LM并通過(guò)LMP進(jìn)行通信。LM的服務(wù)包括: 接收和發(fā)送數(shù)據(jù)、設(shè)備號(hào)請(qǐng)求、鏈路地址查詢、建立連接、鑒權(quán)、協(xié)商并建立連接方式、確定分組的幀類型、設(shè)置監(jiān)聽(tīng)方式、設(shè)置保持方式等。

軟件功能單元。藍(lán)牙的通訊協(xié)議為層次結(jié)構(gòu),其底層為各類應(yīng)用,高層則因其具體應(yīng)用不同而有所不同,主要分為計(jì)算機(jī)背景和非計(jì)算機(jī)背景兩種方式,前者通過(guò)主機(jī)控制接口HCI實(shí)現(xiàn)高低層連接,后者則不需要HCI。層次結(jié)構(gòu)使其設(shè)備具有最大的通用性和靈活性。

當(dāng)藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和一對(duì)多點(diǎn)通信時(shí),系統(tǒng)以特定方式組成一個(gè)微微網(wǎng)(Piconet)。微微網(wǎng)由主設(shè)備和從設(shè)備構(gòu)成。藍(lán)牙設(shè)備在主從網(wǎng)絡(luò)和分散式網(wǎng)絡(luò)中,既可作主設(shè)備又可作從設(shè)備,還可同時(shí)為主設(shè)備或從設(shè)備。藍(lán)牙設(shè)備無(wú)基站,不同的微微網(wǎng)之間的跳頻各自獨(dú)立、互相連接,構(gòu)成更大范圍的散射網(wǎng)絡(luò),從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸[3] (如圖1所示)。

2.2 校園應(yīng)急處理IDSS的功能結(jié)構(gòu)

建立“校園應(yīng)急處理IDSS”的主要目的是實(shí)現(xiàn)突發(fā)事件信息的采集、傳輸、存儲(chǔ)、處理、分析、預(yù)案確定及啟動(dòng)全過(guò)程的信息化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。促進(jìn)校園突發(fā)事件以最佳方式“又好又快”地得到處理,確保師生員工生命安全、社會(huì)和學(xué)校的穩(wěn)定與和諧。

“校園應(yīng)急處理IDSS”充分利用現(xiàn)代智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù),以資源數(shù)據(jù)庫(kù)、方法庫(kù)和知識(shí)庫(kù)為基礎(chǔ),以地理信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、信息表示系統(tǒng)為手段,實(shí)現(xiàn)對(duì)突發(fā)事件數(shù)據(jù)的收集、分析、應(yīng)急指揮的輔助決策、應(yīng)急資源的組織、協(xié)調(diào)和管理控制等指揮功能。該系統(tǒng)在面對(duì)突發(fā)事件時(shí),能夠?yàn)橹笓]者和相關(guān)人員提供各種通訊和信息服務(wù),提供決策依據(jù)、分析手段、指揮命令實(shí)施部署和監(jiān)督方法,能及時(shí)、有效地調(diào)集各種資源,實(shí)施災(zāi)情控制和醫(yī)療救治工作,減輕突發(fā)事件對(duì)師生安全造成威脅,用最有效的控制手段和較小的資源投入,將損失控制在最小范圍內(nèi)[2,4] 。

“校園應(yīng)急處理IDSS”主要包括8個(gè)功能模塊:提供監(jiān)控及智能預(yù)警子系統(tǒng)、校園突發(fā)事件應(yīng)對(duì)處理預(yù)案子系統(tǒng)、突發(fā)事件分析及事態(tài)預(yù)測(cè)子系統(tǒng)、以往處理對(duì)策和最佳措施子系統(tǒng)、管理對(duì)策的有關(guān)政策及人事物安排子系統(tǒng)、智能提供地理信息等各種數(shù)據(jù)資源子系統(tǒng)、通訊援助與調(diào)度信息子系統(tǒng)、事后處理方案子系統(tǒng)等。

3 基于無(wú)線藍(lán)牙技術(shù)的校園應(yīng)急IDSS的實(shí)現(xiàn)

3.1 無(wú)線藍(lán)牙的數(shù)據(jù)傳輸

由于校園危急事件具有突發(fā)性、危害性、信息不對(duì)稱性和事態(tài)發(fā)展不確定性等特點(diǎn),使得校園危急事件的現(xiàn)場(chǎng)管理具有很大難度。圖像信息是一種非常重要的信息載體,具有直觀精練、內(nèi)容豐富、簡(jiǎn)單實(shí)用等其他諸如文字、音頻、視頻等信息無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)?；跓o(wú)線藍(lán)牙技術(shù)的校園應(yīng)急處理IDSS,利用通訊援助與調(diào)度信息子系統(tǒng),并將多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)SQL Server 2008等新技術(shù)與藍(lán)牙無(wú)線傳輸技術(shù)結(jié)合,可以快速存儲(chǔ)、查詢和傳送各種急需的圖像信息,實(shí)現(xiàn)對(duì)特定人群更好更快地獲取安全信息。其中的數(shù)據(jù)庫(kù)主要由3類數(shù)據(jù)組成,即基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)、安全信息數(shù)據(jù)、地理信息數(shù)據(jù),利用這3類數(shù)據(jù)可以分別建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)[2,5] 。

3.2 藍(lán)牙技術(shù)與校園應(yīng)急處理IDSS的結(jié)合

基于無(wú)線藍(lán)牙技術(shù)的校園應(yīng)急處理IDSS的建立,主要通過(guò)建立“監(jiān)測(cè)、預(yù)警、應(yīng)急”一體化的智能應(yīng)急決策方案,構(gòu)建一套快速的監(jiān)測(cè)系統(tǒng);結(jié)合藍(lán)牙等網(wǎng)絡(luò)技術(shù),以多樣化、可擴(kuò)展的信息渠道提供應(yīng)急處理信息資源;基于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),創(chuàng)建相關(guān)行業(yè)的數(shù)據(jù)分析和預(yù)警模型,實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)測(cè)與預(yù)警聯(lián)動(dòng);融合智能技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的顯示界面集成;以業(yè)界主流和開(kāi)放的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)模式,提供開(kāi)放的、平臺(tái)級(jí)的應(yīng)用編程接口和管理工具,以滿足用戶快速拓展、實(shí)施和維護(hù)系統(tǒng)。在傳統(tǒng)3庫(kù)DSS的基礎(chǔ)上增設(shè)知識(shí)庫(kù)與推理機(jī),并在人機(jī)對(duì)話子系統(tǒng)加入自然語(yǔ)言處理系統(tǒng),再插入問(wèn)題處理系統(tǒng)構(gòu)成IDSS結(jié)構(gòu)[6] ,如圖2所示。

在此基礎(chǔ)上,將藍(lán)牙技術(shù)與校園應(yīng)急處理IDSS的結(jié)合,構(gòu)建成完整的“基于藍(lán)牙技術(shù)的校園應(yīng)急處理IDSS”,如圖3所示。

利用新系統(tǒng),可以借鑒發(fā)生過(guò)的校園危急事件提前制定相應(yīng)的預(yù)案,并制作好相關(guān)信息、電子導(dǎo)向圖、語(yǔ)音提示以及視頻幫助信息等。一旦緊急事件發(fā)生,即可借助藍(lán)牙無(wú)線傳輸技術(shù)將這些重要的信息數(shù)據(jù)傳遞到受困者手機(jī)上,使其以最佳方式快速脫離險(xiǎn)境。

4結(jié)語(yǔ)

“基于藍(lán)牙技術(shù)的校園應(yīng)急處理IDSS”的特點(diǎn)可總結(jié)為“六化”,即研發(fā)新型化、技術(shù)智能化、機(jī)制創(chuàng)新化、應(yīng)用現(xiàn)代化、應(yīng)急管理科學(xué)化、實(shí)現(xiàn)方法創(chuàng)新化,并體現(xiàn)了“六新”,即新技術(shù)、新機(jī)制、新模式、新結(jié)構(gòu)、新方法、新應(yīng)用。其創(chuàng)新之處還包括:創(chuàng)建分布式可逐級(jí)監(jiān)測(cè)與處理突發(fā)事件信息網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)對(duì)突發(fā)事件的評(píng)估與智能預(yù)警;利用視頻設(shè)備、通訊系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等,為領(lǐng)導(dǎo)和專家及時(shí)提供屏幕顯示和信息服務(wù)(含現(xiàn)場(chǎng)變化情況),并提供各種智能化輔助決策信息;創(chuàng)建具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、科學(xué)預(yù)測(cè)、及時(shí)有效發(fā)布和動(dòng)態(tài)反饋評(píng)估等功能的系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)突發(fā)事件應(yīng)急處理的智能決策支持;系統(tǒng)對(duì)應(yīng)急資源科學(xué)調(diào)度,保證對(duì)特定突發(fā)事件應(yīng)急處理所需資源的配置;及時(shí)發(fā)布救助、善后處理工作信息和建議預(yù)案;通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)跟蹤與處理信息,對(duì)重大事故處理的新聞發(fā)布和報(bào)告等。

主要參考文獻(xiàn)

[1] 高佳.藍(lán)牙技術(shù)在高等學(xué)校多媒體教學(xué)中的應(yīng)用[J].高校理科研究,2008(3):81-83.

[2] 賈鐵軍,王堅(jiān).校園社區(qū)應(yīng)急處理IDSS的分析與設(shè)計(jì)[J].上海電機(jī)學(xué)院學(xué)報(bào),2008,11(1):40-43.

[3] 梅龍寶,焦立.基于Bluetooth的網(wǎng)絡(luò)教育應(yīng)用[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)距離教育,2007(4):68-70.

[4] 董振壽.高校建設(shè)平安校園的對(duì)策思考[J].集美大學(xué)學(xué)報(bào),2008,11(3):116-120.

[5] 徐小濤,熊華,等.藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的最新發(fā)展[J].標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范,2008(9):44-47.

[6] 中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所智能計(jì)算機(jī)科學(xué)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室智能決策系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)IDSDP研究[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展,2006(8):2-6.