0,0
рейтинг
10 октября 2013 в 09:58

Разработка → OSA Rescuer — система построения GPS-маршрутов для эвакуации из зон бедствия [Первый опыт]

“OSA Rescuer — автоматизированный комплекс содействия МЧС и построения GPS-маршрутов для эвакуации из зон бедствия”.

image


Во всем мире, не будем затрагивать только нашу страну, горят леса, случаются техногенные и природные катастрофы, предугадать которые мы не всегда успеваем, и в эти ЧС нередко попадают люди.

В рамках программы содействия МЧС разрабатывается прототип автоматического комплекса, который будет применяться в реальных условиях при различных чрезвычайных ситуациях. На первой этапе проект нацелен на ограниченную территорию, и рассчитан для применения в службах спасения в малочисленных городах и поселениях – пожарных отделениях, МЧС, лесничествах. Комплекс проектируется максимально простым, чтобы максимизировать быстродействие.

“Представьте ситуацию: Вы в лесу, собираете грибы, ягоды, катаетесь на велосипедах, в походе, не важно. Вы полностью увлечены своими делами и не замечаете надвигающейся опасности или попросту игнорируете ее, ссылаясь на «да ничего страшного не будет»… Тем временем в лесу где-то тлеет не затушенная сигарета или от жаркой знойно погоды загорелся торф, который тлеет без дыма. Поднимается ветер и раздувает костер, лес начинает стремительно гореть, пожар из низового переходит в верховой, и дым, который до этого относился ветром в другую сторону поменял свое направление и теперь вся эта «угроза» надвигается в вашу сторону. Вы не видите ничего на расстоянии вытянутой руки, дым настолько плотен, что только упав на землю вы можем выхватить «свежего» воздуха. Что происходит вокруг? Где пожар? Какой дорогой Вы пришли? Как отсюда выбираться? В панике Вы можете все забыть и наделать глупостей. Тем временем Вы делаете попытки выбраться из горящего леса на свежий воздух. Ваша невнимательность заводит Вас на очередной тупик – кусок горящего леса.

…Из собственного опыта автора проекта.”


В таких ситуациях не обойтись простым тушением костра, тут пострадавший вообще мало что сможем сделать самостоятельно. Но, используя разработанное для мобильных устройств приложение “OSA Rescuer”, он можем запросить у службы спасения, МЧС или местного лесничества маршрут, по которому точно можно выйти из зоны ЧС и, следуя по которому, нас 100% найдут и встретят.

Проект “OSA Rescuer” – это целый комплекс автономных наземных и воздушных платформ, а также программного обеспечения, обеспечивающий оператора необходимыми средствами мониторинга чрезвычайных ситуаций. Автономные поисковые платформы на базе беспилотников и наземных вездеходов должны уметь самостоятельно добираться до места ЧС, после чего оператор удаленно берет управление на себя для лучшего обзора и оценки ситуации. Программный комплекс включает в себя терминал (рис.1), на котором оператору приходят запросы с мобильных устройств для эвакуации от пострадавших, интерактивные карты России, панели управления мобильными передвижными устройствами с установленными на них видеокамерами для удаленного теле присутствия, GPS-системы для автономного передвижения по указанным координатам в зоне ЧС. Также в состав Программного комплекса входит программа для клиентского приложения, разработанная под платформу Android (рис.2).

image
Рис.1. Программа, установленная на персональный компьютер. Оперативный пункт сотрудника службы спасения.

image image
картинка 3 картинка 4
Рис.2. Программа, установленная на телефоне потерпевшего.

Дополнительные функции приложения, предоставляют пострадавшему возможность как можно детальнее описать ситуацию, в которую он попал. Ему необходимо отметить галочками соответствующие пункты, такие как «Пожар в лесу, есть пострадавшие, необходимо вывезти, не могу передвигаться и прочие». Также присутствуют инструкции по действиям при различных ситуациях чрезвычайного характера, будь то природная катастрофа, техногенная, биологическая.

Состав комплекса:

Программная часть:
1. Программа «osa rescuer mob» для телефона под управлением Android. Среда разработки Eclipse, +SDK.
2. Программа «osa rescuer pc» для компьютера. Используется для вывода карт различных сервисов на основе Open Street, Yandex, Google maps. Среда разработки Microsoft Visual Studio C# 2010.
3. Программа «osa rescuer gps-sms pc» для компьютера. Используется для автоматического приема SMS-запросов от клиента с GPS-координатами в сообщении. Среда разработки Microsoft Visual Studio C# 2010. Используется совместно с USB-модемом или GSM-модулем.


Аппаратная часть (рис.3):
1. Платформа 6-колесная Wild Trampler Dagu
2. Беспилотник на базе мультикоптера и планера.
3. Микроконтроллер под Wild Trampler Dagu
4. Плата Arduino UNO.
5. GPS\GSM\GPRS-модуль, совместимый с Arduino.
6. GPS-USB-треккер для AR Drone 2.0
7. Ультрозвуковые сонары, температурные датчики, датчики задымления, видеокамеры, ИК-камеры и др. оборудование по необходимости.

image
Рис.3. Шестиколесная платформа вездехода с оборудованием.

Задачи вездехода:

1. Доставка к пострадавшим медикаментов, продуктов, средств связи и прочего.
2.Осуществление двусторонней связи с пострадавшими, при невозможности контакта с ними обычными способами.
3. Детальная разведка местности с ограниченным обзором для беспилотников (задымление, густой лес и проч.)

image

Задачи беспилотника:

1. Автономное передвижение в зоне ЧС. Оператор дает команду на взлет и указывает место по GPS. Дрон летит в намеченную точку и нарезает спирали собирая информацию и составляя фотокарту местности – вся полученная информация отсылается в штаб диспетчеру.
2. Ручное управление в зоне ЧС. Переход из режима АУ в РУ для более детального обследования обстановки. Возможно, нужно оценить состояние пострадавшего.
На определенной территории должны находиться стационарные или мобильные точки с размещенными на них беспилотниками с радиусом действия в десятки километров. Таким образом, спасательные службы поднимают в воздух ближайший к зоне ЧС дрон.
3. Быстрая доставка к пострадавшим медикаментов, продуктов и т.д. Доставка мобильной наземной платформы ближе к местоположению пострадавших. Такая возможность необходима в случае, когда лес исключает прямой контакт пострадавших с беспилотником.

Принцип работы комплекса:

Попавший в беду человек запускает приложение на телефоне. Приложение определяет его GPS-координаты. Когда нажимается кнопка «Запросить маршрут\SOS» с мобильного устройства посредством GSM-GPRS связи, на установленный в программе телефон службы спасения отправляется SMS-сообщение. Далее оператор, находящийся за диспетчерским пультом, получает SMS-сообщением, в котором находится информация о местонахождении пострадавших. Диспетчер, имея эту информацию, находит на карте местность. По имеющимся сводкам о ситуации в регионе (сводки погоды, очаги пожаров и прочее) определяет наилучший маршрут эвакуации из зоны ЧС. Далее в программе строит маршрут и отправляет на мобильный телефон пострадавшего. В телефоне полученное SMS-сообщение идентифицируется программой и автоматически выводит точки маршрута на экран. Маршрут составляется приблизительный, и он является наиболее приемлемым в данной ситуации. Пострадавший должен следовать по нему. Если маршрут эвакуации по какой-либо причине недоступен, об этом сообщается оператору и он строит новый маршрут.

В случае отсутствия информации о ситуации в зоне ЧС, оператор может задействовать автоматизированные системы для удаленного мониторинга ЧС. По имеющимся GPS координатам в зону отправляется БПЛА и на заранее заданной высоте патрулирует местность, собирая информацию об обстановке. На дроне возможно установить различные периферийные устройства для поиска пострадавшего, определения типа и причин ЧС, связи. Также можно отправить наземную платформу с необходимыми средствами первой помощи и т.п.

Ответственный за реализацию проекта: Мельников Сергей.

Текущее состояние проекта: ведется разработка приложения под Android, приложение разработано на 70%, оставшаяся часть – информация и дополнительный функционал. ПО для оператора разработано, требуются доработки с тестированием на прототипе. Ожидается доставка комплектующих деталей.

Медиабиблиотека проекта:

image

image

image

UPD: Проект делается пока в личных целях, разработка ПО и техники по собственным разработкам + информация из Интернета (Справочники, Примеры, и тп).

UPD. Сдача проекта

Продолжаю разрабатывать свой проект, и сейчас уже программная часть для рабочей станции — персонального компьютера готова. Время на доработку программы под Android еще ведутся. Так как я ради этого проекта впервые познакомился с разработкой программ под Android -сейчас существует куча косяков, это мелочи, но со временем я их разрешу, и исправлю. В знаниях еще много пробелов. Не хватает времени, приходится разрываться среди 3-х стихий: учеба; работа, хобби.

image

Данную работу выполняю исключительно как хобби для участия в различных соревнованиях. В будущем для меня будет это хорошим заделом, а также поводом предложить какие-то свои идеи.

Ниже представлено дополнительная информация, которую я реализовал за минувшие дни:

Что необходимо для быстрого развертывания комплекса:

1. Рабочее место оператора должно иметь: а) персональный компьютер, мышь, монитор, клавиатуру, dvd-привод, usb-вход; б) подключение к Интернет; в) GSM-модем, подключаемый по USB интерфейсу; г) предустановленную ОС Windows XP/7/8 и выше; д) Обновленный .NET Framework 4 и выше.
2. Помимо аппаратного оборудования в распоряжении оператора должны быть карты местности, свежие сводки с различных служб контроля за ситуациями, ЕДДС, и тп. Это необходимо для быстрого реагирования и разведки местности.

Установка программного и аппаратного обеспечения на персональном компьютере оператора под управлением Windows:

1. Вставьте DVD-диск в привод.
2. Запустите Autorun. Если это не произошло, запустите файл Setup, который находится на диске.
3. Следуйте инструкциям установщика. Примечание: устанавливать ПО желательно в корень диска «C:/».
4. После установки на рабочем столе появится ярлык программы.
5. Подключите USB-модем в компьютер.
6. Установите все необходимое программное обеспечение, которое идет в комплекте с модемом.
7. Протестируйте модем. Проверьте подключение к Интернет, а также возможность отправки SMS-сообщений. Примечание: все эти функции доступны в панели управления модемом.
8. Установите SMS-сервер, который находится в комплекте с программой на диске в папке Utilities.

Первый запуск программы OSA Rescuer PC:

1. Запустите программу. На экране появятся два активных окна программы-GPS-SMS, и OSA Rescuer map, расположите их таким образом, чтобы они обе были в поле зрения.

В окне «OSA Rescuer», где находится карта, Вам предлагается настроить ее под свои критерии. По умолчанию открывается карта города Мурманск, отдел МЧС. В правом углу находятся все необходимые настройки карты. Координаты GPS, вид карты(географические, высотные, городские, дорожные, и так далее). Данное окно служит для ввода GPS координат пострадавшего, составления маршрута исходя из имеющихся карт местности и сводок местных служб мониторинга местности.

В окне «GPS-SMS», где находятся поля номера, координат объекта, памятка оператору, а также кнопка «отправить маршрут эвакуации» оператор получает и отправляет gps-координаты пострадавшему. В этом окне появляется запрос на эвакуацию и мобильный номер потерпевшего, в котором указывается местоположение объекта, а также некоторая техническая информация, в которой говорится в какой обстановке находится пострадавший, требуется ли ему медицинская помощь, может ли он самостоятельно передвигаться и так далее.

2. Оператору необходимо внести полученные GPS координаты в поля «широта и долгота» в главном окне приложения, и нажать кнопку Enter\Поиск GPS. После чего на карте появится маяк, указывающий местоположение объекта, и ту местность в которой он находится.

Оператор, зная на карте где находится объект, и имея в распоряжении всю необходимую информацию о подконтрольной территории, местоположения ближайших пунктов помощи, информацию о ЧС в данном районе, составляет маршрут, по которому необходимо выдвигаться пострадавшему из проблемной территории. Отправка координат осуществляется в ручном режиме, и в определенной последовательности в окне программы GPS-SMS. Далее нажимается красная кнопка «Отправить маршрут эвакуации».

3. Помимо статистических данных, оператору предоставляется возможность управления автоматизированными беспилотными аппаратами. В распоряжении комплекса имеется 6-ти приводная наземная платформа, а также 4-х винтовой летательный аппарат. На борту у каждого имеется все необходимое оборудование для управления и получения видео трансляции. Для управления данными средствами необходимо в окне GPS-SMS активировать ручное управление аппаратами, нажав на соответствующие кнопки – «отправить … в зону бедствия»\ «отозвать». Управление для каждого аппарата свое, а сама панель управления открывается отдельным окном. Каждый аппарат оснащен модулями отслеживания перемещения – трекерами. В любой момент оператор может прекратить управление аппаратом и отвлечься на более важную задачу, в то время как аппарат перейдет в режим ожидания, и будет сообщать через определенные промежутки времени свое местоположение и статус.

Установка программного обеспечения на персональном мобильном устройстве под управлением Android:

1. Скачайте или скопируйте на мобильное устройство установочный файл «OSARescuer.apk».
2. Запустите установочный файл, ознакомитесь с предлагаемым сервисом и тем функционалом, который будет использоваться в ходе работы приложения. Соглашаясь с установкой вы соглашаетесь с правилами использования данного приложения.
3. После установки в телефоне появится ярлык программы, нажав на который запустится приложение. Запустите приложение.
4. Установочный файл можно удалить за ненадобностью.

Первый запуск программы OSA Rescuer Mob:

1. Пользователям мобильных устройств под управлением Android версий 4 и выше нет необходимости в настройке программы. Тестовое приложение предназначено для версии 4.0.x и выше. Для версий 2.0.x и выше необходимо скачать другую версию программы(в разработке).

Так как приложение использует встроенный в устройство GPS-модуль, убедитесь что он включен. Для этого зайдите в настройки устройства(параметры), в меню «личные» выберите вкладку «услуги определения местоположения». Далее необходимо активировать(выставить галочки) такие функции как: а) по координатам сети; б) спутники gps; в)вспомогательные данные; г)a-gps.

Также особое внимание стоит уделить тому, что данное приложение использует сервисы Google Map API. И, следовательно, на вашем телефоне должна быть установлена карта Google map. Скачать ее можно в Google market. Убедившись что все сервисы работают, и вы можете стандартными приложениями определить свое местоположение, можно приступить к изучению и работе с программой «OSA Rescuer mob.».

2. При запуске приложения вам необходимо ознакомиться с пользовательским соглашением, в котором говорится о том, что данная программа предназначена для прямого назначения, а не для игр. Нажмите кнопку «продолжить работу…». Вы перейдете в главное окно приложения.

В данном окне самые основные действия, это: получить текущие координаты; найти место. Нажимая на кнопку получить координаты в верхних текстовых полях отобразятся данные широта и долгота. Их также можно редактировать или вносить вручную, нажав по каждому полю. Нажав кнопку «Найти место» вы отправляете запрос в службу спасения, оператору. Далее остается ждать ответа от оператора и следовать его инструкциям.

ВНИМАНИЕ! В любой ситуации, когда вам угрожает опасность и вы ждете помощи от оператора, получив от него инструкции, дальнейшие действия зависят от вас — следовать ли указанному маршруту, пренебречь им, или же следовать указанным маршрутом, но внося свои корректировки по ходу продвижения. Главное, чтобы конечная точка, к которой вы выйдите, соответствовала действительности, так как там Вас могут ждать спасатели, либо двигаться на встречу вам.

3. По мимо основных функций в приложении есть справочник по чрезвычайным ситуациям и инструкциям по выживанию в той или иной ситуации. Для ознакомления со справочной информацией необходимо нажать кнопку «Виды ЧС и инструкции по выживанию». Далее необходимо выбрать 4 основных вида: а)первая помощь; б)Техногенные, природные и биологические катастрофы.

В каждом из катастроф перечислены самые популярные виды ситуаций – наводнения, пожары, переломы, и меры по выживанию в них.

Схема взаимодействия оператора с дополнительными службами спасения и пострадавшим:

image

Взаимодействие с внешними местными органами реагирования:

Работа данного комплекса предусматривает всяческое взаимодействие со службами спасения, местного базирования. А также с милитаризированными подразделениями. Для данного взаимодействия должны быть разработаны соответствующие регламенты. В основном это предоставление информации об местоположении объекта, по тем или иным причинам не в силах самостоятельно выйти из зоны ЧС, и в случае когда оператор не может оказать качественную помощь имея предоставленные программно-аппаратные средства. Данный запрос рассматривается службами спасения и ими же принимаются меры по выполнению данного запроса. После чего оператору должен быть направлен отчет.

В ходе реализации проекта были выявлены следующие плюсы и минусы данного подхода


Плюсы:


1.Данный комплекс самый дешевый по развертыванию и использованию в России.
2.Легкое обучение персонала.
3.Не требует громоздких вычислительных центров.
4.Полная мобильность комплекса.
5.Легко заменяемая программная и аппаратная часть.
6.Каждый комплекс может быть задействован в определенной подконтрольной зоне, районе.


Минусы:


1.Требуется сторонний сотовый оператор и USB-модем для доступа в Интернет и получения SMS-запросов на эвакуацию.
2.Зависит от зоны покрытия GSM-связи(мало значительный минус).
3.Требуется мобильный телефон с операционной системой Android v4 и выше.
4.Для качественного определения местоположения желательно наличие подключенного Интернет соединения в мобильном устройстве.
5.При отсутствии сигнала GPS или вовсе отсутствия модуля в телефоне, обязательно наличие Интернет соединения\подключенного GPRS.
6.Определение местоположения по сотовым вышкам приблизительное.


Более подробную информацию я выкладываю на своих информационных ресурсах:
WEAS Robotics
MSA BEAM Robotics


PS: Не буду говорить что я делаю что-то особенное, но все же делая этот проект, я узнаю много нового для себя, как в программном так и техническом плане, ну и конечно этот проект — основной мой стимул не заглохнуть в той дыре, в которой я сейчас живу…

Надеюсь моя идея Вас заинтересует, и я буду рад ответить на комментарии, пусть даже обидные [=
Mel'nikov Sergey Alekseevich @SERVODROIDRU
карма
10,0
рейтинг 0,0

Самое читаемое Разработка

Комментарии (3)

  • 0
    Хотелось бы услышать от вас, есть ли смысл в моей идее, или как ее доработать? Это мой первый опыт работы с Android.
    • 0
      Смысл есть во всем…
      1. Добавить возможность указать на карте место своего нахождения вручную, а не только автоматически. Ибо в лесах, особенно в темных еловых, GPS не берет, а сигнал от вышек сотовой связи определяет положение иногда с погрешностью до 10 км — в итоге спасатели поедут искать совсем в другое место, а заряд АКБ может закончиться на раз-два в самый неподходящий момент из-за попыток определить положение через GPS c включенным интернет-соединением…
      2. Добавить возможность создания списка для рассылки сообщения о том, что пользователь потерялся своим близким и друзьям, например — чаще всего близкие знают, куда именно мог пойти родственник и сузят район поиска.
      3. Добавить кнопку набора вызова «112» для голосовой связи со службой спасения, если сотовая связь с плохим сигналом приема, например…
      4. Добавить региональный список номеров добровольных поисковых отрядов (Лиза-Алерт, например) или возможность составления такого списка и его пополнения как со стороны сервера, так и со стороны клиента… А лучше, если этот список будет обновляться при обновлении приложения через маркет… Для добавления номеров в базу данных можно поднять сайт проекта — поисковые отряды будут регистрироваться и номера можно добавлять после проверки…
      Вообщем, удачи в проекте. Идей в голове крутится море, но упорядочить и оформить не хватает времени и терпения… :)
      • 0
        Учту обязательно! Спасибо.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.