一种森林火灾救援路径规划方法和系统

本发明涉及火灾救援，具体涉及一种森林火灾救援路径规划方法和系统。

背景技术：

1、森林火灾救援路径规划是森林火灾应急处置中的关键环节，救援路径的合理性直接关系到被困人员转移效率与救援人员作业安全。传统森林火灾救援路径规划主要依赖救援指挥人员根据地形图、林区道路信息及火场监测结果制定救援方案，通过判断火场范围、道路分布和被困人员位置来确定救援行进方向及通行路线。然而，该方法存在明显的使用局限。森林火灾区域内的火线位置、烟羽扩散方向和局部通行条件会随风向、地形及燃烧状态持续变化，人工规划难以充分考虑火线向不同区域逼近、烟羽在沟谷区域下压聚集及山脊区域通风条件变化对救援路线产生的动态影响，对不同路径段在实际救援过程中的通行风险也缺乏系统性分析，往往仅凭既有道路信息和现场经验判断路线是否可行，对未直接探查的延展路径段同样缺乏可靠的通行状态推断，尤其在林区地形复杂、道路连续性较差或烟火扰动范围快速变化的情况下，仅凭静态地图与人工经验难以全面识别路径沿线存在的火线逼近、烟羽遮蔽、道路阻断及地形通行受限等隐患。这一局限不仅导致救援路径规划依据不够充分，还容易造成救援队伍进入高风险区域后出现路线中断、临时折返或错失安全通行时机的情况。而对前探验证路径段实际通行状态及延展规划路径段预估通行状态分析不足，会进一步削弱救援路径规划方案的可靠性，降低森林火灾救援行动的安全裕度，加剧被困人员救援延误和救援资源无效消耗的问题。此外，传统方法依赖人工判断与现场临时调整，路径规划效率较低，难以适应森林火灾快速蔓延条件下对救援路线动态化、精准化规划的实际需求。

2、因此，如何高效精准识别森林火灾救援路径的通行风险并确定适配的森林火灾救援路径规划方案是当前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明主要解决的技术问题是如何高效精准识别森林火灾救援路径的通行风险并确定适配的森林火灾救援路径规划方案。

2、根据第一方面，本发明提供一种森林火灾救援路径规划方法，包括：获取森林火灾区域信息、森林信息、被困人员信息；基于所述森林火灾区域信息、所述森林信息、所述被困人员信息确定多个火线逼近区、多个烟羽下压沟谷区、多个山脊避烟通行区；基于所述多个火线逼近区、所述多个烟羽下压沟谷区、所述多个山脊避烟通行区、所述被困人员信息确定多个前探验证路径段和多个延展规划路径段；基于每个前探验证路径段、所述森林火灾区域信息确定每个前探验证路径段的无人机前探航线信息；基于所述每个前探验证路径段的无人机前探航线信息，控制无人机获取每个前探验证路径段的无人机前探验证视频；基于所述每个前探验证路径段的无人机前探验证视频确定每个前探验证路径段的预估通行信息；基于所述多个延展规划路径段、所述森林火灾区域信息、所述每个前探验证路径段的无人机前探验证视频、所述每个前探验证路径段的预估通行信息确定每个延展规划路径段的预估通行信息；基于所述每个前探验证路径段的预估通行信息、所述每个延展规划路径段的预估通行信息生成森林火灾救援路径规划方案，并将所述森林火灾救援路径规划方案发送至救援指挥终端。

3、在一种可能的实现方式中，所述基于所述多个火线逼近区、所述多个烟羽下压沟谷区、所述多个山脊避烟通行区、所述被困人员信息确定多个前探验证路径段和多个延展规划路径段包括：基于所述多个火线逼近区、所述多个烟羽下压沟谷区、所述多个山脊避烟通行区、所述被困人员信息确定多个救援必经点信息、多个救援规避点信息；基于所述多个救援必经点信息进行聚类得到多个簇；基于所述多个簇、所述多个救援规避点信息确定多个候选救援路径段信息、每个候选救援路径段的烟火扰动信息；基于所述多个候选救援路径段信息、所述每个候选救援路径段的烟火扰动信息确定多个前探验证路径段和多个延展规划路径段。

4、在一种可能的实现方式中，所述基于所述每个前探验证路径段的预估通行信息、所述每个延展规划路径段的预估通行信息生成森林火灾救援路径规划方案包括：构建救援分析图谱，所述救援分析图谱包括多个前探验证路径段节点、多个延展规划路径段节点和多个节点之间的边，前探验证路径段节点的节点特征包括前探验证路径段的预估通行信息，延展规划路径段节点的节点特征包括延展规划路径段的预估通行信息，节点之间的边为不同路径段之间的位置关系；基于救援分析处理模型对所述救援分析图谱进行处理得到多个救援必经路线段信息；基于所述多个救援必经路线段信息、所述多个救援必经点信息、所述多个救援规避点信息生成森林火灾救援路径规划方案。

5、在一种可能的实现方式中，所述救援分析处理模型的输入为所述救援分析图谱，所述救援分析处理模型的输出为多个救援必经路线段信息。

6、根据第二方面，本发明提供一种森林火灾救援路径规划系统，包括：获取模块，用于获取森林火灾区域信息、森林信息、被困人员信息；区域确定模块，用于基于所述森林火灾区域信息、所述森林信息、所述被困人员信息确定多个火线逼近区、多个烟羽下压沟谷区、多个山脊避烟通行区；路径段确定模块，用于基于所述多个火线逼近区、所述多个烟羽下压沟谷区、所述多个山脊避烟通行区、所述被困人员信息确定多个前探验证路径段和多个延展规划路径段；航线确定模块，用于基于每个前探验证路径段、所述森林火灾区域信息确定每个前探验证路径段的无人机前探航线信息；视频获取模块，用于基于所述每个前探验证路径段的无人机前探航线信息，控制无人机获取每个前探验证路径段的无人机前探验证视频；第一通行信息确定模块，用于基于所述每个前探验证路径段的无人机前探验证视频确定每个前探验证路径段的预估通行信息；第二通行信息确定模块，用于基于所述多个延展规划路径段、所述森林火灾区域信息、所述每个前探验证路径段的无人机前探验证视频、所述每个前探验证路径段的预估通行信息确定每个延展规划路径段的预估通行信息；方案生成模块，用于基于所述每个前探验证路径段的预估通行信息、所述每个延展规划路径段的预估通行信息生成森林火灾救援路径规划方案，并将所述森林火灾救援路径规划方案发送至救援指挥终端。

7、在一种可能的实现方式中，所述路径段确定模块还用于：基于所述多个火线逼近区、所述多个烟羽下压沟谷区、所述多个山脊避烟通行区、所述被困人员信息确定多个救援必经点信息、多个救援规避点信息；基于所述多个救援必经点信息进行聚类得到多个簇；基于所述多个簇、所述多个救援规避点信息确定多个候选救援路径段信息、每个候选救援路径段的烟火扰动信息；基于所述多个候选救援路径段信息、所述每个候选救援路径段的烟火扰动信息确定多个前探验证路径段和多个延展规划路径段。

8、在一种可能的实现方式中，所述方案生成模块还用于：构建救援分析图谱，所述救援分析图谱包括多个前探验证路径段节点、多个延展规划路径段节点和多个节点之间的边，前探验证路径段节点的节点特征包括前探验证路径段的预估通行信息，延展规划路径段节点的节点特征包括延展规划路径段的预估通行信息，节点之间的边为不同路径段之间的位置关系；基于救援分析处理模型对所述救援分析图谱进行处理得到多个救援必经路线段信息；基于所述多个救援必经路线段信息、所述多个救援必经点信息、所述多个救援规避点信息生成森林火灾救援路径规划方案。

9、在一种可能的实现方式中，所述救援分析处理模型的输入为所述救援分析图谱，所述救援分析处理模型的输出为多个救援必经路线段信息。

10、根据第三方面，本发明的实施例提供了一种电子设备，包括：处理器；存储器；以及计算机程序；其中，所述计算机程序存储在所述存储器中，并配置为由所述处理器执行以实现如前述的方法，所述方法包括：获取森林火灾区域信息、森林信息、被困人员信息；基于所述森林火灾区域信息、所述森林信息、所述被困人员信息确定多个火线逼近区、多个烟羽下压沟谷区、多个山脊避烟通行区；基于所述多个火线逼近区、所述多个烟羽下压沟谷区、所述多个山脊避烟通行区、所述被困人员信息确定多个前探验证路径段和多个延展规划路径段；基于每个前探验证路径段、所述森林火灾区域信息确定每个前探验证路径段的无人机前探航线信息；基于所述每个前探验证路径段的无人机前探航线信息，控制无人机获取每个前探验证路径段的无人机前探验证视频；基于所述每个前探验证路径段的无人机前探验证视频确定每个前探验证路径段的预估通行信息；基于所述多个延展规划路径段、所述森林火灾区域信息、所述每个前探验证路径段的无人机前探验证视频、所述每个前探验证路径段的预估通行信息确定每个延展规划路径段的预估通行信息；基于所述每个前探验证路径段的预估通行信息、所述每个延展规划路径段的预估通行信息生成森林火灾救援路径规划方案，并将所述森林火灾救援路径规划方案发送至救援指挥终端。

11、根据第四方面，本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述提供的森林火灾救援路径规划方法，所述方法包括：获取森林火灾区域信息、森林信息、被困人员信息；基于所述森林火灾区域信息、所述森林信息、所述被困人员信息确定多个火线逼近区、多个烟羽下压沟谷区、多个山脊避烟通行区；基于所述多个火线逼近区、所述多个烟羽下压沟谷区、所述多个山脊避烟通行区、所述被困人员信息确定多个前探验证路径段和多个延展规划路径段；基于每个前探验证路径段、所述森林火灾区域信息确定每个前探验证路径段的无人机前探航线信息；基于所述每个前探验证路径段的无人机前探航线信息，控制无人机获取每个前探验证路径段的无人机前探验证视频；基于所述每个前探验证路径段的无人机前探验证视频确定每个前探验证路径段的预估通行信息；基于所述多个延展规划路径段、所述森林火灾区域信息、所述每个前探验证路径段的无人机前探验证视频、所述每个前探验证路径段的预估通行信息确定每个延展规划路径段的预估通行信息；基于所述每个前探验证路径段的预估通行信息、所述每个延展规划路径段的预估通行信息生成森林火灾救援路径规划方案，并将所述森林火灾救援路径规划方案发送至救援指挥终端。

12、本发明至少具有如下有益效果：

13、1、本发明针对森林火灾环境中火线推进、烟羽扩散以及地形条件相互影响导致救援区域状态复杂变化的问题，对森林火灾区域内不同环境影响单元进行识别，形成火线逼近区、烟羽下压沟谷区以及山脊避烟通行区的空间划分结果。相比于仅依据火灾范围进行区域判断的方式，本发明能够更加细致地描述火灾影响区域内部的环境差异，为后续救援路径分析提供更加准确的区域状态依据。

14、2、本发明引入无人机前探验证机制，针对候选前探验证路径段采集对应位置处的热对流干扰、烟雾成像干扰以及飞行姿态稳定性相关信息，使路径评价不再局限于已有地图数据和静态环境参数，而是能够结合火灾现场实时变化情况对不同路径段进行分析，从而提升了复杂火灾环境下路径状态判断的可靠性。

15、3、本发明将区域环境识别结果与前探验证结果相结合，对不同路径段的环境适应能力和通行状态进行综合分析，并据此确定救援路径方案，避免了传统方法中仅根据距离、地形或单一风险因素进行路径选择造成的局限性，使生成的救援路径能够更好地适应森林火灾中的烟雾遮挡、热气流扰动以及空间环境变化，提高了救援规划过程的安全性和有效性。