“數(shù)字消防站”系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

姜超

摘要：隨著“智慧消防”建設(shè)熱潮興起，消防業(yè)務(wù)數(shù)字化、智慧化已成為消防信息化發(fā)展的主要方向。“數(shù)字消防站”系統(tǒng)是“智慧消防”的重要組成部分，系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)消防站業(yè)務(wù)工作數(shù)字化、智能化。本文主要介紹“數(shù)字消防站”系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和主要功能，希望為各地的消防站信息化建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字消防站; 智慧消防; 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展，消防滅火救援任務(wù)日漸增多，消防工作日漸繁重。現(xiàn)階段，各級(jí)消防機(jī)構(gòu)不僅存在人員力量明顯不足的問(wèn)題，還存在著信息共享不到位、資源利用率不高、部分資源過(guò)度使用的情況。因此各級(jí)消防機(jī)構(gòu)迫切地需要利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能技術(shù)將消防工作的參與者（即人、消防裝備，車輛）的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效整合，將日常工作中所應(yīng)用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集中匯集，增強(qiáng)資源使用效率，提高滅火救援工作效率和人員使用效率，推動(dòng)消防工作模式從傳統(tǒng)向現(xiàn)代、從被動(dòng)向主動(dòng)、從單一向綜合、從人工向智能的方向發(fā)展。

1 ? 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

數(shù)字消防站系統(tǒng)將利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)人員、車輛、裝備、器材等信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化采集、存儲(chǔ)和智能化管理。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)采集的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚、整合、分析，最終在網(wǎng)頁(yè)端和APP端進(jìn)行展示，為指戰(zhàn)員提供數(shù)據(jù)支撐，實(shí)現(xiàn)輔助決策、精準(zhǔn)調(diào)派。利用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)消防業(yè)務(wù)工作的智能輔助，發(fā)揮消防業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息的最大價(jià)值，全面服務(wù)消防救援隊(duì)伍管理、作戰(zhàn)指揮、執(zhí)勤訓(xùn)練及火災(zāi)防控等工作。

2 ? 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

2.1 ?設(shè)計(jì)目標(biāo)

數(shù)字消防站系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)是：

（1）實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)采集消防中隊(duì)營(yíng)區(qū)、人員、車輛、裝備、器材、車輛行進(jìn)視頻等信息資源，建立健全電子數(shù)據(jù)檔案。

（2）實(shí)現(xiàn)所有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的匯聚，并在一張電子地圖上進(jìn)行展示。

（3）全面匯聚119接處警系統(tǒng)數(shù)據(jù)，建立電子數(shù)據(jù)檔案，通過(guò)各類統(tǒng)計(jì)圖表，可視化展示警情信息，并結(jié)合接處警數(shù)據(jù)深入開展基于時(shí)間、空間、類型、成因的數(shù)據(jù)分析。

（4）開發(fā)手機(jī)、平板的應(yīng)用APP，實(shí)現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的在線查詢。

2.2 ?基本特征

數(shù)字消防站系統(tǒng)基本的特征是數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和共享性。以數(shù)據(jù)準(zhǔn)確快速為重點(diǎn)，滿足對(duì)信息實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)控、快速響應(yīng)的需求，實(shí)現(xiàn)消防人員、車輛、裝備實(shí)時(shí)狀態(tài)情況的及時(shí)掌握，做到災(zāi)情發(fā)生前的預(yù)防部署，災(zāi)情發(fā)生后的精準(zhǔn)調(diào)度，提高消防部門滅火救援能力。

2.3 ?基本模式

系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般以B/S（瀏覽器/服務(wù)器）和C/S（客戶機(jī)/服務(wù)器）兩種為主，本系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)目標(biāo)和使用需求為出發(fā)點(diǎn)，考慮采用B/S模式。前端依托傳感器和物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取，程序處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在服務(wù)器端完成，用戶只要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)連接服務(wù)器，使用瀏覽器就可正常使用。

2.4 ?關(guān)鍵技術(shù)

主要依托大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，主要采用動(dòng)態(tài)站點(diǎn)設(shè)計(jì)技術(shù)和基于web的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)技術(shù)，將B/S模式作為系統(tǒng)建設(shè)的總體構(gòu)架。軟件系統(tǒng)通過(guò)微服務(wù)框架實(shí)現(xiàn)。微服務(wù)架構(gòu)是一種將單應(yīng)用程序作為一套小型服務(wù)開發(fā)的方法，每種應(yīng)用程序都在各自的進(jìn)程中運(yùn)行，并與輕量級(jí)機(jī)制（通常是HTTP資源的API）進(jìn)行通信。服務(wù)器操作系統(tǒng)采用Windows或Linux，數(shù)據(jù)庫(kù)可選用Oracle、Microsoft SQL Server或MySQL。采用RFID標(biāo)簽、傳感器和NB-IoT技術(shù)對(duì)人、車、裝數(shù)據(jù)采集和傳輸，利用HTML5、Echar圖標(biāo)和GIS技術(shù)進(jìn)行可視化展示。

2.5 ?總體架構(gòu)

數(shù)字消防站系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)部署在消防指揮調(diào)度網(wǎng)，整體功能分為：人、車、裝數(shù)據(jù)采集管理和共享、接處警數(shù)據(jù)的分析顯示、移動(dòng)終端數(shù)據(jù)展示。所需數(shù)據(jù)來(lái)源于數(shù)字消防站物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備以及消防接處警數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)在支隊(duì)級(jí)服務(wù)器匯聚，同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析和可視化展示。

3 ? 基本功能

數(shù)字消防站系統(tǒng)主要包括：數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng);數(shù)據(jù)匯聚、呈現(xiàn)、共享子系統(tǒng);接處警信息匯聚和呈現(xiàn)子系統(tǒng);APP移動(dòng)應(yīng)用子系統(tǒng)四部分。

3.1 ?數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)主要是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)消防站人員、車輛、裝備、營(yíng)區(qū)、視頻等信息和數(shù)據(jù)的智能感知、自動(dòng)采集、標(biāo)簽化管理和自動(dòng)化儲(chǔ)存。

（1）車輛動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)：由采集前端和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)兩部分組成。采集前端使用4G網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸采集數(shù)據(jù)，主要采集車輛的位置信息、車輛前端視頻畫面、車輛底盤運(yùn)行狀態(tài)信息、車輛滅火劑存量狀態(tài)實(shí)時(shí)信息、車輛狀態(tài)實(shí)時(shí)信息。后端數(shù)據(jù)存儲(chǔ)將部署建設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)，按照結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)要求分類存儲(chǔ)各類數(shù)據(jù)。

（2）消防員生命體征采集子系統(tǒng)：系統(tǒng)依靠消防人員攜帶的智能臂帶采集消防人員的位置、心率、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等狀態(tài)信息，通過(guò)4G方式將消防作戰(zhàn)人員狀態(tài)上傳后端數(shù)據(jù)庫(kù)，按照結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)要求分類存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)。

（3）消防裝備數(shù)量采集子系統(tǒng)：系統(tǒng)包括營(yíng)區(qū)倉(cāng)庫(kù)裝備信息采集和隨車裝備信息采集。倉(cāng)庫(kù)裝備采集主要實(shí)現(xiàn)對(duì)庫(kù)存裝備存儲(chǔ)信息的數(shù)據(jù)化，對(duì)重點(diǎn)裝備加裝RFID標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)裝備存儲(chǔ)情況的自動(dòng)采集。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)裝備的入庫(kù)、出庫(kù)、報(bào)廢等全生命周期的追溯管理，能夠快速、準(zhǔn)確的對(duì)固定資產(chǎn)進(jìn)行盤點(diǎn)。隨車裝備信息采集主要實(shí)現(xiàn)隨車裝備的管理，依托RFID射頻技術(shù)，通過(guò)預(yù)先設(shè)置消防車隨車裝備的種類及數(shù)量，判斷車內(nèi)裝備是否齊全，通過(guò)數(shù)據(jù)比對(duì)，實(shí)現(xiàn)缺失裝備預(yù)警。

3.2 ?數(shù)據(jù)匯聚、呈現(xiàn)、共享子系統(tǒng)

對(duì)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)采集的人員、車輛、裝備數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚，并在一張電子地圖上進(jìn)行展示。建立消防隊(duì)站、水源、滅火劑、滅火器材、車輛信息圖層，實(shí)現(xiàn)所有信息的錄入、查詢（包含基于坐標(biāo)范圍查詢）、展示，同時(shí)匯入一張圖展示系統(tǒng)。

（1）車輛動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)展示，實(shí)現(xiàn)車輛運(yùn)行軌跡顯示、車輛保養(yǎng)、車輛實(shí)時(shí)狀態(tài)、信息共享、車輛預(yù)警、車輛信息統(tǒng)計(jì)等高級(jí)功能。

（2）消防員生命體征管理系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)添加智能臂帶ID、類型、物聯(lián)網(wǎng)卡等基本信息，并記錄臂帶領(lǐng)用人、領(lǐng)用時(shí)間等信息，實(shí)現(xiàn)臂帶基本信息管理及領(lǐng)用。以地圖方式，顯示當(dāng)前臂帶實(shí)時(shí)位置及在線情況，可以查看佩戴臂帶人員的實(shí)時(shí)心率數(shù)據(jù)。按照人員名字、臂帶編號(hào)，可以查詢歷史位置信息及心率信息。

（3）綜合展示子系統(tǒng)：利用gis地圖技術(shù)和echarts展示技術(shù)，基于數(shù)字消防站采集的人、車、裝備信息進(jìn)行多維度統(tǒng)計(jì)分析和可視化展示。建立消防隊(duì)站、水源、滅火劑、滅火器材、車輛信息圖層，實(shí)現(xiàn)所有信息的錄入、查詢（包含數(shù)據(jù)查詢和基于坐標(biāo)范圍查詢）、展示。

（4）數(shù)據(jù)共享子系統(tǒng)（軟件接口）：按照各級(jí)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，向上級(jí)和政府部門提供相應(yīng)數(shù)據(jù)和視頻信息。

3.3 ?接處警信息匯聚和呈現(xiàn)子系統(tǒng)

按照年度統(tǒng)計(jì)不同區(qū)域內(nèi)的火災(zāi)撲救等級(jí)數(shù)量分布、火災(zāi)撲救數(shù)量的月度分布、火災(zāi)撲救等級(jí)占比情況、警情類型占比情況、搶險(xiǎn)救援月度數(shù)量分布、火災(zāi)等級(jí)時(shí)段分布等數(shù)據(jù)，并對(duì)不同區(qū)域內(nèi)的火災(zāi)發(fā)生數(shù)量進(jìn)行數(shù)據(jù)排名，為決策層提供年度滅火救援工作的數(shù)據(jù)分析和時(shí)時(shí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

（1）數(shù)據(jù)獲取、清洗、匯聚子系統(tǒng)：將歷史火災(zāi)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、整合，確立匯聚的火災(zāi)數(shù)據(jù)類型（包括火災(zāi)發(fā)生區(qū)域、發(fā)生時(shí)間、火災(zāi)嚴(yán)重程度、火災(zāi)損失程度等），并建立結(jié)構(gòu)化電子數(shù)據(jù)檔案。

（2）災(zāi)害智能展示子系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)基于時(shí)間、空間、類型、成因的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，并通過(guò)各類統(tǒng)計(jì)圖表可視化展示接處警信息。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)火災(zāi)的地理信息、災(zāi)害原因、發(fā)生時(shí)間、天氣情況等信息進(jìn)行深度挖掘，提取火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)因子，對(duì)轄區(qū)內(nèi)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。

3.4 ?移動(dòng)端APP軟件

移動(dòng)端APP軟件將基于運(yùn)營(yíng)商4G VPDN專網(wǎng)開發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)“一張圖”數(shù)據(jù)和接處警數(shù)據(jù)分析的呈現(xiàn)、查詢。同時(shí)APP還可以獲取消防員生命體征、消防車輛運(yùn)行狀態(tài)、消防車前端視頻、消防隊(duì)站裝備存量、消防水源位置、消防隊(duì)站位置、歷史警情信息、火災(zāi)預(yù)計(jì)分析等8大類數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)指揮員在災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的信息支持，及對(duì)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)救援力量狀態(tài)的實(shí)時(shí)掌握。

4 ? 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)數(shù)字消防站系統(tǒng)的建設(shè)，將實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有消防隊(duì)站的數(shù)字化改造，提高消防救援隊(duì)伍的滅火救援作戰(zhàn)能力，最大限度的降低火災(zāi)造成的損失，提高各類資源使用效率，有效解決消防警力不足的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)地點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)情況以及救援設(shè)施的快速定位，實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的安全救援，最大限度減少人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，全面提升消防救援隊(duì)伍滅火救援的科學(xué)化、智能化水平。

作者簡(jiǎn)介：

姜 ?超（1987.02-），男，山東淄博人，本科學(xué)歷，淄博市消防救援支隊(duì)助理工程師。

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