城市級(jí)智慧消防云平臺(tái)架構(gòu)的設(shè)計(jì)

文/劉夢(mèng) 董雷 董志勇 毛歡歡

（武漢理工光科股份有限公司 湖北省武漢市 430070）

1 引言

國(guó)務(wù)院《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要》（2015年）中指出要“推動(dòng)構(gòu)建智能防控、綜合治理的公共安全體系，維護(hù)國(guó)家安全和社會(huì)安定”。中央政法委書(shū)記郭聲琨在2017年1月全國(guó)消防工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)：“要深入推進(jìn)消防信息化建設(shè)，積極建設(shè)智慧消防”。

近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，安全隱患日益增多，各類(lèi)災(zāi)害事故呈現(xiàn)出風(fēng)險(xiǎn)高、危害大的特點(diǎn)，社會(huì)公共安全需求日益倍增。城市高層、地下、商業(yè)綜合體、地鐵、隧道等建筑發(fā)展迅猛，城市化進(jìn)程正在持續(xù)進(jìn)行，同時(shí)還存在連片區(qū)域老舊居民區(qū)、大型倉(cāng)儲(chǔ)物流及工業(yè)園區(qū)、“多合一”密集區(qū)等火災(zāi)高發(fā)區(qū)域，消防安全形勢(shì)日益復(fù)雜。

在市委、市政府主導(dǎo)下，以滿足消防工作和隊(duì)伍建設(shè)發(fā)展的新需求為出發(fā)點(diǎn)，堅(jiān)持“統(tǒng)籌規(guī)劃、業(yè)務(wù)主導(dǎo)、整合現(xiàn)有、創(chuàng)新發(fā)展、急用先行、分步實(shí)施”的基本原則。以公安消防部隊(duì)為主體、多方應(yīng)急救援隊(duì)伍相聯(lián)動(dòng)的綜合應(yīng)急救援力量體系，運(yùn)用大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)，構(gòu)建城市級(jí)“智慧消防”火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)防控及應(yīng)急救援云平臺(tái)，助力發(fā)展“智慧城市”。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)原則

在設(shè)計(jì)與建設(shè)過(guò)程中，遵循持“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、互通互聯(lián)、資源共享”的原則。

統(tǒng)一規(guī)劃：匯聚消防、公安、交通、城管、安監(jiān)、政法委等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以政府單位的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)為支撐并加以開(kāi)發(fā)利用，統(tǒng)一規(guī)劃信息共享系統(tǒng)，滿足智慧消防項(xiàng)目對(duì)信息資源共享的需求。

統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)：在信息化建設(shè)過(guò)程中存在數(shù)出多門(mén)、數(shù)出多源、數(shù)據(jù)不一致的情況，沒(méi)有形成全局統(tǒng)一的信息化標(biāo)準(zhǔn)體系。基于大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建一體化的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)采集、處理、管理、調(diào)度等全自動(dòng)化管理流程。

互通互聯(lián)：構(gòu)建消防一體化業(yè)務(wù)，形成有效的閉環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)終端、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備以及各類(lèi)社會(huì)信息資源的互通互聯(lián)。

資源共享：提供數(shù)據(jù)質(zhì)量管理功能，制定各種數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測(cè)規(guī)則，對(duì)數(shù)據(jù)交換流轉(zhuǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行清洗轉(zhuǎn)換，以整合到統(tǒng)一的信息資源共享庫(kù)。

2.2 設(shè)計(jì)思路

按照“感、傳、知、用”的結(jié)構(gòu)層次，采用自頂而下的總體規(guī)劃設(shè)計(jì)思路，構(gòu)建城市級(jí)智慧消防云平臺(tái)。

感：利用物聯(lián)網(wǎng)、前端傳感、視頻接入等技術(shù)，在城市重點(diǎn)監(jiān)管的火災(zāi)高危企業(yè)、超高層建筑、交通樞紐、九小場(chǎng)所、大型綜合體、文博建筑、化工單位等重要場(chǎng)所接入大范圍海量的消防感知設(shè)備，構(gòu)建城市級(jí)泛在消防感知網(wǎng)絡(luò)。

傳：利用窄帶物聯(lián)、移動(dòng)通信等技術(shù)匯聚前端多種形態(tài)的感知數(shù)據(jù)，通過(guò)有線或無(wú)線的方式將信息傳輸至智慧消防云管理平臺(tái)。

知：基于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)共享、交換和分析能力，以多級(jí)權(quán)限管理為手段，為消防部門(mén)、聯(lián)網(wǎng)單位、以及其它相關(guān)輔助部門(mén)提供決策依據(jù)。

圖1

用：通過(guò)移動(dòng)端、大屏端、PC端形成各類(lèi)消防業(yè)務(wù)的綜合應(yīng)用，如消防設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控、火災(zāi)報(bào)警的處置流程、綜合消防態(tài)勢(shì)分析、消防作戰(zhàn)決策支持等。

3 平臺(tái)架構(gòu)與實(shí)現(xiàn)功能

3.1 總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

如圖1所示。

基礎(chǔ)資源層：依托政務(wù)云資源，建設(shè)“智慧消防”火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)防控及應(yīng)急救援云平臺(tái)，為業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件提供資源池化、應(yīng)用管理、服務(wù)管理、安全管理、數(shù)據(jù)治理等云平臺(tái)支撐環(huán)境。

源數(shù)據(jù)：主要是消防系統(tǒng)的各類(lèi)數(shù)據(jù)來(lái)源，包括：一體化信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、音視頻數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)以及政務(wù)資源數(shù)據(jù)等。

資源池：圍繞數(shù)據(jù)“可知、可管、可用、可控”，搭建城市統(tǒng)一消防專(zhuān)題數(shù)據(jù)資源庫(kù)，建設(shè)數(shù)據(jù)匯集系統(tǒng)，逐步匯聚各類(lèi)消防數(shù)據(jù)資源，并與部局、省總隊(duì)消防大數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)接共享，為各級(jí)政府部門(mén)、行業(yè)部門(mén)、消防部隊(duì)、公安機(jī)關(guān)和社會(huì)單位、公眾統(tǒng)一提供社會(huì)數(shù)據(jù)采集、批量數(shù)據(jù)加工、信息查詢比對(duì)、統(tǒng)計(jì)分析挖掘、業(yè)務(wù)定制推送、個(gè)性化應(yīng)用等服務(wù)。

綜合支撐服務(wù)層：主要提供各類(lèi)基礎(chǔ)服務(wù)，包括：數(shù)據(jù)同步、地圖服務(wù)、智能搜索服務(wù)、移動(dòng)目標(biāo)跟蹤、視頻調(diào)閱、警情過(guò)濾、作戰(zhàn)指揮等等服務(wù)；

業(yè)務(wù)應(yīng)用層：分為“智慧火災(zāi)預(yù)防、智慧滅火救援、智慧部隊(duì)管理、智慧安全服務(wù)”四大智慧能力、九項(xiàng)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)；

門(mén)戶：可提供IE、移動(dòng)客戶端等多種業(yè)務(wù)頁(yè)面供用戶進(jìn)行使用。

3.2 實(shí)現(xiàn)功能

3.2.1 一個(gè)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)防控及應(yīng)急救援云平臺(tái)

依托政務(wù)、公安、水務(wù)、交通等資源，搭建橫向與市局及各警種、政府部門(mén)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、縱向與部局、省總隊(duì)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)貫通，開(kāi)放性、動(dòng)態(tài)性和互動(dòng)性的云平臺(tái)，為全市各級(jí)、各種規(guī)模和各種類(lèi)型的消防業(yè)務(wù)應(yīng)用提供統(tǒng)一的開(kāi)發(fā)、運(yùn)行和管理及應(yīng)用服務(wù)。依托市公安局統(tǒng)一的邊界接入、移動(dòng)警務(wù)等安全交換平臺(tái)，解決不同網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中平臺(tái)數(shù)據(jù)交換及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐等問(wèn)題，逐步實(shí)現(xiàn)上下、內(nèi)外及各業(yè)務(wù)系統(tǒng)、應(yīng)用功能的互聯(lián)互通。

3.2.2 一個(gè)智慧消防大數(shù)據(jù)中心

圍繞數(shù)據(jù)“可知、可管、可用、可控”，搭建全市統(tǒng)一的消防專(zhuān)題數(shù)據(jù)資源庫(kù)，建設(shè)數(shù)據(jù)匯集系統(tǒng)，逐步匯聚各類(lèi)消防數(shù)據(jù)資源，并與部局、總隊(duì)消防大數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)接共享，為各級(jí)政府部門(mén)、行業(yè)部門(mén)、消防部隊(duì)、公安機(jī)關(guān)和社會(huì)單位、公眾統(tǒng)一提供社會(huì)數(shù)據(jù)采集、批量數(shù)據(jù)加工、信息查詢比對(duì)、統(tǒng)計(jì)分析挖掘、業(yè)務(wù)定制推送、個(gè)性化應(yīng)用、數(shù)據(jù)資源管理、數(shù)據(jù)目錄管理、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、數(shù)據(jù)可視化分析展示等服務(wù)。

3.2.3 九大功能應(yīng)用

3.2.3.1 智慧火災(zāi)預(yù)防

（1）建立城市物聯(lián)網(wǎng)消防遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。利用物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、圖像識(shí)別等技術(shù)，通過(guò)升級(jí)改造、數(shù)據(jù)對(duì)接以及邏輯分析模型構(gòu)建等方式和措施，整合匯聚城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控、高空及單位內(nèi)部視頻監(jiān)控、城市消火栓狀態(tài)監(jiān)測(cè)、智能火災(zāi)報(bào)警、電氣火災(zāi)監(jiān)控等系統(tǒng)，對(duì)聯(lián)網(wǎng)消防設(shè)備設(shè)施、消防水源、重點(diǎn)區(qū)域和部位等進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)集中監(jiān)測(cè)，建立火災(zāi)識(shí)別、隱患追蹤、安全監(jiān)控等模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)追蹤、轉(zhuǎn)換和挖掘分析，高效支撐社會(huì)火災(zāi)防控、公眾消防服務(wù)等應(yīng)用。

（2）建立消防監(jiān)督執(zhí)法辦公系統(tǒng)。對(duì)公安網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、政務(wù)網(wǎng)上的消防監(jiān)督管理系統(tǒng)、“警務(wù)通”、社會(huì)單位“戶籍化”系統(tǒng)、消防安全網(wǎng)格化管理系統(tǒng)、火災(zāi)隱患舉報(bào)投訴系統(tǒng)、時(shí)空信息云平臺(tái)等多個(gè)涉及防火業(yè)務(wù)的系統(tǒng)、平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)整合和架構(gòu)重塑，推進(jìn)消防移動(dòng)執(zhí)法終端、移動(dòng)執(zhí)法APP的全面應(yīng)用，建立信息互通、高效辦公、管理標(biāo)準(zhǔn)、科學(xué)分析的消防監(jiān)督辦公體系。

3.2.3.2 智慧滅火救援

（1）建立智能化指揮調(diào)度系統(tǒng)。利用物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、GIS等技術(shù)，與現(xiàn)有消防接處警以及以城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控、城市高點(diǎn)及單位內(nèi)部視頻監(jiān)控等為核心的城市消防物聯(lián)網(wǎng)感知采集模塊接入應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)基于手機(jī)APP應(yīng)用的多媒體接警服務(wù)以及向大、中隊(duì)、政府專(zhuān)職隊(duì)、微型消防站、公安機(jī)關(guān)、社會(huì)單位相關(guān)人員的信息推送和智能調(diào)度；深度整合滅火救援相關(guān)信息資源，實(shí)現(xiàn)各類(lèi)資源的多網(wǎng)地理信息平臺(tái)統(tǒng)一匯聚展現(xiàn)、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)管、智能數(shù)據(jù)分析，為作戰(zhàn)力量的精準(zhǔn)調(diào)度、出警線路的智能適配、戰(zhàn)保物資的科學(xué)供給、前后信息的協(xié)同共享、災(zāi)情發(fā)展的趨勢(shì)研判、事故現(xiàn)場(chǎng)的安全評(píng)估等提供實(shí)時(shí)輔助決策服務(wù)。

（2）建立安保防控系統(tǒng)。包括安保場(chǎng)館風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估子系統(tǒng)、安保任務(wù)管理子系統(tǒng)、安保可視化展示子系統(tǒng)和安保數(shù)字化預(yù)案，從風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、評(píng)估、控制、現(xiàn)場(chǎng)指揮、數(shù)字化預(yù)案等維度來(lái)保障大型活動(dòng)場(chǎng)館的消防安全。

（3）建立可視化綜合分析研判系統(tǒng)。按照大數(shù)據(jù)條件下聯(lián)合作戰(zhàn)指揮中心的定位，升級(jí)改造綜合作戰(zhàn)指揮中心顯示大屏等硬件設(shè)施，實(shí)現(xiàn)各類(lèi)可用消防信息資源和指揮要素等實(shí)時(shí)信息動(dòng)態(tài)上屏顯示和查詢。搭建消防地理信息應(yīng)用支撐平臺(tái)，充分共享公安PGIS、城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)及互聯(lián)網(wǎng)地理信息數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)基于地理信息的可視化指揮調(diào)度、消防業(yè)務(wù)可視化分析研判等功能。

3.2.3.3 智慧部隊(duì)管理

（1）建立數(shù)字化裝備管理系統(tǒng)。利用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、智能傳感、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，整合現(xiàn)有營(yíng)區(qū)管理系統(tǒng)及設(shè)施設(shè)備，運(yùn)用無(wú)線射頻、條碼識(shí)別等數(shù)字化技術(shù)和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)消防站營(yíng)區(qū)、消防車(chē)輛、器材裝備等個(gè)體信息的智能感知、自動(dòng)數(shù)據(jù)采集和標(biāo)簽化管理，形成覆蓋日常管理、指揮控制等環(huán)節(jié)的全過(guò)程信息鏈條，建立基于車(chē)輛位置分析、車(chē)輛狀態(tài)追溯、遠(yuǎn)程故障診斷等大數(shù)據(jù)分析模型及應(yīng)用場(chǎng)景，支撐部隊(duì)作戰(zhàn)、管理高效運(yùn)作。

（2）建立數(shù)字化官兵管理系統(tǒng)。利用互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、文本挖掘、網(wǎng)絡(luò)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，建立公安網(wǎng)、消防信息網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等多網(wǎng)絡(luò)、多維度、多平臺(tái)，集官兵崗位業(yè)務(wù)、思想政治教育培訓(xùn)以及職業(yè)技能鑒定、表彰獎(jiǎng)勵(lì)、網(wǎng)上練兵等內(nèi)容的部隊(duì)官兵數(shù)字化管理應(yīng)用，推進(jìn)人才培養(yǎng)模式改革創(chuàng)新；建立現(xiàn)役官兵軍旅生涯資料庫(kù)，對(duì)官兵、政府專(zhuān)職消防員等的工作成效以及個(gè)人成長(zhǎng)軌跡進(jìn)行全程記錄和科學(xué)評(píng)估，實(shí)現(xiàn)人才特征和部隊(duì)崗位的科學(xué)匹配。

3.2.3.4 智慧安全服務(wù)

（1）建立火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)。在整合政務(wù)、警務(wù)的數(shù)據(jù)資源基礎(chǔ)上開(kāi)展專(zhuān)題火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)模型建設(shè)，按單位、場(chǎng)所、危險(xiǎn)源、火災(zāi)警情分布、隱患類(lèi)別、隱患等級(jí)等條件，分類(lèi)建立重點(diǎn)場(chǎng)所和特殊人員專(zhuān)題模塊，結(jié)合地理信息技術(shù)，針對(duì)不同對(duì)象和維度的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)模型，自動(dòng)預(yù)警潛在高危火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)單位、人群、時(shí)間、區(qū)域，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果可視化查詢和展示，為全市消防部隊(duì)有針對(duì)性地開(kāi)展火災(zāi)防控和警力精確投放提供輔助決策。

（2）建立消防安全便民服務(wù)系統(tǒng)。利用互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)，整合互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站、微信、微博，建立消防宣傳資源庫(kù)，實(shí)現(xiàn)消防宣傳、監(jiān)測(cè)、分析、輿情、發(fā)布的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)，推進(jìn)便民服務(wù)APP應(yīng)用，豐富信息服務(wù)資源，創(chuàng)新信息服務(wù)手段，建立健全智能快捷的移動(dòng)多媒體報(bào)警服務(wù)、透明及時(shí)的消防執(zhí)法及消防安全預(yù)警發(fā)布、豐富新穎的社會(huì)化消防宣傳教育以及便捷高效的消防安全隱患舉報(bào)投訴、辦事訪求、信息咨詢、建議征集等服務(wù)機(jī)制和體系，提供全方位、智能化消防安全便民服務(wù)。

4 結(jié)語(yǔ)

智慧消防是我國(guó)社會(huì)發(fā)展對(duì)消防工作的實(shí)際需求。本文從智慧消防云平臺(tái)的整體架構(gòu)出發(fā)，按照防消結(jié)合的統(tǒng)一性原則從“感、傳、知、用”四個(gè)層面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自頂而下的設(shè)計(jì)。

對(duì)城市重點(diǎn)監(jiān)管的火災(zāi)高危企業(yè)、超高層建筑、交通樞紐、九小場(chǎng)所、大型綜合體、文博建筑、化工單位等接入巨量消防感知設(shè)備，對(duì)消防裝備加裝電子標(biāo)簽、車(chē)載終端、數(shù)據(jù)采集器等。通過(guò)有線、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)方式傳輸消防源數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)匯聚的其它業(yè)務(wù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)整合分析，提供輔助決策服務(wù)，利用APP、PC、大屏端形成各類(lèi)綜合性應(yīng)用。

全面覆蓋消防設(shè)施的監(jiān)測(cè)類(lèi)型，實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和采集數(shù)據(jù)的深層次趨勢(shì)分析，從消防部門(mén)到社會(huì)各個(gè)層級(jí)的單位、社區(qū)等社會(huì)化多方力量的聯(lián)合參與，統(tǒng)籌規(guī)劃城市級(jí)的智慧消防云平臺(tái)體系，提高了消防部門(mén)和社會(huì)各單位消防管理工作的效率和質(zhì)量。