高校智慧消防平臺的設計與實現

郭寶峰

【摘要】? ? 從保障高校火災防范效果的角度，設計了一種智慧消防平臺，以平臺為支撐實現對于高校各個區域消防事務的管理。相關測試結果表明，該平臺支持的并發用戶數量超過500，平均響應時間在2s以內，在滿足用戶操作要求的同時，具備較高的友好性，能夠幫助高校切實做好火災防控工作。

【關鍵詞】? ? 高校? ? 智慧消防平臺? ? 設計? ? 實現

前言：

高校本身人員密度和流動性大，火災隱患較大，依照消防相關的要求，需要設置可靠的消防系統。而結合實際情況分析，部分高校無法對消防系統和其他系統進行有效整合，數據信息的傳遞受到了很大限制，沒有能夠形成消防系統、門禁系統和廣播系統的聯動機制，導致在火災發生時，救援人員無法在第一時間獲取現場信息，火災救援的效率受到了很大影響。對此，應該從高校的實際情況出發，設計專門的智慧消防平臺，促進高校消防信息化水平的提高。

一、智慧消防概述

智慧消防是一種以智能化技術為支撐的消防方案，對比傳統消防，智慧消防更加強調各個系統之間的信息傳遞，強調打破信息孤島現象，提升感知預警和應急指揮能力，以更早的發現和解決火災隱患，降低影響和損失。當前，有部分人員對于智慧消防存在著錯誤的認識，認為消防設備與網絡平臺的連接就是智慧消防，實際上這僅僅是第一步，智慧消防強調的是借助大數據、云計算、物聯網、人工智能等技術手段，促進多樣化目標的實現，這些目標包括了環境感知、行為管理、智能研判、科學指揮等。

智慧消防的的作用體現在四個方面：

一是智慧防控。借助專業的傳感設備和智能終端設備，配合大數據平臺和物聯網技術，智慧消防能夠及時發現異常和火災隱患，自動向用戶發送報警信息，極大地提高了信息傳遞效率，能夠為用戶爭取到更多的時間和空間，將原本被動的發現火災險情轉化為主動對火災進行監測預警，強調防控為主，將風險和隱患扼殺在萌芽狀態;

二是智慧管理。在傳統消防系統中，消防設施的管理維護需要由人工進行，最為常見的方式，就是安排專人定期對消防設施的狀態進行檢查和登記，但是在實際操作中，因為工作人員本身對于相關工作重視不足，加上監督機制的欠缺，經常出現消防設施信息不準確的情況，在發生火災時，記錄的資料無法為火情撲救提供幫助，甚至于可能會對消防救援人員產生誤導。與之相比，智慧消防能夠借助物聯網、電子標簽等技術，實現對消防設備位置、狀態等的遠程感知，及時發現損壞的設備并對其進行維修，保證消防設施的完備性，為火災預防和撲救提供可靠支撐;

三是智慧作戰。借助相應的視頻監控系統、大數據、物聯網等，智慧消防能夠快速完成現場人員、實景數據和環境信息的集成，對數據信息進行實時動態更新，幫助現場救援人員實現精準作戰，提升火災救援的效率;

四是智慧智慧。智慧消防可以實現對于火災現場圖像的實時傳輸，單純的一張圖可以實現對所有系統及數據的鏈接，更好的滿足可視化和動態化的指揮需求，也能夠對現場人員、設備等進行智能化調度，提升火災撲救的效果，最大限度的保障人員及財產安全。

二、高校智慧消防平臺的設計與實現

2.1系統設計

高校智慧消防系統采用的是三層結構：

一是顯示層，可以方便不同用戶的操作，在完成用戶信息驗證后，登錄到相應的主界面中，完成不同業務模塊的操作，包括應急管理、設備巡檢等，然后系統會依照用戶的實際操作請求，將其發送到對應層進行處理，并且在顯示層展示處理的結果;

二是業務層，業務層主要負責對用戶顯示層操作請求的接收，借助業務層的系統功能代碼來完成對應業務的流轉，包括基本信息管理、消防應急、設備巡檢以及大數據分析等功能。業務層在實施業務處理的過程中，會自動調用底層數來保證處理效果;

三是數據層，數據層可以進一步分為兩部分，一部分是數據訪問層，主要負責與業務邏輯層的交互，也可以開展數據的持續化操作，明確每一個數據庫表格的使用對象，促進數據信息管理效率的提高。智慧消防系統中的業務數據可以借助多個數據庫表格，實現分類存儲和調用。

2.2系統實現

2.2.1信息采集實現

信息采集功能是確保智慧消防平臺正常運作的前提，主要是依靠設置在各個區域的物聯網設備實現，這些設備包括了溫度傳感器、濕度傳感器、煙感傳感器等，以傳感器設備收集到的數據信息為支撐，能夠實現系統設備之間的聯動以及遠程控制。物理網采集及傳輸中，前端設備是至關重要的組成部分，傳感器模塊負責數據信息采集，ZigBee模塊負責信息傳輸，以低成本低能耗的傳輸協議為支撐，能夠切實保證信息傳輸的效果。

物聯網設備需要借助電源板供電，包括無線節點的模塊及傳感器控制模塊，MCU是核心控制模塊，所有傳感器采集到的數據信息都需要經由通信模塊傳輸，系統管理人員也可以實現對物聯網設備的遠程控制。

2.2.2數據分析實現

智慧消防系統運行中，會產生大量的業務數據，這些數據包括了前端設備采集的各種物理網數據，如實時數據、狀態數據、控制數據等，也包括了用戶操作產生的各種業務數據。這些業務數據會被存儲到相應的數據庫中，借助專業的數據挖掘算法進行二次加工處理，為了提高數據處理的效率，將數據信息的作用和價值充分體現出來，需要做好數據的過濾和提取工作。高校智慧消防平臺的數據提取流程為：獲取到消防物聯網信息后，系統會先對數據類別進行選取，將數據分為物聯網數據和用戶操作數據兩種類型，然后依照數據表或者指標集來選取指標，設置好對應的過濾條件，生成結果數據表。之后，系統會通過表控件過濾和數據表編輯功能，完成數據的編輯工作。

在這個過程中，需要重點關注三個核心環節：一是數據類型選擇，在針對業務數據開展數據挖掘工作的過程中，應該結合實際需求來選擇數據信息，這些數據包括設備采集的實時信息，也包括了用戶產生的業務數據;二是分析指標確定，依照相應的數據局挖掘需求選擇相應的數據類別后，需要結合溫濕度數據、煙感數據和業務數據等的具體情況，確定相應的數據挖掘指標，為消防大數據分析奠定堅實基礎;三是過濾條件設置，在確定好數據分析指標的情況下，可以進一步對數據進行過濾和分析，將重復數據和噪聲去除，調整業務數據處理的順序，確保其能夠很好的符合處理要求。

完成數據處理后，系統還會依照數據所處的區域以及物聯網地址開展進一步的分析，查閱的數據信息可能源自同一個數據庫和指標集，依照消防區域對數據進行區分和處理，然后將處理結果整理成表。數據處理基礎上，依照數據所處區域，可以生成對應的地圖圖例，如果需要對數據表進行更進一步的處理，則應該做好空間分析，保證數據的完整性和真實性，針對缺失空間的消防數據進行相應的缺值估計操作。對于業務數據的處理，比較常用的方法有系統聚類、距離比插值等，借助這些方法，可以實現對空間樣本屬性等級的合理劃分，配合路徑預測的方式，最終完成業務數據的挖掘和分析。

在消防隱患趨勢分析中，可以采用路徑預測模型，模型中輸入的數據是物聯網中采集的數據信息，輸出的則是預測路徑。算法處理要求構建起相應的狀態空間，而狀態空間的構建才歐諾個的是迭代形式，之后需要進行路徑預測，借助分層的方式完成狀態空間引出。

三、系統測試

系統測試的主要目的，是對其功能進行檢驗，看系統輸入輸出是否可以和需求分析階段確定的功能一致，如果不一致，則需要對系統進行必要的調試。系統測試是通過黑白盒測試的方式進行，需要對每個模塊的跳轉處理過程進行分析和記錄。在對系統性能進行測試的過程中，可以利用自動化性能工具，實現對于大量并發用戶的訪問處理，可以選擇能夠在服務器中使用的Web Bench工具進行測試，相應的測試結果為：

（1）500并發訪問用戶：利用自動化性能測試軟件，模擬500名用戶同時訪問系統功能模塊的情況，結果顯示，并發用戶越多，系統的響應時間越長，最大為2s，在可以接受的范圍內。

（2）功能模塊平均響應時間：同樣利用自動化性能測試軟件進行測試，對系統在不同狀態下的平均響應時間進行記錄，結果顯示，系統功能模塊的平均響應時間為1.5s，能夠滿足相關規定的要求。

（3）數據統計表單處理：通過軟件模擬的方式，就大數據統計分析的過程進行驗證，結果顯示，數據表達統計作業的平均響應時間為2s，能夠滿足要求。

結合上述測試結果可知，高校智慧消防平臺的用戶分布在多個不同部門，不過其都能夠通過登錄平臺的方式，對相應的功能模塊進行操作，系統在頁面跳轉和操作提示等方面，能夠很好的滿足用戶需求，業務功能可以就高校內部各個區域的消防業務進行管控。功能測試中暴露出的問題需要設計人員分析原因，做好相應的調整優化。智慧消防管理系統的性能測試非常關鍵，需要從系統運行的安全性、穩定性等方面做好全面充分分析，測試結果直接關系著系統是否可以正常運作。結果表明，高校智慧消防平臺有著良好的性能，能夠對不同用戶的不同需求做出響應，為火災的預防和應對提供可靠支撐。

四、結語

總而言之，高校在日常運作中，存在著人員密集、人流量巨大的特點，火災隱患較大，而一旦發生火災事故，將會帶來難以估量的損失，因此做好火災的防控工作非常關鍵。以先進的信息技術為支撐，高?？梢越Y合自身的實際情況，構建智慧消防平臺，借助傳感設備實現對于各個區域環境信息的收集，能夠及時發現初期火情，發出相應的報警信息，提醒用戶做好處理，以避免火情的擴大，減少火災帶來的經濟損失和人員傷亡。

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