基于多網融合的消防大數據平臺系統設計

張掖市甘州區消防救援大隊 張燕

為了解決火災防控工作中涉及到多個物理隔離網絡、多業務部門和多業務系統的實際需要，本文在此基礎上，提出了一種多網融合的消防大數據平臺。平臺分為三個主要模塊：數據共享平臺，應用大數據平臺，展示大數據。運用數據共享、數據挖掘、人工智能、數據展示等各種數據的應用，滿足滅火救援和消防監管工作的需要。

在我國的迅速發展中，消防事業在服務方式、服務質量和經營上都遇到了很大的困難。消防工作涉及搶險救援、火災撲救、火災防控以及消防監督等多個內容，數據存儲在多個不同的業務體系中，數據積累數量龐大，類型繁多，數據相互之間的聯系錯綜復雜，數據的使用水平低，難以適應消防工作的需要。許多基本資料屬于各個服務體系，都是以與消防工作專用網相分離的方式進行傳輸的。該文介紹了在消防系統多網融合基礎上，利用數據匯聚、數據挖掘、在線分析、數據分析，幫助火災工作決策，提高消防服務質量。

1 多網融合的應用優勢

1.1 節約投資，減少管線建設

“多網融合”的優勢在于，不用再修建多條管道，只要在一個區域內安裝一個網絡即可，免去了以前一個區域要建造8個網絡（可視、門禁、車輛、視頻、云臺、物業、背景、周邊區域）等的薄弱線路。這樣做可以節省資金，降低后期維修費用和復雜度。從建設的角度來分析，“多網融合”，可大幅降低銅導線的用量，根據工料法的后期測定，節約60%。從工程造價方面，多個實例（含與建筑智能化相關的建筑費用）的分析表明：在相同的性能條件下，多網集成系統的總投資費用要低于常規的10%左右。

1.2 節約機房投資，增加收益

“多網融合”還有一個優點，那就是不需要安裝電腦室。在以往的智能建筑中，為了將各個區域之間的路徑盡可能縮短，通常會將中央區域作為“中心機房”，而針對分批建設的工程，每個階段都會有一個電腦室，這是一種極大的浪費!而在多網合一的聯網模式下，“中心機房”就是中央的“中心”，而非具體的地理地點，可以依據具體的條件來決定，只要有光纜就可以了。在別墅和高樓大廈里，我們的電話系統是最好的IP設定，可以任意調用。

1.3 升級方便

“多網融合”是指在投入相同的前提下，通過增加網絡的功能和更新的能力，從而達到健康智能的目的。根據運營和維修費用的計算，3-5年后，終端裝置雖已出現故障，但網路仍能正常運作，并在終端裝置的更新下，維持較長時間的運轉。

2 大數據平臺架構建設的主要技術

2.1 數據分析技術

數據分析技術是對被抑制的或者已經得到的信息進行檢索，利用與關鍵詞匹配的方法進行數據分析。本文主要研究了文檔屬性分析、日志分析、加密解密等技術。其中，數據分析技術涉及到了數據挖掘、機器學習等多種智能技術，即火災現場在線分析技術、設備在線運行狀況分析技術。由于火災控制系統涉及多個行業，對大量的火災資料進行了比較，對分析結果的精確度要求很高。

2.2 數據處理技術

數據管理技術是指數據的采集、整理、處理等一系列的工作。數據管理技術經過人工管理、文檔管理和數據庫管理三個階段。各個階段的數據存儲冗余，數據的獨立性逐步提高，數據處理更為簡便，數據處理也更為便捷。數據處理技術還包含了數據提取、數據過濾等方面的技術，即數據的提取、轉換、加載。同時，由于火災信息的質量不高，數據的精確度、時效性都有待進一步提高，因此，對信息的處理技術也有很大的需求。

2.3 數據加工技術

具體來說，就是在火控系統和火控系統的硬件、軟件等方面的虛擬技術。比如，大數據的預處理技術，就是對數據進行提取和清理。數據提取：由于所獲取的數據類型和結構各異，可以將其轉換成單個的數據，便于快速地進行分析。數據清理：并非所有的大數據都是有用的，有些數據是完全錯誤的，所以必須對這些數據進行篩選，然后才能得到有效的數據。

2.4 數據可視化技術

在數據可視化技術上，大數據技術挖掘和覆蓋了大量的數據，從而指導了人們的經濟活動，確保了各個行業的高效運轉，使整個社會和經濟得到了更高的集約化。從目前我國的大數據應用情況來看，其應用范圍包括：政府決策、氣象信息分析、數據信息處理和挖掘、網絡信息挖掘、網絡監控等。另外，數據可視化技術還包含了空間信息流顯示、歷史流顯示、可視化等技術。其中包括實時監控火災狀態、屏幕與地圖交互、虛擬現實等。火災資料的類型很多，有關的指標也比較復雜。此外，今后消防用戶對火災信息的雙向互動需求，需要采用數據表達技術，以確保火災數據具有較高的可見性，并突出其強大的應用功能。

3 大數據共享平臺設計

該平臺將各個網絡與商業系統的數據進行集成，從而構成了一個大型的火災信息采集中心，并通過數據的共享，為火災信息的處理和數據的處理奠定了基礎。

3.1 硬件基礎設施

平臺以警務云平臺作為計算、存儲和安全的基礎架構，實現了對各種類型的數據進行全面的共享和可擴充。在政府網絡和因特網的建設上，我們將政府的云計算平臺和網絡平臺作為計算、存儲和安全的基礎。

（1）一打一送請求方式。這種方法適用于不便于全庫共享的數據供應商數據庫數量大、安全性要求高的情況。主要使用Transmission協議的請求方式，數據請求采用Get方式，數據提交采用Post方式，客戶端不限。所有客戶端接口調用均需登錄驗證。（2）數據庫表同步。這種方法適用于對數據更新頻繁，實時性要求高的資料。在此基礎上，通過雙方建立前置庫，由數據訪問者提供數據庫的鏈接，并按一定時間將相關數據進行排序，并將其推入相應的數據庫表中。

3.2 軟件架構

目前，火災監控系統應用于火災監控系統，一般采用多層次的系統結構，主要由用戶交互界面、業務邏輯和信息訪問三個層次組成。用戶接口的主要作用就是讓用戶能夠高效地訪問到業務邏輯，將底層的數據展示給用戶。同時，還必須對數據進行解析、校對和數據進行規范化處理，把數據反饋給數據層。它的主要作用就是提供多種不同的功能，以便更好地完成火災大數據監控的大部分邏輯控制。此外，訪問數據和訪問數據庫可以進行有效的交互，尤其是在訪問和刪除過程中，能夠對數據進行修改和刪除，從而達到對數據的更好的控制。

3.3 硬件架構

當前，在硬件建設的過程中，各有關部門都要定期進行設備的規范化檢查和維護，并在最短的時間內完成軟件的調試，將相應的硬件設備進行全面的更新。目前，火災監測與管理的數據采集主要采用的是瀏覽器/服務的方式。隨著這種硬件體系結構的發展，用戶可以通過網絡終端軟件訪問火災監控，并具有良好的運行性能。

3.4 數據庫系統

數據庫是當前火災信息化的重要組成部分，它必須將數據分析、存儲、整合等多個方面的要求，合理配置統一的數據輸入、傳輸和存儲，確保基礎數據的深刻交互，以更好契合消防系統對大尺寸數據的整合與處理需求。在進行數據庫系統的開發過程中，有必要遵循幾個原則：（1）對資料庫的需求進行了深入探討；（2）對數據庫的精確分析總體的功能性需求。從建立資料庫的真實目的出發，利用分析進行概念化的開發，然后再進行邏輯庫和子模塊的標準化，最終形成一個完整的數據庫；（3）從系統的功能層次來看，首先要建立一個數據庫的功能模型，并將其與相應的應用軟件進行科學的配置，在代碼處理完畢后，再進行系統的調整。

3.5 隱患與預警模塊

在這個模型下，首先要將火災風險源的數據進行系統化的整理，然后經過一系列的分析、判定和統計，得出相應的風險系數和概率化的專業公式，從而對火災事故發生的幾率進行預警，為火災事故的預防以及安全管控等環節的決策提供有針對性的參考。

3.6 量化績效考評模塊

全面評價火災工作，不僅能對火災監管的執行進行全面的數據分析，而且還能對其日常工作的具體完成進行標準化的分析和歸檔。將整個過程和視頻記錄在整個系統中，方便監控。同時，將積分計入每月的智能打分，讓系統自動分析出關鍵的信息。年終，通過對每月考核的權重計算，制定出一套行之有效的考核指標，對考核的效果進行全面的統計。

4 消防信息數據平臺的系統與功能分配

（1）出警信息子系統。通過電子地圖，可以直觀的獲取有關的信息，并進行即時的查詢；通過道路資料庫的數據，構建火災事故預警分系統，通過電子地圖，根據道路交通流量、交通流量、交通狀況、道路維修等因素，制定最快抵達報警位置的路線。（2）消防宣傳與隱患排查子系統。用戶可以在網上瀏覽消防知識，也可以按轄區內的防火要求，對住戶進行防火教育。隱患排查可以對每個社會單位進行排查，對其存在的火災隱患實時顯示。（3）大屏顯示子系統。利用火災監控設備與系統數據界面，實時顯示各種數據，并能實時顯示火災情況。（4）應用維護子系統。應用維護子系統是一個維護人員的工作平臺，它能夠維護用戶的權限，實現組織結構的設置，人員權限的變動和基礎信息的變動。該系統能夠對各單位進行統一的管理，并具有地圖上的基本資料修正功能，能夠對地圖內人員、消防設施等的動態進行維護，滿足對管理中不斷更新的需求。

5 大數據平臺應用設計

5.1 業務系統應用

在119報警系統的大數據分析中，可以將天氣情況實時分享，通過對各企業所需的各單元進行自動抽取，并與安全監管機構的化工危險物品的運輸動向進行自動的關聯。利用因特網呈現的室內和戶外立體圖，了解周圍環境及大樓的內部布局，為現場準確調度，與公安、安監、交通部門共享警情，聯動處置。運用工商、公安機關的信息對企業和個人進行登記信息的核實，以使用統一的社保卡將有關單位的行政處罰、行政許可等資料進行鏈接，核實相關的防火法規為前提，使用網絡上的室內、室外的圖表和每日監控資料，進一步強化各單位和樓宇的監管，強化監管和規范，提高數據的精確度。

5.2 大數據展示設計

（1）火災現場的可視性指揮。為指揮員實時監控、指揮調度管理、現場動態、指揮調度管理。（2）火災的可視性。基于消防大數據，利用O-LAP（O-LAP）查詢、數據挖掘等技術，通過對火災事故的多個數據進行多維的分析，并將其以圖表、地圖等方式呈現。（3）對危險模式的可視性。以火災風險模型為基礎，采用了基于模型的機器學習方法，構建火災風險模型。

6 系統運用對消防管理帶來的深層次變化

（1）有效地集成了火災情報和智能城市的數據。如何充分運用大數據和云計算的思想，實現對城市的有效管理，是構建一個開放、融合、高效的消防數據基礎設施。該系統利用國家自主開發的地理信息系統收集的資料作為基礎資料，在建成之初就積累了海量的基礎資料，避免了前期大規模收集資料的煩惱。將由消防局自己收集和記錄的工作方式轉化為由整個社會所有有關火災的資料匯集到消防部門。（2）明確職責，把防火監督與各職能單位聯系起來。通過與公安、綜治、住建、政、電、水、燃氣等主要職能的信息交流，使各單位在防火工作中的職責和職能更加清晰。各部門收集到的資料經過審核、整理、使用后，將有關資料儲存于資料交流子系統中，由各部門按各自的工作需求，從資料交換子系統中提取相應的資料，并采用智能比較的方法，及時更新各自的資料，以提升系統的連貫性和機動性，提升部門監管的工作效率和水平。在平時的工作中，由國家統一調度，統一指揮，使單一的火災監控變為多個單位，從而有效地提升了火災監控的效率。（3）實行以群眾為中心的“群防群治”，把防火工作和人民群眾的日常活動聯系起來。引入綜治、民政，使傳統的消防站與社區、綜治網格化相結合，充分利用政府部門的優勢，進行全方位的防火教育。（4）加強對城市防火的智能化管理。對消防力量編制、消防基礎設施建設、新增消防站選址、力量配置等方面提出了一些建設性的意見。

7 結語

根據消防工作需要，綜合消防內部、外部信息化建設的實際情況和結果，構建消防信息共享渠道、內部、政府、網絡等多種渠道，搭建消防大數據共享平臺，達到數據共享的目的。以各種云計算平臺為基礎，防止數據的重復。該系統在數據共享、數據分析、數據挖掘等方面都是采用了較為成熟的技術，可以有效地減少工程的投資。將火災信息的集成運用到現有的服務體系中。開展各類滅火、防火主題分析、預測分析及可視化演示，提高滅火救災和防火監管工作效率。