基于多網(wǎng)融合的消防大數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張掖市甘州區(qū)消防救援大隊(duì) 張燕

為了解決火災(zāi)防控工作中涉及到多個(gè)物理隔離網(wǎng)絡(luò)、多業(yè)務(wù)部門和多業(yè)務(wù)系統(tǒng)的實(shí)際需要，本文在此基礎(chǔ)上，提出了一種多網(wǎng)融合的消防大數(shù)據(jù)平臺。平臺分為三個(gè)主要模塊：數(shù)據(jù)共享平臺，應(yīng)用大數(shù)據(jù)平臺，展示大數(shù)據(jù)。運(yùn)用數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)挖掘、人工智能、數(shù)據(jù)展示等各種數(shù)據(jù)的應(yīng)用，滿足滅火救援和消防監(jiān)管工作的需要。

在我國的迅速發(fā)展中，消防事業(yè)在服務(wù)方式、服務(wù)質(zhì)量和經(jīng)營上都遇到了很大的困難。消防工作涉及搶險(xiǎn)救援、火災(zāi)撲救、火災(zāi)防控以及消防監(jiān)督等多個(gè)內(nèi)容，數(shù)據(jù)存儲在多個(gè)不同的業(yè)務(wù)體系中，數(shù)據(jù)積累數(shù)量龐大，類型繁多，數(shù)據(jù)相互之間的聯(lián)系錯(cuò)綜復(fù)雜，數(shù)據(jù)的使用水平低，難以適應(yīng)消防工作的需要。許多基本資料屬于各個(gè)服務(wù)體系，都是以與消防工作專用網(wǎng)相分離的方式進(jìn)行傳輸?shù)?。該文介紹了在消防系統(tǒng)多網(wǎng)融合基礎(chǔ)上，利用數(shù)據(jù)匯聚、數(shù)據(jù)挖掘、在線分析、數(shù)據(jù)分析，幫助火災(zāi)工作決策，提高消防服務(wù)質(zhì)量。

1 多網(wǎng)融合的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 節(jié)約投資，減少管線建設(shè)

“多網(wǎng)融合”的優(yōu)勢在于，不用再修建多條管道，只要在一個(gè)區(qū)域內(nèi)安裝一個(gè)網(wǎng)絡(luò)即可，免去了以前一個(gè)區(qū)域要建造8個(gè)網(wǎng)絡(luò)（可視、門禁、車輛、視頻、云臺、物業(yè)、背景、周邊區(qū)域）等的薄弱線路。這樣做可以節(jié)省資金，降低后期維修費(fèi)用和復(fù)雜度。從建設(shè)的角度來分析，“多網(wǎng)融合”，可大幅降低銅導(dǎo)線的用量，根據(jù)工料法的后期測定，節(jié)約60%。從工程造價(jià)方面，多個(gè)實(shí)例（含與建筑智能化相關(guān)的建筑費(fèi)用）的分析表明：在相同的性能條件下，多網(wǎng)集成系統(tǒng)的總投資費(fèi)用要低于常規(guī)的10%左右。

1.2 節(jié)約機(jī)房投資，增加收益

“多網(wǎng)融合”還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，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(gè)區(qū)域之間的路徑盡可能縮短，通常會將中央?yún)^(qū)域作為“中心機(jī)房”，而針對分批建設(shè)的工程，每個(gè)階段都會有一個(gè)電腦室，這是一種極大的浪費(fèi)!而在多網(wǎng)合一的聯(lián)網(wǎng)模式下，“中心機(jī)房”就是中央的“中心”，而非具體的地理地點(diǎn)，可以依據(jù)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(tǒng)是最好的IP設(shè)定，可以任意調(diào)用。

1.3 升級方便

“多網(wǎng)融合”是指在投入相同的前提下，通過增加網(wǎng)絡(luò)的功能和更新的能力，從而達(dá)到健康智能的目的。根據(jù)運(yùn)營和維修費(fèi)用的計(jì)算，3-5年后，終端裝置雖已出現(xiàn)故障，但網(wǎng)路仍能正常運(yùn)作，并在終端裝置的更新下，維持較長時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 大數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)建設(shè)的主要技術(shù)

2.1 數(shù)據(jù)分析技術(shù)

數(shù)據(jù)分析技術(shù)是對被抑制的或者已經(jīng)得到的信息進(jìn)行檢索，利用與關(guān)鍵詞匹配的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)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(shù)。其中，數(shù)據(jù)分析技術(shù)涉及到了數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)等多種智能技術(shù)，即火災(zāi)現(xiàn)場在線分析技術(shù)、設(shè)備在線運(yùn)行狀況分析技術(shù)。由于火災(zāi)控制系統(tǒng)涉及多個(gè)行業(yè)，對大量的火災(zāi)資料進(jìn)行了比較，對分析結(jié)果的精確度要求很高。

2.2 數(shù)據(jù)處理技術(shù)

數(shù)據(jù)管理技術(shù)是指數(shù)據(jù)的采集、整理、處理等一系列的工作。數(shù)據(jù)管理技術(shù)經(jīng)過人工管理、文檔管理和數(shù)據(jù)庫管理三個(gè)階段。各個(gè)階段的數(shù)據(jù)存儲冗余，數(shù)據(jù)的獨(dú)立性逐步提高，數(shù)據(jù)處理更為簡便，數(shù)據(jù)處理也更為便捷。數(shù)據(jù)處理技術(shù)還包含了數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)過濾等方面的技術(shù)，即數(shù)據(jù)的提取、轉(zhuǎn)換、加載。同時(shí)，由于火災(zāi)信息的質(zhì)量不高，數(shù)據(jù)的精確度、時(shí)效性都有待進(jìn)一步提高，因此，對信息的處理技術(shù)也有很大的需求。

2.3 數(shù)據(jù)加工技術(shù)

具體來說，就是在火控系統(tǒng)和火控系統(tǒng)的硬件、軟件等方面的虛擬技術(shù)。比如，大數(shù)據(jù)的預(yù)處理技術(shù)，就是對數(shù)據(jù)進(jìn)行提取和清理。數(shù)據(jù)提取：由于所獲取的數(shù)據(jù)類型和結(jié)構(gòu)各異，可以將其轉(zhuǎn)換成單個(gè)的數(shù)據(jù)，便于快速地進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)清理：并非所有的大數(shù)據(jù)都是有用的，有些數(shù)據(jù)是完全錯(cuò)誤的，所以必須對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，然后才能得到有效的數(shù)據(jù)。

2.4 數(shù)據(jù)可視化技術(shù)

在數(shù)據(jù)可視化技術(shù)上，大數(shù)據(jù)技術(shù)挖掘和覆蓋了大量的數(shù)據(jù)，從而指導(dǎo)了人們的經(jīng)濟(jì)活動，確保了各個(gè)行業(yè)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，使整個(gè)社會和經(jīng)濟(jì)得到了更高的集約化。從目前我國的大數(shù)據(jù)應(yīng)用情況來看，其應(yīng)用范圍包括：政府決策、氣象信息分析、數(shù)據(jù)信息處理和挖掘、網(wǎng)絡(luò)信息挖掘、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控等。另外，數(shù)據(jù)可視化技術(shù)還包含了空間信息流顯示、歷史流顯示、可視化等技術(shù)。其中包括實(shí)時(shí)監(jiān)控火災(zāi)狀態(tài)、屏幕與地圖交互、虛擬現(xiàn)實(shí)等?；馂?zāi)資料的類型很多，有關(guān)的指標(biāo)也比較復(fù)雜。此外，今后消防用戶對火災(zāi)信息的雙向互動需求，需要采用數(shù)據(jù)表達(dá)技術(shù)，以確保火災(zāi)數(shù)據(jù)具有較高的可見性，并突出其強(qiáng)大的應(yīng)用功能。

3 大數(shù)據(jù)共享平臺設(shè)計(jì)

該平臺將各個(gè)網(wǎng)絡(luò)與商業(yè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，從而構(gòu)成了一個(gè)大型的火災(zāi)信息采集中心，并通過數(shù)據(jù)的共享，為火災(zāi)信息的處理和數(shù)據(jù)的處理奠定了基礎(chǔ)。

3.1 硬件基礎(chǔ)設(shè)施

平臺以警務(wù)云平臺作為計(jì)算、存儲和安全的基礎(chǔ)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對各種類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的共享和可擴(kuò)充。在政府網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)的建設(shè)上，我們將政府的云計(jì)算平臺和網(wǎng)絡(luò)平臺作為計(jì)算、存儲和安全的基礎(chǔ)。

（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(shù)據(jù)供應(yīng)商數(shù)據(jù)庫數(shù)量大、安全性要求高的情況。主要使用Transmission協(xié)議的請求方式，數(shù)據(jù)請求采用Get方式，數(shù)據(jù)提交采用Post方式，客戶端不限。所有客戶端接口調(diào)用均需登錄驗(yàn)證。（2）數(shù)據(jù)庫表同步。這種方法適用于對數(shù)據(jù)更新頻繁，實(shí)時(shí)性要求高的資料。在此基礎(chǔ)上，通過雙方建立前置庫，由數(shù)據(jù)訪問者提供數(shù)據(jù)庫的鏈接，并按一定時(shí)間將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，并將其推入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表中。

3.2 軟件架構(gòu)

目前，火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，一般采用多層次的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，主要由用戶交互界面、業(yè)務(wù)邏輯和信息訪問三個(gè)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(yè)務(wù)邏輯，將底層的數(shù)據(jù)展示給用戶。同時(shí)，還必須對數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、校對和數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化處理，把數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)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(zāi)大數(shù)據(jù)監(jiān)控的大部分邏輯控制。此外，訪問數(shù)據(jù)和訪問數(shù)據(jù)庫可以進(jìn)行有效的交互，尤其是在訪問和刪除過程中，能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行修改和刪除，從而達(dá)到對數(shù)據(jù)的更好的控制。

3.3 硬件架構(gòu)

當(dāng)前，在硬件建設(shè)的過程中，各有關(guān)部門都要定期進(jìn)行設(shè)備的規(guī)范化檢查和維護(hù)，并在最短的時(shí)間內(nèi)完成軟件的調(diào)試，將相應(yīng)的硬件設(shè)備進(jìn)行全面的更新。目前，火災(zāi)監(jiān)測與管理的數(shù)據(jù)采集主要采用的是瀏覽器/服務(wù)的方式。隨著這種硬件體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展，用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)終端軟件訪問火災(zāi)監(jiān)控，并具有良好的運(yùn)行性能。

3.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫是當(dāng)前火災(zāi)信息化的重要組成部分，它必須將數(shù)據(jù)分析、存儲、整合等多個(gè)方面的要求，合理配置統(tǒng)一的數(shù)據(jù)輸入、傳輸和存儲，確?；A(chǔ)數(shù)據(jù)的深刻交互，以更好契合消防系統(tǒng)對大尺寸數(shù)據(jù)的整合與處理需求。在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā)過程中，有必要遵循幾個(gè)原則：（1）對資料庫的需求進(jìn)行了深入探討；（2）對數(shù)據(jù)庫的精確分析總體的功能性需求。從建立資料庫的真實(shí)目的出發(fā)，利用分析進(jìn)行概念化的開發(fā)，然后再進(jìn)行邏輯庫和子模塊的標(biāo)準(zhǔn)化，最終形成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫；（3）從系統(tǒng)的功能層次來看，首先要建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫的功能模型，并將其與相應(yīng)的應(yīng)用軟件進(jìn)行科學(xué)的配置，在代碼處理完畢后，再進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)整。

3.5 隱患與預(yù)警模塊

在這個(gè)模型下，首先要將火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)化的整理，然后經(jīng)過一系列的分析、判定和統(tǒng)計(jì)，得出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)和概率化的專業(yè)公式，從而對火災(zāi)事故發(fā)生的幾率進(jìn)行預(yù)警，為火災(zāi)事故的預(yù)防以及安全管控等環(huán)節(jié)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(jià)火災(zāi)工作，不僅能對火災(zāi)監(jiān)管的執(zhí)行進(jìn)行全面的數(shù)據(jù)分析，而且還能對其日常工作的具體完成進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的分析和歸檔。將整個(gè)過程和視頻記錄在整個(gè)系統(tǒng)中，方便監(jiān)控。同時(shí)，將積分計(jì)入每月的智能打分，讓系統(tǒng)自動分析出關(guān)鍵的信息。年終，通過對每月考核的權(quán)重計(jì)算，制定出一套行之有效的考核指標(biāo)，對考核的效果進(jìn)行全面的統(tǒng)計(jì)。

4 消防信息數(shù)據(jù)平臺的系統(tǒng)與功能分配

（1）出警信息子系統(tǒng)。通過電子地圖，可以直觀的獲取有關(guān)的信息，并進(jìn)行即時(shí)的查詢；通過道路資料庫的數(shù)據(jù)，構(gòu)建火災(zāi)事故預(yù)警分系統(tǒng)，通過電子地圖，根據(jù)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(dá)報(bào)警位置的路線。（2）消防宣傳與隱患排查子系統(tǒng)。用戶可以在網(wǎng)上瀏覽消防知識，也可以按轄區(qū)內(nèi)的防火要求，對住戶進(jìn)行防火教育。隱患排查可以對每個(gè)社會單位進(jìn)行排查，對其存在的火災(zāi)隱患實(shí)時(shí)顯示。（3）大屏顯示子系統(tǒng)。利用火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備與系統(tǒng)數(shù)據(jù)界面，實(shí)時(shí)顯示各種數(shù)據(jù)，并能實(shí)時(shí)顯示火災(zāi)情況。（4）應(yīng)用維護(hù)子系統(tǒng)。應(yīng)用維護(hù)子系統(tǒng)是一個(gè)維護(hù)人員的工作平臺，它能夠維護(hù)用戶的權(quán)限，實(shí)現(xiàn)組織結(jié)構(gòu)的設(shè)置，人員權(quán)限的變動和基礎(chǔ)信息的變動。該系統(tǒng)能夠?qū)Ω鲉挝贿M(jìn)行統(tǒng)一的管理，并具有地圖上的基本資料修正功能，能夠?qū)Φ貓D內(nèi)人員、消防設(shè)施等的動態(tài)進(jìn)行維護(hù)，滿足對管理中不斷更新的需求。

5 大數(shù)據(jù)平臺應(yīng)用設(shè)計(jì)

5.1 業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用

在119報(bào)警系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)分析中，可以將天氣情況實(shí)時(shí)分享，通過對各企業(yè)所需的各單元進(jìn)行自動抽取，并與安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)的化工危險(xiǎn)物品的運(yùn)輸動向進(jìn)行自動的關(guān)聯(lián)。利用因特網(wǎng)呈現(xiàn)的室內(nèi)和戶外立體圖，了解周圍環(huán)境及大樓的內(nèi)部布局，為現(xiàn)場準(zhǔn)確調(diào)度，與公安、安監(jiān)、交通部門共享警情，聯(lián)動處置。運(yùn)用工商、公安機(jī)關(guān)的信息對企業(yè)和個(gè)人進(jìn)行登記信息的核實(shí)，以使用統(tǒng)一的社?？▽⒂嘘P(guān)單位的行政處罰、行政許可等資料進(jìn)行鏈接，核實(shí)相關(guān)的防火法規(guī)為前提，使用網(wǎng)絡(luò)上的室內(nèi)、室外的圖表和每日監(jiān)控資料，進(jìn)一步強(qiáng)化各單位和樓宇的監(jiān)管，強(qiáng)化監(jiān)管和規(guī)范，提高數(shù)據(jù)的精確度。

5.2 大數(shù)據(jù)展示設(shè)計(jì)

（1）火災(zāi)現(xiàn)場的可視性指揮。為指揮員實(shí)時(shí)監(jiān)控、指揮調(diào)度管理、現(xiàn)場動態(tài)、指揮調(diào)度管理。（2）火災(zāi)的可視性?；谙来髷?shù)據(jù)，利用O-LAP（O-LAP）查詢、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)，通過對火災(zāi)事故的多個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行多維的分析，并將其以圖表、地圖等方式呈現(xiàn)。（3）對危險(xiǎn)模式的可視性。以火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)模型為基礎(chǔ)，采用了基于模型的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，構(gòu)建火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)模型。

6 系統(tǒng)運(yùn)用對消防管理帶來的深層次變化

（1）有效地集成了火災(zāi)情報(bào)和智能城市的數(shù)據(jù)。如何充分運(yùn)用大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的思想，實(shí)現(xiàn)對城市的有效管理，是構(gòu)建一個(gè)開放、融合、高效的消防數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施。該系統(tǒng)利用國家自主開發(fā)的地理信息系統(tǒng)收集的資料作為基礎(chǔ)資料，在建成之初就積累了海量的基礎(chǔ)資料，避免了前期大規(guī)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(zhuǎn)化為由整個(gè)社會所有有關(guān)火災(zāi)的資料匯集到消防部門。（2）明確職責(zé)，把防火監(jiān)督與各職能單位聯(lián)系起來。通過與公安、綜治、住建、政、電、水、燃?xì)獾戎饕毮艿男畔⒔涣?，使各單位在防火工作中的職?zé)和職能更加清晰。各部門收集到的資料經(jīng)過審核、整理、使用后，將有關(guān)資料儲存于資料交流子系統(tǒng)中，由各部門按各自的工作需求，從資料交換子系統(tǒng)中提取相應(yīng)的資料，并采用智能比較的方法，及時(shí)更新各自的資料，以提升系統(tǒng)的連貫性和機(jī)動性，提升部門監(jiān)管的工作效率和水平。在平時(shí)的工作中，由國家統(tǒng)一調(diào)度，統(tǒng)一指揮，使單一的火災(zāi)監(jiān)控變?yōu)槎鄠€(gè)單位，從而有效地提升了火災(zāi)監(jiān)控的效率。（3）實(shí)行以群眾為中心的“群防群治”，把防火工作和人民群眾的日?；顒勇?lián)系起來。引入綜治、民政，使傳統(tǒng)的消防站與社區(qū)、綜治網(wǎng)格化相結(jié)合，充分利用政府部門的優(yōu)勢，進(jìn)行全方位的防火教育。（4）加強(qiáng)對城市防火的智能化管理。對消防力量編制、消防基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、新增消防站選址、力量配置等方面提出了一些建設(shè)性的意見。

7 結(jié)語

根據(jù)消防工作需要，綜合消防內(nèi)部、外部信息化建設(shè)的實(shí)際情況和結(jié)果，構(gòu)建消防信息共享渠道、內(nèi)部、政府、網(wǎng)絡(luò)等多種渠道，搭建消防大數(shù)據(jù)共享平臺，達(dá)到數(shù)據(jù)共享的目的。以各種云計(jì)算平臺為基礎(chǔ)，防止數(shù)據(jù)的重復(fù)。該系統(tǒng)在數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘等方面都是采用了較為成熟的技術(shù)，可以有效地減少工程的投資。將火災(zāi)信息的集成運(yùn)用到現(xiàn)有的服務(wù)體系中。開展各類滅火、防火主題分析、預(yù)測分析及可視化演示，提高滅火救災(zāi)和防火監(jiān)管工作效率。