基于物聯平臺的公共場所監管平臺設計與實現

摘 要：隨著生產組織開展、社會活動舉辦等需求的日益增加，相關場所的安全監管面臨著嚴峻挑戰。綜合利用物聯網、人工智能、大數據技術，設計并實現了一套公共場所信息化管理系統。通過需求分析，設計了包括場所管理、設備管理、設備監控、報警管理在內的多個功能模塊。該系統采用分層架構，搭建物聯平臺實現對傳感器、攝像頭、儀器儀表等數據采集設備的快捷接入；借助人工智能模型實現火情、人流量的智能化監測；通過工單系統實現了安全監管的閉環管理。在實際場景下對該系統進行應用測試，測試結果表明，系統具備較高的可行性和有效性，能夠顯著提升公共場所的管理效率與水平。

關鍵詞：物聯網；火情檢測；人工智能；安全監管；公共場所；智能化管理

中圖分類號：TP399 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2025）06-0-04

DOI：10.16667/j.issn.2095-1302.2025.06.024

0 引 言

隨著物聯網、大數據、人工智能等技術的飛速發展，公共場所加快了數字化進程，提高管理效率、優化服務質量、實現智能化管理已經成為必然選擇[1-2]。公共場所信息化管理系統的設計與實現，旨在整合現代信息技術，為公共場所提供全方位、高效率的管理服務，滿足人們對于便捷、安全、舒適的公共環境的需求。

在日常生活中，公共場所包括但不限于政府機構、商業中心、教育機構、醫療衛生機構、交通樞紐等，其管理涉及人員流量管控、安全監控、設備運維、信息查詢等方面。傳統的管理模式往往依賴于人力資源，存在效率低、成本高、容易出現疏漏等問題。

系統的設計與實現需要充分考慮公共場所監管的特點和需求，結合物聯網、人工智能圖像識別、大數據分析等技術，構建可靠、高效、智能的系統框架[3-10]。本系統在充分調研的基礎上，通過先進技術手段的運用，實現對公共場所人員流量的實時監測與管控、安全事件的預警與處理、設備運行狀態的遠程監控與維護、用戶信息的便捷查詢與管理等功能，從而提升管理效率、優化服務體驗、保障公共安全。

1 相關技術

1.1 物聯平臺

物聯平臺是一種基于物聯網技術構建的綜合管理系統，其分層架構通常包括設備層、網絡層、平臺層和應用層。設備層是物聯平臺的基礎，用于感煙探測器等各類傳感器、智能空氣開關等智能用電設備和監控設備的接入和連接管理，實現采集現場數據、監測環境參數、執行控制指令等操作，是物聯網系統的數據源和執行者。網絡層位于設備層之上，主要負責將設備層采集的數據傳輸到物聯網平臺。該層包括各種通信協議和網絡接口，確保設備之間以及設備與平臺之間的數據傳輸順暢、高效、安全。平臺層是物聯網平臺的核心，負責數據的存儲、分析和處理。該層提供數據管理、設備管理、安全管理等功能，支持對大規模設備數據的實時監控、分析和挖掘，為上層應用提供數據支持。應用層位于物聯平臺的最上層，可針對不同的應用場景，開發相應的軟件或應用程序。應用層根據用戶需求開發定制化的應用，實現數據可視化、智能決策、遠程監控等功能，為用戶提供更便捷、高效的服務。分層架構將設備、網絡、平臺和應用進行了有效的分工和組織，為構建一個完整的物聯網生態系統提供了基礎和支撐。

1.2 視覺檢測

基于人工智能（Artificial Intelligence， AI）的圖像檢測是在傳統圖像識別技術的基礎上進行的升級和優化，達到在無人干預的狀態下，系統自動收集處理信息、分析數據、給出檢測的目標。與傳統技術相比，基于AI的圖像檢測技術在捕獲圖像的同時能夠對圖像進行處理解析，在輸出識別結果的同時，能夠結合識別需求與實際結果的各種差異進行自主學習與自我優化，逐步提升識別效率和準確率。本系統借助AI圖像識別技術，成功實現了火情、人流量統計的智能化處理與全天安全值守告警，有效延伸和拓展了場所安全防范的時空邊界。

2 系統架構

2.1 技術架構

系統的總體分層架構如圖1所示，前端采用基于Vue生態的技術棧，這使得用戶界面構建更加簡單靈活。后端服務選擇Java作為開發語言，結合SpringBoot框架，極大地減輕了Java應用開發的工作量。為了提高系統的穩定性和性能，采用了Nginx作為反向代理服務器，并引入了MyCat作為分庫分表中間件。監控方面，使用Prometheus收集數據并結合Grafana進行可視化展示與分析。數據庫選擇MySQL、MongoDB和Redis進行異構存儲，以滿足不同數據的存儲需求，并提高系統的讀寫性能和擴展性。

2.2 功能架構

本文設計的公共場所信息化監管平臺主要通過物聯平臺接入場所智能設備，通過平臺層大數據分析技術和人工智能視覺檢測技術為系統賦能。系統功能如圖2所示，場所管理模塊負責管理各公共場所的基本信息，包括場所的名稱、位置、負責人等。該模塊通常包括場所信息的錄入、查詢、修改和刪除功能。設備管理模塊用于管理公共場所中各類監控對象數據采集相關設備，包括傳感器、監控攝像頭、儀器儀表等。該模塊負責設備的接入、注冊、配置、維護和更新。報警管理模塊用于監測場所活動、事件和設備運行狀態，及時發現異常情況并進行報警處理。設備監控模塊負責實時監測和管理公共場所中的各類設備設施，包括設備的狀態、運行情況、數據采集等。系統管理模塊是整個信息化系統的基礎部分，負責對系統進行管理和維護。該模塊包括用戶管理、權限管理、日志管理、系統配置等功能。

2.3 功能分析

2.3.1 報警管理

報警管理主要分三個方面，視頻監控感知、電氣火災感知與消防隱患感知。視頻監控感知主要對接各公共場所的視頻監控設備，獲取視頻流進行基于AI模型的實時圖像分析，當監測觸發閾值條件時，形成告警事件通過平臺定向提醒。閾值條件可靈活定義，如火焰煙霧面積占據畫面總面積的70%等。在物聯平臺側設置自動報警事件與攝像機聯動錄像關系后，當現場產生報警信息時，實時聯動視頻監控系統進行取證，并提供監控視頻數據的云存儲回看功能。基于視頻的監控感知主要針對場所人員過分聚集和突發火情等情況的智能識別。電氣火災感知通過實時監控電氣線路的電流和溫度，準確捕捉電氣火災隱患，提前發出預警。通過物聯網探測器實時監測各用電區域的電流、電壓、功率、線纜溫度等數據。在場所各區域的配電箱、配電柜加裝智慧用電設備作為火災報警系統的補充接入，借助信息化技術實現探測電氣線路和電氣設備安全隱患的“智能代人”功能。消防隱患感知對場所內前端感知設備的報警信息和運行狀態信息進行實時數據采集和分析，實現場所的動態化、智能化管理，提高消防設施運行率，減少安全隱患。

基于物聯平臺的設備報警處理流程如圖3所示。首先本系統在物聯平臺上訂閱設備告警，根據不同的設備類型，系統會從平臺收到實時數據或告警事件。系統接收到數據后會根據報警規則進行分析，若達到告警閾值便會產生告警事件。當系統接收到告警事件時生成告警記錄，并且發送核實通知，同時發送短信給相關工作人員告知報警事件，當事件核實并處理完成后工作人員在系統中進行填寫上報，完成設備報警事件的流程閉環。

2.3.2 設備管理

當設備狀態數據接入系統后，系統會對設備的生命周期進行管控，如圖4所示。系統會定時檢測設備是否到報廢時間，當設備到達報廢時間，系統會發送報廢通知，通知工作人員進行報廢處理；如果未到報廢時間，系統會檢測是否到達檢修時間，當設備達到檢修時間，系統會發送檢修通知。當工作人員完成檢修后，將變更設備狀態，形成完整的設備全生命周期管理。

2.3.3 場所管理

場所管理是通過對公共場所基礎數據的摸牌、整理和規劃，建立和維護公共場所及相關工作人員等基本信息，形成業務系統的基礎數據，提供數據支撐，主要分為場所信息和用戶信息兩部分。場所信息是對監管業務進行有效的數據規劃，建立完善的行業監管基礎業務數據和電子化資料，用戶信息基于公共場所安全監管體系和安全生產管理制度，結合各類人員信息，配置和開通賬戶。

3 系統實現

3.1 報警管理

圖5所示為報警管理頁面，展示了系統從物聯平臺訂閱的所有設備的告警事件，包含報警事件的設備點位、設備編號、設備名稱、事件狀態、所屬場所、事件描述、報警類型等。以此頁面為入口，可以查看報警事件的全生命周期，核實和處理報警事件等，能夠幫助用戶對報警事件進行管理。

圖6所示為設備報警監控頁面，左側為設備總體信息，右側為設備的報警統計信息，系統還可以從不同時間維度對報警信息進行統計。用戶可以實時了解設備的運行狀態，進行遠程監控和管理，及時發現和解決設備故障或異常情況。

3.2 設備管理

圖7所示為設備管理頁面，展示了場所涉及的設備數據，包含設備編號、設備名稱、設備類別、所屬場所、設備點位、設備狀態。以此頁面為入口，可以查看實時監控視頻，遠程操控設備等。借助設備管理頁面，能夠幫助用戶有效掌控設備的實時狀況。

3.3 場所管理

圖8所示為場所管理頁面，系統為每個公共場所機構整合建立檔案臺賬，涉及場所機構信息、工作人員、管理制度、設施設備、安全隱患等的關鍵數據可進行系統建檔，實現無紙化、數字化辦公，實現“一構一檔”，以減少安全風險隱患。

4 結 語

本文設計并實現了一種基于物聯網技術的公共場所信息化管理系統，旨在提高公共場所的管理效率和水平，優化服務質量，實現智能化管理。系統采用分層架構，結構清晰，具有良好的擴展性和靈活性。通過對實際應用場景的驗證與測試，證明了系統的可行性和有效性。本系統為公共場所管理提供了一種新的解決方案，結合使用需求，后續將進一步完善系統性能，不斷拓展應用領域，提高系統的穩定性，以更好地滿足不斷變化的管理需求。

參考文獻

[1]張興強. 基于物聯網的長興科技園蔬菜生產信息化管理系統研發[D]. 泰安：山東農業大學，2018.

[2]李佳. 公共場所的防火安全管理研究[J]. 今日消防，2022，7（12）： 67-69.

[3]汪澤家. 基于物聯網技術的設備管理系統的設計與實現[D]. 成都：電子科技大學，2020.

[4]黃冠. 蒼南縣公共場所電梯使用安全監管問題研究[D]. 上海：上海師范大學，2023.

[5]吳戈凡. 公共場所視頻監控系統的行政法規制[D]. 貴陽：貴州民族大學，2023.

[6]彭豐. 人員集聚場所建筑安全監測預警應用[J]. 電子技術與軟件工程，2023（1）：41-47.

[7]韓璐，萬雙全. 基于YOLOv5的森林火情警報系統[J]. 信息與電腦（理論版），2023，35（19）：143-145.

[8]于洋. 計算機視覺技術在火情定位及檢測系統中的應用[J]. 電子測試，2022，36（22）：62-65.

[9]陳文河. 基于深度學習的城市公共場所人群聚集風險預警研究[D]. 長春：東北師范大學，2023.

[10]余澤輝，黃傳恭，王震，等. 深度學習在口岸場所視頻智能監管中的框架設計[J]. 軟件，2023，44（7）：57-60.

作者簡介：錢嘉宇（2000—），男，研究方向為軟件技術。

柴東旭（2001—），男，研究方向為軟件技術。

劉文軍（1981—），男，博士，副教授，研究方向為并行與分布式系統、無線傳感器網絡等。

康華夏（1998—），男，工程師，主要研究方向為工業軟件、系統架構等。

收稿日期：2024-04-10 修回日期：2024-05-17

基金項目：江蘇省青藍工程；江蘇省職業院校學生創新創業培育計劃項目（G-2023-1451）