淺談消防智能訓(xùn)練管理系統(tǒng)的應(yīng)用

吳茂洪

摘 要：在當(dāng)前科技強(qiáng)軍的大背景下，消防部隊訓(xùn)練更應(yīng)重視智能化發(fā)展水平。提升訓(xùn)練智能化水平，迫切的需要投入智能化、科學(xué)化的人工智能設(shè)備和系統(tǒng)，多方位的應(yīng)用于消防訓(xùn)練。消防智能訓(xùn)練管理系統(tǒng)采用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，應(yīng)用訓(xùn)練數(shù)據(jù)采集設(shè)備，實現(xiàn)消防官兵各類訓(xùn)練、考核和競賽的自動化管理，包括訓(xùn)練成績自動登記、統(tǒng)計、分析和評估。使用大數(shù)據(jù)分析方法，建立消防訓(xùn)練云分析模型，查找短板，制定針對性訓(xùn)練方案，進(jìn)一步提升訓(xùn)練效能。

關(guān)鍵詞：消防；訓(xùn)練；智能化；管理系統(tǒng)

中圖分類號：TU998 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）16-0193-01

隨著社會經(jīng)濟(jì)及民生的不斷快速發(fā)展，現(xiàn)代火災(zāi)的危險性、復(fù)雜性對消防部隊滅火救援工作提出了越來越高的要求。消防部隊?wèi)?zhàn)斗力的提升，關(guān)鍵在于訓(xùn)練工作的不斷創(chuàng)新、改進(jìn)。只有始終堅持科學(xué)施訓(xùn)，不斷提高訓(xùn)練效能，全方位提升消防官兵職業(yè)素質(zhì)，才能適應(yīng)滅火救援形勢的需要。以“大數(shù)據(jù)+云服務(wù)+互聯(lián)網(wǎng)+人工智能”搭建的智能訓(xùn)練管理系統(tǒng)在一定程度上能有效解決消防部隊訓(xùn)練工作存在的問題，進(jìn)一步提升訓(xùn)練效能。

1 當(dāng)前消防部隊訓(xùn)練中的主要問題

1.1 組訓(xùn)效率低

在日常訓(xùn)練、考核、比賽中，需要大量人員組織，全程需靠人工計時、登記、匯總等，耗時耗力，拖延時間，造成訓(xùn)練量無法保證，效率較低。

1.2 訓(xùn)練成績誤差大

在計時的訓(xùn)練項目中，采取人工按表方式計時間折算為成績的話，會因計時人反應(yīng)程度不同而造成人為的誤差，不夠精確，且無法統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，造成誤差較大；在肢體訓(xùn)練項目中，會因受訓(xùn)者在個別的動作中不規(guī)范或不符合要求中蒙混過關(guān)。

1.3 未能有效評價

訓(xùn)練、考核、比賽數(shù)據(jù)沒有沉淀、對比、分析和評估，無法知道進(jìn)步或退步，優(yōu)秀與短板，對個人的培養(yǎng)，對基層團(tuán)隊綜合戰(zhàn)斗力的提升沒有數(shù)據(jù)支持，無法做到科學(xué)培養(yǎng)，精準(zhǔn)提升訓(xùn)練效能。

2 智能訓(xùn)練管理系統(tǒng)相關(guān)介紹

2.1 概述

智能訓(xùn)練管理系統(tǒng)通過深度視覺設(shè)備、智能穿戴設(shè)備、體征感知設(shè)備等各類傳感器，利用人工智能、視覺識別、模式識別和機(jī)器深度學(xué)習(xí)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等技術(shù)，自動采集速度類及肢體類運(yùn)動項目數(shù)據(jù)，實現(xiàn)各類訓(xùn)練、考核和競賽的自動化管理。同時將訓(xùn)練數(shù)據(jù)層層匯集，形成訓(xùn)練云數(shù)據(jù)庫，并在云數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)和預(yù)測，為管理人員提供訓(xùn)練決策輔助。

2.2 系統(tǒng)五個主要功能

（1）人臉識別系統(tǒng)。人臉識別系統(tǒng)主要用于身份驗證，采用生物特征檢測技術(shù)，對人員的生物特征進(jìn)行掃描，相關(guān)身份數(shù)據(jù)儲存在云服務(wù)器中，隨時可調(diào)用。人臉識別系統(tǒng)識別精準(zhǔn)度高，室外復(fù)雜光線環(huán)境下也可使用，實現(xiàn)了參訓(xùn)（考）人員身份自動檢測，節(jié)省了訓(xùn)（考）前檢錄等環(huán)節(jié)，提高了訓(xùn)練（考核）效率。

（2）中長跑計時檢測。中長跑訓(xùn)練科目是部隊體能訓(xùn)練基礎(chǔ)科目。系統(tǒng)同時可考核150人，大大提升訓(xùn)練效率。每名參訓(xùn)官兵需裝備腕帶式的可穿戴設(shè)備，系統(tǒng)采用雙頻無線感應(yīng)技術(shù)，結(jié)合可穿戴設(shè)備，能實現(xiàn)中長跑自動報圈、計時、計速、發(fā)布，并自動采集數(shù)據(jù)上傳至云服務(wù)器。

（3）短跑高精度計時檢測。短跑訓(xùn)練科目需要具備較高的精度計時檢測，當(dāng)前人工按表的方式誤差較大。系統(tǒng)采用深度攝像感應(yīng)設(shè)備及機(jī)器視覺、人工智能學(xué)習(xí)技術(shù)，實現(xiàn)短跑高精度計時，距離誤差小于±3mm，計時精度為±0.017秒。

（4）肢體型運(yùn)動的動作檢測。肢體型運(yùn)動項目主要有單桿、雙杠、仰臥起坐等。系統(tǒng)通過深度感應(yīng)器，結(jié)合視頻圖像采集設(shè)備，監(jiān)控肢體型動作，能自動采集人體不同部位的位置點，轉(zhuǎn)化為深度圖像數(shù)據(jù)。通過人工智能和機(jī)器視覺識別技術(shù)，來判定人體骨骼、臉、頭、軀體、關(guān)節(jié)等位置和動作，從而判斷動作是否標(biāo)準(zhǔn)，是否到位，自動計數(shù)、發(fā)布，并將數(shù)據(jù)上傳至云服務(wù)器。

（5）云端大數(shù)據(jù)分析。通過智能訓(xùn)練管理系統(tǒng)，日常的各項訓(xùn)練成績都會上傳儲存在云服務(wù)器中，構(gòu)成了系統(tǒng)的底層核心數(shù)據(jù)，隨著訓(xùn)練工作的不斷深入，各項數(shù)據(jù)不斷豐富、完善，將逐步形成大數(shù)據(jù)。系統(tǒng)采用云數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對大數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，實現(xiàn)戰(zhàn)斗力全面分析，有效支撐戰(zhàn)斗力提升。

3 智能訓(xùn)練管理系統(tǒng)促進(jìn)訓(xùn)練工作的幾點優(yōu)勢

3.1 有效提升訓(xùn)練效能

（1）保障人員訓(xùn)練量。通過智能訓(xùn)練管理系統(tǒng)的人臉識別系統(tǒng)能節(jié)省檢錄環(huán)節(jié)，在中長跑、短跑及肢體型科目能實現(xiàn)多人同時參訓(xùn)，節(jié)省組訓(xùn)人員，實現(xiàn)訓(xùn)練成績自動采集。

（2）確保公平公正。智能訓(xùn)練管理系統(tǒng)采用生物特征檢測，包括人臉識別和指紋識別技術(shù)來判定參與訓(xùn)練、考核或競賽的人員的真實身份，從而防止他人替代的現(xiàn)象。

（3）系統(tǒng)應(yīng)用范圍廣。智能訓(xùn)練管理系統(tǒng)可應(yīng)用于100m、3000m等賽跑訓(xùn)練與考核，也可應(yīng)用于消防專業(yè)項目（如負(fù)重跑、折返跑、滅火操、水帶連接等），利用深度攝像儀，雙頻無線技術(shù)，結(jié)合可穿戴設(shè)備，精確人員圈數(shù)，速度，自動采集數(shù)據(jù)并完成上傳，計時精度可達(dá)到±0.03秒；同時可應(yīng)用于肢體類考核（如引體向上、俯臥撐、屈臂支撐等），系統(tǒng)采用深度攝像感應(yīng)設(shè)備及機(jī)器視覺、人工智能學(xué)習(xí)技術(shù)，實現(xiàn)肢體類運(yùn)動檢測裁決計數(shù)。其中，深度感應(yīng)3D攝像頭捕捉動作，通過人工智能識別技術(shù)判斷動作是否標(biāo)準(zhǔn)并自動計數(shù)，防漏檢、誤檢及作弊，復(fù)雜室外場景都可使用。

3.2 促進(jìn)戰(zhàn)訓(xùn)工作規(guī)范化管理

針對下達(dá)的訓(xùn)練計劃要求，通過系統(tǒng)做到實時跟進(jìn)基層單位、個人的訓(xùn)練情況。系統(tǒng)可按條件自動生成數(shù)據(jù)、圖表，反饋比較形象、直觀。對各級官兵的訓(xùn)練成績做到實時監(jiān)控，找到戰(zhàn)斗力短板，做出針對性的訓(xùn)練安排。依據(jù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)對團(tuán)隊及個人整體能力水平做出評估，通過人工智能算法，對各種要素進(jìn)行分析、計算，實現(xiàn)團(tuán)隊及個人戰(zhàn)斗力量化管理。

3.3 輔助訓(xùn)練工作科學(xué)決策

智能訓(xùn)練系統(tǒng)自動采集數(shù)據(jù)后，會自動上傳聯(lián)網(wǎng)，匯集到云數(shù)據(jù)庫中，通過數(shù)據(jù)云進(jìn)行統(tǒng)計、分析和數(shù)據(jù)挖掘。建立多維度的數(shù)據(jù)分析模型，通過人工智能和機(jī)器深度學(xué)習(xí)，提供輔助決策和預(yù)策的能力。

4 結(jié)語

隨著滅火搶險救援任務(wù)日益繁重，對消防部隊滅火救援實戰(zhàn)能力提出了越來越高的要求，科技強(qiáng)警是新形勢下深化消防部隊滅火救援實戰(zhàn)能力的必由之路。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭楊慧，牛曉莉.推進(jìn)體能訓(xùn)練實戰(zhàn)化的幾點思考[J].軍事體育學(xué)報，2014，（01）.

[2]李波濤.部隊實戰(zhàn)化體能訓(xùn)練現(xiàn)狀與對策[J].軍事體育學(xué)報，2015，（04）.

[3]余殷博.基于人工智能下的機(jī)器學(xué)習(xí)歷史及展望[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017，（04）.endprint