城市級智慧消防云平臺架構(gòu)的設計

文/劉夢 董雷 董志勇 毛歡歡

（武漢理工光科股份有限公司 湖北省武漢市 430070）

1 引言

國務院《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》（2015年）中指出要“推動構(gòu)建智能防控、綜合治理的公共安全體系，維護國家安全和社會安定”。中央政法委書記郭聲琨在2017年1月全國消防工作會議上強調(diào)：“要深入推進消防信息化建設，積極建設智慧消防”。

近年來，隨著社會經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴大，安全隱患日益增多，各類災害事故呈現(xiàn)出風險高、危害大的特點，社會公共安全需求日益倍增。城市高層、地下、商業(yè)綜合體、地鐵、隧道等建筑發(fā)展迅猛，城市化進程正在持續(xù)進行，同時還存在連片區(qū)域老舊居民區(qū)、大型倉儲物流及工業(yè)園區(qū)、“多合一”密集區(qū)等火災高發(fā)區(qū)域，消防安全形勢日益復雜。

在市委、市政府主導下，以滿足消防工作和隊伍建設發(fā)展的新需求為出發(fā)點，堅持“統(tǒng)籌規(guī)劃、業(yè)務主導、整合現(xiàn)有、創(chuàng)新發(fā)展、急用先行、分步實施”的基本原則。以公安消防部隊為主體、多方應急救援隊伍相聯(lián)動的綜合應急救援力量體系，運用大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術，構(gòu)建城市級“智慧消防”火災風險防控及應急救援云平臺，助力發(fā)展“智慧城市”。

2 系統(tǒng)設計

2.1 設計原則

在設計與建設過程中，遵循持“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、互通互聯(lián)、資源共享”的原則。

統(tǒng)一規(guī)劃：匯聚消防、公安、交通、城管、安監(jiān)、政法委等基礎數(shù)據(jù)，以政府單位的業(yè)務數(shù)據(jù)為支撐并加以開發(fā)利用，統(tǒng)一規(guī)劃信息共享系統(tǒng)，滿足智慧消防項目對信息資源共享的需求。

統(tǒng)一標準：在信息化建設過程中存在數(shù)出多門、數(shù)出多源、數(shù)據(jù)不一致的情況，沒有形成全局統(tǒng)一的信息化標準體系。基于大數(shù)據(jù)技術構(gòu)建一體化的數(shù)據(jù)管理平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的標準采集、處理、管理、調(diào)度等全自動化管理流程。

互通互聯(lián)：構(gòu)建消防一體化業(yè)務，形成有效的閉環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)移動終端、物聯(lián)網(wǎng)設備以及各類社會信息資源的互通互聯(lián)。

資源共享：提供數(shù)據(jù)質(zhì)量管理功能，制定各種數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測規(guī)則，對數(shù)據(jù)交換流轉(zhuǎn)過程進行實時監(jiān)控，對照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換標準進行清洗轉(zhuǎn)換，以整合到統(tǒng)一的信息資源共享庫。

2.2 設計思路

按照“感、傳、知、用”的結(jié)構(gòu)層次，采用自頂而下的總體規(guī)劃設計思路，構(gòu)建城市級智慧消防云平臺。

感：利用物聯(lián)網(wǎng)、前端傳感、視頻接入等技術，在城市重點監(jiān)管的火災高危企業(yè)、超高層建筑、交通樞紐、九小場所、大型綜合體、文博建筑、化工單位等重要場所接入大范圍海量的消防感知設備，構(gòu)建城市級泛在消防感知網(wǎng)絡。

傳：利用窄帶物聯(lián)、移動通信等技術匯聚前端多種形態(tài)的感知數(shù)據(jù)，通過有線或無線的方式將信息傳輸至智慧消防云管理平臺。

知：基于云計算、大數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)共享、交換和分析能力，以多級權限管理為手段，為消防部門、聯(lián)網(wǎng)單位、以及其它相關輔助部門提供決策依據(jù)。

圖1

用：通過移動端、大屏端、PC端形成各類消防業(yè)務的綜合應用，如消防設施運行狀態(tài)的監(jiān)控、火災報警的處置流程、綜合消防態(tài)勢分析、消防作戰(zhàn)決策支持等。

3 平臺架構(gòu)與實現(xiàn)功能

3.1 總體架構(gòu)設計

如圖1所示。

基礎資源層：依托政務云資源，建設“智慧消防”火災風險防控及應急救援云平臺，為業(yè)務應用軟件提供資源池化、應用管理、服務管理、安全管理、數(shù)據(jù)治理等云平臺支撐環(huán)境。

源數(shù)據(jù)：主要是消防系統(tǒng)的各類數(shù)據(jù)來源，包括：一體化信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、音視頻數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)以及政務資源數(shù)據(jù)等。

資源池：圍繞數(shù)據(jù)“可知、可管、可用、可控”，搭建城市統(tǒng)一消防專題數(shù)據(jù)資源庫，建設數(shù)據(jù)匯集系統(tǒng)，逐步匯聚各類消防數(shù)據(jù)資源，并與部局、省總隊消防大數(shù)據(jù)平臺對接共享，為各級政府部門、行業(yè)部門、消防部隊、公安機關和社會單位、公眾統(tǒng)一提供社會數(shù)據(jù)采集、批量數(shù)據(jù)加工、信息查詢比對、統(tǒng)計分析挖掘、業(yè)務定制推送、個性化應用等服務。

綜合支撐服務層：主要提供各類基礎服務，包括：數(shù)據(jù)同步、地圖服務、智能搜索服務、移動目標跟蹤、視頻調(diào)閱、警情過濾、作戰(zhàn)指揮等等服務；

業(yè)務應用層：分為“智慧火災預防、智慧滅火救援、智慧部隊管理、智慧安全服務”四大智慧能力、九項應用系統(tǒng)建設；

門戶：可提供IE、移動客戶端等多種業(yè)務頁面供用戶進行使用。

3.2 實現(xiàn)功能

3.2.1 一個火災風險防控及應急救援云平臺

依托政務、公安、水務、交通等資源，搭建橫向與市局及各警種、政府部門數(shù)據(jù)關聯(lián)、縱向與部局、省總隊各業(yè)務系統(tǒng)貫通，開放性、動態(tài)性和互動性的云平臺，為全市各級、各種規(guī)模和各種類型的消防業(yè)務應用提供統(tǒng)一的開發(fā)、運行和管理及應用服務。依托市公安局統(tǒng)一的邊界接入、移動警務等安全交換平臺，解決不同網(wǎng)絡架構(gòu)中平臺數(shù)據(jù)交換及移動互聯(lián)網(wǎng)應用支撐等問題，逐步實現(xiàn)上下、內(nèi)外及各業(yè)務系統(tǒng)、應用功能的互聯(lián)互通。

3.2.2 一個智慧消防大數(shù)據(jù)中心

圍繞數(shù)據(jù)“可知、可管、可用、可控”，搭建全市統(tǒng)一的消防專題數(shù)據(jù)資源庫，建設數(shù)據(jù)匯集系統(tǒng)，逐步匯聚各類消防數(shù)據(jù)資源，并與部局、總隊消防大數(shù)據(jù)平臺對接共享，為各級政府部門、行業(yè)部門、消防部隊、公安機關和社會單位、公眾統(tǒng)一提供社會數(shù)據(jù)采集、批量數(shù)據(jù)加工、信息查詢比對、統(tǒng)計分析挖掘、業(yè)務定制推送、個性化應用、數(shù)據(jù)資源管理、數(shù)據(jù)目錄管理、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、數(shù)據(jù)可視化分析展示等服務。

3.2.3 九大功能應用

3.2.3.1 智慧火災預防

（1）建立城市物聯(lián)網(wǎng)消防遠程監(jiān)控系統(tǒng)。利用物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、圖像識別等技術，通過升級改造、數(shù)據(jù)對接以及邏輯分析模型構(gòu)建等方式和措施，整合匯聚城市消防遠程監(jiān)控、高空及單位內(nèi)部視頻監(jiān)控、城市消火栓狀態(tài)監(jiān)測、智能火災報警、電氣火災監(jiān)控等系統(tǒng)，對聯(lián)網(wǎng)消防設備設施、消防水源、重點區(qū)域和部位等進行遠程實時集中監(jiān)測，建立火災識別、隱患追蹤、安全監(jiān)控等模型，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的動態(tài)追蹤、轉(zhuǎn)換和挖掘分析，高效支撐社會火災防控、公眾消防服務等應用。

（2）建立消防監(jiān)督執(zhí)法辦公系統(tǒng)。對公安網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、政務網(wǎng)上的消防監(jiān)督管理系統(tǒng)、“警務通”、社會單位“戶籍化”系統(tǒng)、消防安全網(wǎng)格化管理系統(tǒng)、火災隱患舉報投訴系統(tǒng)、時空信息云平臺等多個涉及防火業(yè)務的系統(tǒng)、平臺進行數(shù)據(jù)整合和架構(gòu)重塑，推進消防移動執(zhí)法終端、移動執(zhí)法APP的全面應用，建立信息互通、高效辦公、管理標準、科學分析的消防監(jiān)督辦公體系。

3.2.3.2 智慧滅火救援

（1）建立智能化指揮調(diào)度系統(tǒng)。利用物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、GIS等技術，與現(xiàn)有消防接處警以及以城市消防遠程監(jiān)控、城市高點及單位內(nèi)部視頻監(jiān)控等為核心的城市消防物聯(lián)網(wǎng)感知采集模塊接入應用，實現(xiàn)基于手機APP應用的多媒體接警服務以及向大、中隊、政府專職隊、微型消防站、公安機關、社會單位相關人員的信息推送和智能調(diào)度；深度整合滅火救援相關信息資源，實現(xiàn)各類資源的多網(wǎng)地理信息平臺統(tǒng)一匯聚展現(xiàn)、實時動態(tài)監(jiān)管、智能數(shù)據(jù)分析，為作戰(zhàn)力量的精準調(diào)度、出警線路的智能適配、戰(zhàn)保物資的科學供給、前后信息的協(xié)同共享、災情發(fā)展的趨勢研判、事故現(xiàn)場的安全評估等提供實時輔助決策服務。

（2）建立安保防控系統(tǒng)。包括安保場館風險評估子系統(tǒng)、安保任務管理子系統(tǒng)、安保可視化展示子系統(tǒng)和安保數(shù)字化預案，從風險識別、評估、控制、現(xiàn)場指揮、數(shù)字化預案等維度來保障大型活動場館的消防安全。

（3）建立可視化綜合分析研判系統(tǒng)。按照大數(shù)據(jù)條件下聯(lián)合作戰(zhàn)指揮中心的定位，升級改造綜合作戰(zhàn)指揮中心顯示大屏等硬件設施，實現(xiàn)各類可用消防信息資源和指揮要素等實時信息動態(tài)上屏顯示和查詢。搭建消防地理信息應用支撐平臺，充分共享公安PGIS、城市消防遠程監(jiān)控系統(tǒng)及互聯(lián)網(wǎng)地理信息數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)基于地理信息的可視化指揮調(diào)度、消防業(yè)務可視化分析研判等功能。

3.2.3.3 智慧部隊管理

（1）建立數(shù)字化裝備管理系統(tǒng)。利用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、智能傳感、大數(shù)據(jù)分析等技術，整合現(xiàn)有營區(qū)管理系統(tǒng)及設施設備，運用無線射頻、條碼識別等數(shù)字化技術和設備，實現(xiàn)對消防站營區(qū)、消防車輛、器材裝備等個體信息的智能感知、自動數(shù)據(jù)采集和標簽化管理，形成覆蓋日常管理、指揮控制等環(huán)節(jié)的全過程信息鏈條，建立基于車輛位置分析、車輛狀態(tài)追溯、遠程故障診斷等大數(shù)據(jù)分析模型及應用場景，支撐部隊作戰(zhàn)、管理高效運作。

（2）建立數(shù)字化官兵管理系統(tǒng)。利用互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、文本挖掘、網(wǎng)絡分析、機器學習等技術，建立公安網(wǎng)、消防信息網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等多網(wǎng)絡、多維度、多平臺，集官兵崗位業(yè)務、思想政治教育培訓以及職業(yè)技能鑒定、表彰獎勵、網(wǎng)上練兵等內(nèi)容的部隊官兵數(shù)字化管理應用，推進人才培養(yǎng)模式改革創(chuàng)新；建立現(xiàn)役官兵軍旅生涯資料庫，對官兵、政府專職消防員等的工作成效以及個人成長軌跡進行全程記錄和科學評估，實現(xiàn)人才特征和部隊崗位的科學匹配。

3.2.3.4 智慧安全服務

（1）建立火災風險評估系統(tǒng)。在整合政務、警務的數(shù)據(jù)資源基礎上開展專題火災風險模型建設，按單位、場所、危險源、火災警情分布、隱患類別、隱患等級等條件，分類建立重點場所和特殊人員專題模塊，結(jié)合地理信息技術，針對不同對象和維度的火災風險模型，自動預警潛在高?；馂娘L險單位、人群、時間、區(qū)域，實現(xiàn)風險評估結(jié)果可視化查詢和展示，為全市消防部隊有針對性地開展火災防控和警力精確投放提供輔助決策。

（2）建立消防安全便民服務系統(tǒng)。利用互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術，整合互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站、微信、微博，建立消防宣傳資源庫，實現(xiàn)消防宣傳、監(jiān)測、分析、輿情、發(fā)布的實時精準，推進便民服務APP應用，豐富信息服務資源，創(chuàng)新信息服務手段，建立健全智能快捷的移動多媒體報警服務、透明及時的消防執(zhí)法及消防安全預警發(fā)布、豐富新穎的社會化消防宣傳教育以及便捷高效的消防安全隱患舉報投訴、辦事訪求、信息咨詢、建議征集等服務機制和體系，提供全方位、智能化消防安全便民服務。

4 結(jié)語

智慧消防是我國社會發(fā)展對消防工作的實際需求。本文從智慧消防云平臺的整體架構(gòu)出發(fā)，按照防消結(jié)合的統(tǒng)一性原則從“感、傳、知、用”四個層面對系統(tǒng)進行自頂而下的設計。

對城市重點監(jiān)管的火災高危企業(yè)、超高層建筑、交通樞紐、九小場所、大型綜合體、文博建筑、化工單位等接入巨量消防感知設備，對消防裝備加裝電子標簽、車載終端、數(shù)據(jù)采集器等。通過有線、無線網(wǎng)絡方式傳輸消防源數(shù)據(jù)，同時對匯聚的其它業(yè)務信息進行數(shù)據(jù)整合分析，提供輔助決策服務，利用APP、PC、大屏端形成各類綜合性應用。

全面覆蓋消防設施的監(jiān)測類型，實現(xiàn)對基礎數(shù)據(jù)和采集數(shù)據(jù)的深層次趨勢分析，從消防部門到社會各個層級的單位、社區(qū)等社會化多方力量的聯(lián)合參與，統(tǒng)籌規(guī)劃城市級的智慧消防云平臺體系，提高了消防部門和社會各單位消防管理工作的效率和質(zhì)量。