大數(shù)據(jù)助力物聯(lián)網(wǎng)災(zāi)害預(yù)警分析

鄧維韜

（四川曠谷信息工程有限公司，四川成都 610083）

重大災(zāi)害可能造成巨大的經(jīng)濟損失，嚴重威脅人們的生命安全。切實加強災(zāi)害預(yù)警工作，能夠在一定限度上降低各種災(zāi)害造成的不良影響。相關(guān)部門必須順應(yīng)時代發(fā)展趨勢，切實加強大數(shù)據(jù)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)災(zāi)害預(yù)警中的合理運用，從而全面優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)災(zāi)害預(yù)警的工作質(zhì)量和效率，進一步提高物聯(lián)網(wǎng)災(zāi)害預(yù)警的準(zhǔn)確性和可靠性。

本文介紹物聯(lián)網(wǎng)在災(zāi)害預(yù)警中的應(yīng)用，探究大數(shù)據(jù)助力物聯(lián)網(wǎng)災(zāi)害預(yù)警分析的建設(shè)措施，為智能化災(zāi)害預(yù)警提供參考。

1 物聯(lián)網(wǎng)在災(zāi)害預(yù)警中的應(yīng)用

1.1 物聯(lián)網(wǎng)在地震災(zāi)害預(yù)警中的應(yīng)用

地震具有強大的破壞性，當(dāng)前的技術(shù)不能有效避免地震災(zāi)害發(fā)生。相關(guān)部門可以合理運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對地震活動進行有效監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)全面落實地震災(zāi)害的預(yù)防工作。工作人員將智能傳感器放于橋梁以及建筑物等位置，以此為基礎(chǔ)完成對地殼運動相關(guān)數(shù)據(jù)的收集工作和分析工作，從而達到地震預(yù)警的目的[1]。

地震監(jiān)測過程中，智能傳感器顯示存在數(shù)據(jù)異常時，會自動向相應(yīng)的設(shè)備發(fā)送預(yù)警信息，直接切入物聯(lián)網(wǎng)的公共廣播系統(tǒng)實現(xiàn)預(yù)警，為群眾爭取一定的逃跑時間，能夠在很大限度上降低地震災(zāi)害引起的人員傷亡，減少地震救援工作中的人力、物力以及財力投入。

物聯(lián)網(wǎng)地震災(zāi)害預(yù)警工作如圖1所示。物聯(lián)網(wǎng)地震災(zāi)害應(yīng)急管理平臺框架如圖2所示。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)地震災(zāi)害預(yù)警工作

圖2 物聯(lián)網(wǎng)地震災(zāi)害應(yīng)急管理平臺框架

1.2 物聯(lián)網(wǎng)在森林火災(zāi)預(yù)警中的應(yīng)用

我國國土面積遼闊，蘊藏豐富的森林資源。森林資源在經(jīng)濟增長和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展中扮演著非常重要的角色。森林火災(zāi)會打破森林中的生態(tài)平衡，在短期內(nèi)很難恢復(fù)。相關(guān)部門可以合理運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，及時發(fā)現(xiàn)森林中存在的火災(zāi)隱患，發(fā)出森林火災(zāi)預(yù)警，將森林火災(zāi)控制在較小范圍，有效降低森林火災(zāi)造成的不良影響。為了降低森林火災(zāi)隱患，工作人員可以在樹上放置物聯(lián)網(wǎng)傳感器，全面監(jiān)測森林中的濕度、溫度以及二氧化碳水平等參數(shù)。森林發(fā)生火災(zāi)時，工作人員可以在GPS技術(shù)的幫助下，快速確定火災(zāi)發(fā)生的具體位置，高效開展火災(zāi)救援工作。森林火災(zāi)規(guī)模相對較大且人工干預(yù)存在風(fēng)險時，消防部門可以借助無人機或無人駕駛車輛進行火災(zāi)救援，有效減少火災(zāi)救援對消防人員人身安全的威脅。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)在氣象災(zāi)害預(yù)警的應(yīng)用

近年來，洪澇、干旱、冰雹以及臺風(fēng)等氣象的發(fā)生概率明顯上升，對群眾的生命財產(chǎn)安全形成不利影響。相關(guān)部門可以合理運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使用智能傳感器有效監(jiān)測各項氣象參數(shù)。被監(jiān)測的參數(shù)超出相應(yīng)范圍時，智能傳感器立即發(fā)出預(yù)警信號，信號被直接發(fā)送至監(jiān)控中心，幫助工作人員全面了解氣象災(zāi)害的危害程度和發(fā)生地點，從而有效提高搶險救災(zāi)工作的科學(xué)性和合理性，進一步優(yōu)化搶險救災(zāi)的工作質(zhì)量和工作效率。

1.4 物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)電廠災(zāi)害中的應(yīng)用

社會發(fā)展過程中，生產(chǎn)生活對電能的需求量不斷攀升，部分地區(qū)開始實施限電政策，對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟增長以及人們的正常生活造成不利影響。開展發(fā)電廠物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的部署工作時，工作人員通過有效收集和全面分析相關(guān)參數(shù)，監(jiān)測發(fā)電廠各項設(shè)備的運行是否存在異常情況，將發(fā)電廠災(zāi)害扼殺在萌芽狀態(tài)，有效防止發(fā)電廠災(zāi)害進一步蔓延。

2 大數(shù)據(jù)時代物聯(lián)網(wǎng)災(zāi)害預(yù)警的發(fā)展現(xiàn)狀

災(zāi)害預(yù)警結(jié)合與災(zāi)害相關(guān)的各種預(yù)警指標(biāo)，給位于風(fēng)險區(qū)域的群眾和相關(guān)部門提供準(zhǔn)確及時的預(yù)警信息，達到防范風(fēng)險和規(guī)避風(fēng)險的根本目的[2]。目前，災(zāi)害預(yù)警主要可以分為3種類型，分別是災(zāi)害早期預(yù)警、災(zāi)害臨災(zāi)預(yù)警以及災(zāi)害過程中動態(tài)預(yù)警。隨著生態(tài)環(huán)境的持續(xù)惡化以及人類社會的不斷發(fā)展，災(zāi)害自身的特征發(fā)生明顯變化，具有跨界性、多元性、衍生性以及復(fù)雜性等新特點。全面落實災(zāi)害預(yù)警工作，能夠?qū)?zāi)害造成的不良影響降到最低。

隨著信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)不斷發(fā)展，一場思維革命在我國全面展開，很大限度上改變了災(zāi)害預(yù)警的工作理念和工作模式，為災(zāi)害預(yù)警工作的高效開展提供新的思路和方法。在物聯(lián)網(wǎng)災(zāi)害預(yù)警中合理運用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對大量數(shù)據(jù)進行收集、挖掘和判斷，及時向有關(guān)部門和群眾提供災(zāi)害預(yù)警信息。大數(shù)據(jù)技術(shù)可以被應(yīng)用于恐怖襲擊以及自然災(zāi)害的預(yù)防工作中，以此為基礎(chǔ)為廣大公眾提供應(yīng)急咨詢服務(wù)。2015年我國正式成立國家預(yù)警信息發(fā)布中心，通過信息共享平臺以及大數(shù)據(jù)預(yù)警系統(tǒng)，及時準(zhǔn)確地發(fā)布災(zāi)害預(yù)警信息。2016年，我國正式成立珠三角氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警中心，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)進一步優(yōu)化氣象服務(wù)和減災(zāi)防災(zāi)工作。與傳統(tǒng)模式下的災(zāi)害預(yù)警相比，大數(shù)據(jù)助力物聯(lián)網(wǎng)災(zāi)害預(yù)警能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的、全要素的、全樣本的以及全方位的預(yù)警分析，且預(yù)警模式具有信息化、電子化以及扁平化的內(nèi)在特征，能夠通過無縫隙整合、統(tǒng)一發(fā)布、統(tǒng)一管理以及統(tǒng)一行動為群眾提供信息化服務(wù)[3]。

3 借助大數(shù)據(jù)技術(shù)開展數(shù)據(jù)分析處理的具體措施

近年來，物聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)良好的發(fā)展趨勢，實現(xiàn)了信息的跨領(lǐng)域整合，對信息共享具有積極影響。開展物聯(lián)網(wǎng)災(zāi)害預(yù)警的工作實踐中，數(shù)據(jù)分析處理工作無法全面落實可能導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)災(zāi)害預(yù)警效果降低。因此，相關(guān)部門可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)助力數(shù)據(jù)分析處理工作，為各項災(zāi)害預(yù)警工作的高效開展提供參考。

相關(guān)部門應(yīng)切實做好目標(biāo)設(shè)計和架構(gòu)設(shè)計兩項基本工作。目標(biāo)設(shè)計時，物聯(lián)網(wǎng)災(zāi)害預(yù)警設(shè)計規(guī)則主要應(yīng)用于大數(shù)據(jù)信息分類、大數(shù)據(jù)信息處理和大數(shù)據(jù)信息預(yù)警，通過設(shè)計規(guī)則對物聯(lián)網(wǎng)反饋的相關(guān)數(shù)據(jù)進行快速分析，根據(jù)分析結(jié)果進行業(yè)務(wù)決策，從而提高業(yè)務(wù)決策的科學(xué)性和合理性。具體實踐過程中，工作人員通過數(shù)據(jù)保存和數(shù)據(jù)共享強化數(shù)據(jù)與規(guī)則間的匹配度，為各項物聯(lián)網(wǎng)災(zāi)害預(yù)警工作的高效開展提供參考。管理業(yè)務(wù)規(guī)則時，工作人員利用單獨管理方式，將規(guī)則置于完善的數(shù)據(jù)庫中，形成具有良好獨立性的災(zāi)害預(yù)警數(shù)據(jù)庫。需要對災(zāi)害進行合理判斷和有效預(yù)警時，工作人員可以直接從數(shù)據(jù)庫中提取相關(guān)信息，在較短的時間內(nèi)完成邏輯判斷工作。工作人員需要對某項規(guī)則進行修改時，可以根據(jù)實際情況單獨修改。建立規(guī)則的過程中，工作人員應(yīng)盡可能使用自然語言，降低建立規(guī)則的實際難度，為開發(fā)人員內(nèi)部的溝通交流提供良好的便利條件。

架構(gòu)設(shè)計過程中，大數(shù)據(jù)助力物聯(lián)網(wǎng)災(zāi)害預(yù)警的系統(tǒng)構(gòu)成主要包括知識庫、數(shù)據(jù)寄存庫、規(guī)則建立模塊、推理判斷模塊以及數(shù)據(jù)庫模塊。知識庫是判斷信息是否需要預(yù)警的規(guī)則，被人們稱為規(guī)則庫；數(shù)據(jù)寄存庫可以有效保存物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)信息對象以及使用完畢預(yù)警數(shù)據(jù)；規(guī)則建立模塊能夠結(jié)合系統(tǒng)運用中生成的各種bug，由系統(tǒng)使用者向知識庫插入規(guī)則；推理判斷模塊可以對知識庫的相關(guān)規(guī)則、預(yù)警數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)寄存庫中的數(shù)據(jù)信息進行科學(xué)合理的匹配運算，判斷是否需要進行災(zāi)害預(yù)警；數(shù)據(jù)庫模塊儲存系統(tǒng)的運算結(jié)果[4]。

4 大數(shù)據(jù)助力物聯(lián)網(wǎng)災(zāi)害預(yù)警分析的建設(shè)過程

4.1 規(guī)則模塊的建設(shè)過程

工作人員建立規(guī)則前，應(yīng)科學(xué)合理地判斷規(guī)則的準(zhǔn)確性，將相應(yīng)的規(guī)則成功輸入至解析器，使其在語言識別的作用下完成檢測工作。此外，工作人員應(yīng)根據(jù)相關(guān)要求，將規(guī)則文件的格式設(shè)置為xml。規(guī)則在語義上不存在問題時，工作人員可以實現(xiàn)規(guī)則向descr格式的重大轉(zhuǎn)變。工作人員可以合理運用AST工具，將檢測無問題的規(guī)則統(tǒng)一發(fā)送至包生成器，構(gòu)建具有單個或多個規(guī)則的package對象[5]。

4.2 知識庫的建設(shè)過程

知識庫包含物聯(lián)網(wǎng)災(zāi)害預(yù)警的數(shù)據(jù)值和數(shù)據(jù)運算規(guī)則。知識庫建設(shè)過程中，工作人員通過規(guī)則語言reohivi開展規(guī)則編寫工作，將相關(guān)參數(shù)進行有效鏈接，將整理完畢的數(shù)據(jù)信息儲存至數(shù)據(jù)庫。

4.3 推理判斷模塊的建設(shè)過程

推理判斷模塊在以大數(shù)據(jù)為基本出發(fā)點的物聯(lián)網(wǎng)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)中扮演著非常重要的角色，是整個系統(tǒng)的核心。推理判斷模塊可以加載運用知識庫的規(guī)則、預(yù)警數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)寄存庫中的反饋信息，根據(jù)實際情況和內(nèi)在需求，選擇適宜的算法完成相關(guān)數(shù)據(jù)的匹配工作。相關(guān)數(shù)據(jù)完全匹配成功時，系統(tǒng)會立即發(fā)出預(yù)警信號。運算匹配工作實踐中，如果相關(guān)規(guī)則出現(xiàn)相互沖突的現(xiàn)象，工作人員需要對相關(guān)規(guī)則進行科學(xué)合理的修改，調(diào)用規(guī)則生成模塊完成沖突修改，將運算結(jié)果儲存至相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中[6]。

4.4 數(shù)據(jù)庫模塊的建設(shè)過程

數(shù)據(jù)庫中儲存的信息均經(jīng)過加工處理，能夠直接被應(yīng)用于災(zāi)害預(yù)警和業(yè)務(wù)分析工作。工作人員可以合理運用相關(guān)數(shù)據(jù)，為廣大人民群眾提供準(zhǔn)確可靠的災(zāi)害預(yù)警信息。

5 結(jié)語

目前，大數(shù)據(jù)技術(shù)和傳感技術(shù)呈現(xiàn)良好的發(fā)展趨勢。為了進一步提高災(zāi)害預(yù)警的準(zhǔn)確性和及時性，相關(guān)部門必須切實強化大數(shù)據(jù)技術(shù)和傳感技術(shù)在災(zāi)害預(yù)警中的應(yīng)用，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)災(zāi)害預(yù)警的實際情況和發(fā)展需求，不斷優(yōu)化規(guī)則模塊、知識庫、推理判斷模塊以及數(shù)據(jù)庫模塊的建設(shè)過程，在災(zāi)害來臨時為群眾爭取一定的準(zhǔn)備和逃生時間，降低各種災(zāi)害對人民群眾生命財產(chǎn)安全造成的不良影響。