AI技術(shù)在消防救援領(lǐng)域中的應(yīng)用前景探討

引言

消防救援工作關(guān)乎人民群眾生命財產(chǎn)安全和社會穩(wěn)定，在各類災(zāi)害事故應(yīng)對中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。傳統(tǒng)消防救援方式在面對日益復(fù)雜的火災(zāi)形勢和多樣化的救援任務(wù)時，逐漸顯露出一定的局限性。隨著AI技術(shù)的迅猛發(fā)展，其強大的數(shù)據(jù)處理、分析和智能決策能力給消防救援領(lǐng)域帶來了新的機遇。AI技術(shù)能夠?qū)Ａ康南罃?shù)據(jù)進行挖掘和分析，提前發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，實現(xiàn)精準預(yù)警。在救援過程中，能實時分析現(xiàn)場情況，為指揮決策提供科學(xué)依據(jù)，優(yōu)化救援方案。可以對消防裝備進行智能管理和維護，全面提升消防救援工作的智能化水平。因此，研究AI在消防救援領(lǐng)域中的應(yīng)用前景具有重要的現(xiàn)實意義。

一、AI技術(shù)概述

(一)AI的定義與特點

AI是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。強大的學(xué)習(xí)能力：能夠通過對大量數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，不斷提升自身的性能；高度的智能化：可模擬人類的思維和決策過程；高效的數(shù)據(jù)處理能力：能快速分析和處理海量數(shù)據(jù)；出色的適應(yīng)性：可根據(jù)不同的任務(wù)和環(huán)境進行靈活調(diào)整。

(二)AI的主要技術(shù)

機器學(xué)習(xí)是AI的核心領(lǐng)域之一，通過讓計算機從數(shù)據(jù)中自動學(xué)習(xí)模式和規(guī)律，實現(xiàn)對未知數(shù)據(jù)的預(yù)測和分類。深度學(xué)習(xí)作為機器學(xué)習(xí)的一個分支，通過構(gòu)建多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，能夠自動提取數(shù)據(jù)的高級特征，在圖像識別、語音識別等領(lǐng)域取得了顯著成果。自然語言處理旨在使計算機能夠理解和處理人類語言，實現(xiàn)人機之間的自然交互，在智能客服、文本生成等方面有廣泛應(yīng)用。計算機視覺專注于讓計算機理解和解釋圖像與視頻信息，在火災(zāi)識別、目標檢測等方面發(fā)揮重要作用。

（三)AI技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，AI技術(shù)發(fā)展迅猛，在全球范圍內(nèi)得到了廣泛關(guān)注和應(yīng)用。從技術(shù)突破來看，AI在模型算法、計算能力等方面不斷取得新進展，如GPT等大語言模型的出現(xiàn)，展示了AI在自然語言處理方面的強大能力。在應(yīng)用領(lǐng)域，AI已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、交通、金融等多個行業(yè)，給各行業(yè)的發(fā)展帶來了新的機遇。在消防救援領(lǐng)域，AI技術(shù)也開始逐漸應(yīng)用，為消防工作的智能化轉(zhuǎn)型提供了有力支持[1]。

二、AI在消防救援領(lǐng)域的應(yīng)用場景

(一)火災(zāi)預(yù)測與預(yù)警

通過收集和分析歷史火災(zāi)數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、建筑結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、電氣設(shè)備運行數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)，利用機器學(xué)習(xí)算法建立火災(zāi)預(yù)測模型。例如，分析電氣設(shè)備的用電模式，當發(fā)現(xiàn)某個區(qū)域的用電功率異常波動且符合以往電氣火災(zāi)發(fā)生前的特征時，AI系統(tǒng)可以及時發(fā)出預(yù)警，提前察覺火災(zāi)隱患。可以結(jié)合氣象數(shù)據(jù)，如高溫、干燥、大風(fēng)等天氣條件，評估火災(zāi)發(fā)生風(fēng)險，為消防部門提前作好應(yīng)對準備提供依據(jù)，減少火災(zāi)帶來的損失。

(二)火災(zāi)識別與報警

傳統(tǒng)的火災(zāi)探測器往往只能基于單一指標進行判斷，如煙霧濃度或溫度升高，容易出現(xiàn)誤報。AI技術(shù)實現(xiàn)了多傳感器融合的智能探測，同時分析煙霧的成分、濃度變化速率、溫度分布以及火焰的光譜特征等多個參數(shù)，通過對這些復(fù)雜數(shù)據(jù)的綜合判斷，能夠更準確地識別火災(zāi)的發(fā)生，大大降低誤報概率。當AI系統(tǒng)識別到火災(zāi)發(fā)生時，會自動觸發(fā)報警系統(tǒng)，及時通知消防部門和相關(guān)人員，為火災(zāi)撲救爭取寶貴時間。

(三)智能調(diào)度與指揮

在火災(zāi)救援現(xiàn)場，AI可以根據(jù)實時的火勢大小、蔓延方向、建筑物結(jié)構(gòu)受損情況、被困人員位置以及消防救援力量分布等信息，利用優(yōu)化算法為消防人員制定最佳的救援方案。例如，規(guī)劃出安全、快速的救援路徑，合理調(diào)配消防車輛、人員和裝備等資源，提高救援效率?？梢酝ㄟ^對火災(zāi)現(xiàn)場的實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，預(yù)測火勢發(fā)展趨勢，為指揮決策提供科學(xué)依據(jù)，及時調(diào)整救援策略。

（四）消防裝備檢測與維護

利用AI技術(shù)對消防裝備進行實時監(jiān)測，收集裝備的運行數(shù)據(jù)，如消防車輛的發(fā)動機狀態(tài)、消防水泵的壓力、消防器材的使用次數(shù)等。通過數(shù)據(jù)分析和機器學(xué)習(xí)算法，預(yù)測裝備可能出現(xiàn)的故障，提前進行維修或更換，確保裝備在關(guān)鍵時刻能夠正常使用。例如，當監(jiān)測到消防車輛發(fā)動機的某個部件出現(xiàn)異常磨損跡象時，系統(tǒng)可以提前發(fā)出警報，安排維修，避免在救援任務(wù)中出現(xiàn)故障。

(五)培訓(xùn)與模擬演練

借助AI技術(shù)創(chuàng)建逼真的虛擬火場環(huán)境，為消防員提供沉浸式的實戰(zhàn)化訓(xùn)練。在虛擬環(huán)境中，可以模擬各種復(fù)雜的火災(zāi)場景，如高層建筑火災(zāi)、化工火災(zāi)、森林火災(zāi)等，讓消防員在接近真實的環(huán)境中進行訓(xùn)練，提高應(yīng)對不同火災(zāi)場景的能力。AI還可以對消防員的訓(xùn)練表現(xiàn)進行評估和分析，指出存在的問題和不足，提供有針對性的改進建議，幫助消防員不斷提升技能水平。

三、AI在消防救援領(lǐng)域應(yīng)用的作用

(一)提高救援效率

AI能夠快速處理和分析大量數(shù)據(jù)，在火災(zāi)發(fā)生時，迅速做出決策，為救援人員提供最佳的救援方案和路徑規(guī)劃，避免救援行動的盲目性，節(jié)省救援時間，提高救援效率，使救援人員能夠更快地到達現(xiàn)場，實施救援行動，減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。

(二)增強決策科學(xué)性

通過對火災(zāi)現(xiàn)場的實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，AI可以為指揮人員提供全面、準確的信息支持，幫助指揮人員更好地了解火災(zāi)現(xiàn)場的情況，包括火勢發(fā)展趨勢、建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、被困人員位置等，從而制定更加科學(xué)合理的救援決策，提高救援行動的成功率。

(三)提升火災(zāi)防控能力

在火災(zāi)預(yù)防階段，AI通過對多源數(shù)據(jù)的分析，能夠提前發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，及時發(fā)出預(yù)警，使消防部門能夠采取有針對性的措施進行預(yù)防和整改，降低火災(zāi)發(fā)生概率。在火災(zāi)發(fā)生后，AI還可以對火災(zāi)原因進行分析，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，為后續(xù)的火災(zāi)防控工作提供參考。

（四)降低人員風(fēng)險

在危險的火災(zāi)現(xiàn)場，AI驅(qū)動的智能設(shè)備如無人機、機器人等，可以代替消防員執(zhí)行一些危險任務(wù)，如火場偵察、滅火等，減少消防員在危險環(huán)境中的暴露時間，降低人員傷亡風(fēng)險，保障消防員的生命安全。

四、AI在消防救援領(lǐng)域應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)

(一）數(shù)據(jù)質(zhì)量與安全問題

AI模型的訓(xùn)練和應(yīng)用依賴大量高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。在消防救援領(lǐng)域，數(shù)據(jù)的獲取可能存在困難，部分數(shù)據(jù)可能存在缺失、不準確或不完整的情況，這會影響AI模型的準確性和可靠性。同時，消防數(shù)據(jù)涉及公共安全和個人隱私，數(shù)據(jù)在收集、存儲、傳輸和使用過程中面臨安全風(fēng)險，如數(shù)據(jù)泄露、篡改等，需要加強數(shù)據(jù)安全保護措施。

(二)技術(shù)的可靠性與穩(wěn)定性

火災(zāi)現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，存在高溫、濃煙、電磁干擾等因素，這對AI設(shè)備和系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性提出了很高要求。在實際應(yīng)用中，AI系統(tǒng)可能受到環(huán)境因素的影響而出現(xiàn)故障或性能下降，導(dǎo)致在關(guān)鍵時刻無法正常工作，影響救援行動的順利進行。

（三)人機協(xié)作與溝通問題

雖然AI技術(shù)在消防救援中發(fā)揮著重要作用，但最終的救援行動仍需要人與AI系統(tǒng)的協(xié)作。由于AI系統(tǒng)的智能水平有限，可能無法完全理解人類的意圖和需求或者操作人員對AI技術(shù)不熟悉、不信任，人機溝通不暢、協(xié)作不緊密，影響救援效率和效果。

（四)法律法規(guī)與倫理問題

隨著AI在消防救援領(lǐng)域的應(yīng)用不斷深人，相關(guān)的法律法規(guī)和倫理問題逐漸凸顯。例如，在AI決策導(dǎo)致事故或損失時，責(zé)任如何界定；AI系統(tǒng)的應(yīng)用是否符合倫理道德標準。目前，針對這些問題的法律法規(guī)和標準還不完善，需要進一步研究和制定[2]

五、應(yīng)對策略

(一)加強數(shù)據(jù)管理與安全保護

建立完善的數(shù)據(jù)收集、整理和更新機制，確保數(shù)據(jù)的準確性、完整性和時效性。加強數(shù)據(jù)安全防護，采用加密技術(shù)、訪問控制、數(shù)據(jù)備份等措施，保障消防數(shù)據(jù)的安全性。同時，制定數(shù)據(jù)管理規(guī)范和制度，明確數(shù)據(jù)的使用權(quán)限和流程，防止數(shù)據(jù)濫用。

(二)提升技術(shù)的可靠性與穩(wěn)定性

加大對AI技術(shù)在復(fù)雜環(huán)境下應(yīng)用的研究，提高AI設(shè)備和系統(tǒng)的抗干擾能力和適應(yīng)能力。通過模擬火災(zāi)現(xiàn)場環(huán)境，進行大量的測試和驗證，不斷優(yōu)化AI系統(tǒng)的性能，確保其在火災(zāi)救援中能夠穩(wěn)定、可靠地運行。建立技術(shù)故障應(yīng)急預(yù)案，當AI系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，能夠迅速切換到備用方案，保障救援工作的連續(xù)性。

(三)促進人機協(xié)作與溝通

加強對消防員和消防指揮人員的AI技術(shù)培訓(xùn)，提高他們對AI系統(tǒng)的了解和操作能力，增強對AI技術(shù)的信任。開發(fā)友好的人機交互界面，使AI系統(tǒng)能夠更直觀地向操作人員展示信息，操作人員也能夠更方便地與AI系統(tǒng)進行交互。研究人機協(xié)作模式和策略，優(yōu)化人機協(xié)作流程，提高人機協(xié)作效率。

（四)完善法律法規(guī)與倫理準則

應(yīng)加快制定和完善AI在消防救援領(lǐng)域應(yīng)用的法律法規(guī)和倫理準則，明確AI系統(tǒng)的責(zé)任和義務(wù)，規(guī)范其開發(fā)、應(yīng)用和管理。建立AI技術(shù)應(yīng)用的監(jiān)管機制，加強對AI系統(tǒng)的審核和評估，確保其符合法律法規(guī)和倫理要求。鼓勵行業(yè)協(xié)會和企業(yè)參與制定行業(yè)標準，推動AI技術(shù)在消防救援領(lǐng)域的健康發(fā)展。

六、案例分析

（一）四川消防“消川”AI大模型

四川消防救援總隊研發(fā)的“消川”AI大模型構(gòu)建了多層級的智能消防體系，通過16臺NVIDIAH800顯卡服務(wù)器集群提供256PFLOPS算力支撐，采用政務(wù)外網(wǎng)70B參數(shù)和專有云671B參數(shù)雙模型并行架構(gòu)，實現(xiàn)異構(gòu)模型的動態(tài)協(xié)同推理。系統(tǒng)整合了12個專業(yè)向量數(shù)據(jù)庫、102萬條警情記錄、10.8萬份消防公文及11類業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，創(chuàng)新開發(fā)“多模型融合”應(yīng)用模式，構(gòu)建起互聯(lián)網(wǎng)、政務(wù)外網(wǎng)和應(yīng)急指揮網(wǎng)的三網(wǎng)協(xié)同體系。在實戰(zhàn)應(yīng)用中，系統(tǒng)既能快速響應(yīng)日常警情查詢，又能深入分析化工火災(zāi)等專業(yè)場景，提供包含技術(shù)要點和典型案例的深度解答。通過獨創(chuàng)的“數(shù)據(jù)單向流通、算力彈性調(diào)配”機制，系統(tǒng)建立了云端檢索、專網(wǎng)計算和終端反饋的閉環(huán)流程，并配套圖文識別、文檔比對等輔助功能。作為全國首個消防AI大模型，“消川”不僅制定了行業(yè)應(yīng)用規(guī)范，還探索出AI賦能應(yīng)急救援的安全部署路徑，為智慧消防建設(shè)提供了可復(fù)制的技術(shù)范式。該系統(tǒng)的成功實踐標志著我國消防指揮決策正式邁入智能化新階段，展現(xiàn)出人工智能技術(shù)在公共安全領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力[3]

(二)北京朝外街道智慧消防項目

北京朝外街道利用物聯(lián)網(wǎng)和AI技術(shù)，以吉祥里社區(qū)為試點打造“四體一庫\"智慧消防管理系統(tǒng)。在小區(qū)最高層建筑架設(shè)火情監(jiān)測設(shè)備，安裝煙感報警器、手動報警器、聲光報警器等1358套智能終端，實現(xiàn)對小區(qū)公共空間隱患排查全覆蓋。通過AI技術(shù)對傳感器收集的數(shù)據(jù)進行分析，準確識別火災(zāi)隱患并及時報警。開發(fā)掌上“滅火隊\"App，方便物業(yè)義務(wù)消防員和社區(qū)值班人員進行日常消防設(shè)施巡檢、督導(dǎo)巡查；開發(fā)“消防隱患舉報”小程序，讓社區(qū)樓門長、居民可隨時上報消防隱患。該項目通過AI技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，提高了社區(qū)火災(zāi)防控能力，為居民的生命財產(chǎn)安全提供了有力保障，也為其他地區(qū)的智慧消防建設(shè)提供了有益的借鑒。

結(jié)語

AI技術(shù)在消防救援領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景，在火災(zāi)預(yù)測與預(yù)警、火災(zāi)識別與報警、智能調(diào)度與指揮、消防裝備檢測與維護、培訓(xùn)與模擬演練等方面發(fā)揮著重要作用，能夠有效提高消防救援工作效率和安全性，降低火災(zāi)風(fēng)險，保障人民群眾生命財產(chǎn)安全。然而，AI在消防救援領(lǐng)域的應(yīng)用仍面臨數(shù)據(jù)質(zhì)量與安全、技術(shù)可靠性與穩(wěn)定性、人機協(xié)作與溝通、法律法規(guī)與倫理等諸多挑戰(zhàn)。通過加強數(shù)據(jù)管理與安全保護、提升技術(shù)的可靠性與穩(wěn)定性、促進人機協(xié)作與溝通、完善法律法規(guī)與倫理準則等應(yīng)對策略，可以逐步解決這些問題，推動AI技術(shù)在消防救援領(lǐng)域的深度應(yīng)用。未來，隨著AI技術(shù)的不斷進步和創(chuàng)新以及與其他新興技術(shù)如物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等的深度融合，AI在消防救援領(lǐng)域的應(yīng)用將更加廣泛和深人。相信在AI技術(shù)的助力下，消防救援工作將迎來更加智能化、高效化的時代，為社會的安全穩(wěn)定做出更大貢獻。

參考文獻

[1］陳黃悅.無人機在消防救援領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J].中國新通信，2024，26(16)：29-31.

[2]孫俊杰.淺析無線遙控?zé)o人機在消防滅火救援領(lǐng)域的應(yīng)用[J].中國設(shè)備工程，2024（13)：31-33.

[3]穆居洋.無線遙控?zé)o人機在消防滅火救援領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J].消防界（電子版），2024，10(03)：37-39.