高校智慧消防平臺的設(shè)計與實現(xiàn)

郭寶峰

【摘要】? ? 從保障高?；馂?zāi)防范效果的角度，設(shè)計了一種智慧消防平臺，以平臺為支撐實現(xiàn)對于高校各個區(qū)域消防事務(wù)的管理。相關(guān)測試結(jié)果表明，該平臺支持的并發(fā)用戶數(shù)量超過500，平均響應(yīng)時間在2s以內(nèi)，在滿足用戶操作要求的同時，具備較高的友好性，能夠幫助高校切實做好火災(zāi)防控工作。

【關(guān)鍵詞】? ? 高校? ? 智慧消防平臺? ? 設(shè)計? ? 實現(xiàn)

前言：

高校本身人員密度和流動性大，火災(zāi)隱患較大，依照消防相關(guān)的要求，需要設(shè)置可靠的消防系統(tǒng)。而結(jié)合實際情況分析，部分高校無法對消防系統(tǒng)和其他系統(tǒng)進行有效整合，數(shù)據(jù)信息的傳遞受到了很大限制，沒有能夠形成消防系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)和廣播系統(tǒng)的聯(lián)動機制，導(dǎo)致在火災(zāi)發(fā)生時，救援人員無法在第一時間獲取現(xiàn)場信息，火災(zāi)救援的效率受到了很大影響。對此，應(yīng)該從高校的實際情況出發(fā)，設(shè)計專門的智慧消防平臺，促進高校消防信息化水平的提高。

一、智慧消防概述

智慧消防是一種以智能化技術(shù)為支撐的消防方案，對比傳統(tǒng)消防，智慧消防更加強調(diào)各個系統(tǒng)之間的信息傳遞，強調(diào)打破信息孤島現(xiàn)象，提升感知預(yù)警和應(yīng)急指揮能力，以更早的發(fā)現(xiàn)和解決火災(zāi)隱患，降低影響和損失。當前，有部分人員對于智慧消防存在著錯誤的認識，認為消防設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)平臺的連接就是智慧消防，實際上這僅僅是第一步，智慧消防強調(diào)的是借助大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)手段，促進多樣化目標的實現(xiàn)，這些目標包括了環(huán)境感知、行為管理、智能研判、科學(xué)指揮等。

智慧消防的的作用體現(xiàn)在四個方面：

一是智慧防控。借助專業(yè)的傳感設(shè)備和智能終端設(shè)備，配合大數(shù)據(jù)平臺和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，智慧消防能夠及時發(fā)現(xiàn)異常和火災(zāi)隱患，自動向用戶發(fā)送報警信息，極大地提高了信息傳遞效率，能夠為用戶爭取到更多的時間和空間，將原本被動的發(fā)現(xiàn)火災(zāi)險情轉(zhuǎn)化為主動對火災(zāi)進行監(jiān)測預(yù)警，強調(diào)防控為主，將風(fēng)險和隱患扼殺在萌芽狀態(tài);

二是智慧管理。在傳統(tǒng)消防系統(tǒng)中，消防設(shè)施的管理維護需要由人工進行，最為常見的方式，就是安排專人定期對消防設(shè)施的狀態(tài)進行檢查和登記，但是在實際操作中，因為工作人員本身對于相關(guān)工作重視不足，加上監(jiān)督機制的欠缺，經(jīng)常出現(xiàn)消防設(shè)施信息不準確的情況，在發(fā)生火災(zāi)時，記錄的資料無法為火情撲救提供幫助，甚至于可能會對消防救援人員產(chǎn)生誤導(dǎo)。與之相比，智慧消防能夠借助物聯(lián)網(wǎng)、電子標簽等技術(shù)，實現(xiàn)對消防設(shè)備位置、狀態(tài)等的遠程感知，及時發(fā)現(xiàn)損壞的設(shè)備并對其進行維修，保證消防設(shè)施的完備性，為火災(zāi)預(yù)防和撲救提供可靠支撐;

三是智慧作戰(zhàn)。借助相應(yīng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等，智慧消防能夠快速完成現(xiàn)場人員、實景數(shù)據(jù)和環(huán)境信息的集成，對數(shù)據(jù)信息進行實時動態(tài)更新，幫助現(xiàn)場救援人員實現(xiàn)精準作戰(zhàn)，提升火災(zāi)救援的效率;

四是智慧智慧。智慧消防可以實現(xiàn)對于火災(zāi)現(xiàn)場圖像的實時傳輸，單純的一張圖可以實現(xiàn)對所有系統(tǒng)及數(shù)據(jù)的鏈接，更好的滿足可視化和動態(tài)化的指揮需求，也能夠?qū)ΜF(xiàn)場人員、設(shè)備等進行智能化調(diào)度，提升火災(zāi)撲救的效果，最大限度的保障人員及財產(chǎn)安全。

二、高校智慧消防平臺的設(shè)計與實現(xiàn)

2.1系統(tǒng)設(shè)計

高校智慧消防系統(tǒng)采用的是三層結(jié)構(gòu)：

一是顯示層，可以方便不同用戶的操作，在完成用戶信息驗證后，登錄到相應(yīng)的主界面中，完成不同業(yè)務(wù)模塊的操作，包括應(yīng)急管理、設(shè)備巡檢等，然后系統(tǒng)會依照用戶的實際操作請求，將其發(fā)送到對應(yīng)層進行處理，并且在顯示層展示處理的結(jié)果;

二是業(yè)務(wù)層，業(yè)務(wù)層主要負責(zé)對用戶顯示層操作請求的接收，借助業(yè)務(wù)層的系統(tǒng)功能代碼來完成對應(yīng)業(yè)務(wù)的流轉(zhuǎn)，包括基本信息管理、消防應(yīng)急、設(shè)備巡檢以及大數(shù)據(jù)分析等功能。業(yè)務(wù)層在實施業(yè)務(wù)處理的過程中，會自動調(diào)用底層數(shù)來保證處理效果;

三是數(shù)據(jù)層，數(shù)據(jù)層可以進一步分為兩部分，一部分是數(shù)據(jù)訪問層，主要負責(zé)與業(yè)務(wù)邏輯層的交互，也可以開展數(shù)據(jù)的持續(xù)化操作，明確每一個數(shù)據(jù)庫表格的使用對象，促進數(shù)據(jù)信息管理效率的提高。智慧消防系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)可以借助多個數(shù)據(jù)庫表格，實現(xiàn)分類存儲和調(diào)用。

2.2系統(tǒng)實現(xiàn)

2.2.1信息采集實現(xiàn)

信息采集功能是確保智慧消防平臺正常運作的前提，主要是依靠設(shè)置在各個區(qū)域的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實現(xiàn)，這些設(shè)備包括了溫度傳感器、濕度傳感器、煙感傳感器等，以傳感器設(shè)備收集到的數(shù)據(jù)信息為支撐，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備之間的聯(lián)動以及遠程控制。物理網(wǎng)采集及傳輸中，前端設(shè)備是至關(guān)重要的組成部分，傳感器模塊負責(zé)數(shù)據(jù)信息采集，ZigBee模塊負責(zé)信息傳輸，以低成本低能耗的傳輸協(xié)議為支撐，能夠切實保證信息傳輸?shù)男Ч?/p>

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要借助電源板供電，包括無線節(jié)點的模塊及傳感器控制模塊，MCU是核心控制模塊，所有傳感器采集到的數(shù)據(jù)信息都需要經(jīng)由通信模塊傳輸，系統(tǒng)管理人員也可以實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的遠程控制。

2.2.2數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)

智慧消防系統(tǒng)運行中，會產(chǎn)生大量的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括了前端設(shè)備采集的各種物理網(wǎng)數(shù)據(jù)，如實時數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)等，也包括了用戶操作產(chǎn)生的各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。這些業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)會被存儲到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中，借助專業(yè)的數(shù)據(jù)挖掘算法進行二次加工處理，為了提高數(shù)據(jù)處理的效率，將數(shù)據(jù)信息的作用和價值充分體現(xiàn)出來，需要做好數(shù)據(jù)的過濾和提取工作。高校智慧消防平臺的數(shù)據(jù)提取流程為：獲取到消防物聯(lián)網(wǎng)信息后，系統(tǒng)會先對數(shù)據(jù)類別進行選取，將數(shù)據(jù)分為物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和用戶操作數(shù)據(jù)兩種類型，然后依照數(shù)據(jù)表或者指標集來選取指標，設(shè)置好對應(yīng)的過濾條件，生成結(jié)果數(shù)據(jù)表。之后，系統(tǒng)會通過表控件過濾和數(shù)據(jù)表編輯功能，完成數(shù)據(jù)的編輯工作。

在這個過程中，需要重點關(guān)注三個核心環(huán)節(jié)：一是數(shù)據(jù)類型選擇，在針對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)開展數(shù)據(jù)挖掘工作的過程中，應(yīng)該結(jié)合實際需求來選擇數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)包括設(shè)備采集的實時信息，也包括了用戶產(chǎn)生的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù);二是分析指標確定，依照相應(yīng)的數(shù)據(jù)局挖掘需求選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)類別后，需要結(jié)合溫濕度數(shù)據(jù)、煙感數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等的具體情況，確定相應(yīng)的數(shù)據(jù)挖掘指標，為消防大數(shù)據(jù)分析奠定堅實基礎(chǔ);三是過濾條件設(shè)置，在確定好數(shù)據(jù)分析指標的情況下，可以進一步對數(shù)據(jù)進行過濾和分析，將重復(fù)數(shù)據(jù)和噪聲去除，調(diào)整業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理的順序，確保其能夠很好的符合處理要求。

完成數(shù)據(jù)處理后，系統(tǒng)還會依照數(shù)據(jù)所處的區(qū)域以及物聯(lián)網(wǎng)地址開展進一步的分析，查閱的數(shù)據(jù)信息可能源自同一個數(shù)據(jù)庫和指標集，依照消防區(qū)域?qū)?shù)據(jù)進行區(qū)分和處理，然后將處理結(jié)果整理成表。數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)上，依照數(shù)據(jù)所處區(qū)域，可以生成對應(yīng)的地圖圖例，如果需要對數(shù)據(jù)表進行更進一步的處理，則應(yīng)該做好空間分析，保證數(shù)據(jù)的完整性和真實性，針對缺失空間的消防數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的缺值估計操作。對于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的處理，比較常用的方法有系統(tǒng)聚類、距離比插值等，借助這些方法，可以實現(xiàn)對空間樣本屬性等級的合理劃分，配合路徑預(yù)測的方式，最終完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的挖掘和分析。

在消防隱患趨勢分析中，可以采用路徑預(yù)測模型，模型中輸入的數(shù)據(jù)是物聯(lián)網(wǎng)中采集的數(shù)據(jù)信息，輸出的則是預(yù)測路徑。算法處理要求構(gòu)建起相應(yīng)的狀態(tài)空間，而狀態(tài)空間的構(gòu)建才歐諾個的是迭代形式，之后需要進行路徑預(yù)測，借助分層的方式完成狀態(tài)空間引出。

三、系統(tǒng)測試

系統(tǒng)測試的主要目的，是對其功能進行檢驗，看系統(tǒng)輸入輸出是否可以和需求分析階段確定的功能一致，如果不一致，則需要對系統(tǒng)進行必要的調(diào)試。系統(tǒng)測試是通過黑白盒測試的方式進行，需要對每個模塊的跳轉(zhuǎn)處理過程進行分析和記錄。在對系統(tǒng)性能進行測試的過程中，可以利用自動化性能工具，實現(xiàn)對于大量并發(fā)用戶的訪問處理，可以選擇能夠在服務(wù)器中使用的Web Bench工具進行測試，相應(yīng)的測試結(jié)果為：

（1）500并發(fā)訪問用戶：利用自動化性能測試軟件，模擬500名用戶同時訪問系統(tǒng)功能模塊的情況，結(jié)果顯示，并發(fā)用戶越多，系統(tǒng)的響應(yīng)時間越長，最大為2s，在可以接受的范圍內(nèi)。

（2）功能模塊平均響應(yīng)時間：同樣利用自動化性能測試軟件進行測試，對系統(tǒng)在不同狀態(tài)下的平均響應(yīng)時間進行記錄，結(jié)果顯示，系統(tǒng)功能模塊的平均響應(yīng)時間為1.5s，能夠滿足相關(guān)規(guī)定的要求。

（3）數(shù)據(jù)統(tǒng)計表單處理：通過軟件模擬的方式，就大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的過程進行驗證，結(jié)果顯示，數(shù)據(jù)表達統(tǒng)計作業(yè)的平均響應(yīng)時間為2s，能夠滿足要求。

結(jié)合上述測試結(jié)果可知，高校智慧消防平臺的用戶分布在多個不同部門，不過其都能夠通過登錄平臺的方式，對相應(yīng)的功能模塊進行操作，系統(tǒng)在頁面跳轉(zhuǎn)和操作提示等方面，能夠很好的滿足用戶需求，業(yè)務(wù)功能可以就高校內(nèi)部各個區(qū)域的消防業(yè)務(wù)進行管控。功能測試中暴露出的問題需要設(shè)計人員分析原因，做好相應(yīng)的調(diào)整優(yōu)化。智慧消防管理系統(tǒng)的性能測試非常關(guān)鍵，需要從系統(tǒng)運行的安全性、穩(wěn)定性等方面做好全面充分分析，測試結(jié)果直接關(guān)系著系統(tǒng)是否可以正常運作。結(jié)果表明，高校智慧消防平臺有著良好的性能，能夠?qū)Σ煌脩舻牟煌枨笞龀鲰憫?yīng)，為火災(zāi)的預(yù)防和應(yīng)對提供可靠支撐。

四、結(jié)語

總而言之，高校在日常運作中，存在著人員密集、人流量巨大的特點，火災(zāi)隱患較大，而一旦發(fā)生火災(zāi)事故，將會帶來難以估量的損失，因此做好火災(zāi)的防控工作非常關(guān)鍵。以先進的信息技術(shù)為支撐，高校可以結(jié)合自身的實際情況，構(gòu)建智慧消防平臺，借助傳感設(shè)備實現(xiàn)對于各個區(qū)域環(huán)境信息的收集，能夠及時發(fā)現(xiàn)初期火情，發(fā)出相應(yīng)的報警信息，提醒用戶做好處理，以避免火情的擴大，減少火災(zāi)帶來的經(jīng)濟損失和人員傷亡。

參? 考? 文? 獻

[1]陳宏磊.依托數(shù)字寧化平臺的消防網(wǎng)格化管理研究[J].福建電腦，2020，36（11）：83-85.

[2]趙大宏.智慧消防服務(wù)云平臺前景探討[J].消防界（電子版），2020，6（20）：92-93.

[3]郭飛.德龍鋼鐵智慧消防物聯(lián)網(wǎng)平臺投入運行[J].班組天地，2020，（09）：81.

[4]林福林，王志文.基于大數(shù)據(jù)平臺下城市智慧消防建設(shè)探析[J].電子世界，2020，（16）：93-94.

[5]趙勇.插件化平臺在智慧消防中的應(yīng)用分析[J].消防界（電子版），2020，6（13）：71，73.

[6]莫少萍.關(guān)于智慧消防助力現(xiàn)代社會火災(zāi)防控的分析[J].今日消防，2020，5（06）：8-9.

[7]魏佳杰.智慧消防及遠程監(jiān)控服務(wù)淺析[J].現(xiàn)代信息科技，2020，4（12）：171-172，175.

[8]陳浩榕.基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧消防綜合監(jiān)管平臺[J].智能建筑與智慧城市，2020，（06）：94-95.

[9]劉鑫.面向智慧消防的物聯(lián)網(wǎng)云平臺系統(tǒng)設(shè)計[D].浙江大學(xué)，2020.