“数字消防站”系统的设计与实现

姜超

摘要：随着“智慧消防”建设热潮兴起，消防业务数字化、智慧化已成为消防信息化发展的主要方向。“数字消防站”系统是“智慧消防”的重要组成部分，系统建设的目标是实现消防站业务工作数字化、智能化。本文主要介绍“数字消防站”系统的设计思路和主要功能，希望为各地的消防站信息化建设提供参考。

关键词：数字消防站; 智慧消防; 系统设计

随着经济社会的飞速发展，消防灭火救援任务日渐增多，消防工作日渐繁重。现阶段，各级消防机构不仅存在人员力量明显不足的问题，还存在着信息共享不到位、资源利用率不高、部分资源过度使用的情况。因此各级消防机构迫切地需要利用大数据、云计算、人工智能技术将消防工作的参与者（即人、消防装备，车辆）的数据进行有效整合，将日常工作中所应用的基础数据集中汇集，增强资源使用效率，提高灭火救援工作效率和人员使用效率，推动消防工作模式从传统向现代、从被动向主动、从单一向综合、从人工向智能的方向发展。

1   系统简介

数字消防站系统将利用物联网技术对人员、车辆、装备、器材等信息和数据进行自动化采集、存储和智能化管理。利用大数据技术对采集的信息数据进行汇聚、整合、分析，最终在网页端和APP端进行展示，为指战员提供数据支撑，实现辅助决策、精准调派。利用人工智能技术实现对消防业务工作的智能辅助，发挥消防业务数据信息的最大价值，全面服务消防救援队伍管理、作战指挥、执勤训练及火灾防控等工作。

2   系统设计思路

2.1  设计目标

数字消防站系统的主要设计目标是：

（1）实现动态采集消防中队营区、人员、车辆、装备、器材、车辆行进视频等信息资源，建立健全电子数据档案。

（2）实现所有基础数据的汇聚，并在一张电子地图上进行展示。

（3）全面汇聚119接处警系统数据，建立电子数据档案，通过各类统计图表，可视化展示警情信息，并结合接处警数据深入开展基于时间、空间、类型、成因的数据分析。

（4）开发手机、平板的应用APP，实现所有数据的在线查询。

2.2  基本特征

数字消防站系统基本的特征是数据的实时性、准确性和共享性。以数据准确快速为重点，满足对信息实时跟踪监控、快速响应的需求，实现消防人员、车辆、装备实时状态情况的及时掌握，做到灾情发生前的预防部署，灾情发生后的精准调度，提高消防部门灭火救援能力。

2.3  基本模式

系统设计一般以B/S（浏览器/服务器）和C/S（客户机/服务器）两种为主，本系统按照设计目标和使用需求为出发点，考虑采用B/S模式。前端依托传感器和物联网进行数据获取，程序处理和数据存储在服务器端完成，用户只要通过网络中的计算机连接服务器，使用浏览器就可正常使用。

2.4  关键技术

主要依托大数据和物联网技术，主要采用动态站点设计技术和基于web的数据库访问技术，将B/S模式作为系统建设的总体构架。软件系统通过微服务框架实现。微服务架构是一种将单应用程序作为一套小型服务开发的方法，每种应用程序都在各自的进程中运行，并与轻量级机制（通常是HTTP资源的API）进行通信。服务器操作系统采用Windows或Linux，数据库可选用Oracle、Microsoft SQL Server或MySQL。采用RFID標签、传感器和NB-IoT技术对人、车、装数据采集和传输，利用HTML5、Echar图标和GIS技术进行可视化展示。

2.5  总体架构

数字消防站系统整体设计部署在消防指挥调度网，整体功能分为：人、车、装数据采集管理和共享、接处警数据的分析显示、移动终端数据展示。所需数据来源于数字消防站物联网数据采集设备以及消防接处警数据。数据在支队级服务器汇聚，同时实现数据的分析和可视化展示。

3   基本功能

数字消防站系统主要包括：数据采集子系统;数据汇聚、呈现、共享子系统;接处警信息汇聚和呈现子系统;APP移动应用子系统四部分。

3.1  数据采集子系统

数据采集子系统主要是利用物联网技术实现消防站人员、车辆、装备、营区、视频等信息和数据的智能感知、自动采集、标签化管理和自动化储存。

（1）车辆动态数据采集子系统：由采集前端和数据存储两部分组成。采集前端使用4G网络信号传输采集数据，主要采集车辆的位置信息、车辆前端视频画面、车辆底盘运行状态信息、车辆灭火剂存量状态实时信息、车辆状态实时信息。后端数据存储将部署建设数据库，按照结构化存储要求分类存储各类数据。

（2）消防员生命体征采集子系统：系统依靠消防人员携带的智能臂带采集消防人员的位置、心率、运动状态等状态信息，通过4G方式将消防作战人员状态上传后端数据库，按照结构化存储要求分类存储相关数据。

（3）消防装备数量采集子系统：系统包括营区仓库装备信息采集和随车装备信息采集。仓库装备采集主要实现对库存装备存储信息的数据化，对重点装备加装RFID标签，实现重点装备存储情况的自动采集。同时，实现对装备的入库、出库、报废等全生命周期的追溯管理，能够快速、准确的对固定资产进行盘点。随车装备信息采集主要实现随车装备的管理，依托RFID射频技术，通过预先设置消防车随车装备的种类及数量，判断车内装备是否齐全，通过数据比对，实现缺失装备预警。

3.2  数据汇聚、呈现、共享子系统

对数据采集子系统采集的人员、车辆、装备数据进行汇聚，并在一张电子地图上进行展示。建立消防队站、水源、灭火剂、灭火器材、车辆信息图层，实现所有信息的录入、查询（包含基于坐标范围查询）、展示，同时汇入一张图展示系统。

（1）车辆动态管理系统：实现数据采集子系统采集的基础数据展示，实现车辆运行轨迹显示、车辆保养、车辆实时状态、信息共享、车辆预警、车辆信息统计等高级功能。

（2）消防员生命体征管理系统：实现添加智能臂带ID、类型、物联网卡等基本信息，并记录臂带领用人、领用时间等信息，实现臂带基本信息管理及领用。以地图方式，显示当前臂带实时位置及在线情况，可以查看佩戴臂带人员的实时心率数据。按照人员名字、臂带编号，可以查询历史位置信息及心率信息。

（3）综合展示子系统：利用gis地图技术和echarts展示技术，基于数字消防站采集的人、车、装备信息进行多维度统计分析和可视化展示。建立消防队站、水源、灭火剂、灭火器材、车辆信息图层，实现所有信息的录入、查询（包含数据查询和基于坐标范围查询）、展示。

（4）数据共享子系统（软件接口）：按照各级数据共享平台的数据标准，向上级和政府部门提供相应数据和视频信息。

3.3  接处警信息汇聚和呈现子系统

按照年度统计不同区域内的火灾扑救等级数量分布、火灾扑救数量的月度分布、火灾扑救等级占比情况、警情类型占比情况、抢险救援月度数量分布、火灾等级时段分布等数据，并对不同区域内的火灾发生数量进行数据排名，为决策层提供年度灭火救援工作的数据分析和时时数据统计。

（1）数据获取、清洗、汇聚子系统：将历史火灾数据进行清洗、整合，确立汇聚的火灾数据类型（包括火灾发生区域、发生时间、火灾严重程度、火灾损失程度等），并建立结构化电子数据档案。

（2）灾害智能展示子系统：实现基于时间、空间、类型、成因的数据统计，并通过各类统计图表可视化展示接处警信息。利用大数据技术，对火灾的地理信息、灾害原因、发生时间、天气情况等信息进行深度挖掘，提取火灾风险指数因子，对辖区内火灾风险进行评估。

3.4  移动端APP软件

移动端APP软件将基于运营商4G VPDN专网开发，实现对“一张图”数据和接处警数据分析的呈现、查询。同时APP还可以獲取消防员生命体征、消防车辆运行状态、消防车前端视频、消防队站装备存量、消防水源位置、消防队站位置、历史警情信息、火灾预计分析等8大类数据，实现指挥员在灾害现场的信息支持，及对灾害现场救援力量状态的实时掌握。

4   结语

通过数字消防站系统的建设，将实现现有消防队站的数字化改造，提高消防救援队伍的灭火救援作战能力，最大限度的降低火灾造成的损失，提高各类资源使用效率，有效解决消防警力不足的问题，实现对火灾地点、现场情况以及救援设施的快速定位，实现快速、准确的安全救援，最大限度减少人员伤亡和经济损失，全面提升消防救援队伍灭火救援的科学化、智能化水平。

作者简介：

姜  超（1987.02-），男，山东淄博人，本科学历，淄博市消防救援支队助理工程师。

参考文献：

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[3]    史  杰.关于“智慧消防”建设的有效探讨[J].消防界（电子版），2018，4（02）：102-104.