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刘濛:智慧消防技术的应用与展望丨万里行济南

http://www.fire.hc360.com2019年07月01日16:25 来源:慧聪消防网作者:郝晓赛T|T

    慧聪消防网    2019年(第十二届)消防品牌专家评审  CFIC消防安全产业大会参会报名

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    随着智慧城市建设的不断推进,解决了城市发展过程当中的一些难点和痛点问题。消防作为城市建设当中重要的一环,也正在逐步形成一种与智慧城市相匹配的智慧消防的建设理念。根据数据显示,济南的大数据与新一代信息技术、智能制造和高端装备两大优势产业业务收入均超过3000亿元,软件和信息服务业占山东省半壁江山。如此有利的技术优势,必定能够为智慧消防蓬勃发展提供一个最  优的时机。2019年6月20日,由慧聪消防网、慧聪应急救援网主办的2019消防中国万里行在济南举办,应急管理部沈阳消防研究所副研究员刘濛博士出席会议,以下是他的演讲内容。

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应急管理部沈阳消防研究所副研究员刘濛博士

    各位来宾,大家下午好,我来自应急管理部沈阳消防研究所。非常感谢主办方的邀请,非常荣幸有这样一次机会,来跟大家一起沟通交流,分享我们在智慧消防方面的一些观点和思考,以及我们从事一些相关研究的情况。这一次我和大家交流分享的题目是《智慧消防技术应用与展望》。我从三个方面展开,第一是智慧消防概述,第二是智慧消防发展现状,第三是我国发展智慧消防的一些思考。近年来随着信息技术和智能技术的飞速发展,现在城市的信息化水平也确实有了很大的提高,逐步形成一种智慧城市的建设理念。

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    一、智慧消防概述

    1、智慧消防发展历程

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    智慧消防的发展历程与我国的信息化战略是基本上一致的。2014年国家出台《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》。2015年国家又出台互联网+行动纲领以及促进大数据发展的行动纲要,同年沈阳所也提出了智慧消防建设总体框架。2016年国家相继出台《国家信息化发展战略纲要》,以及《“十三五”国家信息化规划》,这两个文件当中都提到了要释放数字红利,提升国家治理的现代化。2017年《国家突发事件应急体系建设“十三五”规划》出台,当年的公安部消防局也出台了297号文《关于全面推进“智慧消防”建设的指导意见》。我本人也非常荣幸地参与了指导意见的起草工作。《指导意见》对当前这个阶段的智慧消防来说是有重要意义的。首先它明确了五大系统的建设任务,当然更重要的一点,它明确了一个概念,之前我们一直都把社会化的火灾防控等同于智慧消防。但是指导意见中,提出了五大系统建设,即“三防两灭”,不光有防火的业务,还有灭火的业务,都纳入到整个智慧消防的体系来。进而推理队伍管理、装备管理,甚至是消防产品管理,整个消防信息化工作都应该属于智慧消防的内涵和外延,所以“指导意见”对于智慧消防建设来说意义重大。2018年我国组建了应急管理部,也标志着我国应急管理事业进入一个全新的时代。这一年习  总  书  记提出了大力提高我国自然灾害的防治能力,同时要推进人工智能技术的快速发展和应用,所以在这种大的背景下,智慧消防的建设理念和要求也相应地与时俱进,不断地发展和创新。在2019年初的国  务  院政府工作报告中也提出要推行互联网+监管改革,要优化消防监管执法方式。目前,消防救援局正在开展“双随机一公开”系统建设。从上述的发展脉络可以看出,智慧消防不是一个一成不变的一个概念,而是不断地演进变化的,与时俱进的一个建设理念。

    2、新时期消防工作面临的新需求、新挑战

    新时期消防工作面临哪些需求和挑战,主要有四个方面,第一个是消防社会化工作难落实,第二个是防火监督工作点多面广。第三个是消防物资管理难度大,最后是灭火救援现场的态势无法准确掌握。在这种需求和挑战面前,常规的技术手段确实难以实现突破,需要利用一些新技术新手段来解决这些问题。

    3、智慧消防概念

    运用物联网、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术,通过全面感知、深度共享、协同融合、集成服务,实现火灾防控“自动化”、灭火救援指挥“智能化”、执法工作“规范化”、队伍管理“精细化”的目标,切实做到精确感知及早预测火灾风险,智能高效精准处置各类灾害事故。

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    二、智慧消防发展现状

    1、监测预警

    我国智慧消防的发展现状,当前阶段智慧消防有两大目标,一是监测预警,二是应急处置。习  总  书  记在中央财经第三次会议上提出,要实施自然灾害监测预警信息化工程,要提高多灾种和灾害链的监测预警能力,风险的早期识别以及预测预警的能力。这次四川的地震,大家可能也从新闻了解到,成都提前了60秒发出了地震预警。这对消防具有重要借鉴意义。

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    第二个目标就是应急处置。消防队伍作为应急救援的主力军和国家队承担了防范化解重大安全风险,应对处置各类灾害事故的一种重要职责,所以应急处置责无旁贷是消防的一个重要的工作目标。同时它也是智慧消防的一个非常重要的工作。监测预警这项工作有两大核心,一是感知,二是大数据分析。首先感知数据来源非常广泛,包括消防的警情数据,还有火灾报警数据,设施的状态数据,故障数据,消防安全管理行为数据,相关行业部门的数据,都应该纳入到感知体系。这些数据应该统一汇聚到一个平台,这样才能发挥数据的最大作用。大数据分析有两大目标,一是风险评估;二是隐患分析研判。沈阳所也一直在这两个领域里面开展研究工作。我个人人为火灾预测难度非常大,目前这个阶段从技术角度考虑是不具备可行性的。因为火灾预测,必须预测出火灾发生的时间、地点和强度。但是火灾的风险预测和评估,我认为是可行的,而且目前已经初步实现了火灾风险的预测和评估。我们依托国家重点研发计划项目,一直在开展这方面的工作。再一个就是隐患分析判别,它主要目的就是能发现一些潜在的隐患。

    在数据来源方面,城市消防远程监控系统是监测预警的一个重要的数据来源。

    城市消防远程监控系统

    针对建筑物内火灾报警控制器、消防联动控制系统、自动喷水灭火系统、防排烟系统、疏散指示系统等有源类建筑消防设施,通过用户  信息传输装置等设备,利用模拟量采集、数据接口监测、协议解析与转换等方式,对消防设施的运行状态进行数据采集与数据传输。

    城市物联网消防远程监控系统

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    消防设施物联网

    利用RFID射频识别、红外、图像等多种感知技术和数据采集技术,对各类消防设施和器材的状态进行实时监测。

    社会消防安全管理App

    利用NFC技术和先进的算法,以移动互联为载体,将消防安全管理有机融合于手机APP,强化社会单位主体责任和各方面工作部署的有效落实。

    基于低功耗广域网的智能预警系统

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    社会消防安全管理云平台

    汇聚消防设施管理、维修保养、隐患排查、安全追溯、安全评估、风险预测、警情通知等数据,通过多种应用,为公众、社会单位、消防主管部门、政府等提供各类消防安全管理服务。 

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    平台通过汇集水、电、气等行业数据,并结合消防相关类系统数据,可帮助消防部门及时发现潜在隐患。

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    综合社会单位防火巡查巡检、消防设施管理、消防维保服务、火灾隐患判定整改、灭火疏散预案管理、消防宣传教育等多种因素火灾风险定量评价技术,对于单位和区域火灾风险进行主动预测预警。

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    2、应急处置

    在应急处置方面感知和辅助决策是最  重要的两个目标。当然感知范围包括消防装备,车辆,物资,还有消防救援力量,以及社会的消防信息方面,都属于它的感知范围内。在辅助决策方面,一是需要动态生成预案。二是现场态势评估,要根据现场的实时情况进行态势的准确评估,三是案例信息的及时推送。

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    感知数据方面可以大致分为两类,一是人员装备类,包括现场的消防员,车辆以及装备器材等。二是社会消防安全数据来源,包括急救120的数据,还有一些交通的数据,监测预警方面的一些数据,最后统一都会为了应急处置来提供服务。

    消防车辆对于消防救援来说是一个非常关键的装备器材。部局现在正在使用的北斗系统,就是由沈阳所来开发和维护的。它主要是为实战指挥平台提供车辆、终端以及其他类装备的定位服务。在这个基础上,沈阳所还开发了消防车辆动态信息管理系统,它不仅能够提供位置服务,还可以对车辆的底盘上装以及车载装备器材在位情况,图像气象等信息进行统一的采集和传输,为现场的车辆器材,车辆装备提供一个非常完整全面的数据库。

    在消防员状态信息方面,沈阳所一直从事室内外定位,生命体征感知等方面的研究。目前我们规划了消防员的体域网,简单说就是在消防员的头顶一直到脚底这个范围内构建一个低功耗的网络,将消防员身上的一些装备信息统一汇聚到一个智能终端上。目前可以实现的就是室内外的定位模块,还有生命体征的一些监测手段,包括空腹的压力,这三个主要的信息可以统一汇集到智能终端,再通过智能终端的公网或者专网管道向外发送。同时在智能终端上面运行了一个专用的APP,它可以对数据进行管理和展示。智能终端是消防员身上的核心通信节点,一方面可以汇聚数据,对数据进行传输,另一方面还具备现场指挥和调度的通信功能,包括语音通信,视频通信功能等。

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    在现场环境气体监测方面,沈阳所也开发了六合一的气体侦检。它有两种,一种是便携式的,可以戴在伤员身上,另一种可以是手持式的,可以摆在救援现场。一方面可以采集气体,另一方面它汇集的数据到平台之后,可以对现场气体的分布情况和蔓延的趋势做一个统一分析。

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    装备器材,全生命周期的管理,通过RFID标签或者NFC标签技术,对装备器材进行库房的管理和现场管理,把一些感知数据,预案数据,最终都汇集到一个统一的平台上面。 

    灭火救援综合信息指挥决策平台,由这个平台来实现战斗资源预案以及现场信息的可视化,解决灭火救援的各类信息以及局部事件的可视化和宏观化的展现难题。这个项目也是我们在依托国家重点研发计划项目开展相关研究。数据汇集之后,最  重要的目的就是来进行大数据分析,展现一些灾害现场的态势情况,以及相关的辅助决策信息的智能推送。目前我们可以做到根据现场的一些动态信息,及时地发送一些相关的预案或者是历史案例,来便于指挥员进行决策。

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    三、我国发展智慧消防的思考

    1、加强智慧消防顶层设计

    我国发展智慧消防的思考主要有三个方面,第一个就是科学规划社会消防的顶层设计,第二个就是扎实开展核心关键技术研究,第三个就是要大力推动智慧消防的产业发展。“十一五”以来,消防队伍的信息化建设就做过顶层设计,而且顶层设计的非常有水平。消防的“一体化系统”,是做过非常完备的顶层设计。正因为如此当年的消防一体化系统是走在全国前列的。现在的消防一体化系统也在为部消防局的实战指挥平台、“双随机一公开”等新的系统提供数据支持。所以信息化系统的顶层设计非常重要。但是社会化火灾防控方面的顶层设计是缺失的。所以沈阳所近期依托部消防局的重点研发计划项目,在开展相关的一些研究工作。我们将从业务架构,应用架构,数据架构等方面进行统一的顶层设计,涵盖防火,灭火,队伍管理,装备管理,消防产品管理等一些重要的方面。设计最终的服务对象,包括部局,总队,支队,大(中)队,还有社会单位和智慧消防从业单位。这是目前的一个阶段性的成果,总体设计上面我们简称就是一云两个平台五系统。

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    2、扎实开展核心关键技术研究

    在核心关键技术研究方面,主要有四个方面,物联感知,传输网络,数据治理和人工智能技术,这是四大关键技术。感知网络的建立是当前的一个建设的重点。在应急管理部的信息化规划方面,感知网络占了很大的篇幅。它的要求首先是全域覆盖,整个的感知网络要要精诚可靠,低成本。传输网络方面是应急管理和消防局提到的一个天空地一体化建设的要求。在数据治理方面,它是一个数据基础工作,是一个相对难的技术性的工作。

    人工智能技术发展迅猛,包括一些语音识别,人脸识别,数据挖掘等方面的人工智能技术,展现了很强的实力,应用在很多行业。在消防领域我们也逐步的在探索一些新的应用。传感技术中多传感技术的集成应用将是一个重点。因为单一的传感技术受到一些限制,在探测精度,可靠性方面都受到一些影响。多传感技术集成可以有效弥补这种优劣势,进行互补,可以实现更高精度更智能化数据探测。包括可视化监控以及其他一些监控设备集成应用,可以大范围感知,降低一定成本。灭火救援现场的智能感知技术,也会为消防员甚至是指挥员提供支持。消防员的个人防护方面,特别是在日常训练现场的时候,对生命体征的多集成技术的感知,可以有效保护消防员的安全。

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    天空地一体化网络,是目前应急管理部和消防救援局规划的一个重点,一方面要解决救援过程当中通讯指挥调度的问题,同时还要为感知网络提供传输服务。整个消防的通讯网络,在天基网络,空中网络,地面网络都是具备通讯能力的。但是在各网络之间的融合互通方面是不足的。空中网络无人机带来的空中网络能力是比较弱的。目前在一些研究过程当中,地面网络,消防还没有一个能够覆盖全国的地面网,不像公安有PPT网络。在规划当中,未来三张网应该融合打通,为整个应急通讯指挥,通讯网络传输提供服务。数据治理的难题,我们沈阳所也依托部局一些重点研发计划项目,正在开展数据资源体系的建设,建立一些完备的资源库和专题库,这个工作是非常耗时耗力的。我们给部局做软硬件的维护工作,能接触到一体化系统和部局的相关的体系的数据,这项工作正在开展过程当中。在大数据技术方面,我们也在这方面做了尝试,包括预防方面和灭火救援方面。人工智能技术在部局的实战指挥平台建设过程当中,我们也使用了一些相关技术,为实战指挥平台提供支持。包括一些区域火灾防控,都使用了一些人工智能技术。现在我们在119机动警,在灭火救援中也都使用人工智能技术。虽然还是一些应用局限性,但我们也在不停的进行研究中。

    3、加强智慧消防标准体系建设

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    标准体系建设对于整个智慧消防建设来说是非常重要的,沈阳所也制定了城市消防远程监控系统的十部分标准,现在标准正在进行修订和完善。

    4、聚力打造智慧消防生态圈

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    高校、科研院以及智慧消防从业单位之间相互配合,共同推动智慧消防的产业发展,才能使消防领域享受到产业发展带来的红利。打造消防生态圈要特别重视模式创新,从2010年到现在我一直在从事一些消防员室内定位的工作,可以说我国的消防员室内定位技术是走在国际前列的,但仍然满足不了消防实战需求。从去年开始,我们就依托一些科研项目做了一些新的尝试。我们与万达集团进行合作,在万达广场部署了一些新的定位节点,日常的情况下可满足万达广场的一些购物需求,人员定位需求和导购需求,保证整个系统在日常的完整性。同时消防也可以使用系统进行预案制作,包括演练等。消防在应急处置过程中可以使用这套系统来进行人员的定位。

    最后是安全问题,勒索病毒爆发后,可以看出消防信息化领域是存在一些安全隐患的。勒索病毒事件爆发之后,我们沈阳所运维团队专门对安全问题进行了研究。结论就是安全问题不是靠采购安全设备就可以解决的,而是要建立一套完善的安全体系。由于社会消防涉及面比较广,所以终端的安全,网络的安全,平台的安全,系统的安全,业务的安全都需要考虑,需要建立一个统一的、完善的安全体系。

    

责任编辑:郝晓赛

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