徐 剛，楊立博，裴政皓，陳 杰

(1. 溫州市勘察測繪研究院，浙江 溫州 325000； 2. 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院， 湖南 長沙 410083)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，農(nóng)村人員進(jìn)城務(wù)工和經(jīng)商人員跨城經(jīng)營現(xiàn)象十分普遍，進(jìn)而帶來了城中村及城郊結(jié)合部“出租熱”現(xiàn)象，出租房服務(wù)已經(jīng)形成一個(gè)行業(yè)。受出租房耐火等級(jí)低，出租戶受教育程度及對(duì)火災(zāi)隱患認(rèn)識(shí)不足等方面因素的影響，出租房屋火災(zāi)頻發(fā)。由于出租房建筑性質(zhì)、出租房分布、租房人員素質(zhì)、消防安全管理等情況十分復(fù)雜，各類信息掌握不全，管理滯后，給出租房消防管理帶來巨大困難。

由于缺乏合理的方法及技術(shù)手段，城市聚集區(qū)的消防監(jiān)管規(guī)劃都具有較大盲目性，更談不上優(yōu)化。對(duì)此，許多學(xué)者都對(duì)城市的消防信息化監(jiān)測管理進(jìn)行了專門研究，并從不同角度提出了自己的建設(shè)思路。比如，文獻(xiàn)[1]使用空間分析方法在城市火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和防護(hù)等級(jí)分析基礎(chǔ)上，通過消防基本單元?jiǎng)澐?、消防路網(wǎng)模型構(gòu)建和消防站GIS優(yōu)化選址這3個(gè)步驟，實(shí)現(xiàn)消防資源的優(yōu)化配置。文獻(xiàn)[2]通過GIS與集合覆蓋法提高消防責(zé)任區(qū)責(zé)任劃分精度，為空白區(qū)消防站選址提供更加全面可靠的依據(jù)。文獻(xiàn)[3]利用Web GIS技術(shù)，在消防信息、電子地圖與視頻可視化技術(shù)的有機(jī)結(jié)合下，構(gòu)建消防遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，為消防資源配置、消防救援指導(dǎo)等提供信息支持。但是，這些研究主要集中在城市新建消防設(shè)施規(guī)劃方面，較少關(guān)注消防安全監(jiān)管系統(tǒng)與居民之間的整體聯(lián)動(dòng)性、協(xié)調(diào)性。這使得信息的統(tǒng)一性和實(shí)時(shí)性都有所欠缺。同時(shí)，目前的消防管理監(jiān)控系統(tǒng)多以二維圖表的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示與梳理，數(shù)據(jù)表達(dá)不夠形象直觀。

另一方面，其他一些研究為筆者提供了創(chuàng)新的研究方向。比如，文獻(xiàn)[4]基于智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)成果，研究了2D GIS和3D GIS的城市規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)。文獻(xiàn)[5]提出了基于云環(huán)境和高性能地理計(jì)算技術(shù)，研究和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一體化公共服務(wù)云平臺(tái)。文獻(xiàn)[6]利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)地理信息服務(wù)技術(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了消防設(shè)施智能巡檢系統(tǒng)，為城市中消防設(shè)施的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)智慧化管理提供了技術(shù)支撐和保障。這些新技術(shù)的應(yīng)用，也為筆者解決目前消防安全監(jiān)管存在的問題拓寬了思路。

因此，本文綜合運(yùn)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、二維碼生成等先進(jìn)技術(shù)，構(gòu)建出租房消防安全動(dòng)態(tài)監(jiān)管平臺(tái)。它利用地理信息技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)，建立了實(shí)時(shí)更新的出租房消防安全監(jiān)督信息資源庫，實(shí)現(xiàn)了資源的“大整合、快更新、高共享”，具有重要的研究意義與實(shí)用價(jià)值。

1 研究區(qū)域

研究區(qū)位于溫州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，它于1992年3月16日經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)設(shè)立，是浙江南部唯一的國家級(jí)開發(fā)區(qū)。溫州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)區(qū)域范圍覆蓋濱海園區(qū)、金海園區(qū)和托管的3個(gè)街道，還包括向海延伸的60萬畝甌飛圍墾造地工程。全區(qū)現(xiàn)有工業(yè)企業(yè)3000多家，其中規(guī)上企業(yè)373家。區(qū)內(nèi)出租房棟數(shù)超過3萬。區(qū)內(nèi)教育、文化、娛樂、衛(wèi)生等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)完善[7]。溫州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)迅猛發(fā)展的城鄉(xiāng)一體化格局，導(dǎo)致消防安全布劃難以同步跟進(jìn)，新城與舊城、城區(qū)與工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)與棚屋區(qū)交錯(cuò)共存“低、小、散、混”格局特征明顯，區(qū)域性火災(zāi)隱患突出，給消防工作帶來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)和考驗(yàn)。建立健全基層消防安全組織，落實(shí)消防安全責(zé)任，規(guī)范消防安全網(wǎng)格化管理，有效排查整治火災(zāi)隱患，十分必要。

2 總體框架

本文所提出的消防安全動(dòng)態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)是以信息基礎(chǔ)設(shè)施為支撐，以地理信息資源為基礎(chǔ)，綜合采用計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、GIS技術(shù)、數(shù)據(jù)集成技術(shù)，構(gòu)建統(tǒng)一的技術(shù)架構(gòu)。目的是將出租房業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與地理信息資源進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)出租房的動(dòng)態(tài)化監(jiān)管、精細(xì)化掌握。為此，本文通過層次劃分，將其分解為若干個(gè)邏輯平臺(tái)，降低實(shí)施的復(fù)雜度，整體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)一種縱向多層次、橫向網(wǎng)格化的立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)[8]，通過支持層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、動(dòng)態(tài)更新機(jī)制、安全保障體系等的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)基于地理信息與出租房的集成管理、綜合應(yīng)用服務(wù)。系統(tǒng)總體框架如圖1所示。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算[9]是一種通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來提供分布式計(jì)算、并行式計(jì)算及網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的計(jì)算模式。云計(jì)算可以向用戶提供透明的、可擴(kuò)展性的、靈活并且相對(duì)經(jīng)濟(jì)便利的服務(wù)，同時(shí)還具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)計(jì)算與數(shù)據(jù)儲(chǔ)存能力。相較于其他計(jì)算模式，云計(jì)算具有優(yōu)秀的信息管理能力和更強(qiáng)的穩(wěn)健性，也可以更好地保證信息的保密性和完整性。由于云計(jì)算的巨大優(yōu)勢，云GIS平臺(tái)架構(gòu)和商業(yè)應(yīng)用模式已進(jìn)入了應(yīng)用和推廣階段[10]。云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)了信息的共享與交互，在一定程度對(duì)本文后續(xù)的大數(shù)據(jù)處理提供了支持。在地理信息系統(tǒng)中使用云計(jì)算技術(shù)，擴(kuò)大了用戶視野范圍，提高了系統(tǒng)的處理能力[11]。

本文通過云計(jì)算技術(shù)，從IT基礎(chǔ)架構(gòu)的角度解決信息化建設(shè)中出現(xiàn)的信息孤島，基礎(chǔ)設(shè)施分散的應(yīng)用問題，通過構(gòu)建基于IaaS的云數(shù)據(jù)中心，大大降低原來分散基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維的費(fèi)用開銷。如圖2所示，在IaaS平臺(tái)應(yīng)用基礎(chǔ)上，先后建立起以SOA架構(gòu)為基礎(chǔ)的PaaS平臺(tái)，在此平臺(tái)上，對(duì)原有分散應(yīng)用、條塊分割的應(yīng)用系統(tǒng)加以整合，統(tǒng)一部署在PaaS平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)底層技術(shù)開發(fā)方式、數(shù)據(jù)編碼方式、用戶權(quán)限管理方面的高度統(tǒng)一集中。新建設(shè)的云計(jì)算基礎(chǔ)平臺(tái)通過虛擬化技術(shù)平滑地將現(xiàn)有系統(tǒng)分步驟地過渡到云計(jì)算系統(tǒng)，同時(shí)保證了現(xiàn)有的業(yè)務(wù)架構(gòu)不受影響。

3.2 大數(shù)據(jù)挖掘與可視化分析技術(shù)

大數(shù)據(jù)可視化分析就是指在大數(shù)據(jù)自動(dòng)分析挖掘方法中，利用支持信息可視化的用戶界面及支持分析過程的人機(jī)交互方式與技術(shù)，有效融合計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力和人的認(rèn)知能力，以獲得對(duì)大規(guī)模復(fù)雜數(shù)據(jù)集的洞察力。大數(shù)據(jù)挖掘分析的流程如圖3所示。數(shù)據(jù)的背后隱藏著信息，而信息之中蘊(yùn)含著知識(shí)。大數(shù)據(jù)作為具有潛在價(jià)值的原始數(shù)據(jù)資產(chǎn)，通過深入分析才能挖掘出其中蘊(yùn)含的信息與知識(shí)。通過大數(shù)據(jù)分析工具,有助于用戶對(duì)大數(shù)據(jù)的分析挖掘[12]。

本文利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，研究構(gòu)建全區(qū)統(tǒng)一的出租房地理信息服務(wù)大數(shù)據(jù)庫。它集成整合全區(qū)地理信息、出租房信息、網(wǎng)格信息、消防監(jiān)管日常排查信息、知識(shí)庫信息、用戶信息等數(shù)據(jù)一站式管理。形成融合時(shí)間信息、空間位置信息和屬性信息、巡查業(yè)務(wù)信息的服務(wù)型時(shí)空大數(shù)據(jù)。之后，對(duì)得到的時(shí)空大數(shù)據(jù)進(jìn)行了挖掘和分析，應(yīng)用高級(jí)的統(tǒng)計(jì)分析算法和高性能的并行計(jì)算，特別是空間聚類分析技術(shù)，基于時(shí)空對(duì)象的聚類方法研究可以更加全面地分析時(shí)空對(duì)象的空間位置信息、屬性特和變化特點(diǎn)[13]通過對(duì)存在不同隱患程度的出租房分組分析，進(jìn)行空間聚類邏輯分類。應(yīng)用出租房消防管理領(lǐng)域的評(píng)價(jià)指標(biāo)模型和監(jiān)督管理模型，通過標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)挖掘流程，獲得面向出租房消防管理運(yùn)行狀態(tài)科學(xué)、智能的分析評(píng)估報(bào)告。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)火災(zāi)防控起著重大作用[14],它能將抽象的出租房消防等數(shù)據(jù)借助于圖形手段，清晰有效地表達(dá)出來。這樣不但能反映各類隱患事件和出租房空間位置分布情況，而且能表達(dá)出各類隱患數(shù)據(jù)的周邊范圍數(shù)量和各網(wǎng)格的數(shù)量。

3.3 移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)

移動(dòng)互聯(lián)即移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，結(jié)合了移動(dòng)通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。用戶可以通過智能移動(dòng)終端從因特網(wǎng)上獲取、編輯和共享信息。圖4為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖。將移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)和GIS技術(shù)相結(jié)合后的移動(dòng)GIS技術(shù)貫穿著智慧城市的建設(shè)過程，及時(shí)記錄城市建設(shè)中可能出現(xiàn)的問題[15]。本文運(yùn)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)+思維，利用智能手機(jī)等移動(dòng)智能終端設(shè)備，通過無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)(3G網(wǎng)絡(luò)、4G網(wǎng)絡(luò)、WLAN等)發(fā)展移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)拓展應(yīng)用服務(wù)體系。同時(shí)，結(jié)合GPS或基站為定位手段的GIS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)端與平臺(tái)其他子系統(tǒng)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集更新和動(dòng)態(tài)監(jiān)管。

3.4 二維碼生成技術(shù)

系統(tǒng)通過二維碼生成技術(shù)，為每個(gè)出租房建立了唯一的身份標(biāo)識(shí)。移動(dòng)端巡查提供了出租房二維碼掃描功能，通過掃描二維碼可以了解出租房基本信息，上報(bào)出租房隱患等，實(shí)現(xiàn)由靜態(tài)管控向動(dòng)態(tài)管控的轉(zhuǎn)變，如圖5所示。同時(shí)極大地提升群眾的參與度，增強(qiáng)與市民的有效互動(dòng)，從而提高市民滿意度和城市安全感。

4 系統(tǒng)構(gòu)建成果

本文出租房消防安全動(dòng)態(tài)監(jiān)管平臺(tái)按照不同的業(yè)務(wù)需求，分別建立了10個(gè)子系統(tǒng)，即地理信息子系統(tǒng)、出租房消防安全管理子系統(tǒng)、任務(wù)管理子系統(tǒng)、短信管理子系統(tǒng)、網(wǎng)格管理子系統(tǒng)、移動(dòng)巡查監(jiān)管子系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)分析子系統(tǒng)、考核評(píng)估子系統(tǒng)、知識(shí)庫子系統(tǒng)、運(yùn)維管理子系統(tǒng)。圖6為利用地理信息子系統(tǒng)顯示的出租房消防大數(shù)據(jù)。其中，①地理信息子系統(tǒng)不僅為整個(gè)平臺(tái)提供地理信息數(shù)據(jù)服務(wù)，還實(shí)現(xiàn)了出租房消防信息快速查詢、消防統(tǒng)計(jì)信息展示、通知通告及任務(wù)消息等功能的“一張圖”呈現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)了信息時(shí)代下出租房消防安全工作空間化管理新模式。②出租房消防管理子系統(tǒng)幫助工作人員快速方便對(duì)各個(gè)網(wǎng)格內(nèi)的出租房進(jìn)行管理，消防隱患排查，數(shù)據(jù)認(rèn)領(lǐng)和報(bào)表導(dǎo)出等操作。同時(shí)提供了日常排查功能，從督改、復(fù)查、逐級(jí)上報(bào)到聯(lián)合執(zhí)法均可在系統(tǒng)中進(jìn)行錄入、派單和維護(hù)，并能夠監(jiān)管移動(dòng)端所提交的排查情況。③網(wǎng)格管理子系統(tǒng)主要用于網(wǎng)格數(shù)據(jù)和信息的管理。管理的內(nèi)容包括網(wǎng)格的空間劃分、基本信息、等級(jí)、人員配置等。④移動(dòng)巡查子系統(tǒng)采用了移動(dòng)互聯(lián)和嵌入式GIS等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了與平臺(tái)其他子系統(tǒng)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，巡查數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳更新，實(shí)現(xiàn)出租房消防安全的動(dòng)態(tài)監(jiān)管，能夠有效地提高工作效率和加強(qiáng)日常排查工作的信息化監(jiān)管。系統(tǒng)在移動(dòng)端提供二維碼掃描功能，實(shí)現(xiàn)由靜態(tài)管控向動(dòng)態(tài)管控的轉(zhuǎn)變。⑤統(tǒng)計(jì)分析子系統(tǒng)采用了大數(shù)據(jù)挖掘、可視化分析及云計(jì)算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了管理人員、網(wǎng)格員的工作情況及消防隱患情況的統(tǒng)計(jì)。通過動(dòng)態(tài)生成各類報(bào)表，使個(gè)人工作、消防隱患統(tǒng)計(jì)與排查等情況可以具體化、直觀化、準(zhǔn)確化地表達(dá)，實(shí)現(xiàn)了日常工作的科學(xué)化和統(tǒng)計(jì)工作的自動(dòng)化，優(yōu)化了工作方式、減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了監(jiān)管效率。

5 結(jié) 語

本文研究建設(shè)了出租房空間可視化管理、消防安全動(dòng)態(tài)監(jiān)管、網(wǎng)格化巡查管理、任務(wù)管理、統(tǒng)計(jì)分析、考核評(píng)估、知識(shí)庫等多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)。系統(tǒng)建設(shè)的成果已經(jīng)完成了實(shí)地運(yùn)行環(huán)境的部署，經(jīng)過了用戶一段時(shí)間的使用，取得了良好的效果。本文出租房消防安全動(dòng)態(tài)監(jiān)管平臺(tái)達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)定的目標(biāo)。在本文出租房消防安全動(dòng)態(tài)監(jiān)管平臺(tái)研究基礎(chǔ)上，將繼續(xù)挖掘整合各垂直部門實(shí)用豐富的數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新，以保證數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性和質(zhì)量，不斷提升服務(wù)水平和服務(wù)質(zhì)量。