余瑞，向鄭濤，李鵬飛，孟振宇，陳宇峰

（湖北汽車工業(yè)學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院，湖北 十堰442002）

2017 年我國應(yīng)急管理部消防救援局發(fā)布了《關(guān)于全面推進(jìn)“智慧消防”建設(shè)的指導(dǎo)意見》，要求消防系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)救援工作實(shí)際需要，提升消防救援水平，并且從宏觀層面提供智慧消防建設(shè)的頂層設(shè)計(jì)，為我國消防管理工作提供思路和途徑［1］。當(dāng)前我國消防隊(duì)伍在智慧消防建設(shè)過程中不斷探索和實(shí)踐，通過信息化手段對火災(zāi)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，解決了消防管理中存在的問題，提高了消防安全管控能力。消防技術(shù)取得一定進(jìn)步的同時(shí)，也存在一系列問題亟待解決。傳統(tǒng)的消防管理模式已不能適應(yīng)當(dāng)前需求，傳統(tǒng)的消防設(shè)備缺少內(nèi)部傳感器，無法通過信息化手段實(shí)時(shí)監(jiān)測車輛各種數(shù)據(jù)，如車輛用水量、用油量、車輛實(shí)時(shí)位置等數(shù)據(jù)。較為突出的是舊系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)能力不足問題，消防平臺收集的各項(xiàng)數(shù)據(jù)存放在不同類型的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中，系統(tǒng)中不同模塊缺少信息聯(lián)通，且存儲系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)不夠緊密，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的資源利用率降低，數(shù)據(jù)可讀性和實(shí)用性較低，未能為用戶提供直觀準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析和參考［2］。為保證消防任務(wù)的處理速度不斷提高，文中設(shè)計(jì)了消防車輛監(jiān)控管理平臺，為消防部門人員提供了準(zhǔn)確的消防車輛信息數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了消防車輛數(shù)據(jù)信息化、系統(tǒng)化、安全化管理。

平臺主要使用RESTful 架構(gòu)［3］，簡化了Web 程序開發(fā)，提供了大量的擴(kuò)展點(diǎn)，具有良好的可擴(kuò)展性，并且方便程序進(jìn)行自定義功能，實(shí)現(xiàn)了用戶交互以及個(gè)性化定制等功能。在采用RESTful 架構(gòu)基礎(chǔ)上，結(jié)合異步Ajax技術(shù)，實(shí)現(xiàn)前端界面局部更新，減少了用戶等待時(shí)間，提高頁面加載速度，滿足用戶的需求。在處理服務(wù)器數(shù)據(jù)時(shí)統(tǒng)一使用json數(shù)據(jù)格式，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的快速編寫和讀取，采用了異步交互的ECharts 圖形，對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新顯示，最終完成消防車輛監(jiān)控管理平臺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［4］。平臺采集消防車輛在日常工作以及處理火災(zāi)過程中的實(shí)時(shí)狀態(tài)和位置信息、車輛用水量用油量信息、報(bào)警閾值提醒信息以及車輛配置管理信息，將數(shù)據(jù)以清晰準(zhǔn)確的方式在前端進(jìn)行頁面顯示，保障消防管理人員能夠隨時(shí)準(zhǔn)確掌握消防車輛相關(guān)信息，為滅火救援工作提供數(shù)據(jù)和技術(shù)支持。通過測試，平臺能夠?qū)ο儡囕v進(jìn)行高效準(zhǔn)確管理，提高了消防部門工作效率。

1 平臺架構(gòu)設(shè)計(jì)

消防車輛管理平臺架構(gòu)如圖1所示，由消防車輛車載終端和消防車輛監(jiān)控管理平臺組成。消防車輛車載終端通過傳感器采集油量、水量信息，根據(jù)車輛實(shí)時(shí)運(yùn)行情況動態(tài)設(shè)置水量、油量相關(guān)參數(shù)和采樣頻率，定位衛(wèi)星采集消防車輛實(shí)時(shí)位置信息，一起上傳給數(shù)據(jù)解析服務(wù)器。數(shù)據(jù)解析服務(wù)器將解析好的數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器完成數(shù)據(jù)信息的存取。業(yè)務(wù)服務(wù)器根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯需求建立與數(shù)據(jù)庫的連接，并負(fù)責(zé)分析、處理、調(diào)用數(shù)據(jù)。Web服務(wù)器主要負(fù)責(zé)前端的界面顯示，前端界面是實(shí)現(xiàn)用戶和應(yīng)用交互的核心方式，通過良好的界面設(shè)計(jì)能夠給用戶提供直觀的體驗(yàn)，有效減輕后臺處理的壓力。

圖1 消防車輛管理平臺架構(gòu)圖

文中聚焦Web 服務(wù)器端消防車輛監(jiān)控管理平臺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。針對目前消防救援隊(duì)伍的實(shí)際需求，采用消防車輛監(jiān)控管理平臺可視化界面，為用戶提供所需要的車輛相關(guān)信息，考慮實(shí)際救援過程中多種因素（火點(diǎn)位置、固定加水點(diǎn)位置、消防車自身配置等信息），實(shí)現(xiàn)消防車輛的綜合調(diào)度和管理。設(shè)計(jì)時(shí)密切關(guān)注多個(gè)子系統(tǒng)和模塊之間的聯(lián)通，提高監(jiān)控管理平臺的聯(lián)動性。通過對數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和挖掘分析，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源高效利用，為消防工作提供正確的預(yù)判和合理布局，提升消防管理水平和工作效率。

2 消防車輛監(jiān)控管理平臺需求分析

圖2 消防車輛監(jiān)控管理平臺功能結(jié)構(gòu)圖

消防車輛監(jiān)控管理平臺功能結(jié)構(gòu)圖如圖2 所示，由實(shí)時(shí)信息展示、系統(tǒng)信息管理、查詢統(tǒng)計(jì)、參數(shù)設(shè)置4個(gè)需求功能模塊組成。通過需求分析，確保平臺對車輛實(shí)時(shí)信息進(jìn)行監(jiān)控管理，及時(shí)掌握車輛出行歷史路線數(shù)據(jù)，為管理人員及用戶提供準(zhǔn)確的消防車輛水量油量信息。

1）實(shí)時(shí)信息展示模塊 實(shí)現(xiàn)消防車輛實(shí)時(shí)信息動態(tài)展示，包括車輛基本信息、車輛位置信息、用水量和用油量信息。車輛基本信息包括車輛種類、車牌號、所屬部門、駕駛員等信息，根據(jù)用戶的類型和權(quán)限，可以對車輛基本信息進(jìn)行維護(hù)。采集的實(shí)時(shí)位置信息和行駛軌跡路線信息經(jīng)過處理分析，通過地圖進(jìn)行顯示，為消防員進(jìn)行消防工作提供更加準(zhǔn)確的路徑規(guī)劃，便于消防車輛的調(diào)度和安排。用水量、油量信息通過不同類型圖形動態(tài)顯示，相關(guān)信息圖形化顯示為消防人員提供直觀的數(shù)據(jù)參考，通過準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以保證車輛水量、油量能夠得到及時(shí)補(bǔ)給，提高消防隊(duì)員的工作效率。

2）系統(tǒng)信息管理模塊 實(shí)現(xiàn)用戶個(gè)人信息登錄、新用戶注冊、忘記密碼等操作。點(diǎn)擊用戶個(gè)人信息登錄界面，填寫用戶名、密碼和用戶權(quán)限后直接跳轉(zhuǎn)到主界面。根據(jù)用戶角色不同，將用戶權(quán)限設(shè)置為普通用戶、管理員、超級管理員3個(gè)權(quán)限，用戶權(quán)限越高，可操作的范圍越廣。用戶權(quán)限設(shè)置避免出現(xiàn)未經(jīng)授權(quán)的操作，屏蔽可能帶來系統(tǒng)崩潰的數(shù)據(jù)錄入，使平臺性能更加穩(wěn)定。未注冊的用戶可以通過填寫用戶名、所屬部門、車輛類型、手機(jī)號碼等關(guān)鍵信息對賬戶進(jìn)行注冊，方便登錄界面進(jìn)行信息查看。忘記密碼可以解決部分用戶密碼信息遺忘丟失問題，使數(shù)據(jù)更加安全地保存和讀取。

3）查詢統(tǒng)計(jì)模塊 實(shí)現(xiàn)車輛歷史軌跡查詢和信息條件查詢。車輛歷史軌跡信息以地圖形式顯示，通過高德地圖進(jìn)行車輛軌跡繪制分析，結(jié)合車型、駕駛員、出行歷史數(shù)據(jù)，對駕駛行為進(jìn)行分析并提供路線指導(dǎo)。信息條件查詢包括查詢車輛基本信息、用水量、用油量、歷史軌跡等信息，車輛基本信息包括車輛類型、所屬部門、車牌號、駕駛員等信息，通過填寫關(guān)鍵信息，對具體信息進(jìn)行查詢或提交操作。歷史用水量、用油量以柱狀圖、折線圖等圖表形式顯示，通過圖表將數(shù)據(jù)的變化趨勢和數(shù)值大小直觀生動顯示出來。

4）參數(shù)設(shè)置模塊 實(shí)現(xiàn)對油量采樣頻率、水量采樣頻率和報(bào)警閾值的設(shè)置。根據(jù)用水量、用油量信息，統(tǒng)計(jì)不同時(shí)間段的報(bào)警次數(shù)，設(shè)置報(bào)警閾值。當(dāng)用油量、用水量低于閾值時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警，將數(shù)據(jù)傳送到指揮中心，由指揮中心對消防車輛下一步行為進(jìn)行綜合應(yīng)急指揮。使用折線圖展示報(bào)警次數(shù)的變化趨勢，為消防管理人員提供預(yù)警參考。

3 消防車輛監(jiān)控管理平臺

3.1 RESTful架構(gòu)提高系統(tǒng)性能

考慮平臺實(shí)際使用范圍及界面數(shù)據(jù)顯示效率，采用合適的架構(gòu)使各系統(tǒng)協(xié)同操作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)跨平臺使用。為了提高系統(tǒng)的可交互性和擴(kuò)展性，使用RESTful 架構(gòu)，統(tǒng)一資源接口，從而實(shí)現(xiàn)不同平臺軟件之間的通信和數(shù)據(jù)傳輸。RESTful 架構(gòu)具有結(jié)構(gòu)清晰、容易理解、擴(kuò)展方便等優(yōu)勢［5-6］，客戶端使用http 統(tǒng)一方法，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的增、刪、改、查工作。get、post、put、delete 對指定的URI 進(jìn)行不同操作，get 用來獲取數(shù)據(jù)，post 用來新建資源，put 用來更新資源，delete 用來對資源進(jìn)行刪除操作，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的管理和訪問，使數(shù)據(jù)描述準(zhǔn)確簡單，減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，增加了客戶端的靈活性。設(shè)計(jì)RESTful返回碼時(shí)，遵循h(huán)ttp 狀態(tài)碼分布的區(qū)間范圍，服務(wù)器端使用http 響應(yīng)，數(shù)據(jù)采用標(biāo)準(zhǔn)格式傳輸，使用統(tǒng)一的狀態(tài)碼進(jìn)行狀態(tài)描述，使響應(yīng)易于理解、結(jié)構(gòu)清晰，為客戶端提供具體的信息提示。圖3 為RESTful架構(gòu)示意圖。

圖3 RESTful架構(gòu)示意圖

平臺基于RESTful 架構(gòu)，使用設(shè)置好的通用接口，定義合適的數(shù)據(jù)傳輸格式和響應(yīng)，將系統(tǒng)相關(guān)資源進(jìn)行統(tǒng)一描述和管理，實(shí)現(xiàn)資源的規(guī)范化操作。定義和設(shè)計(jì)統(tǒng)一接口時(shí)，遵循安全性和冪等性原則［7］。安全性需要在與用戶信息有關(guān)的請求上攜帶身份認(rèn)證信息，當(dāng)外系統(tǒng)對接口訪問時(shí)不改變服務(wù)器端的資源狀態(tài)。平臺包含用戶權(quán)限設(shè)置功能，只有Admin 和Manager 角色可以對用戶成員進(jìn)行delete請求，保證系統(tǒng)的安全性。冪等性是指在1 次和多次訪問同一接口的情況下對資源狀態(tài)改變的效果相同。接口使用冪等性原則可降低消防車輛管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性，從根本上解決重復(fù)操作的問題，有利于減少系統(tǒng)各模塊之間的耦合性，提高系統(tǒng)各模塊的獨(dú)立性和擴(kuò)展性。

以表單操作為例，使用put 請求后，客戶端向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)，使修改數(shù)據(jù)的內(nèi)容遵循冪等性原則，即使重復(fù)提交put 操作也不會增加數(shù)據(jù)的種類，只改變URL 中指定的資源，在發(fā)送put 請求時(shí)需要攜帶name="_method"的隱藏域，其值為PUT。請求頁面核心代碼如下：