劉川溥

（慈溪市消防救援大隊(duì)，浙江 慈溪 315300）

隨著網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能技術(shù)的應(yīng)用也越發(fā)頻繁，將人工智能技術(shù)融入到消防工作中，創(chuàng)新構(gòu)建智能消防監(jiān)督系統(tǒng)，不僅能夠加快智慧城市的構(gòu)建，同時(shí)有利于提高消防管理效率。相關(guān)研發(fā)人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際的消防監(jiān)督工作情況及人工技術(shù)水平等因素進(jìn)行調(diào)整，不斷優(yōu)化智能系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用效果，從而有效提高消防安全保障力度。

1 人工智能技術(shù)特點(diǎn)

人工智能技術(shù)屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)范疇，在實(shí)際的應(yīng)用過程中特點(diǎn)較為鮮明。首先，協(xié)同性。能夠與不同行業(yè)進(jìn)行結(jié)合，通過利用人工智能技術(shù)進(jìn)行有效的輔助管理，不僅能夠拓寬應(yīng)用范圍，同時(shí)有利于提高工作質(zhì)量和效率。其次，替代性。在使用人工智能時(shí)，能夠通過對控制程序的調(diào)整和修改，有效替代相關(guān)勞動(dòng)要素，順利實(shí)現(xiàn)替代效應(yīng)，提高整體的工作效率，同時(shí)降低人工成本的投入。最后，創(chuàng)新性。人工智能技術(shù)是一種創(chuàng)新能力較強(qiáng)的技術(shù)，其能夠通過學(xué)習(xí)來代替一定程度的腦力工作，在實(shí)施過程中不斷優(yōu)化整體工作質(zhì)量，同時(shí)在工作中進(jìn)一步對相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行深度開發(fā)與拓展，促進(jìn)行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

2 加強(qiáng)消防監(jiān)督的重要性

火災(zāi)是一種危害性較大的事故類型，其受到環(huán)境因素影響，可能會(huì)造成較大的生命財(cái)產(chǎn)損失，為避免受到火災(zāi)影響，應(yīng)加強(qiáng)對消防監(jiān)督工作的重視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患并進(jìn)行處理，避免火災(zāi)發(fā)生或擴(kuò)大，造成更大的損失。將人工智能技術(shù)應(yīng)用在消防監(jiān)督管理過程中，有利于提高消防監(jiān)督效果和覆蓋范圍，通過布置相關(guān)的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)ΡO(jiān)管區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并智能識(shí)別其中的安全隱患，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)第一時(shí)間報(bào)警，提高火災(zāi)監(jiān)管效果，同時(shí)減少人工成本的投入，進(jìn)一步提供防火效果。

3 智能消防監(jiān)督系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)代化背景下，智能消防監(jiān)督系統(tǒng)的應(yīng)用越發(fā)普遍，通過將人工智能技術(shù)與消防監(jiān)督體系進(jìn)行結(jié)合，構(gòu)建新型的智能消防系統(tǒng)。監(jiān)督時(shí)，利用圖像識(shí)別等方式進(jìn)行信息采集，借助軟件和算法進(jìn)行判斷和識(shí)別，從而進(jìn)一步了解其中存在的消防隱患，提高消防監(jiān)督工作的實(shí)際效率。但在智能消防監(jiān)督系統(tǒng)應(yīng)用過程中仍存在一定的發(fā)展瓶頸[1]。一方面，從技術(shù)角度來看。人工智能技術(shù)需要加強(qiáng)與消防體系的進(jìn)一步結(jié)合，目前在圖像識(shí)別方面仍存在一定的不足之處，在對危險(xiǎn)源進(jìn)行識(shí)別時(shí)可能存在一定的誤差，影響系統(tǒng)的監(jiān)督效果。同時(shí)當(dāng)前智能消防監(jiān)督系統(tǒng)的監(jiān)控范圍仍存在一定的限制，應(yīng)通過恰當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，提高監(jiān)控覆蓋范圍。另一方面，在實(shí)際應(yīng)用上，目前智能消防監(jiān)督機(jī)制仍存在不夠完善的情況，不利于提高監(jiān)督管理效果。此外，在火災(zāi)處理完畢后需要結(jié)合實(shí)際情況給出相應(yīng)的火災(zāi)事故認(rèn)定報(bào)告，但由于對現(xiàn)場火災(zāi)情況了解不足，會(huì)對火災(zāi)故障原因的判斷產(chǎn)生影響，不利于提高整體管理效果。

4 消防監(jiān)督工作中人工智能技術(shù)的應(yīng)用

4.1 危險(xiǎn)源目標(biāo)檢測技術(shù)

通過使用危險(xiǎn)源目標(biāo)檢測技術(shù)，自動(dòng)分析和識(shí)別危險(xiǎn)源情況，實(shí)現(xiàn)對監(jiān)控范圍危險(xiǎn)源的識(shí)別和警報(bào)，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)隱患，提高安全管理效果。該技術(shù)主要利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及目標(biāo)檢測算法，對危險(xiǎn)源進(jìn)行計(jì)算和分析，通過學(xué)習(xí)進(jìn)一步了解危險(xiǎn)源的實(shí)際情況，便于后續(xù)的應(yīng)用和檢測。在構(gòu)建危險(xiǎn)源目標(biāo)檢測模型時(shí)，需要?jiǎng)?chuàng)建相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，收集危險(xiǎn)源目標(biāo)的相關(guān)數(shù)據(jù)。

4.1.1 數(shù)據(jù)收集與處理

為了向危險(xiǎn)源檢測系統(tǒng)提供更多的數(shù)據(jù)，需要對相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并將其進(jìn)行初步處理，使其保持標(biāo)準(zhǔn)格式和狀態(tài)，便于識(shí)別和處理。危險(xiǎn)源相關(guān)數(shù)據(jù)的標(biāo)注量相對較大，并且多為場景較為單一的環(huán)境，不同拍攝設(shè)備的分辨率存在較大的差異，導(dǎo)致在進(jìn)行數(shù)據(jù)歸檔時(shí)，可能存在一定的難度。因此，在進(jìn)行收集和處理時(shí)，需要對不同拍攝圖像進(jìn)行分類和處理，將其轉(zhuǎn)化為相同大小的圖片集，并對其進(jìn)行標(biāo)記，最后進(jìn)行腳本的編寫。圖片的收集主要為了開發(fā)與提升視覺識(shí)別能力，相關(guān)人員應(yīng)對危險(xiǎn)源情況進(jìn)行記錄和分析，從而提高整體的識(shí)別和管理效果[2]。

通過網(wǎng)絡(luò)收集和數(shù)據(jù)庫分析的方法，對常見的可能造成火災(zāi)的物品進(jìn)行標(biāo)記，并根據(jù)物品危險(xiǎn)性進(jìn)行等級(jí)標(biāo)記，以便后續(xù)進(jìn)行物品的識(shí)別和分類。如對電器進(jìn)行標(biāo)記時(shí)，普通電飯鍋及電壓力鍋均屬于該類型，但實(shí)際的危險(xiǎn)系數(shù)不同。通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記處理，形成相應(yīng)的標(biāo)簽，以便后續(xù)進(jìn)行分類和檢測。

4.1.2 目標(biāo)檢測模型構(gòu)建

在構(gòu)建模型前，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的預(yù)處理。在數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，設(shè)置超參數(shù)和數(shù)據(jù)集等，達(dá)到數(shù)據(jù)增強(qiáng)的效果。使用Cut Mix或Mix Up等方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和增強(qiáng)，使數(shù)據(jù)能夠達(dá)到更為理想的識(shí)別狀態(tài)。

在構(gòu)建模型時(shí)，應(yīng)設(shè)置危險(xiǎn)源目標(biāo)檢測損失函數(shù)，利用函數(shù)計(jì)算危險(xiǎn)源目標(biāo)的變化情況。該函數(shù)主要分為3個(gè)組成部分。其一，預(yù)測框回歸損失函數(shù)。在計(jì)算的過程中，需要根據(jù)預(yù)測框的邊長和重心坐標(biāo)等數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，使用公式進(jìn)行表示

式中：LCIoU為損失定義；IoU為忽視變量聯(lián)系情況下的損失情況；RCIoU為在IoU的基礎(chǔ)上增加懲罰項(xiàng)后的數(shù)據(jù)。懲罰項(xiàng)的計(jì)算公式為

式中：ρ為計(jì)算歐式距離的函數(shù)；b為預(yù)測中心的坐標(biāo);bgt為真值框的中心點(diǎn)坐標(biāo)；c為預(yù)測框與真值框的對角線長度；a和v為對長寬比的懲罰項(xiàng)。

其二，置信度損失函數(shù)。在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，可使用公式

其三，分類損失函數(shù)。在計(jì)算分類損失時(shí)使用公式

式中：Lclass為分類誤差預(yù)測框中輸入數(shù)值的類別概率為類概率的真實(shí)值。

因此在對整體的目標(biāo)損失函數(shù)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，使用公式進(jìn)行計(jì)算

式中：L（bbox）為最終損失函數(shù)；LCIoU為預(yù)測框損失函數(shù)；lobj為有目標(biāo)的置信度損失函數(shù)；lnobbj為無目標(biāo)的置信度損失函數(shù)；Lclass為分類損失函數(shù)。

通過設(shè)定相應(yīng)的函數(shù)來進(jìn)行功能模塊的構(gòu)建，借助數(shù)據(jù)模型分析的方式對危險(xiǎn)源目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別和分析，提高目標(biāo)的識(shí)別效果[3]。將功能模塊函數(shù)進(jìn)行組合，并構(gòu)建相應(yīng)的檢測模型，能夠按照檢測的要求識(shí)別目標(biāo)物體的危險(xiǎn)性。為提高模型的識(shí)別效果，需要對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，為其提供足夠的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，進(jìn)一步提高識(shí)別精準(zhǔn)度和識(shí)別效率。定期對模型的使用情況進(jìn)行分析，并利用模型進(jìn)行合理實(shí)驗(yàn)測試，結(jié)合測試結(jié)果進(jìn)行改進(jìn)，使系統(tǒng)能夠更加精準(zhǔn)鎖定危險(xiǎn)物，并進(jìn)行標(biāo)記和提醒，在出現(xiàn)火災(zāi)情況時(shí)，及時(shí)進(jìn)行上報(bào)處理。

4.2 智能消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)建

智能消防系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，形成智慧消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，有利于進(jìn)一步提升對環(huán)境的監(jiān)控效果，同時(shí)借助物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，能夠更快地發(fā)現(xiàn)火災(zāi)并進(jìn)行報(bào)警，為消防單位提供區(qū)域范圍內(nèi)的消防設(shè)備和消防通道，以提高整體火災(zāi)搶救的效率，降低火災(zāi)帶來的影響和破壞。在系統(tǒng)構(gòu)建過程中，需要對智能計(jì)算技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，借助大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等功能，構(gòu)建消防物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)功能，進(jìn)一步優(yōu)化整體的功能控制效果，使其在火災(zāi)的預(yù)防和控制方面發(fā)揮相應(yīng)的作用。

物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)包括：信號(hào)識(shí)別、傳感技術(shù)和無線網(wǎng)技術(shù)等，能夠借助不同類型的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)通信連接，如常見的Wi-Fi、藍(lán)牙等，借助網(wǎng)絡(luò)形成相應(yīng)的廣域網(wǎng)，在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上與消防工作進(jìn)行結(jié)合，形成智慧消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，進(jìn)一步提高物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用效果。在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步融合人工智能技術(shù)和消防工作，構(gòu)建完善的智能消防監(jiān)督系統(tǒng)。

首先，應(yīng)對系統(tǒng)需求進(jìn)行分析。智能消防監(jiān)督系統(tǒng)應(yīng)用過程中，需要擴(kuò)大監(jiān)督范圍，并對范圍內(nèi)的設(shè)備信息與狀態(tài)及環(huán)境相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別和收集，由系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而得到相關(guān)的火災(zāi)發(fā)生相關(guān)數(shù)據(jù)。根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理推斷，充分發(fā)揮消防系統(tǒng)的實(shí)際作用[4]。由于消防監(jiān)督工作較為復(fù)雜，在對中心功能模塊進(jìn)行分析時(shí)，需要構(gòu)建相應(yīng)的智能網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，對相關(guān)的消防工作進(jìn)行調(diào)控，一方面，提高城市火災(zāi)的預(yù)防能力，加強(qiáng)對生命財(cái)產(chǎn)安全的保障；另一方面，通過物聯(lián)網(wǎng)對城市火災(zāi)情況進(jìn)行監(jiān)督，連接報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警，同時(shí)與消防設(shè)施和交通線路進(jìn)行連接，為消防人員提供準(zhǔn)確的指揮，提高消防工作完成效率，進(jìn)一步發(fā)揮智慧城市的實(shí)際功能與作用。

其次，構(gòu)建系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。智能消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主體部分應(yīng)為二級(jí)監(jiān)督框架結(jié)構(gòu)，其中一級(jí)結(jié)構(gòu)由各類服務(wù)器組成，服務(wù)器與物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接，借助物聯(lián)網(wǎng)的連接效果提高信息傳輸效率，同時(shí)擴(kuò)大監(jiān)督范圍。二級(jí)結(jié)構(gòu)主要為消防部門，在消防部門中包含報(bào)警系統(tǒng)終端，以及相應(yīng)的智能管理平臺(tái)。通過平臺(tái)對上報(bào)的信息進(jìn)行準(zhǔn)確的處理，提高信息管理效率，如圖1所示。

圖1 監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)

在使用智能消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)，需要在監(jiān)督范圍內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的服務(wù)器，并與物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行結(jié)合，對監(jiān)控范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和上傳，有專門的監(jiān)控系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。按照不同功能需求，對上傳的信息進(jìn)行分類處理，如識(shí)別火災(zāi)時(shí)直接報(bào)警，并通過聯(lián)網(wǎng)為救援人員提供路線；識(shí)別消防設(shè)施狀態(tài)故障時(shí)，進(jìn)行圖片提取并上傳到相應(yīng)的部門，由專門的部門進(jìn)行維修處理；在火災(zāi)撲滅后，能夠根據(jù)云儲(chǔ)存中的監(jiān)控情況進(jìn)行詳細(xì)分析和判斷。

最后，智能消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。為使該系統(tǒng)功能能夠更好地實(shí)現(xiàn)，需要搭建相應(yīng)的服務(wù)器云端平臺(tái)，同時(shí)構(gòu)建相應(yīng)的APP，并將智能平臺(tái)系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)信息的共享，并利用物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施環(huán)境監(jiān)控和信息傳輸，完成對區(qū)域內(nèi)范圍的監(jiān)控和管理。在不同區(qū)域的監(jiān)控點(diǎn)中設(shè)置不同級(jí)別的監(jiān)控子系統(tǒng)，便于提高對監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的管理效果[5]。處理完畢后的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，若存在問題應(yīng)按照故障情況給出相應(yīng)的應(yīng)對策略，并回傳到相應(yīng)部門。

5 提高人工智能技術(shù)應(yīng)用效果的措施

5.1 構(gòu)建完善的消防監(jiān)督機(jī)制

將人工智能技術(shù)與消防監(jiān)督工作充分融合，構(gòu)建智能消防監(jiān)督系統(tǒng)，有利于提高消防工作的實(shí)際效率，同時(shí)有效推動(dòng)智慧城市的建設(shè)。為使系統(tǒng)的使用效果得到進(jìn)一步提升，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，制定完善的消防監(jiān)督管理機(jī)制，充分識(shí)別和發(fā)揮人工智能技術(shù)的優(yōu)勢，提高消防監(jiān)督工作的實(shí)踐效果。相關(guān)管理人員應(yīng)以消防監(jiān)督工作相關(guān)的要求與規(guī)定為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)際的工作情況制定相應(yīng)的工作體系，由人工智能技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工監(jiān)督，提高監(jiān)督質(zhì)量和效率，同時(shí)減少人工成本的消耗。此外，為確保人工智能技術(shù)能充分地為消防工作服務(wù)，應(yīng)結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化操控方式制定相應(yīng)的責(zé)任管理制度，在不同區(qū)域中設(shè)置相應(yīng)的責(zé)任人，由責(zé)任人進(jìn)行管理，保障區(qū)域功能的正常應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上針對技術(shù)人員和系統(tǒng)管理人員制定相應(yīng)的獎(jiǎng)懲措施，提高員工的工作積極性，同時(shí)優(yōu)化管理效果。

5.2 加強(qiáng)人工智能技術(shù)的研發(fā)

當(dāng)前人工智能技術(shù)的應(yīng)用較多，但在實(shí)際的應(yīng)用過程中仍存在一定的粗放情況，未能完全發(fā)揮出人工智能技術(shù)的全部優(yōu)勢。因此，相關(guān)人員應(yīng)加強(qiáng)對人工智能技術(shù)的研究與發(fā)展，針對目前技術(shù)使用不足之處進(jìn)行深度的研發(fā)分析，進(jìn)一步提升技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果。如在對危險(xiǎn)源目標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，只能對圖像表面的數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別和分析，無法做到更深一步的識(shí)別和分析，從而影響數(shù)據(jù)的使用效果。在進(jìn)行深度研究時(shí)，可以向數(shù)據(jù)的提取和賦能等方面進(jìn)行發(fā)展，通過多種方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，消除原始數(shù)據(jù)中的誤差，提高信息識(shí)別的精準(zhǔn)度，從而加強(qiáng)對環(huán)境中危險(xiǎn)物品的識(shí)別精準(zhǔn)度，提高消防監(jiān)督的準(zhǔn)確性。

此外，應(yīng)加強(qiáng)人工智能的推演分析能力，借助相關(guān)的數(shù)據(jù)情況對區(qū)域火災(zāi)發(fā)生概率進(jìn)行詳細(xì)分析，以圖標(biāo)的方式顯示在屏幕中，便于管理人員進(jìn)一步識(shí)別和分析。如利用物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行大范圍掃描監(jiān)督，并利用系統(tǒng)對危險(xiǎn)源進(jìn)行識(shí)別和標(biāo)記，利用人工智能技術(shù)進(jìn)行推演和分析，了解該區(qū)域發(fā)生火災(zāi)的概率，管理人員根據(jù)推演結(jié)果到現(xiàn)場處理火災(zāi)安全隱患，降低火災(zāi)發(fā)生概率。

5.3 提高火災(zāi)事故認(rèn)定的管理

火災(zāi)事故認(rèn)定是消防管理中的重要部分，通過對火災(zāi)事故的調(diào)查和分析，了解火災(zāi)發(fā)生的原因、燃燒損失及撲滅情況，利用系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定，從而給出相應(yīng)的處理建議，或幫助管理人員完善認(rèn)定報(bào)告，以便后續(xù)借助報(bào)告進(jìn)行查漏補(bǔ)缺，優(yōu)化管理機(jī)制。

6 結(jié)束語

綜上所述，在將消防監(jiān)督工作與人工智能技術(shù)進(jìn)行結(jié)合時(shí)，通過相應(yīng)的計(jì)算與構(gòu)建，形成智能消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，進(jìn)一步加強(qiáng)對環(huán)境的識(shí)別和監(jiān)督效果，同時(shí)強(qiáng)化消防工作完成質(zhì)量。消防部門應(yīng)加快引進(jìn)該系統(tǒng)，同時(shí)提高消防人員的接受能力和工作水平，不斷提供對系統(tǒng)的使用效果，借助系統(tǒng)提高消防預(yù)警和消防態(tài)勢推演以及消防管理決策等方面的內(nèi)容，確保消防工作能夠有效推進(jìn)，從而保障城市安全。