摘要：近年來，城市化和工業(yè)化快速發(fā)展，傳統(tǒng)消防管理模式存在數(shù)據(jù)采集不全、質(zhì)量不高、分析不夠等問題，難以滿足現(xiàn)代城市消防安全的需求。因此，構(gòu)建一套科學(xué)、合理且高效的城市消防安全體系，已成為保障城市安全的重要任務(wù)。深入探討人工智能（AI）技術(shù)在城市智能消防安全體系建設(shè)中的應(yīng)用，全面分析從數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)到業(yè)務(wù)應(yīng)用的各個環(huán)節(jié)，旨在為城市消防安全提供創(chuàng)新性的解決方案。

關(guān)鍵詞：人工智能；城市消防安全；智慧消防

中圖分類號：D631.6" " " 文獻標(biāo)識碼：A" " " "文章編號：2096-1227（2024）11-0091-03

近年來，城市功能化建筑規(guī)模與區(qū)域產(chǎn)業(yè)聚集度持續(xù)提高，各類新型建筑不斷涌現(xiàn)。然而，這些新型建筑在提升城市功能的同時，也帶來了更為復(fù)雜的消防安全隱患。據(jù)統(tǒng)計，2023年全國共發(fā)生城鄉(xiāng)火災(zāi)87.8萬起[1]，傳統(tǒng)的消防管理模式已難以滿足現(xiàn)代城市消防安全的需求，亟需引入新的技術(shù)手段來提升城市消防安全水平。

人工智能（AI）技術(shù)，特別是物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)的快速發(fā)展，為城市智能消防安全體系建設(shè)提供了強大的技術(shù)支持。本文將從數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)以及業(yè)務(wù)應(yīng)用三個方面，探討AI技術(shù)如何賦能城市智能消防安全體系建設(shè)。

1 行業(yè)背景與問題挑戰(zhàn)

1.1" 行業(yè)背景

隨著城市功能化建筑規(guī)模的提升和區(qū)域產(chǎn)業(yè)聚集度的增強，大型商業(yè)與交通樞紐綜合體、高層乃至超高層建筑、規(guī)?；叵驴臻g建筑，以及多功能復(fù)合結(jié)構(gòu)的新型建筑的數(shù)量不斷增多。以北京首都國際機場T3航站樓為例，其總建筑面積接近100萬m2，成為標(biāo)志性建筑之一。這些新型建筑在增強城市功能的同時，也帶來了更為復(fù)雜多變的消防安全風(fēng)險[2]。

1.2" 面臨的挑戰(zhàn)

當(dāng)前，城市消防安全體系在建設(shè)和運行過程中面臨著一些挑戰(zhàn)，主要包括以下幾個方面：

第一，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集不全、質(zhì)量不高、分析不夠。傳統(tǒng)的城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)各系統(tǒng)分散獨立，形成了信息孤島現(xiàn)象，導(dǎo)致大量數(shù)據(jù)被孤立儲存在不同的業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)中，難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效共享和利用。系統(tǒng)僅能收集到有限的傳感器數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)錄入手段較為單一，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集不全，難以提供全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。數(shù)據(jù)規(guī)范性不足、不一致的問題較為嚴(yán)重，一個數(shù)據(jù)存在多個版本，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護較為困難，難以提供可靠和有效數(shù)據(jù)以供分析整合。數(shù)據(jù)跨網(wǎng)交互受限，難以獲取社會資源，缺乏明確的數(shù)據(jù)認(rèn)責(zé)，對價值信息的挖掘和顯示不足；此外，數(shù)據(jù)管理整合不夠全面，數(shù)據(jù)之間缺乏關(guān)聯(lián)與比對分析，難以實現(xiàn)高效的計算分析。

第二，城市火災(zāi)風(fēng)險復(fù)雜多變、防控體系尚未成熟、應(yīng)用不足。城市經(jīng)濟快速發(fā)展，對火災(zāi)防控、災(zāi)害事故救援帶來新的壓力，傳統(tǒng)場所和新業(yè)態(tài)不斷積累新風(fēng)險，并與城市安全風(fēng)險交織疊加，消防安全風(fēng)險隱患逐漸凸顯。當(dāng)前基于大數(shù)據(jù)平臺的火災(zāi)風(fēng)險態(tài)勢分析、日常防火巡查、火災(zāi)隱患排查、火災(zāi)預(yù)警、火災(zāi)應(yīng)急處置等均缺乏高效的智能應(yīng)用，難以有效應(yīng)對復(fù)雜多變的火災(zāi)風(fēng)險。傳統(tǒng)的消防管理模式主要依賴于人工巡查和實地檢查，效率低下且主觀性強，難以滿足現(xiàn)代城市消防安全的需求。

2 基于人工智能的城市消防安全體系構(gòu)建

為解決上述問題，本文提出基于人工智能的城市消防安全體系構(gòu)建，主要包括數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)以及業(yè)務(wù)應(yīng)用三個方面。

2.1" 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集是城市智能消防安全系統(tǒng)正常運行的基礎(chǔ)，也是連接設(shè)備實際運行狀態(tài)與管理決策的橋梁。傳統(tǒng)的消防數(shù)據(jù)主要來源于四個方面：傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)、機器和傳感數(shù)據(jù)、視頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以及時空數(shù)據(jù)。然而，這些傳統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取方式主要依賴人工操作，數(shù)據(jù)搜集過程主觀性強，難以滿足現(xiàn)代消防安全管理對快速響應(yīng)和高效處理的需求[3]。

因此，亟需引入基于人工智能的物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)手段來改進和完善消防數(shù)據(jù)采集方式。基于人工智能的消防數(shù)據(jù)采集技術(shù)主要包括以下幾個方面：

第一，建立數(shù)字化檔案。對于每一臺消防設(shè)備，無論是火災(zāi)報警器、滅火系統(tǒng)還是疏散指示標(biāo)志，都需要記錄其基礎(chǔ)信息，如型號、規(guī)格、安裝位置等，并建立詳盡的數(shù)字化檔案。此外，這些檔案還需要實時更新設(shè)備的運行狀態(tài)、使用頻率、故障記錄等動態(tài)數(shù)據(jù)，以反映設(shè)備的實際使用情況。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用可以極大提升數(shù)據(jù)采集的效率和準(zhǔn)確性，通過部署各類傳感器、RFID標(biāo)簽等設(shè)備，可以實時、準(zhǔn)確地采集消防設(shè)施的運行狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)以及人員活動等多維度數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)即時傳輸至數(shù)據(jù)中心。

第二，建立跟蹤監(jiān)管體系。在設(shè)備出現(xiàn)故障時，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠自動記錄故障的發(fā)現(xiàn)時間、報告人、處理過程以及驗證結(jié)果等關(guān)鍵信息，形成完整的故障排除流程記錄。通過分析這些記錄，可以了解設(shè)備的常見故障類型、處理方法和處理時間，從而優(yōu)化維護流程，提高故障處理效率。

第三，實現(xiàn)消防設(shè)備全生命周期管理。消防數(shù)據(jù)采集不僅涉及對設(shè)備狀態(tài)的實時監(jiān)控，更是對設(shè)備全生命周期管理的深度參與和全面優(yōu)化。通過數(shù)據(jù)分析，可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行中的潛在規(guī)律，預(yù)測設(shè)備故障的發(fā)生趨勢，從而制定更加科學(xué)合理的維護計劃。數(shù)據(jù)采集為消防安全管理提供了決策支持，如評估建筑消防設(shè)施的整體性能、優(yōu)化消防設(shè)備配置等。

2.2" 基于人工智能的大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)

大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)是基于優(yōu)質(zhì)可靠的基礎(chǔ)上，對數(shù)據(jù)進行整合和分析。傳統(tǒng)消防管理中，消防數(shù)據(jù)往往分散在各個系統(tǒng)中，形成了數(shù)據(jù)孤島，導(dǎo)致數(shù)據(jù)資源無法得到有效利用。此外，紙質(zhì)記錄作為重要的信息載體，不僅占用了大量的物理空間，還增加了查找和檢索信息的難度。

消防大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)旨在將各類消防相關(guān)數(shù)據(jù)進行匯聚與整合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，提高數(shù)據(jù)資源的利用效率。消防大數(shù)據(jù)平臺作為智慧城市建設(shè)的關(guān)鍵組成部分，集成了數(shù)據(jù)采集、存儲、處理、分析及可視化展示功能的綜合性系統(tǒng)。該平臺通過匯集物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)、各類應(yīng)用系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以及公眾通過隱患上報系統(tǒng)提交的信息等，經(jīng)過篩選、整合后送入數(shù)據(jù)分析模塊進行深度挖掘，為消防工作提供精準(zhǔn)、科學(xué)的決策支持[4]。

消防大數(shù)據(jù)平臺的表現(xiàn)形式主要包括數(shù)據(jù)大屏和地理信息系統(tǒng)（GIS）對接。通過數(shù)據(jù)大屏，各類火災(zāi)報警、故障報警信息會被清晰標(biāo)注，消防設(shè)備的具體位置也會以直觀的方式呈現(xiàn)出來。與GIS系統(tǒng)的無縫對接，使得指揮人員能夠迅速掌握火場周邊的地理環(huán)境，為制定滅火救援方案提供有力支持。

在核心功能方面，消防大數(shù)據(jù)平臺在火災(zāi)預(yù)防、應(yīng)急響應(yīng)以及資源優(yōu)化等方面發(fā)揮了重要作用。通過歷史數(shù)據(jù)分析，平臺能夠發(fā)現(xiàn)火災(zāi)發(fā)生的規(guī)律與趨勢，為制定針對性的預(yù)防措施提供依據(jù)；在應(yīng)急響應(yīng)方面，平臺能夠?qū)崟r跟蹤火場動態(tài)，為指揮人員提供準(zhǔn)確的現(xiàn)場信息，助力他們做出快速、有效的決策；在資源優(yōu)化方面，平臺能夠根據(jù)火災(zāi)的實際情況，智能調(diào)度消防資源，確保資源得到合理應(yīng)用。

2.3" 數(shù)據(jù)應(yīng)用

基于人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的消防數(shù)據(jù)應(yīng)用，為城市消防安全提供了全方位、智能化的支持。主要包括以下幾個方面：

2.3.1" 綜合態(tài)勢感知：全局監(jiān)控與風(fēng)險預(yù)警機制

通過物聯(lián)網(wǎng)與消防大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的深度融合，構(gòu)建了一種全局監(jiān)控與風(fēng)險預(yù)警模式。該模式將消防設(shè)施的狀態(tài)、重點部位的監(jiān)控、火災(zāi)事故的記錄等數(shù)據(jù)與地理信息系統(tǒng)緊密關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的可視化。通過大屏展示，決策者可以一目了然地掌握整體態(tài)勢，包括各區(qū)域的消防安全狀況、火災(zāi)風(fēng)險水平、消防設(shè)施分布等。消防大數(shù)據(jù)分析技術(shù)具有強大的風(fēng)險預(yù)警與評估功能，能夠自動識別潛在的消防隱患，并預(yù)測火災(zāi)發(fā)生的可能性，及時通知相關(guān)人員進行處理，有效防止火災(zāi)事故的發(fā)生[5]。

2.3.2" 火災(zāi)預(yù)防：智能化防控體系

傳統(tǒng)的消防巡查方式往往依賴于人工，效率低且容易出現(xiàn)遺漏和疏忽，而消防大數(shù)據(jù)分析技術(shù)通過數(shù)據(jù)挖掘和分析，為火災(zāi)預(yù)防提供了有力的科技支撐。內(nèi)置的智能巡查系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的人工巡查模式，實現(xiàn)了巡查內(nèi)容的全面覆蓋和巡查頻次的嚴(yán)格把控。系統(tǒng)預(yù)設(shè)了巡查模板和智能巡查芯片技術(shù)，能夠自動提醒巡查人員按時按質(zhì)完成巡查任務(wù)，并實時記錄巡查痕跡。通過對歷史災(zāi)情分布與水源等消防設(shè)施布局進行對比分析，能夠迅速找出消防盲點區(qū)域，并采取相應(yīng)的措施進行改進，從而降低火災(zāi)發(fā)生的概率。

2.3.3" 實戰(zhàn)指揮：高效的滅火救援體系

在火災(zāi)發(fā)生時，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)能夠為消防實戰(zhàn)指揮提供有力的技術(shù)支撐。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，消防隊員可以實時采集火災(zāi)現(xiàn)場內(nèi)的各項數(shù)據(jù)，并進行快速處理和分析?，F(xiàn)場指戰(zhàn)員能夠根據(jù)火勢的蔓延情況，精準(zhǔn)制定滅火方案。此外，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)還可以提高跨部門協(xié)同作戰(zhàn)的效率。通過構(gòu)建暢通的信息共享和通信機制，提高整體的應(yīng)急響應(yīng)能力。

2.3.4" 隊伍管理：消防隊伍整體素質(zhì)的提升

消防大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在隊伍管理方面也發(fā)揮了重要作用。通過建立完善的人員信息管理系統(tǒng)，包括消防人員的基本信息、培訓(xùn)記錄、考核成績等數(shù)據(jù)，為消防部門提供全面的人員數(shù)據(jù)支持。系統(tǒng)能夠根據(jù)消防人員的實際情況，制定個性化的訓(xùn)練計劃和考核標(biāo)準(zhǔn)，提高訓(xùn)練的科學(xué)性和針對性。同時，該系統(tǒng)還可以應(yīng)用到消防人員的績效管理領(lǐng)域。通過數(shù)據(jù)分析，客觀、公正地對消防人員的工作表現(xiàn)進行評價，為后續(xù)人員晉升、獎勵、評優(yōu)評先乃至后續(xù)的訓(xùn)練計劃提供依據(jù)。此外，消防大數(shù)據(jù)分析技術(shù)還可以在人員心理健康管理中發(fā)揮重要作用。通過調(diào)查問卷、任務(wù)跟蹤等方式實時對消防救援人員的心理情況進行監(jiān)測和評估，及時發(fā)現(xiàn)、快速干預(yù)，可以有效保障消防人員的心理健康，加強隊伍的戰(zhàn)斗力。

2.3.5" 公眾服務(wù)：消防安全意識的提升

消防大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在消防安全宣傳及公眾監(jiān)督上具有極大的潛力。通過消防安全平臺中內(nèi)置的在線宣傳和推送功能，人們可以自主學(xué)習(xí)消防安全知識，潛移默化地增強公眾的消防安全意識。不僅可以學(xué)習(xí)預(yù)防火災(zāi)、撲滅初期火災(zāi)等消防安全知識，還可以舉報消防違規(guī)行為，積極參與消防安全監(jiān)督工作。在火災(zāi)發(fā)生時，平臺還可以通過手機通知等方式及時向公眾發(fā)送疏散信息，進一步保障人民的生命財產(chǎn)安全。

3 結(jié)束語

本文對人工智能技術(shù)在城市智能消防安全體系構(gòu)建中的應(yīng)用進行了探討，該技術(shù)綜合數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)及業(yè)務(wù)應(yīng)用等多個方面，集成了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等先進技術(shù)，形成一套智慧消防解決方案。這一體系實現(xiàn)了消防數(shù)據(jù)的智能采集、有效整合和深度應(yīng)用，為城市消防安全提供了有力的支撐。隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展與廣泛應(yīng)用，城市智能消防安全體系將不斷優(yōu)化、升級，通過擴大數(shù)據(jù)采集范圍、提高數(shù)據(jù)采集的精準(zhǔn)度，以及提升大數(shù)據(jù)平臺性能，進一步提高數(shù)據(jù)分析的效率。同時，通過積極探索智能火災(zāi)風(fēng)險評估模型、滅火救援智能化指揮系統(tǒng)等創(chuàng)新應(yīng)用，將進一步完善城市消防安全管理體系。

參考文獻

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