如何发挥“智慧消防”在消防救援队伍的实战指挥应用

朱国营

摘要：从防控层面看，我国消防目前还没有建立大数据中心，尤其是重点单位监测数据还没有实时同步，这不利于重点单位灾害风险的监管。随着消防安全重点单位的数量不断增加，建筑的火灾危险性、复杂性持续上升，现有的警力和传统的消防安全管理手段已无法及时发现、消除、整改许多单位业已存在的火险隐患，急需有效的科技支撑。

关键词：消防信息化; 新技术; 智慧消防; 灭火救援

近年来，随着社会经济的快速发展，城市内复杂大型建筑的数量与规模都在快速增长，城市火灾的破坏力、影响力和救援难度都在增加，消防工作面临着前所未有的严峻考验;同时，尽管广大消防指战员充分发扬“特别能吃苦、特别能战斗”的精神刻苦训练、顽强战斗，但受制于种种客观条件的限制，导致面对一些突发状况尤其是大型火灾时，消防指战员的战斗力与当前社会不断提高的灭火救援要求之间存在着一定的差距。

从防控层面看，我国消防目前还没有建立大数据中心，尤其是重点单位监测数据还没有实时同步，这不利于重点单位灾害风险的监管。随着消防安全重点单位的数量不断增加，建筑的火灾危险性、复杂性持续上升，现有的警力和传统的消防安全管理手段已无法及时发现、消除、整改许多单位业已存在的火险隐患，急需有效的科技支撑。

从战训层面看，实战指挥和训练安排大多依赖条例和经验，缺乏有效手段对战训数据进行收集、挖掘和分析，一定程度上影响了指挥决策和日常训练安排的科学性、合理性;当前，实战指挥和日常训练安排普遍缺乏有效的分析数据作指导，实战中无法实现力量的精准调度和指挥，训练中也无法实现科学安排、因材施教。

为更好的适应当前灭火救援的实际要求，提升消防救援队伍的战斗力，近年来，消防单位不断加强消防装备和战斗力建设，目前各级灭火救援指挥中心的硬件建设已经取得了一定成果，但就软件而言，总体水平还比较低，亟需通过实战指挥的建设来提升信息化水平，帮助消防指战员提升实战水平。

1   建设目标

项目的建设，意在落实消防信息资源规划整理的目标，将先进技术与消防实际业务深度融合，为打造符合实战要求、体现实战特点的现代消防警务勤务机制提供有力支撑，推动灭火应急救援能力和消防队伍管理水平全面提升。

实战指挥项目的建设，涵盖了“防、战、训、宣”四大体系，在智慧城市框架体系内，充分利用云计算、物联网、大数据等技术，力图实现以下目标：

1.1  信息资源集成化

建设消防大数据中心，整合消防及相关单位信息资源，打通信息孤岛，实现数据有机互联和科学使用。

1.2  火灾防控自动化

综合利用互联网、物联网技术和智能设备，实现灾情隐患的有效感知、自动报警和智能分析。

1.3  灭火救援智能化

以数字化预案为基础，综合利用GIS技术、移动互联网技术，建立实战指挥决策支撑体系。

1.4  训练工作系统化

利用虚拟现实、虚拟仿真技术、大数据技术实现互联互通的综合训练体系，实现对消防官兵心理素质、战术战法、指挥协同等各项能力的全面提升。

1.5  宣传教育多样化

利用公众APP、微信、微博和VR体验设备等多样化的手段，引发公众对消防的兴趣，多渠道宣传，加强宣教效果。

2   总体设计

2.1  需求分析

当前，消防工作主要存在以下几点问题：

消防数据存在“孤岛”、“死岛”等现象，数据缺失不全、数据缺乏有效利用、数据不能互联互通的问题比较严重。消防目前没有建立大数据中心，尤其重点单位监测数据没有实时同步，不利于重点单位灾害风险的监管。随着消防安全重点单位的数量不断增加，建筑的火災危险性、复杂性持续上升，现有的警力和传统的消防安全管理手段已无法及时发现、消除、整改许多单位业已存在的火险隐患，急需有效的科技支撑。

传统预案可读性差，实战中难以发挥应有的作用。随着经济的发展，大体量、超高层建筑物的数量增长迅速，传统预案多是以纸质的形式，大型楼宇、商超，工矿企业等单位预案内容“繁”“多”“杂”，现有模式展示不直观，查询不方便，很难直观的为指挥员提供准确明了的指挥辅助信息，在紧急处理灾害事故中容易造成盲目、被动的局面。

传统预案无法进行想定作业和网上推演，预案的科学性、合理性、实用性缺乏有效验证。部局文件提出，预案编制要遵循科学性、合理性和实用性的原则，并进一步指出要通过想定作业和网上推演来验证这一点，而现有的文字、图片材料为主体的传统预案是无法进行相应验证的，自然也无法根据验证情况对其进行修正。

实战中的战术指挥囿于传统手段，信息的传达和共享效率比较低，预案信息难以有效服务于实战指挥。实战中，各级指挥员能否第一时间实现信息的传达和现场状态的感知，决定了指挥员的决策是否科学、合理。传统手段下，一方面预案内容难以及时有效的共享到各个指挥层级;另一方面，现场信息的反馈多依赖于语音汇报，信息的及时性、准确性有待提高。

现有的战术教学方式不直观、不生动，难以进行贴合实战的战术、战法训练与考评。目前的战术讲解，多是通过战术板、投影或小黑板进行，涉及到一些大型复杂的建筑，消防指战员理解起来比较困难，即便理解了也无法进行有效的模拟演练，尤其涉及到战术协同的部分，没有贴合实战的演练就很难形成真正的战斗力。

大型消防演习组织频次少、耗费资源多，演习过程照本宣科，“演习如演戏”。组织一场贴近实战的大型演练，通常要耗费大量的人力、物力、财力，并需要经过层层审批和相关单位的停业配合，这些客观因素决定了贴近实战的大型演练组织频次比较低，很多指战员一年参加不了几次，部分单位演练过程照本宣科，走过场，客观上制约了战斗力的形成。

宣传手段单一、传统，严重制约了消防宣传教育效果。在互联网时代，公众尤其是年轻人、学生接收信息的方式与以往已经有了非常大的变化，传统的消防宣传渠道覆盖范围和效果受到各种制约，同时，新媒体的发展，让APP、微信、微博等方式逐渐成为公众获取信息的主要渠道，AR/VR技术的发展，更是可以让公众可以身临其境的去感受灾害场景，如何利用好这些新的手段来服务于公众的宣教，是亟待解决的问题。

2.2  设计思路

平台的建设，以国家相关政策为导向，以城市消防安全为基础，以全国调研信息为参考，结合消防实际情况，建设起“一个平台、四大体系、十项应用”的实战指挥综合应用平台。

一个平台主要解决消防大数据汇总处理、互联互通和数据分析的问题，充分整合、管理各个层面的消防数据。通过建设消防大数据平台，解决消防数据目前存在数据少、数据死、数据壁垒等问题。见图1

四大体系涵盖了“防、战、训、宣”四项主要工作，包括智能防火监督体系、智能实战指挥体系、智能仿真训练体系和智能宣传教育体系。四大体系下涵盖了十项应用，解决消防工作在不同领域、不同方向上的问题。这些应用既彼此独立，又相互配合，同时其数据共建于实战指挥大数据中心之上，可有效实现业务层面的互联互通和数据层面的有效复用。

智能防火监督体系，包括消防设备感知监测系统、消防综合执法系统和违规行为监督取证系统三套应用。这三套应用分别利用RFID监测设备、摄像头和消防员巡逻等多种手段，实现对火灾隐患的发现、取证、分析、上报、处置和事后分析总结，形成立体式的智能防火监督体系。

智能实战指挥体系，包括数字化预案管理系统和应急移动指挥系统两套应用。通过建设数字化预案系统代替传统预案，大幅提升预案的实战价值，为实战提供决策支持;同时，开发应急移动指挥系统，提供预案调派、等级调派和现场数据同步、移动指挥等功能，实现基于“一张图”的可视化调度指挥，提高协同作战能力。见图3

智能仿真训练体系，包括沉浸式练兵系统、电子沙盘暨指挥员培训考核系统和智能多维仿真演练系统三套应用。这三套应用覆盖了从新兵如何到高级指挥员的消防员完整成长生涯的培训过程，以虚拟仿真技术、VR技术为依托，通过构建现实中无法模拟的火灾情境，来实现对消防官兵心理素质、战术战法、指挥协同等各项能力的全面提升。见图4

智能宣传教育体系，包括了消防知识宣教系统和VR/AR公众消防体验系统两套应用。这两套应用综合利用微博、微信、网站等媒体平台，应用AR/VR 等容易引起公众兴趣的新技术、新载体，通过故事新闻、流程动画、灾情体验等鲜活的内容形式，打造一个符合公众期待的多维度立体式消防宣传教育体系。

2.3  系统架构

2.4  应用架构

实战指挥包括一个大数据平台，四大体系，十项应用，其应用结构如下图7所示：

2.5  建设原则

系统建设包括软件开发、数据库建设和系统维护等多项工作，是一项工程量大、复杂的信息系统工程。系统设计综合考虑各方面因素，审慎处理先进与实用、规范与灵活的关系，在设计时遵循以下原则：

规范性原则——系统设计和开发过程应以部局相关文件和标准作为依据，确保系统功能符合部局一系列文件精神要求;软件设计和数据库设计符合行业标准。

先进性原则——软件框架应采用目前国际国内上通用并符合发展趋势技术的开发架构，并具有良好的功能扩展性;技术方法应采用成熟的、经过检验的技术方法和理论，设计实用、可靠、具有先进水平的分析模型和应用模型。

实用性原则——尽最大可能地满足消防部门的业务要求是系统设计的基本出发点。系统实用性要求做到：易于使用、便于系统管理、数据更新简便和系统升级容易，具有优化的系统结构和完善的数据库系统，以及友好的用戶界面。

可靠性原则——包括数据的可靠性和系统运行的可靠性。数据可靠性：数据库中的所有业务数据应该是准确可靠的。系统可靠性：系统应有很强的容错能力和处理突发事件的能力，不至于因某个操作或某个突发事件导致数据丢失和系统瘫痪。

安全性原则——系统数据库服务器部署在公安网上，用户数据以加密形式进行存储;用户登录系统需要通过专用秘钥验证;在传输环节，指挥中心坐席通过内网交换机访问数据，各科室通过内网访问系统，移动指挥终端通过运营商提供的专线接入。通过以上几种手段，可有效保障系统数据在存储、访问、传输多个层面的安全。

2.6  价值分析

“实战指挥”综合应用管理平台的建设，可有效落实消防信息资源规划整理的目标，将大数据、物联网、虚拟仿真等先进技术与防、战、训、宣等消防实际业务深度融合，为构建立体化、全覆盖的社会火灾防控体系，打造符合实战要求、体现实战特点的现代消防警务勤务机制提供有力支撑，形成“支撑环境集约化、数据采集规范化、信息资源一体化、应用系统合成化、信息服务智能化”的信息化新格局，推动社会火灾防控能力、灭火应急救援能力和消防队伍管理水平全面提升。见图8

3   技术路线

3.1  大数据：建立消防大数据综合应用平台

利用大数据技术，有效整合消防行业的各类数据，联通数据孤岛，通过对数据的定性、定量分析，从而对消防工作各领域（人员、装备、战法等）提供科学指导，实现数据的互联互通和有效利用。

3.2  物联网：建立实战指挥感知、报警和处置体系

以物联网技术为核心，融合GIS技术，通过自建或第三方接入等方式，将视频信息、监控信息、RFID信息等感知信息有效整合，打造科学、统一的实战指挥信息感知、报警和处理体系。见图9

3.3  GIS+数字化预案：建立实战指挥决策支撑体系

利用GIS技术，通过对重点单位、消防水源、警情位置、视频监控点位、道路管网分布、参战力量部署等基础数据集成，实现各类地图资源的统一汇聚应用。通过计算分析，实现灾情位置准确定位，建立指挥中心与移动指挥终端的协同标绘，实现基于“一张图”的可视化调度指挥，提高协同作战能力。

3.4  虚拟仿真：建立完整的指战员训练体系

利用虚拟仿真技术，实现复杂建筑复杂灾情的等比例真实还原，让指战员在贴近实战的场景中去学习、掌握灾情处置的战术、流程和注意事项。其价值包括以下几个方面：

构建日常培训中无法模拟的“情境”;

大幅减少人力、物力、财力的消耗;

提供一个安全、有吸引力的战术学习和研讨环境;

突破时间、空间和协同的限制;

与应急决策支持系统、消防大数据平台联合构建起一个 “事前培训——事中总结——事后分析”的完整救援体系。

3.5  新媒体：建立多维度消防宣传教育体系

综合利用微博、微信、网站等媒体平台，应用AR/VR 等容易引起公众兴趣的新技术、新载体，通过故事新闻、流程动画、灾情体验等鲜活的内容形式，打造一个符合公众期待的多维度立体式消防宣传教育体系。

4   结语

紧跟时代的潮流，发展“智慧消防”，服务于消防实战。在当今时代背景下，智慧消防是发展的必然，探索智慧消防的特点和成果，把智慧消防应用到实际，这也是智慧消防未来的发展方向。在人工智能高速发展的今天，智慧消防未来必将成为守护城市安全的一道“防火墙”。

参考文献：

[1]   王爱华，邓石，陈俊，基于MAPGIS的国土资源电子政务信息系统的设计[J].《地矿测绘》.2006.03.

[2]   李强，基于大数据技术的灭火救援作战指挥体系应用[J]《消防技术与产品信息》.2018.01.