CN106643905A - 城市公共安全预警系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种城市公共安全预警系统，包括现场数据采集模块，用于采集楼宇消防、化粪池或地下管道危险气体浓度和人防工程环境数据；通信模块，用于传输数据；云平台，用于接收现场采集数据并对数据进行预处理和数据融合，判断采集的数据是否异常，如果发现数据异常则发出预警信号；预警装置，用于发出预警信号，云平台包括数据处理模块，数据处理模块包括数据融合模块。采用数据融合技术对采集的楼宇消防数据、危险气体数据和人防工程环境数据进行分析处理，减少检测到消防数据、危险气体数据和人防工程环境数据的冗余，节省存储空间，提高数据处理模块的运行速度，使系统响应速度快，及时发出预警信号，减小城市公共安全事件的危害性。

Description

城市公共安全预警系统
技术领域
本发明涉及一种城市公共安全预警系统。
背景技术
城市是人类聚居的产物，需要具备功能的多样性来满足人们的各种需要，安全是最基本的需要。在历史上，人类创造城市就是基于安全的需要，“筑城以卫君，造郭以守民，此城郭之始也”。进入20世纪以来，各种自然灾害、安全事故、公共卫生事件、社会安全事件不断发生，城市公共安全正成为全世界都关注的问题。当前，我国正处在公共安全事件易发、频发、多发期，维护公共安全任务重要而艰巨。公共安全事件有多个发展阶段，其性质和量级虽然主要体现在集中爆发期，但大多取决于孕育潜伏期，重在防治，减小公共安全事件的危害性。但是由于数据繁多，服务器处理的数据量庞大，会影响系统的响应速度。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种城市公共安全预警系统，能对楼宇消防、化粪池或地下管道中危险气体浓度和人防工程环境数据进行监测和预警，采用数据融合方法处理数据，提高城市公共安全信息的可信度，提高了系统的可靠性，大大提高了系统的处理速度，减小城市公共安全事件的危险性。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
本发明提供了一种城市公共安全预警系统，包括现场数据采集模块，用于采集楼宇消防、化粪池或地下管道危险气体浓度和人防工程环境数据；通信模块，用于传输数据；云平台，用于接收现场采集数据并对数据进行预处理和数据融合，判断采集的数据是否异常，如果发现数据异常则发出预警信号；预警装置，用于发出预警信号，现场数据采集模块通过通信模块与云平台通信，云平台控制预警装置发出预警信号，所述云平台包括数据处理模块，所述数据处理模块包括数据融合模块，对现场采集数据进行特征量提取，得到相应的属性，做出决策判断。
进一步地，数据处理模块还包括数据安全控制模块，用于对外接设备进行授权认证。
进一步地，数据融合模块包括数据级融合模块，所述数据级融合模块用于对采集的消防数据、化粪池或地下管道危险气体数据和人防工程环境数据进行综合和分析。
进一步地，数据融合模块还包括特征级融合模块，对采集的消防数据、化粪池或地下管道危险气体数据和人防工程环境数据进行特征提取并对特征进行综合和分析。
进一步地，决策级融合模块，根据提取的特征量进行识别并作出判断，是否达到预警数据。
进一步地，现场数据采集模块包括楼宇消防检测子模块，所述楼宇消防检测子模块包括消防主机、烟雾传感器、水位传感器和水泵压力表,所述烟雾传感器、水位传感器和水泵压力表分别与消防主机连接，所述消防主机与通信模块连接。
进一步地，还包括有毒有害气体检测模块，所述有毒有害气体检测模块与消防主机连接。
进一步地，现场数据采集模块还包括危险气体检测子模块，所述危险气体检测测子模块包括H2S传感器、CO传感器、NH3传感器和CH4传感器中的一种或多种，所述H2S传感器、CO传感器、NH3传感器和CH4传感器中的一种或多种分别与通信模块连接。
进一步地，现场数据采集模块还包括人防工程环境监测子模块，所述人防工程环境监测子模块包括温度传感器、湿度传感器和氧气浓度传感器中的一种或多种，所述温度传感器、湿度传感器和氧气浓度传感器中的一种或多种分别与通信模块连接。
本发明的有益效果：
1、本发明的城市公共安全预警系统，能对楼宇消防、化粪池或地下管道中危险气体浓度和人防工程环境数据进行监测和预警，减小城市公共安全事件的危险性。
2、本发明的城市公共安全预警系统，采用数据融合技术对采集的楼宇消防数据、危险气体数据和人防工程环境数据进行分析处理，减少检测到消防数据、危险气体数据和人防工程环境数据的冗余，节省存储空间，提高数据处理模块的运行速度，即提高了云平台的处理速度，使系统响应速度快，及时发出预警信号，减小城市公共安全事件的危害性。
3、本发明的城市公共安全预警系统，数据处理模块还包括数据安全控制模块，对外接设备进行授权认证，既可以对外接设备进行管理，又可以防止外来不安全数据向云平台发送数据，确保数据安全，也可以减轻云平台的数据处理量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明一实施例原理图。
图2为本发明另一实施例原理图。
图3为本发明数据融合模块的原理图。
图4为本发明的楼宇消防检测子模块原理图。
图5为本发明的危险气体检测子模块原理图。
图6为本发明的人防工程环境监测子模块原理图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行详细说明，如图1，2，3，4，5，6所示：
本发明的城市公共安全预警系统，包括现场数据采集模块，用于采集楼宇消防、化粪池或地下管道危险气体浓度和人防工程环境数据；通信模块，用于传输数据；云平台，用于接收现场采集数据并对数据进行预处理和数据融合，判断采集的数据是否异常，如果发现数据异常则发出预警信号；预警装置，用于发出预警信号，现场数据采集模块通过通信模块与云平台通信，云平台控制预警装置发出预警信号，所述云平台包括数据处理模块，所述数据处理模块包括数据融合模块，对现场采集数据进行特征量提取，得到相应的属性，做出决策判断。现场数据采集模块采集楼宇消防信息、化粪池危险气体信息和人防工程环境参数，将这些数据通过通信模块发送到云平台，云平台接收到这些数据，在并将这些数据进行分析处理，与设定的预警阈值进行对比，发现有异常数据则控制预警装置发出预警信号，提醒工作人员及时查看处理。数据融合模块通过对采集的进行特征提取分类并融合同类特征来消除数据冗余性提高云平台处理速度，提高系统的响应速度。
数据融合模块包括数据级融合模块、特征级融合模块和决策级融合模块，所述数据级融合模块用于对采集的消防数据、化粪池或地下管道危险气体数据和人防工程环境数据进行综合和分析；特征级融合模块，对采集的消防数据、化粪池或地下管道危险气体数据和人防工程环境数据进行特征提取并对特征进行综合和分析。决策级融合模块，根据提取的特征量进行识别并作出判断，是否达到预警数据。
数据融合模块采用特征层模糊聚类的方法进行数据融合，减少了消防数据、化粪池或地下管道数据以及人防工程环境数据的冗余，节省了云平台存储单元的开销。特征层融合是从各传感器提供的观测数据中提取有代表性的特征，这些特征融合成单一的特征向量，然后运用模式识别的方法进行处理。基于模糊聚类的数据融合：聚类的实质是对用一组参数表示的样本群按照某种特定的标准进行分类的过程。模糊聚类的过程就是按照某一种相似性度量、差别检验以及停止规则对样本数据中的特征参数进行分类的过程，不同的规则对应不同的聚类分析算法。基于特征层模糊聚类的数据融合是通过将传感器采集到的数据中提取具有代表性的特征，将这些特征按照一种相似性度量、差别检验等将特征参数进行分类融合，将数据的相同部分去掉，保留互补的特征数据，减少检测到消防数据、危险气体数据和人防工程环境数据的冗余，节省存储空间，提高数据处理模块的运行速度。
数据处理模块还包括数据安全控制模块，用于对外接设备进行授权认证，经过授权认证的设备才能向云平台发送数据。既可以对外接设备进行管理，又可以防止外来不安全数据向云平台发送数据，确保数据安全，也可以减轻云平台的数据处理量。
现场数据采集模块包括楼宇消防检测子模块，所述楼宇消防检测模块子包括消防主机、烟雾传感器、温度传感器、水位传感器和水泵压力表,所述烟雾传感器、温度传感器、水位传感器和水泵压力表分别与消防主机连接，所述消防主机与通信模块连接。烟雾传感器通过检测场所内的烟雾浓度来实现对火情的监测，即烟雾传感器将烟雾浓度转换数据信号，并将该数据信号发送到消防主机，温度传感器通过检测场所内的温度来实现对火情的监测，即温度传感器将温度转换数据信号。水位传感器常安装于消防水源所在位置，用于检测消防水源的水位状态。水泵压力表用于检测消防水泵的压力值。有毒有害气体检测模块，用于检测火灾发生时产生的有毒有害气体数据，有毒有害气体检测模块将数据传输到消防主机。消防主机将传感器采集的数据通过通信模块发送到云平台。建筑物失火会造成大量的财产损失和人员伤亡，消防检测子模块可以在火灾发生初期就检测出并发出预警信号，可以减少财产损失和人员伤亡。
化粪池或地下管道中的危险气体浓度超标，当出现化粪池或地下管道故障，工人下去检修而不清楚里面的危险气体浓度情况，可能会引起窒息，严重可能会引起爆炸。现场数据采集模块还包括危险气体检测子模块，所述危险气体检测子模块包括H2S传感器、CO传感器、NH3传感器和CH4传感器中的一种或多种，所述H2S传感器、CO传感器、NH3传感器和CH4传感器中的一种或多种分别与通信模块连接。H2S传感器用于采集化粪池中的H2S浓度。CO传感器用于采集化粪池中的CO的浓度。NH3传感器用于采集化粪池中的NH3的浓度，CH4传感器用于采集化粪池中CH4的浓度。传感器将采集的危险气体浓度通过通信模块发送到云平台，云平台接收危险气体数据并判断化粪池或地下管道中的危险气体浓度是否超标，如果超标则控制预警装置发出预警信号。
人防工程主要用于人民防空临时掩体、战时防空指挥中心、通讯中心、隐蔽所等；部分永备防御工事还具有三防功能。作为避难场所，只有在遇到灾难时才使用，平常基本无人想起，但是在遇到灾难时是人们得以生存的保障。人防工程环境的监测是非常有必要的。现场数据采集模块还包括人防工程环境监测子模块，所述人防工程环境监测子模块包括温度传感器、湿度传感器和氧气浓度传感器中的一种或多种，所述温度传感器、湿度传感器和氧气浓度传感器中的一种或多种分别与通信模块连接。温度传感器用于采集人防工程中的温度，湿度传感器用于采集人防工程中的湿度，氧气浓度传感器用于采集人防工程中的氧气浓度，传感器将采集的温度、湿度、氧气浓度传输到云平台，云平台对数据进行存储并判断，温度、湿度、氧气浓度是否达到预警阈值，如果达到预警阈值则控制预警装置发出预警信号。
采用多种传感器采集楼宇消防数据、危险气体浓度和人防工程环境等数据，将多种数据通过通信模块发送到云平台，云平台对数据进行处理，并判断是否达到预警阈值，如果达到预警阈值则发出预警信号。该系统可以对城市公共安全比较重要且危害比较大的几个方面进行检测，采用数据融合的方法对采集的数据进行分析数据并作出预警，系统的响应速度快，及时发出预警信号，减小城市公共安全事件的危害性。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.城市公共安全预警系统，其特征在于：包括现场数据采集模块，用于采集楼宇消防、化粪池或地下管道危险气体浓度和人防工程环境数据；通信模块，用于传输数据；云平台，用于接收现场采集数据并对数据进行预处理和数据融合，判断采集的数据是否异常，如果发现数据异常则发出预警信号；预警装置，用于发出预警信号，现场数据采集模块通过通信模块与云平台通信，云平台控制预警装置发出预警信号，所述云平台包括数据处理模块，所述数据处理模块包括数据融合模块，对现场采集数据进行特征量提取，得到相应的属性，做出决策判断。
2.如权利要求1所述的城市公共安全预警系统，其特征在于：所述数据处理模块还包括数据安全控制模块，用于对外接设备进行授权认证。
3.如权利要求1或2所述的城市公共安全预警系统，其特征在于：所述数据融合模块包括数据级融合模块，所述数据级融合模块用于对采集的消防数据、化粪池或地下管道危险气体数据和人防工程环境数据进行综合和分析。
4.如权利要求1或2所述的城市公共安全预警系统，其特征在于：所述数据融合模块还包括特征级融合模块，对采集的消防数据、化粪池或地下管道危险气体数据和人防工程环境数据进行特征提取并对特征进行综合和分析。
5.如权利要求4所述的城市公共安全预警系统，其特征在于：还包括决策级融合模块，根据提取的特征量进行识别并作出判断，是否达到预警数据。
6.如权利要求1所述的城市公共安全预警系统，其特征在于：所述现场数据采集模块包括楼宇消防检测子模块，所述楼宇消防检测子模块包括消防主机、烟感传感器、水位传感器和水泵压力表,所述烟感传感器、水位传感器和水泵压力表分别与消防主机连接，所述消防主机与通信模块连接。
7.如权利要求6所述的城市公共安全预警系统，其特征在于：还包括有毒有害气体检测模块，所述有毒有害气体检测模块与通信模块连接。
8.如权利要求1所述的城市公共安全预警系统，其特征在于：所述现场数据采集模块还包括危险气体监测子模块，所述危险气体监测子模块包括H2S传感器、CO传感器、NH3传感器和CH4传感器中一种或多种，所述H2S传感器、CO传感器、NH3传感器和CH4传感器中的一种或多种分别与通信模块连接。
9.如权利要求1所述的城市公共安全预警系统，其特征在于：所述现场数据采集模块还包括人防工程环境监测子模块，所述人防工程环境监测子模块包括温度传感器、湿度传感器和氧气浓度传感器中的一种或多种，所述温度传感器、湿度传感器和氧气浓度传感器中的一种或多种分别与通信模块连接。
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