CN116980451B - 一种城市安全防护预警平台系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种城市安全防护预警平台系统，涉及城市安全防护预警技术领域，包括获取模块、分析模块、数据平台以及用户界面模块；所述获取模块通过城市物联网设备收集城市安全信息，将获取的安全信息通过无线网络传输给分析模块进行分析；所述分析模块通过算法对接收的城市安全信息进行分析，并将分析结果传输向数据平台。本发明有益效果为：本发明提供的城市安全防护预警平台系统，通过获取模块收集城市信息数据、分析模块对数据分析、数据平台进行判断、用户界面模块进行总体把控的有机结合，实现了城市安全信息的自动化获取、处理和分析，提高了城市安全防护的效率和准确性。

Description

一种城市安全防护预警平台系统
技术领域
本发明涉及城市安全防护预警技术领域，特别是一种城市安全防护预警平台系统。
背景技术
城市安全防护是一个复杂的系统工程，需要对大量的安全信息进行实时监测和分析，传统的城市安全防护系统主要依赖于人工巡查和监控设备，对城市的各种安全风险进行监测，然后通过专业的安全人员进行分析和处理，这种方式的效率低、成本高，而且对人力资源的依赖度大，在信息技术快速发展的今天，人工智能、物联网、大数据等技术在城市安全防护中的应用逐渐显现出巨大的潜力，因此需要设计一种全面利用信息技术优点的城市安全防护预警平台系统来代替传统的城市安全防护系统。
发明内容
鉴于上述现有的城市安全防护预警平台系统中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明所要解决的问题在于传统的城市安全防护系统主要依赖于人工巡查和监控设备，对城市的各种安全风险进行监测，然后通过专业的安全人员进行分析和处理，这种方式的效率低、成本高，而且对人力资源的依赖度大。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种城市安全防护预警平台系统，其包括，获取模块、分析模块、数据平台以及用户界面模块；
所述获取模块通过城市物联网设备收集城市安全信息，将获取的安全信息通过无线网络传输给分析模块进行分析；
所述分析模块通过算法对接收的城市安全信息进行分析，并将分析结果传输向数据平台；
所述数据平台综合获取城市安全信息和分析模块的分析结果进行判断，根据判断结果实施处理措施，并将数据记录在数据库中；
所述用户界面模块将数据平台获取的信息和分析结果同步进行显示供工作人员进行观看并对数据平台进行操控。
作为本发明所述城市安全防护预警平台系统的一种优选方案，其中：所述获取模块包括数据获取子模块、数据清洗子模块、数据转换子模块以及数据加密子模块，所述数据获取子模块通过城市物联网设备收集城市安全信息，所述数据清洗子模块用于检查收集的城市安全信息，去除其中的冗余和错误信息，确保传输给分析模块的数据的准确性，所述数据转换子模块将清洗后的数据转换为分析模块能够接收的格式，所述数据加密子模块对收集的城市安全信息进行加密处理，保证其在无线网络传输过程中的安全性。
作为本发明所述城市安全防护预警平台系统的一种优选方案，其中：所述获取模块通过城市物联网设备收集的城市安全信息包括降水信息、排水信息、火灾信息、交通信息、建筑信息以及地理位置信息。
作为本发明所述城市安全防护预警平台系统的一种优选方案，其中：所述分析模块接收到城市物联网设备收集的城市安全信息后，通过大数据算法对城市安全信息数据进行处理分析，并将分析结果传输给数据平台，所述大数据算法公式如下：
其中是城市安全事件发生的概率，用于判断城市安全状态，P的值处于0和1之间，/>为城市安全信息数据标准化后的数值，标准化的公式如下：
其中是标准化后的值，X是原始值，/>是特征的均值，/>是特征的标准差，标准化后的数据将遵循标准正态分布，即均值为0，方差为1；
为每个城市安全信息的权重，计算权重的公式如下：
其中N是观测值的数量，是第i个观测的第j类城市安全信息的值，/>是第i个观测的城市安全事件发生与否的实际结果，1表示发生，0表示未发生；
分析模块根据以上公式计算得出分析结果传输给数据平台，数据平台通过计算结果判断城市安全状态：
当0≤P＜0.3时，数据平台判断城市区域处于安全状态，继续通过获取模块和分析模块对城市区域进行监测；
当0.3≤P≤0.7之间时，数据平台判断城市区域处于预警状态，数据平台通知工作人员并保持对预警区域的实时监控；
当0.7＜P≤1之间时，数据平台判断城市区域处于危险状态，数据平台发送警报通知并向人群发送疏散通知直至城市安全风险排除。
作为本发明所述城市安全防护预警平台系统的一种优选方案，其中：所述数据平台通过获取的城市安全信息分析结果判断城市安全状态，并实施处理措施，所述处理措施包括以下步骤：
若数据平台判断城市区域处于安全状态，则向工作人员和分析模块发送正常信号，分析模块继续获取由获取模块收集的城市安全信息持续进行分析并将结果传输给数据平台；
若数据平台判断城市区域处于预警状态，则向工作人员发送预警信号和分析模块的分析结果，并且通过无线网络向存在安全风险的区域周边人群发送警示通知，分析模块持续收集获取城市安全信息并将分析结果实时通知数据平台和工作人员；
若数据平台判断城市区域处于危险状态，则向工作人员发送警报通知和分析模块得出的分析结果，并通过无线网络向城市危险区域周围人群发送紧急疏散通知，同步向危险排除人员发送警报通知和城市安全风险信息，数据平台持续将城市区域安全状态传输给工作人员直至城市区域危险状态解除。
作为本发明所述城市安全防护预警平台系统的一种优选方案，其中：所述分析模块会根据接收到的城市安全信息，通过机器学习和人工智能技术对城市安全信息进行分析和预测，所述分析模块将城市安全信息和分析结果记录在数据库中。
作为本发明所述城市安全防护预警平台系统的一种优选方案，其中：所述数据平台在判断城市区域处于危险状态后，除了向工作人员发送警报通知和分析模块得出的分析结果，还会将危险区域的实时状态通过无线网络发送到指定的公共安全机构和相关部门，同时，数据平台会根据城市安全信息的类型和等级，制定相应的应急预案，并与公共安全机构和相关部门共享这些应急预案。
作为本发明所述城市安全防护预警平台系统的一种优选方案，其中：所述用户界面模块能够以图形化的方式呈现安全信息和分析结果，包括城市安全状态地图、安全事件时间线、风险等级图表，所述用户界面模块具有高度的定制化功能，允许工作人员根据需要对显示的信息内容、排列顺序、显示格式进行定制。
作为本发明所述城市安全防护预警平台系统的一种优选方案，其中：所述获取模块的数据获取子模块具有高度的扩展性，采用通用接口设计，支持连接和接收城市物联网设备收集的数据。
作为本发明所述城市安全防护预警平台系统的一种优选方案，其中：所述数据平台在判断城市区域安全状态后，通过电子邮件、手机短信、社交媒体平台、广播通知向工作人员和危险区域附近人群发送通知。
本发明有益效果为：本发明提供的城市安全防护预警平台系统，通过获取模块收集城市信息数据、分析模块对数据分析、数据平台进行判断、用户界面模块进行总体把控的有机结合，实现了城市安全信息的自动化获取、处理和分析，提高了城市安全防护的效率和准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为城市安全防护预警平台系统的示意图。
图2为城市安全防护预警平台系统的获取模块的示意图。
图3为城市安全防护预警平台系统的设备示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
参照图1~图3，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种城市安全防护预警平台系统，城市安全防护预警平台系统包括，获取模块、分析模块、数据平台以及用户界面模块。
S1、获取模块通过城市物联网设备收集城市安全信息，将获取的安全信息通过无线网络传输给分析模块进行分析；
应说明的是，获取模块包括各类数据获取子模块、数据清洗子模块、数据转换子模块以及数据加密子模块，数据获取子模块通过城市物联网设备收集城市安全信息，数据清洗子模块用于检查收集的城市安全信息，去除其中的冗余和错误信息，确保传输给分析模块的数据的准确性，数据转换子模块将清洗后的数据转换为分析模块能够接收的格式，数据加密子模块对收集的城市安全信息进行加密处理，保证其在无线网络传输过程中的安全性。
还应说明的是，获取模块的数据获取子模块具有高度的扩展性，采用通用接口设计，支持连接和接收多种类型的城市物联网设备收集的数据。
进一步地，城市物联网设备包括传感器、监控摄像头、无人机、移动通信设备，以及其他能够收集、传输和处理城市安全风险相关信息的设备，包括智能车辆、智能家居设备、智能交通设备，以及配备有全球定位系统、无线通信技术、数据收集与处理功能的便携设备。
还应说明的是，获取模块通过城市物联网设备收集的城市安全信息包括降水信息、排水信息、火灾信息、交通信息、建筑信息以及地理位置信息。
S2、分析模块通过算法对接收的城市安全信息进行分析，并将分析结果传输向数据平台；
应说明的是，分析模块接收到城市物联网设备收集的城市安全信息后，通过大数据算法对城市安全信息数据进行处理分析，并将分析结果传输给数据平台，算法公式如下：
其中是城市安全事件发生的概率，用于判断城市安全状态，P的值处于0和1之间，/>为城市安全信息数据标准化后的数值，标准化的公式如下：
其中是标准化后的值，X是原始值，/>是特征的均值，/>是特征的标准差，标准化后的数据将遵循标准正态分布，即均值为0，方差为1；
为每个城市安全信息的权重，计算权重的公式如下：
其中N是观测值的数量，是第i个观测的第j类城市安全信息的值，/>是第i个观测的城市安全事件发生与否的实际结果，1表示发生，0表示未发生；
分析模块根据以上公式计算得出分析结果传输给数据平台，数据平台通过计算结果判断城市安全状态：
当0≤P＜0.3时，数据平台判断城市区域处于安全状态，继续通过获取模块和分析模块对城市区域进行监测；
当0.3≤P≤0.7之间时，数据平台判断城市区域处于预警状态，数据平台通知工作人员并保持对预警区域的实时监控；
当0.7＜P≤1之间时，数据平台判断城市区域处于危险状态，数据平台发送警报通知并向人群发送疏散通知直至城市安全风险排除。
还应说明的是，分析模块会根据接收到的城市安全信息，通过机器学习和人工智能技术对城市安全信息进行分析和预测，包括但不限于使用深度学习、神经网络等方法，以提高城市安全信息分析的准确性和效率，并且分析模块会对城市安全风险预测结果进行持续学习和优化，以提高城市安全防护预警平台系统的预警精度，分析模块将城市安全信息和分析结果记录在数据库中。
S3、数据平台综合获取城市安全信息和分析模块的分析结果进行判断，根据判断结果实施处理措施，并将数据记录在数据库中；
应说明的是，数据平台通过获取的城市安全信息分析结果判断城市安全状态，并实施处理措施，处理措施包括以下步骤：
若数据平台判断城市区域处于安全状态，则向工作人员和分析模块发送正常信号，分析模块继续获取由获取模块收集的城市安全信息持续进行分析并将结果传输给数据平台；
若数据平台判断城市区域处于预警状态，则向工作人员发送预警信号和分析模块的分析结果，并且通过无线网络向存在安全风险的区域周边人群发送警示通知，分析模块持续收集获取城市安全信息并将分析结果实时通知数据平台和工作人员；
若数据平台判断城市区域处于危险状态，则向工作人员发送警报通知和分析模块得出的分析结果，并通过无线网络向城市危险区域周围人群发送紧急疏散通知，同步向危险排除人员发送警报通知和城市安全风险信息，数据平台持续将城市区域安全状态传输给工作人员直至城市区域危险状态解除。
还应说明的是，数据平台在判断城市区域处于危险状态后，除了向工作人员发送警报通知和分析模块得出的分析结果，还会将危险区域的实时状态通过无线网络发送到指定的公共安全机构和相关部门，同时，数据平台会根据城市安全信息的类型和等级，制定相应的应急预案，并与公共安全机构和相关部门共享这些应急预案。
还应说明的是，数据平台在判断城市区域安全状态后，通过电子邮件、手机短信、社交媒体平台、广播通知向工作人员和危险区域附近人群发送通知。
S4、用户界面模块将数据平台获取的信息和分析结果同步进行显示供工作人员进行观看并对数据平台进行操控。
应说明的是，用户界面模块能够以图形化的方式呈现安全信息和分析结果，包括城市安全状态地图、安全事件时间线、风险等级图表，用户界面模块允许工作人员输入或修改相关参数，以便调整城市安全防护预警平台系统的运行模式，以适应不同的城市安全管理需求，用户界面模块具有高度的定制化功能，允许工作人员根据需要对显示的信息内容、排列顺序、显示格式进行定制。
实施例2
为本发明的第2个实施例，其不同于第一个实施例的是，本实施例提供了一种城市安全防护预警平台系统，为了验证本发明的有益效果，通过数据进行论证，本实施例选取了3个城市收集随机3日城市安全信息并取均值进行分析，结果如表2所示。
表1：城市安全信息状态判断逻辑
表2：城市安全信息数据表
根据表2中的数据可以确定，概率值小于0.3时，城市安全状况良好，城市安全风险较小；概率值处于0.3-0.7之间时，城市中出现了安全风险的趋势，需要进行安全风险预警；概率值处于0.7-1之间时，城市确切出现安全风险，需要紧急疏散群众并通知工作人员进行处理。以上数据也进一步论证了本发明提出的判断阈值。
应说明的是，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精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种城市安全防护预警平台系统，其特征在于：包括，获取模块、分析模块、数据平台以及用户界面模块；
所述获取模块通过城市物联网设备收集城市安全信息，将获取的安全信息通过无线网络传输给分析模块进行分析；
所述分析模块通过算法对接收的城市安全信息进行分析，并将分析结果传输向数据平台；
所述数据平台综合获取城市安全信息和分析模块的分析结果进行判断，根据判断结果实施处理措施，并将数据记录在数据库中；
所述用户界面模块将数据平台获取的信息和分析结果同步进行显示供工作人员进行观看并对数据平台进行操控；
所述分析模块接收到城市物联网设备收集的城市安全信息后，通过大数据算法对城市安全信息数据进行处理分析，并将分析结果传输给数据平台，所述大数据算法公式如下：
；
其中是城市安全事件发生的概率，用于判断城市安全状态，P的值处于0和1之间，/>为城市安全信息数据标准化后的数值，标准化的公式如下：
；
其中是标准化后的值，/>是原始值，/>是特征的均值，/>是特征的标准差，标准化后的数据将遵循标准正态分布，即均值为0，方差为1；
为每个城市安全信息的权重，计算权重的公式如下：
；
其中N是观测值的数量，是第i个观测的第j类城市安全信息的值，/>是第i个观测的城市安全事件发生与否的实际结果，1表示发生，0表示未发生；
分析模块根据以上公式计算得出分析结果传输给数据平台，数据平台通过计算结果判断城市安全状态：
当0≤P＜0.3时，数据平台判断城市区域处于安全状态，继续通过获取模块和分析模块对城市区域进行监测；
当0.3≤P≤0.7之间时，数据平台判断城市区域处于预警状态，数据平台通知工作人员并保持对预警区域的实时监控；
当0.7＜P≤1之间时，数据平台判断城市区域处于危险状态，数据平台发送警报通知并向人群发送疏散通知直至城市安全风险排除；
所述数据平台通过获取的城市安全信息分析结果判断城市安全状态，并实施处理措施，所述处理措施包括以下步骤：
若数据平台判断城市区域处于安全状态，则向工作人员和分析模块发送正常信号，分析模块继续获取由获取模块收集的城市安全信息持续进行分析并将结果传输给数据平台；
若数据平台判断城市区域处于预警状态，则向工作人员发送预警信号和分析模块的分析结果，并且通过无线网络向存在安全风险的区域周边人群发送警示通知，分析模块持续收集获取城市安全信息并将分析结果实时通知数据平台和工作人员；
若数据平台判断城市区域处于危险状态，则向工作人员发送警报通知和分析模块得出的分析结果，并通过无线网络向城市危险区域周围人群发送紧急疏散通知，同步向危险排除人员发送警报通知和城市安全风险信息，数据平台持续将城市区域安全状态传输给工作人员直至城市区域危险状态解除；
所述获取模块包括数据获取子模块、数据清洗子模块、数据转换子模块以及数据加密子模块，所述数据获取子模块通过城市物联网设备收集城市安全信息，所述数据清洗子模块用于检查收集的城市安全信息，去除其中的冗余和错误信息，确保传输给分析模块的数据的准确性，所述数据转换子模块将清洗后的数据转换为分析模块能够接收的格式，所述数据加密子模块对收集的城市安全信息进行加密处理，保证其在无线网络传输过程中的安全性；
所述获取模块通过城市物联网设备收集的城市安全信息包括降水信息、排水信息、火灾信息、交通信息、建筑信息以及地理位置信息；
所述分析模块会根据接收到的城市安全信息，通过机器学习和人工智能技术对城市安全信息进行分析和预测，所述分析模块将城市安全信息和分析结果记录在数据库中；
所述数据平台在判断城市区域处于危险状态后，除了向工作人员发送警报通知和分析模块得出的分析结果，还会将危险区域的实时状态通过无线网络发送到指定的公共安全机构和相关部门，同时，数据平台会根据城市安全信息的类型和等级，制定相应的应急预案，并与公共安全机构和相关部门共享这些应急预案。
2.如权利要求1所述的城市安全防护预警平台系统，其特征在于：所述用户界面模块能够以图形化的方式呈现安全信息和分析结果，包括城市安全状态地图、安全事件时间线、风险等级图表，所述用户界面模块具有高度的定制化功能，允许工作人员根据需要对显示的信息内容、排列顺序、显示格式进行定制。
3.如权利要求2所述的城市安全防护预警平台系统，其特征在于：所述获取模块的数据获取子模块具有高度的扩展性，采用通用接口设计，支持连接和接收城市物联网设备收集的数据。
4.如权利要求3所述的城市安全防护预警平台系统，其特征在于：所述数据平台在判断城市区域安全状态后，通过电子邮件、手机短信、社交媒体平台、广播通知向工作人员和危险区域附近人群发送通知。
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