科技創(chuàng)新與應用之于智慧消防建設和消防產業(yè)升級起著至關重要的作用。 大數據、信息化是我國重要的國家戰(zhàn)略?？倳浽?018年兩院院士大會上的重要講話指出：“世界正在進入以信息化產業(yè)為主導的經濟發(fā)展時期。我們要把握數字化、網絡化、智能化融合發(fā)展的契機，以信息化、智能化為杠桿培育新動能”。 我國一直都是災害頻發(fā)的國家，為了防范化解重特大的安全風險，健全公共安全體系，整合優(yōu)化應急力量和資源，推動形成統(tǒng)一指揮、專常兼?zhèn)?、反應靈敏、上下聯動、平戰(zhàn)結合的中國特色應急管理體制，提高防災減災救災能力，確保人民群眾生命財產安全和社會穩(wěn)定，2018年國務院機構改革調整，正式組建應急管理部。 應急管理是我國治理體系和治理能力的重要組成部分。2019年的11月，總書記在主持中央政治局的第十九次學習的時候強調：“應急管理是國家治理體系和治理能力的重要組成部分，要發(fā)揮我國應急管理體系的特色和優(yōu)勢，借鑒國外應急管理有益做法，積極推進我國應急管理體系和能力現代化”。應急管理體系和能力現代化主要包括提高監(jiān)測預警能力、監(jiān)管執(zhí)法能力、輔助指揮決策能力、救援實戰(zhàn)能力和社會動員能力。1、《應急管理信息化發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃框架》 2018年12月，應急管理部下發(fā)《應急管理信息化發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃框架》（2018-2022)，提出“兩網絡、四體系、兩機制”整體框架，確保全國“一盤棋”推進應急管理信息化建設。
本節(jié)主要介紹兩部分內容：智慧協同的業(yè)務應用體系以及先進強大的大數據支撐體系。 建設統(tǒng)一的全國應急管理大數據應用平臺，形成應急管理信息化體系的“智慧大腦”，通過機器學習、神經網絡、知識圖譜、深度學習等算法，利用模型工廠、應用工廠和應用超市等為上層的監(jiān)督管理、監(jiān)測預警、指揮救援、決策支持、政務管理5大業(yè)務域提供應用服務能力，有力支撐常態(tài)、非常態(tài)下的事前、事發(fā)、事中、事后全過程業(yè)務開展；構建統(tǒng)一的門戶，為各級各類用戶提供集成化的應用服務入口。 最終形成“1+5+5+1"的架構設計，即：1個大平臺、5大業(yè)務域、5大集成門戶和1個應用生態(tài)。1個大數據應用平臺：利用模型工廠、應用工廠和應用超市提供服務；
5大業(yè)務域：監(jiān)督管理、監(jiān)測預警、指揮救援、決策支持和政務管理；
5大集成門戶：指揮信息網門戶、電子政務外網門戶、電子政務內網門戶、應急信息網門戶、互聯網政府門戶；
1個應用生態(tài)：應急管理眾創(chuàng)眾智的應用新生態(tài)。
地方應急管理部門需要建設應急管理綜合應用平臺，與全國應急管理大數據應用平臺對接。地方應急管理綜合應用平臺采取總體設計、急用先行、分步實施原則，按照“1+N+X+ 5”的應用體系框架實施建設。 建設全國應急管理數據中心，構建應急管理業(yè)務云，形成性能強大、彈性計算、易購兼容的云資源服務能力；構建全方位獲取、全網絡匯聚、全維度整合的海量數據內容資源治理體系，滿足精細治理、分類組織、精準服務、安全可控的數據資源管理要求。 具體包括：建設“1+3”部本級數據中心（北京、貴陽、中衛(wèi)、上海）；構建應急管理業(yè)務云；實現全生命周期的治理。按照“數用分離，智能驅動”的思路，構建符合大數據發(fā)展的應急數據治理體系，實現從數據接入、處理、存儲、應用等全生命周期的治理。2、《消防救援隊伍信息化發(fā)展規(guī)劃》 2019年05月，應急管理部消防救援局下發(fā)《消防救援隊伍信息化發(fā)展規(guī)劃》（2019-2022)，提出未來4年消防救援隊伍信息化的指導思想、愿景目標、體系架構、主要任務和實施步驟，是今后一段時期消防救援隊伍信息化發(fā)展的行動綱領。 消防信息化總體框架結構由業(yè)務支撐體系、技術支撐體系、基礎通訊網絡、消防感知網絡組成。其中的核心內容為業(yè)務支撐體系，包括消防子門戶和智慧業(yè)務應用。
消防智慧業(yè)務應用體系按照“1+1+5+1”構架進行建設，即一套“門戶體系”、一個“智慧大腦”、五大“業(yè)務應用域”、一個“應用生態(tài)”。 應急指揮信息系統(tǒng)包括值班值守、突發(fā)事件接報、預案管理、培訓演練、協同會商、指揮調度、救援資源管理等主要業(yè)務功能。
2、天津消防總隊：消防大數據動態(tài)風險預警工作 依托天津超算中心，綜合利用消防各項歷史數據、外部天氣數據、城市居住建筑物數據等，基于機器學習算法和深度學習模型構建。該平臺具有“火警等級預測”、“火警類型預測”、“火警風險系數預測”等功能，可實現市、區(qū)、街道三級消防風險隱患預警體系，為智慧消防“宏觀態(tài)勢預警、微觀精準定位”治理戰(zhàn)略提供有力支撐。 比如，2019年天津市的火警變化趨勢預測的結果與它的實際結果對比的準確率可以達到88.37%，但是預測的結果僅僅是火警的整體總量。下一步的研究方向是預測哪里會發(fā)生火災，提前進行預測和預警。 綜合國內的一些案例，國內消防大數據的發(fā)展目前還是處于發(fā)展階段，有很多成功的案例，但是也有一些不足。第一，平臺服務對象不夠全面?，F有系統(tǒng)平臺偏向于服務社會層面，服務于隊伍內部建設管理偏少。第二，平臺功能定位差異較大。分別側重智慧、預警、物聯網、監(jiān)控等不同功能定位，軟件系統(tǒng)重復開發(fā)造成資源浪費。第三，平臺分析研判不夠智能。聚焦數據融合、地圖服務、網絡構建、視頻分析等信息技術問題，設計的消防科學問題較少。1、美國國家火災事件報告系統(tǒng)（NFIRS） NFIRS是由美國消防管理局國家火災數據中心（National Fire Data Center）建立的系統(tǒng)，旨在幫助地方政府提高火災報告和分析能力，并通過獲取數據從而更準確地評估全國的火災問題。NFIRS具有統(tǒng)一的報告標準，各州消防部門志愿報告其活動，從火災到緊急醫(yī)療服務到惡劣天氣和自然災害。
2、火災—社區(qū)評估反應評估體系（FireCARES）FireCARES是一個大數據分析系統(tǒng)，為消防部門和社區(qū)領導人提供風險環(huán)境信息，包括十多年來對建筑火災和相關傷亡的研究，以及建筑、住宅和人口等數據的研究，通過大量不同來源的數據，評估消防部門的環(huán)境風險、資源水平和應對緊急事件的總體能力。
總體來看，國外的相關應用案例更加關注具體科學問題與解決方法的模型，消防大數據平臺有以下特點：第一，可為消防救援出動提供支持，包括事前規(guī)劃、事中支持等。第二，可為消防安全風險評估提供支持，包括消防站布局、危險源分布等。第三，可為消防員職業(yè)健康提供支持，包括人員能力提升、健康監(jiān)測等。第四，可為消防站庫存管理提供支持，包括裝備補給、保養(yǎng)和報廢等。 國內的信息化建設缺少很多智能化、智慧化的應用，因此消防大數據發(fā)展必須要建一個大數據的平臺，為各個項目隊伍和部門的提供科技支撐，因此，以“智慧大腦”為核心的科技支撐消防隊伍信息化平臺建設是未來發(fā)展的一個目標。 總體來看，消防大數據平臺的發(fā)展基于以下邏輯：首先要有一系列的數據，在這個數據基礎上需要各種各樣的技術，然后基于各項技術來處理各種各樣的業(yè)務，那么我們各種業(yè)務和技術組合來智慧發(fā)展整個系統(tǒng)的業(yè)務。當需要處理某一項業(yè)務時，可以去調用各種各樣的技術；當用到某一項技術的時候，可以調用各種各樣的數據。這就是整個智慧大腦的邏輯關系。 目前上海消防所重點開展以及未來想要做的工作包括：消防安全風險智能防控、消防力量配置動態(tài)評估、重大災害事故決策支持、消防員職業(yè)健康監(jiān)測、以及第三方行業(yè)機構服務。
采用更加智能的方法評估消防風險，利用大量數據進行學習、訓練，從而確定輸入值和輸出值之間的聯系。以城市火災風險評估為目標的神經網絡模型通過分析專家們對于城市火災風險指標權重的劃分，在不清楚作用機理的情況下建立起火災風險指標與火災風險大小的聯系，使模型具有根據指標的量化得分評估城市火災風險的能力。
傳統(tǒng)風險評估中有個別專家的評估分數與大多數專家差距較大，而計算機通過神經網絡模型預測分數均在正常的范圍內，沒有極端值的出現，因此使用該網絡模型可以避免由于不同專家不同教育背景以及不同實踐經歷下的主觀性差異造成的個別專家判斷失效的情況。 消防力量的評估包括裝備力量評估、人員編配評估以及消防戰(zhàn)略優(yōu)化評估，評估完成后定期發(fā)布研究報告，對各地的消防力量進行排名，采取措施針對性地提升。比如基于消防站的響應覆蓋率評價，常熟市2030年規(guī)劃布局31個消防站后，其消防站響應覆蓋率為51.44% ，消防站交叉響應覆蓋率為14.88%，消防響應平均行車時間為4.7min。
利用系統(tǒng)動力學的模擬軟件，可以把事故發(fā)生造成的后果耦合到數據分析中去。一旦發(fā)生大的火災或者是大規(guī)模的森林火災，可以采用這種基于計算機運算的模型的來預測火災的發(fā)生和發(fā)展。在火災發(fā)生前，可以預測火災發(fā)生的概率，給消防防控提供一些幫助。在火災發(fā)生之后，快速計算火災可能造成的后果，對消防救援的管理提供支持。
基于SDOS3.1消防信息化操作系統(tǒng)的應用軟件
摘 要: 分析了當前智慧消防應用軟件的現狀及市場應用中存在的主要問題，介紹了SDOS3.1系統(tǒng)通過明確數據確權和邊界，實現對消防物聯網數據的有序分發(fā)，通過市場手段激活不同地區(qū)的數據孤島，讓不同應用軟件可以全產業(yè)自由流通，打通了整個消防信息化產業(yè)的應用軟件市場，展示了目前已接入的應用軟件實例及推廣效果，實現消防產業(yè)信息化的共建共享生態(tài)，通過數據區(qū)塊鏈建設，解決數據管理和數據計量的問題，減少應用軟件開發(fā)成本，活躍消防應用軟件市場，隨著消防信息化操作系統(tǒng)不斷深入和發(fā)展，不斷促進消防應用軟件生態(tài)，將信息化運用到消防事業(yè)的方方面面，也給我國數字城市建設，數字經濟發(fā)展，數據秩序規(guī)范提供實例參考。序 言：近年來，隨著智慧城市建設的不斷推進，城市聯網已從早期的采用電話線、網線、物聯網卡，現在發(fā)展到了5G，消防應用軟件也從單機版到網絡版，目前已經上升到云架構，2019年以來，在中共中央辦公廳國務院辦公廳印發(fā)的《關于深化消防執(zhí)法改革的意見》通知的行動計劃戰(zhàn)略指引下，以物聯網、云計算、大數據等為代表的新一代信息技術對政府部門的行政管理和公共服務產生了深刻的影響，城市建設和管理的信息化正逐步從數字化、網絡化向自動化、智能化方向發(fā)展。智慧城市的推進對城市聯網的要求不斷增加，也在不斷的提升消防應用軟件的架構，消防信息化的應用軟件的開發(fā)建設如雨后春筍般，多功能多樣化的應用軟件被投入使用，雖然初步實現了傳統(tǒng)職能消防向現代智慧消防的轉變，但是如何來解決這眾多區(qū)塊化的消防應用軟件之間的數據和應用整合，如何更好的顯現長期積累的應用軟件數據的價值，已經提升到當前的工作日程。 目前,全國消防信息化的應用軟件,基本都是本地化部署,每個應用軟件的業(yè)務要求和技術要求都有不同,消防產業(yè)和應用區(qū)塊化，很難全行業(yè)推動,且應用軟件之間不能互聯互通，數據很難復用,無法做到數據的跨區(qū)域遷移,限制了應用軟件市場的發(fā)展，如政府應用中的消防監(jiān)督管理系統(tǒng)、滅火救援指揮系統(tǒng)、社會公眾服務平臺、決策分析平臺、教育培訓平臺等應用軟件獨立分散，底層數據無法互通，耗費大量的資源、人力和物力。正是因為前期大量的“單機版”應用軟件的使用投入，雖然對消防信息化起到了一定的推動作用，但也因此，產生了一個個數據孤島，應用軟件之間數據共享非常困難，正在升級的消防應用軟件，雖然采用了云架構，云部署，但是數據本身還是孤立的，亟待解決數據共享的問題。 隨著大量獨立應用軟件的開發(fā)和應用，數據的共享共用的需求已經在部分項目中實施落實，但是由于應用軟件之間數據共享沒有形成成熟的組織與商業(yè)機制，數據交流和共享僅僅停留在項目層面，需要由應用軟件的開發(fā)企業(yè)之間，一對一的對接再次開發(fā)數據交互關聯的功能，數據交換成本大，雖能實現基本的數據交互，卻很難在建筑層面，跨行業(yè)、跨區(qū)域的使用，依然缺乏全國全行業(yè)的整體架構式部署，缺乏技術架構和商業(yè)機制。 應用軟件之前沒有統(tǒng)一標準的數據接口，因為消防應用軟件之間的獨立使用，分別積累了大量的軟件數據，由于數據存儲較為分散，數據資源難以管理，數據的價值沒有顯現，特別是因為數據價值的特殊性無法評估。也就限制了，應用軟件的交易，因為軟件依賴于數據的使用，沒有數據的支撐軟件就是無源之水，數據作為一種特殊的商品，目前國內外都沒有明確的計量管理的辦法，其中SDOS3.1操作系統(tǒng)，根據商品價值的本源構建了一個新的秩序，應用于區(qū)塊鏈技術，通過價值和評價的方式，對應用軟件的數據進行管理和計量，有望通過這一價值評價的方法來支撐起數據價值的評估，從而掃清軟件市場化的阻力。 以上這些消防應用軟件的現狀，導致消防應用軟件一直被鎖死在一定區(qū)域，限制了應用軟件市場的發(fā)展，未能形成全國應用軟件數據互通流動的市場，導致多數消防應用軟件從業(yè)企業(yè)，尤其是小微企業(yè)，業(yè)務上吃不飽，組織上也無法成長，反過來又制約了消防信息化軟件行業(yè)的推進發(fā)展。 SDOS3.1消防信息化操作系統(tǒng)通過對消防信息化的頂層設計，統(tǒng)一數據交互技術標準，制定數據公約，確定數據確權，透明化數據管理和計量，實現消防數據的標準化發(fā)展，整合起整個消防行業(yè)的數據與應用，為消防信息化企業(yè)賦能，解決軟件不通用，硬件不兼容的問題，驅動消防信息化應用軟件的市場發(fā)展。 消防信息化操作系統(tǒng)通過明確數據確權和邊界，為數據明確了產權認定，可以有序滋養(yǎng)不同的應用軟件，實現不同的應用軟件同時使用相同數據，形成了沒有法律支持的數據合作，同時也讓不同的數據資源可以在同一個或不同的應用軟件之間自由共享，充分釋放應用軟件所有的數據價值，讓數據、接口、應用得到安全且有價值的傳遞，繁榮數據經濟，驅動消防信息化市場。（2）為消防物聯網數據共享提供組織和經濟的內驅動力 類似于數據中臺技術，消防信息化操作系統(tǒng)是通過數據技術,統(tǒng)一標準，數據確權的保障，形成大數據資產層，進而為用戶提供高效的數據融合服務。融合后的數據，可以獨有也可復用，不僅能降低應用軟件重復建設協作的成本，也能通過消防物聯網數據共享，為用戶提供差異化的數據價值。應用軟件在獲得數據原料的同時也可以為正在生成的數據產品實時定價，實時交易，持續(xù)數據的應用和發(fā)展，大大活躍了數字經濟。 各類應用軟件，可以通過公鑰和私鑰認證的方式，在SDOS3.1消防信息化操作系統(tǒng)的架構下，進行數據共享和訪問，不同的私鑰對應不同的接口。目前，消防信息化操作系統(tǒng)已經凝聚了行業(yè)近百個軟件應用，涵蓋政府評估、履職、監(jiān)管、預案、輿情、指揮、裝備、維保、巡查、監(jiān)測、培訓、物業(yè)等多種類型的政府和企業(yè)軟件應用，并在吉林、河南、重慶、甘肅、云南等地區(qū)構建了試驗基地，驗證了物聯網數據在管理和計量后的有序共享使用的商業(yè)邏輯，為數據價值的市場推廣奠定了基礎。 消防應用軟件作為建筑應用軟件的一部分，往往是獨立的，孤立的在運行，消防信息化操作系統(tǒng)，讓消防應用軟件可以有序的與其它系統(tǒng)的數據交互，大大提高了消防聯動事件的處理效率，同時在日常的巡查管理中，也提高了連帶工作效率，解決了消防設施因為使用次數的低頻，常常被人們忽略的問題，通過融入其它系統(tǒng)的業(yè)務過程，讓消防的日常維護服務，和其它機電系統(tǒng)維護實時關聯，也提高了其它系統(tǒng)的安全運行系數。 消防信息化操作系統(tǒng)，為應用軟件用戶和開發(fā)者用戶提供入口，提供交互規(guī)則的指定，數據的權限規(guī)則界定等。接口開發(fā)主要負責數據的提供與數據的授權，并享受相關的收益，以促進接口的不斷完善；應用開發(fā)，可以根據接口開發(fā)方提供的數據進行持續(xù)的應用開發(fā)，提升應用開發(fā)的市場有活力，開發(fā)的軟件應用產品，可以供政府和企業(yè)用戶使用。 基于消防信息化操作系統(tǒng)的消防應用軟件，通過專業(yè)化的分工，最大可能的減少了軟件從數據層到應用層的“自產自銷”，實現軟件市場化開發(fā)與應用的市場化，讓消防信息化從“自然經濟”的狀態(tài)下，轉變到市場經濟，實現數據經濟的基本目標，從而促進整個行業(yè)的發(fā)展。為了達成這一目標，我們還制定了“數據公約”，創(chuàng)建了數據合伙人制度，一方面減少了應用軟件的銷售摩擦，同時也讓應用軟件與數據之間的關系有了基礎的法律參考與商業(yè)落角點，讓數據世界的經濟秩序有章可尋。
消防信息化操作系統(tǒng)，實現行業(yè)資源一體化和軟件接口標準化，通過塊數據合伙形成數據共識，引入“334”銷售規(guī)則，即軟件產權方-銷售方-售后服務方（軟件產權方為軟件所有權歸屬方；銷售方為客戶前期跟進至合同簽訂方；售后服務方為售后技術服務；售后服務方為商務售后服務和技術售后服務，各占售后服務方分成的50%，如商務和技術為同一方提供售后服務，則獲得全部售后服務方分成），讓數據商業(yè)交易標準化，平臺運營和產品研發(fā)及銷售方聯合，共同銷售、共同收益，目前消防信息化操作系統(tǒng)的已接入評估、履職、監(jiān)管、執(zhí)法、預案、輿情、應急指揮、維保監(jiān)測、消防培訓等多種類型的政府和企業(yè)應用軟件，并已初見成果。SDOS3.1消防信息化操作系統(tǒng)以及基于SDOS3.1架構的消防維保等技術服務全流程規(guī)范化管理的數據共享平臺、基于SDOS3.1架構的大數據作戰(zhàn)記錄分析系統(tǒng)項目都取得了消防信息化技術服務成果，并獲得中國消防協會的科技創(chuàng)新獎，如圖1所示。 消防信息化操作系統(tǒng)的軟件開發(fā)應用，創(chuàng)新了管理模式，提升了管理效率，促進了信息化與消防業(yè)務深度融合，為初步實現傳統(tǒng)職能消防向現代智慧消防的轉變，構建了立體化、全覆蓋的社會火災防控體系，打造了符合實戰(zhàn)要求的現代消防提供了有力支撐。（1）SDOS3.1消防信息化操作系統(tǒng)可以解決應用軟件的數據共享功能問題 系統(tǒng)能幫助打通軟件與設備、軟件與軟件之間的關聯，使有關設施、設備融入消防信息化操作系統(tǒng)的應用軟件，真正讓數據體現其靈活性、共享性和使用價值。（2）SDOS3.1消防信息化操作系統(tǒng)可以解決數據管理和數據計量問題 通過數據區(qū)塊鏈建設，應用公私鑰加密技術，明確了數據所有權和數據資產化應用基礎，解決了數據計量和數據管理問題，減少了應用軟件開發(fā)成本，活躍消防應用軟件市場。（3）SDOS3.1消防信息化操作系統(tǒng)可以為應用軟件解決無限的發(fā)展空間 隨著消防信息化操作系統(tǒng)不斷深入和發(fā)展，消防信息化操作系統(tǒng)應用于消防管理和滅火救援全過程，消防應用軟件生態(tài)會越來越好，只要不斷完善、不斷創(chuàng)新，一定創(chuàng)造無限價值。
