本發(fā)明涉及一種城市公共安全預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

城市是人類聚居的產(chǎn)物，需要具備功能的多樣性來(lái)滿足人們的各種需要，安全是最基本的需要。在歷史上，人類創(chuàng)造城市就是基于安全的需要，“筑城以衛(wèi)君，造郭以守民，此城郭之始也”。進(jìn)入20世紀(jì)以來(lái)，各種自然災(zāi)害、安全事故、公共衛(wèi)生事件、社會(huì)安全事件不斷發(fā)生，城市公共安全正成為全世界都關(guān)注的問(wèn)題。當(dāng)前，我國(guó)正處在公共安全事件易發(fā)、頻發(fā)、多發(fā)期，維護(hù)公共安全任務(wù)重要而艱巨。公共安全事件有多個(gè)發(fā)展階段，其性質(zhì)和量級(jí)雖然主要體現(xiàn)在集中爆發(fā)期，但大多取決于孕育潛伏期，重在防治，減小公共安全事件的危害性。但是由于數(shù)據(jù)繁多，服務(wù)器處理的數(shù)據(jù)量龐大，會(huì)影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種城市公共安全預(yù)警系統(tǒng)，能對(duì)樓宇消防、化糞池或地下管道中危險(xiǎn)氣體濃度和人防工程環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)警，采用數(shù)據(jù)融合方法處理數(shù)據(jù)，提高城市公共安全信息的可信度，提高了系統(tǒng)的可靠性，大大提高了系統(tǒng)的處理速度，減小城市公共安全事件的危險(xiǎn)性。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)手段解決上述技術(shù)問(wèn)題：

本發(fā)明提供了一種城市公共安全預(yù)警系統(tǒng)，包括現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集樓宇消防、化糞池或地下管道危險(xiǎn)氣體濃度和人防工程環(huán)境數(shù)據(jù)；通信模塊，用于傳輸數(shù)據(jù)；云平臺(tái)，用于接收現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和數(shù)據(jù)融合，判斷采集的數(shù)據(jù)是否異常，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常則發(fā)出預(yù)警信號(hào)；預(yù)警裝置，用于發(fā)出預(yù)警信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)通信模塊與云平臺(tái)通信，云平臺(tái)控制預(yù)警裝置發(fā)出預(yù)警信號(hào)，所述云平臺(tái)包括數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括數(shù)據(jù)融合模塊，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行特征量提取，得到相應(yīng)的屬性，做出決策判斷。

進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)處理模塊還包括數(shù)據(jù)安全控制模塊，用于對(duì)外接設(shè)備進(jìn)行授權(quán)認(rèn)證。

進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)融合模塊包括數(shù)據(jù)級(jí)融合模塊，所述數(shù)據(jù)級(jí)融合模塊用于對(duì)采集的消防數(shù)據(jù)、化糞池或地下管道危險(xiǎn)氣體數(shù)據(jù)和人防工程環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合和分析。

進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)融合模塊還包括特征級(jí)融合模塊，對(duì)采集的消防數(shù)據(jù)、化糞池或地下管道危險(xiǎn)氣體數(shù)據(jù)和人防工程環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取并對(duì)特征進(jìn)行綜合和分析。

進(jìn)一步地，決策級(jí)融合模塊，根據(jù)提取的特征量進(jìn)行識(shí)別并作出判斷，是否達(dá)到預(yù)警數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊包括樓宇消防檢測(cè)子模塊，所述樓宇消防檢測(cè)子模塊包括消防主機(jī)、煙霧傳感器、水位傳感器和水泵壓力表,所述煙霧傳感器、水位傳感器和水泵壓力表分別與消防主機(jī)連接，所述消防主機(jī)與通信模塊連接。

進(jìn)一步地，還包括有毒有害氣體檢測(cè)模塊，所述有毒有害氣體檢測(cè)模塊與消防主機(jī)連接。

進(jìn)一步地，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊還包括危險(xiǎn)氣體檢測(cè)子模塊，所述危險(xiǎn)氣體檢測(cè)測(cè)子模塊包括H₂S傳感器、CO傳感器、NH₃傳感器和CH₄傳感器中的一種或多種，所述H₂S傳感器、CO傳感器、NH₃傳感器和CH₄傳感器中的一種或多種分別與通信模塊連接。

進(jìn)一步地，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊還包括人防工程環(huán)境監(jiān)測(cè)子模塊，所述人防工程環(huán)境監(jiān)測(cè)子模塊包括溫度傳感器、濕度傳感器和氧氣濃度傳感器中的一種或多種，所述溫度傳感器、濕度傳感器和氧氣濃度傳感器中的一種或多種分別與通信模塊連接。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明的城市公共安全預(yù)警系統(tǒng)，能對(duì)樓宇消防、化糞池或地下管道中危險(xiǎn)氣體濃度和人防工程環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)警，減小城市公共安全事件的危險(xiǎn)性。

2、本發(fā)明的城市公共安全預(yù)警系統(tǒng)，采用數(shù)據(jù)融合技術(shù)對(duì)采集的樓宇消防數(shù)據(jù)、危險(xiǎn)氣體數(shù)據(jù)和人防工程環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，減少檢測(cè)到消防數(shù)據(jù)、危險(xiǎn)氣體數(shù)據(jù)和人防工程環(huán)境數(shù)據(jù)的冗余，節(jié)省存儲(chǔ)空間，提高數(shù)據(jù)處理模塊的運(yùn)行速度，即提高了云平臺(tái)的處理速度，使系統(tǒng)響應(yīng)速度快，及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，減小城市公共安全事件的危害性。

3、本發(fā)明的城市公共安全預(yù)警系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理模塊還包括數(shù)據(jù)安全控制模塊，對(duì)外接設(shè)備進(jìn)行授權(quán)認(rèn)證，既可以對(duì)外接設(shè)備進(jìn)行管理，又可以防止外來(lái)不安全數(shù)據(jù)向云平臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)安全，也可以減輕云平臺(tái)的數(shù)據(jù)處理量。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例原理圖。

圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例原理圖。

圖3為本發(fā)明數(shù)據(jù)融合模塊的原理圖。

圖4為本發(fā)明的樓宇消防檢測(cè)子模塊原理圖。

圖5為本發(fā)明的危險(xiǎn)氣體檢測(cè)子模塊原理圖。

圖6為本發(fā)明的人防工程環(huán)境監(jiān)測(cè)子模塊原理圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，如圖1，2，3，4，5，6所示：

本發(fā)明的城市公共安全預(yù)警系統(tǒng)，包括現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集樓宇消防、化糞池或地下管道危險(xiǎn)氣體濃度和人防工程環(huán)境數(shù)據(jù)；通信模塊，用于傳輸數(shù)據(jù)；云平臺(tái)，用于接收現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和數(shù)據(jù)融合，判斷采集的數(shù)據(jù)是否異常，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常則發(fā)出預(yù)警信號(hào)；預(yù)警裝置，用于發(fā)出預(yù)警信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)通信模塊與云平臺(tái)通信，云平臺(tái)控制預(yù)警裝置發(fā)出預(yù)警信號(hào)，所述云平臺(tái)包括數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括數(shù)據(jù)融合模塊，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行特征量提取，得到相應(yīng)的屬性，做出決策判斷?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊采集樓宇消防信息、化糞池危險(xiǎn)氣體信息和人防工程環(huán)境參數(shù)，將這些數(shù)據(jù)通過(guò)通信模塊發(fā)送到云平臺(tái)，云平臺(tái)接收到這些數(shù)據(jù)，在并將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，與設(shè)定的預(yù)警閾值進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)有異常數(shù)據(jù)則控制預(yù)警裝置發(fā)出預(yù)警信號(hào)，提醒工作人員及時(shí)查看處理。數(shù)據(jù)融合模塊通過(guò)對(duì)采集的進(jìn)行特征提取分類并融合同類特征來(lái)消除數(shù)據(jù)冗余性提高云平臺(tái)處理速度，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

數(shù)據(jù)融合模塊包括數(shù)據(jù)級(jí)融合模塊、特征級(jí)融合模塊和決策級(jí)融合模塊，所述數(shù)據(jù)級(jí)融合模塊用于對(duì)采集的消防數(shù)據(jù)、化糞池或地下管道危險(xiǎn)氣體數(shù)據(jù)和人防工程環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合和分析；特征級(jí)融合模塊，對(duì)采集的消防數(shù)據(jù)、化糞池或地下管道危險(xiǎn)氣體數(shù)據(jù)和人防工程環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取并對(duì)特征進(jìn)行綜合和分析。決策級(jí)融合模塊，根據(jù)提取的特征量進(jìn)行識(shí)別并作出判斷，是否達(dá)到預(yù)警數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)融合模塊采用特征層模糊聚類的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，減少了消防數(shù)據(jù)、化糞池或地下管道數(shù)據(jù)以及人防工程環(huán)境數(shù)據(jù)的冗余，節(jié)省了云平臺(tái)存儲(chǔ)單元的開(kāi)銷。特征層融合是從各傳感器提供的觀測(cè)數(shù)據(jù)中提取有代表性的特征，這些特征融合成單一的特征向量，然后運(yùn)用模式識(shí)別的方法進(jìn)行處理?；谀：垲惖臄?shù)據(jù)融合：聚類的實(shí)質(zhì)是對(duì)用一組參數(shù)表示的樣本群按照某種特定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類的過(guò)程。模糊聚類的過(guò)程就是按照某一種相似性度量、差別檢驗(yàn)以及停止規(guī)則對(duì)樣本數(shù)據(jù)中的特征參數(shù)進(jìn)行分類的過(guò)程，不同的規(guī)則對(duì)應(yīng)不同的聚類分析算法。基于特征層模糊聚類的數(shù)據(jù)融合是通過(guò)將傳感器采集到的數(shù)據(jù)中提取具有代表性的特征，將這些特征按照一種相似性度量、差別檢驗(yàn)等將特征參數(shù)進(jìn)行分類融合，將數(shù)據(jù)的相同部分去掉，保留互補(bǔ)的特征數(shù)據(jù)，減少檢測(cè)到消防數(shù)據(jù)、危險(xiǎn)氣體數(shù)據(jù)和人防工程環(huán)境數(shù)據(jù)的冗余，節(jié)省存儲(chǔ)空間，提高數(shù)據(jù)處理模塊的運(yùn)行速度。

數(shù)據(jù)處理模塊還包括數(shù)據(jù)安全控制模塊，用于對(duì)外接設(shè)備進(jìn)行授權(quán)認(rèn)證，經(jīng)過(guò)授權(quán)認(rèn)證的設(shè)備才能向云平臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)。既可以對(duì)外接設(shè)備進(jìn)行管理，又可以防止外來(lái)不安全數(shù)據(jù)向云平臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)安全，也可以減輕云平臺(tái)的數(shù)據(jù)處理量。

現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊包括樓宇消防檢測(cè)子模塊，所述樓宇消防檢測(cè)模塊子包括消防主機(jī)、煙霧傳感器、溫度傳感器、水位傳感器和水泵壓力表,所述煙霧傳感器、溫度傳感器、水位傳感器和水泵壓力表分別與消防主機(jī)連接，所述消防主機(jī)與通信模塊連接。煙霧傳感器通過(guò)檢測(cè)場(chǎng)所內(nèi)的煙霧濃度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)火情的監(jiān)測(cè)，即煙霧傳感器將煙霧濃度轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)信號(hào)，并將該數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送到消防主機(jī)，溫度傳感器通過(guò)檢測(cè)場(chǎng)所內(nèi)的溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)火情的監(jiān)測(cè)，即溫度傳感器將溫度轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)信號(hào)。水位傳感器常安裝于消防水源所在位置，用于檢測(cè)消防水源的水位狀態(tài)。水泵壓力表用于檢測(cè)消防水泵的壓力值。有毒有害氣體檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)火災(zāi)發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的有毒有害氣體數(shù)據(jù)，有毒有害氣體檢測(cè)模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)较乐鳈C(jī)。消防主機(jī)將傳感器采集的數(shù)據(jù)通過(guò)通信模塊發(fā)送到云平臺(tái)。建筑物失火會(huì)造成大量的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡，消防檢測(cè)子模塊可以在火災(zāi)發(fā)生初期就檢測(cè)出并發(fā)出預(yù)警信號(hào)，可以減少財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。

化糞池或地下管道中的危險(xiǎn)氣體濃度超標(biāo)，當(dāng)出現(xiàn)化糞池或地下管道故障，工人下去檢修而不清楚里面的危險(xiǎn)氣體濃度情況，可能會(huì)引起窒息，嚴(yán)重可能會(huì)引起爆炸?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊還包括危險(xiǎn)氣體檢測(cè)子模塊，所述危險(xiǎn)氣體檢測(cè)子模塊包括H₂S傳感器、CO傳感器、NH₃傳感器和CH₄傳感器中的一種或多種，所述H₂S傳感器、CO傳感器、NH₃傳感器和CH₄傳感器中的一種或多種分別與通信模塊連接。H₂S傳感器用于采集化糞池中的H₂S濃度。CO傳感器用于采集化糞池中的CO的濃度。NH₃傳感器用于采集化糞池中的NH₃的濃度，CH₄傳感器用于采集化糞池中CH₄的濃度。傳感器將采集的危險(xiǎn)氣體濃度通過(guò)通信模塊發(fā)送到云平臺(tái)，云平臺(tái)接收危險(xiǎn)氣體數(shù)據(jù)并判斷化糞池或地下管道中的危險(xiǎn)氣體濃度是否超標(biāo)，如果超標(biāo)則控制預(yù)警裝置發(fā)出預(yù)警信號(hào)。

人防工程主要用于人民防空臨時(shí)掩體、戰(zhàn)時(shí)防空指揮中心、通訊中心、隱蔽所等；部分永備防御工事還具有三防功能。作為避難場(chǎng)所，只有在遇到災(zāi)難時(shí)才使用，平?；緹o(wú)人想起，但是在遇到災(zāi)難時(shí)是人們得以生存的保障。人防工程環(huán)境的監(jiān)測(cè)是非常有必要的?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊還包括人防工程環(huán)境監(jiān)測(cè)子模塊，所述人防工程環(huán)境監(jiān)測(cè)子模塊包括溫度傳感器、濕度傳感器和氧氣濃度傳感器中的一種或多種，所述溫度傳感器、濕度傳感器和氧氣濃度傳感器中的一種或多種分別與通信模塊連接。溫度傳感器用于采集人防工程中的溫度，濕度傳感器用于采集人防工程中的濕度，氧氣濃度傳感器用于采集人防工程中的氧氣濃度，傳感器將采集的溫度、濕度、氧氣濃度傳輸?shù)皆破脚_(tái)，云平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)并判斷，溫度、濕度、氧氣濃度是否達(dá)到預(yù)警閾值，如果達(dá)到預(yù)警閾值則控制預(yù)警裝置發(fā)出預(yù)警信號(hào)。

采用多種傳感器采集樓宇消防數(shù)據(jù)、危險(xiǎn)氣體濃度和人防工程環(huán)境等數(shù)據(jù)，將多種數(shù)據(jù)通過(guò)通信模塊發(fā)送到云平臺(tái)，云平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并判斷是否達(dá)到預(yù)警閾值，如果達(dá)到預(yù)警閾值則發(fā)出預(yù)警信號(hào)。該系統(tǒng)可以對(duì)城市公共安全比較重要且危害比較大的幾個(gè)方面進(jìn)行檢測(cè)，采用數(shù)據(jù)融合的方法對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析數(shù)據(jù)并作出預(yù)警，系統(tǒng)的響應(yīng)速度快，及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，減小城市公共安全事件的危害性。

最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。