城市公共安全預警系統的制作方法

本發明涉及一種城市公共安全預警系統。

背景技術：

城市是人類聚居的產物，需要具備功能的多樣性來滿足人們的各種需要，安全是最基本的需要。在歷史上，人類創造城市就是基于安全的需要，“筑城以衛君，造郭以守民，此城郭之始也”。進入20世紀以來，各種自然災害、安全事故、公共衛生事件、社會安全事件不斷發生，城市公共安全正成為全世界都關注的問題。當前，我國正處在公共安全事件易發、頻發、多發期，維護公共安全任務重要而艱巨。公共安全事件有多個發展階段，其性質和量級雖然主要體現在集中爆發期，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。但是由于數據繁多，服務器處理的數據量龐大，會影響系統的響應速度。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種城市公共安全預警系統，能對樓宇消防、化糞池或地下管道中危險氣體濃度和人防工程環境數據進行監測和預警，采用數據融合方法處理數據，提高城市公共安全信息的可信度，提高了系統的可靠性，大大提高了系統的處理速度，減小城市公共安全事件的危險性。

本發明通過以下技術手段解決上述技術問題：

本發明提供了一種城市公共安全預警系統，包括現場數據采集模塊，用于采集樓宇消防、化糞池或地下管道危險氣體濃度和人防工程環境數據；通信模塊，用于傳輸數據；云平臺，用于接收現場采集數據并對數據進行預處理和數據融合，判斷采集的數據是否異常，如果發現數據異常則發出預警信號；預警裝置，用于發出預警信號，現場數據采集模塊通過通信模塊與云平臺通信，云平臺控制預警裝置發出預警信號，所述云平臺包括數據處理模塊，所述數據處理模塊包括數據融合模塊，對現場采集數據進行特征量提取，得到相應的屬性，做出決策判斷。

進一步地，數據處理模塊還包括數據安全控制模塊，用于對外接設備進行授權認證。

進一步地，數據融合模塊包括數據級融合模塊，所述數據級融合模塊用于對采集的消防數據、化糞池或地下管道危險氣體數據和人防工程環境數據進行綜合和分析。

進一步地，數據融合模塊還包括特征級融合模塊，對采集的消防數據、化糞池或地下管道危險氣體數據和人防工程環境數據進行特征提取并對特征進行綜合和分析。

進一步地，決策級融合模塊，根據提取的特征量進行識別并作出判斷，是否達到預警數據。

進一步地，現場數據采集模塊包括樓宇消防檢測子模塊，所述樓宇消防檢測子模塊包括消防主機、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連接，所述消防主機與通信模塊連接。

進一步地，還包括有毒有害氣體檢測模塊，所述有毒有害氣體檢測模塊與消防主機連接。

進一步地，現場數據采集模塊還包括危險氣體檢測子模塊，所述危險氣體檢測測子模塊包括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。

進一步地，現場數據采集模塊還包括人防工程環境監測子模塊，所述人防工程環境監測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。

本發明的有益效果：

1、本發明的城市公共安全預警系統，能對樓宇消防、化糞池或地下管道中危險氣體濃度和人防工程環境數據進行監測和預警，減小城市公共安全事件的危險性。

2、本發明的城市公共安全預警系統，采用數據融合技術對采集的樓宇消防數據、危險氣體數據和人防工程環境數據進行分析處理，減少檢測到消防數據、危險氣體數據和人防工程環境數據的冗余，節省存儲空間，提高數據處理模塊的運行速度，即提高了云平臺的處理速度，使系統響應速度快，及時發出預警信號，減小城市公共安全事件的危害性。

3、本發明的城市公共安全預警系統，數據處理模塊還包括數據安全控制模塊，對外接設備進行授權認證，既可以對外接設備進行管理，又可以防止外來不安全數據向云平臺發送數據，確保數據安全，也可以減輕云平臺的數據處理量。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。

圖1為本發明一實施例原理圖。

圖2為本發明另一實施例原理圖。

圖3為本發明數據融合模塊的原理圖。

圖4為本發明的樓宇消防檢測子模塊原理圖。

圖5為本發明的危險氣體檢測子模塊原理圖。

圖6為本發明的人防工程環境監測子模塊原理圖。

具體實施方式

以下將結合附圖對本發明進行詳細說明，如圖1，2，3，4，5，6所示：

本發明的城市公共安全預警系統，包括現場數據采集模塊，用于采集樓宇消防、化糞池或地下管道危險氣體濃度和人防工程環境數據；通信模塊，用于傳輸數據；云平臺，用于接收現場采集數據并對數據進行預處理和數據融合，判斷采集的數據是否異常，如果發現數據異常則發出預警信號；預警裝置，用于發出預警信號，現場數據采集模塊通過通信模塊與云平臺通信，云平臺控制預警裝置發出預警信號，所述云平臺包括數據處理模塊，所述數據處理模塊包括數據融合模塊，對現場采集數據進行特征量提取，得到相應的屬性，做出決策判斷。現場數據采集模塊采集樓宇消防信息、化糞池危險氣體信息和人防工程環境參數，將這些數據通過通信模塊發送到云平臺，云平臺接收到這些數據，在并將這些數據進行分析處理，與設定的預警閾值進行對比，發現有異常數據則控制預警裝置發出預警信號，提醒工作人員及時查看處理。數據融合模塊通過對采集的進行特征提取分類并融合同類特征來消除數據冗余性提高云平臺處理速度，提高系統的響應速度。

數據融合模塊包括數據級融合模塊、特征級融合模塊和決策級融合模塊，所述數據級融合模塊用于對采集的消防數據、化糞池或地下管道危險氣體數據和人防工程環境數據進行綜合和分析；特征級融合模塊，對采集的消防數據、化糞池或地下管道危險氣體數據和人防工程環境數據進行特征提取并對特征進行綜合和分析。決策級融合模塊，根據提取的特征量進行識別并作出判斷，是否達到預警數據。

數據融合模塊采用特征層模糊聚類的方法進行數據融合，減少了消防數據、化糞池或地下管道數據以及人防工程環境數據的冗余，節省了云平臺存儲單元的開銷。特征層融合是從各傳感器提供的觀測數據中提取有代表性的特征，這些特征融合成單一的特征向量，然后運用模式識別的方法進行處理。基于模糊聚類的數據融合：聚類的實質是對用一組參數表示的樣本群按照某種特定的標準進行分類的過程。模糊聚類的過程就是按照某一種相似性度量、差別檢驗以及停止規則對樣本數據中的特征參數進行分類的過程，不同的規則對應不同的聚類分析算法。基于特征層模糊聚類的數據融合是通過將傳感器采集到的數據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、差別檢驗等將特征參數進行分類融合，將數據的相同部分去掉，保留互補的特征數據，減少檢測到消防數據、危險氣體數據和人防工程環境數據的冗余，節省存儲空間，提高數據處理模塊的運行速度。

數據處理模塊還包括數據安全控制模塊，用于對外接設備進行授權認證，經過授權認證的設備才能向云平臺發送數據。既可以對外接設備進行管理，又可以防止外來不安全數據向云平臺發送數據，確保數據安全，也可以減輕云平臺的數據處理量。

現場數據采集模塊包括樓宇消防檢測子模塊，所述樓宇消防檢測模塊子包括消防主機、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連接，所述消防主機與通信模塊連接。煙霧傳感器通過檢測場所內的煙霧濃度來實現對火情的監測，即煙霧傳感器將煙霧濃度轉換數據信號，并將該數據信號發送到消防主機，溫度傳感器通過檢測場所內的溫度來實現對火情的監測，即溫度傳感器將溫度轉換數據信號。水位傳感器常安裝于消防水源所在位置，用于檢測消防水源的水位狀態。水泵壓力表用于檢測消防水泵的壓力值。有毒有害氣體檢測模塊，用于檢測火災發生時產生的有毒有害氣體數據，有毒有害氣體檢測模塊將數據傳輸到消防主機。消防主機將傳感器采集的數據通過通信模塊發送到云平臺。建筑物失火會造成大量的財產損失和人員傷亡，消防檢測子模塊可以在火災發生初期就檢測出并發出預警信號，可以減少財產損失和人員傷亡。

化糞池或地下管道中的危險氣體濃度超標，當出現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氣體濃度情況，可能會引起窒息，嚴重可能會引起爆炸。現場數據采集模塊還包括危險氣體檢測子模塊，所述危險氣體檢測子模塊包括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氣體濃度通過通信模塊發送到云平臺，云平臺接收危險氣體數據并判斷化糞池或地下管道中的危險氣體濃度是否超標，如果超標則控制預警裝置發出預警信號。

人防工程主要用于人民防空臨時掩體、戰時防空指揮中心、通訊中心、隱蔽所等；部分永備防御工事還具有三防功能。作為避難場所，只有在遇到災難時才使用，平常基本無人想起，但是在遇到災難時是人們得以生存的保障。人防工程環境的監測是非常有必要的。現場數據采集模塊還包括人防工程環境監測子模塊，所述人防工程環境監測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、氧氣濃度傳輸到云平臺，云平臺對數據進行存儲并判斷，溫度、濕度、氧氣濃度是否達到預警閾值，如果達到預警閾值則控制預警裝置發出預警信號。

采用多種傳感器采集樓宇消防數據、危險氣體濃度和人防工程環境等數據，將多種數據通過通信模塊發送到云平臺，云平臺對數據進行處理，并判斷是否達到預警閾值，如果達到預警閾值則發出預警信號。該系統可以對城市公共安全比較重要且危害比較大的幾個方面進行檢測，采用數據融合的方法對采集的數據進行分析數據并作出預警，系統的響應速度快，及時發出預警信號，減小城市公共安全事件的危害性。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。