人工智能在消防工作中的运用

人工智能在消防工作中的运用
发布时间：2022-09-06T07:58:26.825Z 来源：《工程建设标准化》2022年第5月9期作者：王腾蛟
[导读] 随着我国综合实力的提升，人们的生活水平也有了一定的提高。

与此同时，突发事件的发生概率也随之增加王腾蛟
上海消防救援总队训练与战勤保障支队上海 200070
摘要：随着我国综合实力的提升，人们的生活水平也有了一定的提高。

与此同时，突发事件的发生概率也随之增加，其中最引人们注意的就是消防管理工作，人工智能在消防工作中进行应用，能够提升消防监督执法工作的效率，并且人工智能的应用中也能够弥补工作人员因业务不熟练而不能及时处理紧急事件的缺陷。

总之，人工智能在消防管理中的应用，不仅能够提升工作效率，同时还能够确保监管部门拥有完善的工作体系，促进社会的良好发展。

关键词：人工智能；消防管理；应用
1人工智能技术概述
人工智能是以机器为载体实现的人类智能或生物智能，人工智能技术是一种现代化的新型科学技术，并且在当今社会的发展中已经应用到了很多行业中。

通过不断的进行研究和拓展对人类的智能进行模拟，人工智能可以应用到更多的场景中，对人们的日常生活和科学的发展都产生了积极作用。

人工智能在研究和实际的应用过程当中，直接手段就是通过利用机器来帮助人们更加智能化的进行工作。

而在当前社会与时代不断向前发展的趋势之下，人工智能的技术研究和应用范围也在不断扩大。

有了知识的人工智能会变得更强大，可以做更多的事情。

反过来，有了更强大的人工智能，可以帮我们更好地从客观世界中去挖掘、获取和沉淀知识，这些知识和人工智能系统形成正循环，两者共同进步。

2人工智能发展现状
人工智能被称作“AI”，是英文Artificial Intelligence的缩写，是指研究、开发用于模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新科学。

它模仿人类智能并做出相应的反应，相关研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。

人工智能自诞生以来，理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大，如在金融、军事、经济、防灾救灾等行业，人工智能都是应用研究的热点领域，也研发出了若干智能产品，为人类生活质量提升、环境保护、人身安全等提供了更好的保障。

学界普遍认为，第四次工业革命的关键节点是人工智能技术和大数据技术的大面积应用，21世纪科技竞争的核心，在于谁掌握超级智能的控制权。

自2013年以来，人工智能在很多国家上升到国家战略层面。

不同国家和组织根据自身需求，对人工智能的发展侧重点也不一样，如美国重点关注人工智能对科技、经济等领域的作用和影响，欧盟则关注AI道德伦理、社会风险方面的发展趋势，日本更注重人工智能对产业的作用等。

中国则着力于人工智能产业化发展和社会治理智能化，如在2017年国务院就发布了《新一代人工智能发展规划》，这可以说是我国在人工智能技术发展方面的“顶层设计”。

根据“在人工智能要赢得全球科技竞争主动权的重要战略抓手，要确保人工智能领域的理论研究走在前面，在关键的核心技术要占领制高点”的战略目标，国家有关部门制定了相应的人工智能发展措施和步骤，一些研究机构陆续发布了《中国人工智能发展系列报告》《中国人工智能2.0发展战略研究》等重要研究成果。

人工智能可以对人的意识、思维等信息处理过程进行模拟，能够像人那样思考，也有可能超过人的智慧。

但是，迄今为止，人工智能的发展水平仍处在“弱人工智能”的范畴，主要是以实现某个特定方面的智能化应用，如百度推出的智慧交通、阿里的城市大脑平台、腾讯的智慧医疗影像和科大讯飞开发的智能语音平台等。

按照一些学者的观点，“强人工智能是指真正能思维的智能机器，且有知觉的和自我意识，但目前多见于科幻类影视作品”。

3人工智能核心技术
3.1数据挖掘技术
在人们生活、企业生产经营中，需要处理大量数据信息，深度挖掘数据背后价值，能够理清不同数据之间的关联关系，这时就需要借助于人工智能的数据挖掘技术来高效地分析海量数信息，积极学习。

通过研究如何使用计算机来对人们学习生活进行合理模拟，以人工智能神经网络作为基础，开展深度学习。

神经网络在当前仅有着十分广泛的使用，神经网络具备分布式计算功能，而且还具有多神经元多层反馈调整的基本优势，才可以更好分析，并且计算大量数据信息，通过数据训练方式，就能够模拟，其具备了自主化学习的特征。

3.2知识和数据智能处理
在知识处理领域中，使用专家信息系统，可将普通思维转变为专门型的问题解答处理的模式，这样会使人工智能技术有更大的发展突破，由单纯的理论研究逐步转变为实际的应用研究。

对于专家系统的应用来讲，可以将其作为智能化的计算机软件程序，在这种系统中，专门一类信息化知识，它能够在特殊领域，为其提供知识和经验，还可充分使用人工智能化技术去推理计算。

在技术应用背景之下，就可以处理那些比较复杂的管理问题，能够在计算机内进行数据模拟分析，进而使问题能够得到很好的处理。

3.3人机交互技术
在消防监督的人工智能技术应用中，人机交互技术就是通过使用模拟计算机识别，测算计算机，机器人就可以对信息进行深度分析，使用现代化智能算法，应用机器人，这是一种先进的技术，它对于人工智能数据的识别研究来讲，就是通过使用机器人来帮助人们感知外界环境，获取信息，进行计算机数据信息识别，计算机可模拟人体中不同感官，来感知外界事物，获取信息，在此基础环节之上，使相关功能都可以得到很好的发挥。

4人工智能在消防灭火救援中的应用方向
4.1 AR消防帽
AR技术（Augmented Reality）即增强现实技术，根据实际物体的影像点计算三维坐标点，生成虚拟三维影像，然后通过处理器的计算模拟，在现实景物的基础上叠加出“虚拟+现实”的超现实景象。

AR技术会对真实景象进行筛选，只留下使用者所需的图像关键帧，使有用信息点更为突出，从而达到增强现实的效果。

AR技术包含的三维建模技术、影像信息实时传输技术、信息点跟踪技术、场景融合技术等。

如今，AR技术已经在医疗、影视、时装设计等诸多领域逐渐发展成型。

在保障技术运用的基础之上，结合了AR技术的智能消防帽也应运而生了。

AR消防帽是基于传统消防帽的特点并加入AR技术和系统的新型消防护具。

AR消防帽的高速热感摄像头负责捕捉画面，它内置的
计算机模块把画面数据回传终端控制器，待控制器把画面增强后，再回传至消防帽。

总之，AR消防帽利用热力摄像头跟踪技术、人机交互技术、三维模拟成像技术、编码识别技术，完成真实图像与三维虚拟图像的转换与整合，使消防帽对现实火灾场景的图像的感知增强到最大化的效果。

搭载AR设备的消防帽拥有技术含量高，安全性能好，救援速度快，社会效益高等优势，代表着消防帽未来发展趋势。

4.2消防灭火机器人
消防灭火机器人属于极端环境下的工作设备，适应于高温火伤的严酷工作环境，具有防辐射、远程遥控、行走、水炮姿态控制，实现精确灭火和清障等多种作业功能。

消防灭火机器人的出现降低了消防人员的工作难度，使消防人员在极端的工作环境下能够找到一个比较好的代替物来代替他们进行作业，从而避免消防人员受到生命威胁。

消防灭火机器人一般搭载有摄像机、灭火剂喷洒器、消防水炮的灭火设备和其他的位置、图像传感器，具有传送火灾现场图像、穿越障碍物、爬高坡、耐高温等功能。

有效解决在极端的作业环境下消防人员面临的消防现场信息搜集困难，保障消防人员的人身安全。

消防灭火机器人的行走结构以履带式的位置，以适应火灾现场的复杂路面情况、承受消防水炮的巨大后坐力，当然轮式、腿式、轮腿式结构的消防灭火机器人在消防现场也各有用处。

另外，消防水炮作为消防灭火机器人的主要灭火手段，是机器人的核心设备。

根据需要，不同类型的消防灭火机器人配备有不同的水炮。

以RXR-M40D-1型消防灭火机器人为例，该机器人携带的消防水炮级别为120°消防水炮的关节处分别设有水柱/水雾/射流电机、上下电机和左右电机三种电机。

水柱/水雾/射流电机能够实现消防水流从射流状态到水柱、水雾的连续变化调节;上下电机能够实现水炮在垂直方向上的俯仰角度调节;左右电机能够实现水炮在水平方向上的左右调节。

4.3消防指挥中心建设
消防指挥中心的功能主要有三点，分别是指挥、信息传递以及决策。

首先，加强指挥功能。

就是利用先进的通信工具和科学技术，统一划分权利责任和数据信息，这需要配备先进的科学设备和综合素质较高的工作团队。

其次，加强信息传递职能。

就是利用现代化的通信工具，及时传送和处理命令、信息以及任务。

最后，加强决策功能。

主要是利用综合素质高的团队对决策的可行性和科学性进行完善。

消防指挥中心的功能直接关系到消防部门的灭火救援工作开展状态，所以对其功能进行完善，直接关系到人们的生命安全和财产安全，具有非常重要的现实意义。

开发智能消防指挥决策系统主要是通过信息化建设和移动平台的建设，利用无线传输系统和调度指挥专网得以实现。

尤其是随着信息化技术和大数据技术的广泛应用，单位手持数据通信系统得到了飞速发展，能够将火场内的情况通过无线网络进行超短波衔接，实现全面无线传播的效果。

并且，随着5G网络的应用，在近几年，智能化消防指揮系统的作用会越来越大。

这就需要消防指挥中心对战训业务模块软件系统加大开发力度，全面管理好道路水源和灭火救援方案的设计，详细记录火灾现场的文件信息，妥善处理危险品和导航监测的管理工作，将火灾现场的三维场景准确展示出来，也可以全方位地展现火情蔓延的形势，为救援工作提供重要支持。

4.4在应急救援中的应用
4.4.1 地下被困人员救援
在地震灾害或者矿井事故发生后，处在灾区的人员很可能被埋于倒塌房屋或者矿井下的支护设施之间的缝隙里，这个时候蛇形机器人、遥测无人机等智能救援设备就派上用场了，可以运用先进的GPS导航系统、生物智能探测仪等装备对被困人员进行精确定位。

例如有人利用ipad、智能手机等终端通过快速无线通信系统，开发了地震灾区现场调查和快速数据处理平台，将搜救机器人信号接入系统，进行快速定位，及时救援。

在信息不通畅的地区，利用无人机在上空拍摄实时的灾区景象，直观地了解灾区范围内的道路情况、受灾区域等，以便及时地为救灾指挥人员做决策提供信息服务。

无人机还可以通过一些危险地区，对灾区的温度、有害气体浓度等环境因素进行探测分析，并及时搜索生还者，运送、投递食物、水等救生物资，为救援人员的施救和生还者提供必要的帮助。

4.4.2 智能火灾救援系统
根据有关资料，全世界每年死于火灾的人数有7万人之多，造成直接经济损失高达几百亿美元！在火灾发生后，随之产生的高温、有毒烟雾会造成大量人员死亡，因此对火患时间的精确分析、事前精确监测和预报至关重要，及时地将隐患消灭在萌芽状态。

但火灾原因复杂，对于火灾现场的情况分析具有一定的难度，这时人工智能技术就可以为火灾模拟、溯源、仿真等提供帮助。

实际上，在2017年原公安部消防总局就提出了智慧消防建设计划，利用先进的物联网技术、人工智能、大数据、云计算、移动互联等技术，构建覆盖全国的智慧消防物联网系统。

救援指挥部可以根据人工智能侦查检测到的信息，迅速对灾情做出判断，如派出救援机器人第一时间进入灾区，代替救援人员进行灭火、排烟等工作，对受灾人员进行救助，大大减少救援人员的自身伤亡。

4.4.3应用实例—智慧消防
智慧消防是利用物联网、人工智能、虚拟现实、移动互联网+等最新技术，配合大数据云计算平台、火警智能研判等专业应用，实现城市消防的智能化，智慧消防可以说是智慧城市中消防智能化模块。

智慧消防系统是将GPS（全球卫星定位系统）、GIS（地理信息系统）、GSM（无线移动通信系统和计算机、网络等现代高新技术）集于一体的智能消防无线报警网络服务系统，成功地解决了电信、建筑、供电、交通等公共设施建设协调发展的问题，改变了过去传统、落后和被动地报警、接警、处警模式，实现了报警自动化、接警智能化、处警预案化、管理网络化、服务专业化、科技现代化，大大减少了中间环节，极大地提高了出警速度，真正做到了方便、快捷、安全、可靠，使人民生命、财产的安全以及消防员的生命安全得到了最大限度地保护。

4.5其他方面的应用
完善的消防专业知识图谱可以为完成多维导航、深度搜索、智能问答等应用提供精准的数据支撑。

消防监督员在消防监督检查工作中，需要对检查对象进行深入地剖析、分解，要能够全面的掌握消防检查对象状态及存在的消防安全隐患。

需要对法律条款及规范进行全面地了解，检查消防设施、报警设施等。

消防检查是一项定期检查的工作任务，需要对各个消防系统进行排查，工作量非常大，不仅需要耗费大量的人力、物力和财力，而且检查难度大，容易造成纰漏。

引入消防专家辅助系统，可以提高工作效率，降低工作强度，提高消防安全监督检查的准确率。

消防检测、评估、维保、产品、安全领域的从业人员，通过专家系统辅助工作，可以直接搜索解决实际工作中的问题，有效提高执业能力和水平。

消防专家系统作为学习平台，为每个社会成员提供专业技术咨询服务，方便随时学习咨询，提高自身安全意识，普及消防常识。

消防专家系统可采用云端数据更新，确保知识图谱与现行法规一致，同时便于知识图谱升级成果共享。

在APP移动平台、PC端执行数据库本地化运行方式提高运行速度。

附加智能语义解析模块，实现语言智能交流，输出深度搜索结果，实现智能消防应用。

结束语
总而言之，通过对人工智能技术的使用，负责消防监督管理工作的技术人员能够在人工智能技术拥有的各种先进功能的帮助下解决各种各样的难题，对于我国消防安全的保障具有重要影响。

所以，各个城市的消防部门要重视对人工智能技术的使用，发挥人工智能技术的先
进作用，对于各项相关工作机制进行完善，进一步促进各个方面消防安保工作质量的提升，为我国城市居民的安全提供保障。

参考文献
[1]侯忠辉,李帅帅,杜渂.人工智能在智能消防系统中的研究与应用[J].电信快报,2021(05):19-24.。