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浅谈新一代PGIS技术在智慧消防中的创新应用
2021-7-23 阅读(745)
刘丹
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定201801
摘要：智慧消防系统是一种将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、物联网及大数据等技术集于一体的智能消防无线报警网络服务系统Redis内存数据库应用于智慧消防系统的设计中，可以使智慧消防数据查询满足高访问量、操作方便的现实需求，为智慧消防的大数据存储设计提供了的参考。
关键词：智慧消防；物联网；大数据；Redis内存数据库
0引言
智慧消防系统山是一种将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、物联网和大数据⑵等技术集于一体的智能消防无线报警网络服务系统。随着信息技术的深度发展，人类已进入大数据时代，消防行业面临着巨大挑战与机遇，传统消防系统工作方式与新形势、新任务不相适应的矛盾日益凸显,在物联网产业迅猛发展的大背景下，主动运用大数据来解决了电信、建筑、供电、交通等公共设施建设协调发展的问题，在智慧消防系统中，消防指挥与用户单位联网，改变了过去传统、落后和被动的报警、接警、处警方式，实现了报警自动化、接警智能化、处警预案化、管理网络化、服务化、科技现代化，大大减少了中间环节，提高了处警速度，做到了方便、快捷、可靠，使人民生命、财产的以及警员生命的得到保护。
1 Redis数据模型
1.1数据结构设计
Redis本身存储是一个巨大的Hash表，为了模仿关系型数据库的表，通常使用分隔符分隔“表名"以及“字段"，本文使用"："作为分隔符例如存储一个消防产品的属性信息，可以表示为Product：ProductID作为key,并用hash结构存储消防产品属性信息field域包括：产品名称(ProductName)、产品型号(ProductType)、出厂日期(DateofProduct)、技术参数(TechnicalParameters)、证书编号(CertificateNumber)、安装位置(InstallationSite)和报警记录(AlarmRecord)等字段。value域包含实际的存储信息。在每一个消防产品投入到智慧消防云平台前，系统会为其赋予的产品编号PmductlD,因此该key。
表1Redis中hash数据结构设计示例
1.2系统配置
本文采用主从方式进行系统配置，共有3个主(master)节点，3个从(slave)节点，采用全双工通信方式，客户端连接数设置为10000,系统为每个节点分配的内存为1000MB。采用Java虚拟机环境，Jvm主处理单元配置为4核Intel(R)Xeon(R)CPUE7-4830v2@2.20GHz,内存31GB,操作系统选择NeoKylinLinuxAdvancedServerrelease6.0o缓存集群服务器主处理器配置为4核Intel(R)Core(TM)i3-2120CPU@3.30GHz,内存5.5GB,操作系统选择RedHatEnterpriseLinuxServerrelease6.3o
2实验与分析
2.1大批量操作缓存测试
智慧消防是一个全新的概念和理念，目前尚处于发展阶段，还没有和统一的定义和标准。根据智慧消防模型设计的理念圆，模拟出能够体现消防产品信息，消防产品安装位置信息和消防产品地理位置信息等数据，根据这些信息生成智慧消防系统的模拟数据。在消防产品入网前，为每一个产品分配的ProductID,以作为该产品在系统中的标识。考虑到消防数据的复杂与多样性性在模拟数据时，尽可能地选择了多的可能体现消防产品信息的数据，考虑到不同的表中要素的个数不同，共生成了2个数据表KalOO和AcOOl,其中KalOO中数据尽可能多地体现了产品的信息，表中所含要素个数为27891个，AcOOl尽可能多地体现了产品的位置信息,表中所含要素个数为46254个,2张表格中分别具有消防产品信息数据10万条。
2.2写缓存测试
考虑到智慧消防系统在实际应用中，写缓存业务单次不会超过5万条，因此将测试的数据量上限设为5万。当缓存服务器宕机或其他因素导致缓存不可用时，程序会将单次上传的所有数据存入一条zzOl的blob(binarylargeobject)类型字段中，其中blob的容量为2GB。下面本文对写缓存成功的时间，写缓存失败的时间以及缓存失败时存入blob的数据量进行了测试。测试结果如下图1、图2。
安科瑞智慧消防综合管理云平台基于物联网、大数据、云计算等现代信息技术，将分散的火灾自动报警设备、电气火灾监控设备、智慧烟感探测器、智慧消防用水等设备连接形成网络，并对这些设备的状态进行智能化感知、识别、定位，实时动态采集消防信息，通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析，帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。原先针对“九小场所"和危化品生产企业无法监控的空白，适应于所有公建和民建，实现了无人化值守智慧消防，实现智慧消防“自动化"、“智能化"、“系统化"、用电管理的实际需求。
3.2平台功能
(1) 平台登陆
用户登录成功之后进入首页，如图所示。主要展示的内容有：项目概况、设备状态、设备分类、设备报警信息、报警分类、报警统计、设备台账信息等。其中地图可以选配成BIM建筑模型，任何传感器报警时可以在BIM模型中预警显示。
(2) 实时监控
智慧用电子系统可接入电气火灾、故障电弧、电气火灾主机、灭弧式保护器探测和母排无线测温探测等等各类子系统，实现对相关消防系统设备的信息实时监控，一且发现监测数剧超过风险阈值，APP、电话报警统统上阵，通过设备的标签、地理位置定位，快速通知，快速处置
(3) 隐患管理
隐患管理包括隐患巡查、隐患处理、和隐患记录，隐患巡查的目的是为了系统在产生报警或隐患后，系统可以针对工程人员派发工单，处理完以后工程人员能够在系统中填写相关工单任务记录，以供历史查询。隐患统计支持对项目进行日、月、季、年的维度查询，并能够自定义时间查询，将项目下隐患以曲线，图表的形式展现
(4) 统计分析
统计分析包括数据汇总和分析报告，数据汇总以曲线和表格形式显示各个月份的报警和故障记录，同时显示控制日志，支持按照控制类和参数设置类分别显示，也可以按照操作是否成功分别显示，包括此次控制的操作情况，项目名称，设备信息以及对应的操作时间等；分析报告包括总体概况和设备回路特征分析。
(5) 运维管理
根据运维调度管理的需要，智能调度技术人员可以分为不同角色，系统支持巡检计划和巡检日历，可支持巡检人员使用手机NFC芯片巡检打卡的功能。
(6) 手机APP功能
手机APP软件具有IOS版本和安卓版本，并与电脑终端系统的数据同步，能展示剩余电流、温度、电压、电流等电气参数的实时监测数据及变化曲线、历史数据与变化曲线；短路、断线、漏电、超温、过压、欠压、过流等电气故障实时报警数据等；能实时显示项目地理位置、未排除隐患数、未处理巡检数等；通过APP消息推送的方式提醒用户实时报警信息；可以实现远程复位、远程分闸功能；可以对所有现场探测器进行远程参数设定及修改；可以对所有现场探测器的远程控制记录进行查询；
推荐硬件配置清单：（如申请阿里云可忽略）
3.4系统现场推荐硬件配置清单：
注：以下配置为针对1个回路选型，其中剩余电流互感器应根据现场回路电流大
3.5产品选型
电气火灾监控探测器
4 结论
消防物联网的技术发展，将给消防事业带来全新的方法与途径，将改变消防产品生产与消防监管模式四。智慧消防的发展乃是大势所趋，它是社会发展和人们生活水平提高到一定程度后的必然需求叫。但智慧消防的实现，不仅需要消防从业人员的努力，同时需要与物联网和大数据等技术进一步结合四。本文提出的Redis在智慧消防系统设计中的设计，实现了智慧消防数据库系统的Redis模型的建立。试验结果表明，Redis数据模型在智慧消防数据查询的响应效率，较传统的Oracle数据模型有较大的优势，可以满足智慧消防系统实际应用中高访问量、高并发和计时响应的现实需求。
然而，Redis作为一个内存型数据库，其数据存储容量有限，需要在和大数据结合上更做进一步的研究；智慧消防的设计尚处于理论阶段，云平台和模型细节仍在研究过程中，因此如何将Redis模型更好地应用于智慧消防系统的建设中，还需要研究与探索，但只要全社会共同努力，相信智慧消防很快来到我们身边。让我们共同期待智慧消防早日到来！
参考文献：
[1] 孙超.Redis内存数据库在智慧消防系统设计中的应用.
[2] 丁宏军.基于物联网技术的智慧消防建设[J].消防技术与产品信息，2017.
[3] 严霄凤，张德馨.大数据研究山.计算机技术与发展，2013.
[4] 安科瑞企业微电网设计与应用手册，2020.06版.
