一种大数据消防态势可视化智能决策方法与流程

本发明涉及智慧消防与大数据分析，尤其涉及一种大数据消防态势可视化智能决策方法。

背景技术：

1、随着城市化进程加快和建筑规模持续扩大，消防安全管理面临日益严峻的挑战。目前，基于物联网感知设备的消防监测系统已得到广泛应用，通过部署火灾自动报警控制器、压力传感器、感烟探测器等前端设备，能够实现消防设施运行状态的实时采集与远程监控。然而，现有系统在实际应用中仍存在诸多不足：各消防子系统多由不同厂商提供且独立运行，缺乏统一的数据接口和标准化处理流程，导致数据格式各异、难以汇聚，形成大量数据孤岛；风险评估方法多为基于固定阈值的静态判断，主要依赖人工巡检结果，难以充分利用实时监测数据进行动态量化评估；信息呈现手段较为单一，多以表格或简单报表展示告警信息，管理者难以直观识别高风险区域及其态势发展趋势。

2、针对上述问题，已有部分技术方案尝试通过物联网技术实现消防设备的集中监控，借助数据可视化技术将设备状态以图表形式加以呈现，并利用gis地理信息系统对消防设施进行空间定位与分布展示；部分方案还引入基于规则引擎的告警机制，在参数超出设定阈值时触发报警。这些技术的应用在一定程度上改善了消防管理的信息化水平，提升了日常运维的可视化程度和告警响应效率。

3、然而，上述现有技术方案仍未能有效解决消防态势的智能化评估与辅助决策问题，其核心缺陷在于：各系统之间彼此割裂，缺乏对多源异构数据的深度整合与关联分析能力，无法形成能够综合反映整体消防安全态势的动态量化评估模型，也难以在预警发布后自动生成从态势研判到处置指令下达的闭环决策方案，导致预警与处置严重脱节，应急处置仍过度依赖人工经验判断。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种大数据消防态势可视化智能决策方法，解决了现有技术因多源消防数据缺乏深度整合与关联分析而导致无法实现从动态态势量化评估到智能决策方案生成的全流程闭环管理的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种大数据消防态势可视化智能决策方法，包括以下步骤：

3、通过部署于监测区域的物联网感知设备实时采集消防设施运行参数和环境监测数据，并通过数据接口接入外部数据，对所采集和接入的多源异构数据进行清洗、格式转换和标准化处理，建立多源数据之间的关联索引，存储至消防主题数据库；

4、基于标准化处理后的数据，从多个预设维度提取反映消防安全态势的态势特征，利用预先构建的动态评估模型对各个监测区域计算综合消防态势指数，并根据所述综合消防态势指数划分所述监测区域的态势等级，所述动态评估模型采用多维度特征加权融合算法，将各预设维度的风险指数进行加权求和，得到所述综合消防态势指数；

5、基于gis地理信息系统构建消防态势可视化决策平台，在电子地图上叠加显示各监测区域的所述态势等级、消防设施实时运行状态和救援资源分布信息，生成多维度态势监控仪表盘，并接收用户的交互操作指令，响应于所述交互操作指令下钻展示目标区域的详细态势评估数据；

6、根据所述综合消防态势指数和所述态势等级自动触发分级预警机制，并根据预警等级和当前态势评估结果，从预设的多个决策方案中匹配生成目标决策方案，将所述目标决策方案派发至执行终端，跟踪执行进度，并根据执行反馈结果更新所述监测区域的消防设施状态和态势评估数据。

7、其中，所述外部数据包括历史火灾记录、建筑结构信息、气象信息和地理信息数据；所述物联网感知设备包括火灾自动报警控制器、消防管网压力传感器、消防水池液位计、独立式感烟探测器、电气火灾监控设备和温度传感器。

8、其中，对所采集和接入的多源异构数据进行清洗、格式转换和标准化处理，具体包括：

9、剔除重复数据、修正异常值、填补缺失值，将不同来源和不同格式的数据转换为统一的数据结构，对转换后的数据标注时间戳、空间位置和来源信息以建立所述关联索引，并将实时流数据存入时序数据库，将历史数据存入数据仓库，将静态基础数据存入关系型数据库，构成所述消防主题数据库。

10、其中，所述多个预设维度包括：基于设备在线率、故障频率和维保及时率生成的设施运行维度特征，基于温度异常变化率、烟雾浓度波动值、电气线路负荷率和可燃气体浓度生成的环境风险维度特征，基于gis空间分析生成的高风险区域聚集度和重点保护目标分布密度构成的空间聚集维度特征，基于季节性火灾发生规律和时段性风险波动趋势生成的时序演变维度特征，以及基于隐患整改完成率和巡检到位率生成的管理效能维度特征。

11、其中，划分所述监测区域的态势等级，具体包括：

12、将所述综合消防态势指数的数值范围划分为安全等级、注意等级、警告等级和危险等级四个等级区间，当所述综合消防态势指数落入相应等级区间时判定监测区域的态势等级。

13、其中，所述消防态势可视化决策平台还包括三维态势仿真推演模块，所述三维态势仿真推演模块利用数字孪生技术构建重点建筑的三维模型，在所述三维模型中动态映射消防设施运行状态，模拟火灾发生后的烟气扩散路径与蔓延趋势，并推演不同应急响应策略下的救援效果。

14、其中，所述分级预警机制的触发方式为：当所述综合消防态势指数达到所述注意等级时，向管理人员推送提示信息；当达到所述警告等级时，生成隐患整改建议并推送至责任人；当达到所述危险等级时，触发紧急告警并向消防指挥中心及现场值班人员发送告警通知，所述告警通知的方式包括平台消息推送、手机app推送、短信通知和电话语音通知。

15、其中，所述目标决策方案包括日常运维决策方案、应急响应决策方案和预防性维护决策方案；当所述预警等级为注意等级或警告等级时，匹配生成所述日常运维决策方案，自动生成包含任务类型、优先级、执行位置、建议完成时间、所需人员与工具信息的巡检任务单或维保工单，并依据设施位置和人员分布规划最优巡检路线；当所述预警等级为危险等级时，匹配生成所述应急响应决策方案，自动生成包含最优救援路径、最近消防水源与救援力量调配方案、人员疏散路线建议和联动控制策略的应急响应方案；当预测未来态势将达到所述警告等级时，匹配生成所述预防性维护决策方案，生成设备预防性更换计划或加强巡检安排。

16、其中，根据执行反馈结果更新所述监测区域的消防设施状态和态势评估数据之后，还包括：

17、定期对比决策方案实施前后的综合消防态势指数变化、告警响应时间和隐患整改率指标，根据对比结果自动调整所述动态评估模型中的权重系数和所述分级预警机制的触发阈值，将执行完成后的最新设施状态和评估数据作为下一轮态势评估的基础数据，形成闭环迭代优化。

18、本发明的一种大数据消防态势可视化智能决策方法，通过物联网感知设备和数据接口实时采集并标准化整合多源异构数据，建立统一关联索引形成消防主题数据库，在此基础上从设施运行、环境风险、空间聚集、时序演变和管理效能等多个预设维度提取态势特征，利用多维度特征加权融合算法动态计算各监测区域的综合消防态势指数并划分态势等级，进而基于gis地理信息系统的可视化决策平台以电子地图叠加、态势仪表盘和三维数字孪生仿真推演相结合的方式直观呈现全域态势，并支持交互下钻获取详情，同时根据综合消防态势指数和态势等级自动触发分级预警机制，依据预警等级匹配生成涵盖日常运维、应急响应和预防性维护三类场景的目标决策方案，派发执行终端并跟踪反馈以更新状态和评估数据，形成从感知到处置的完整闭环。有效解决了现有技术因多源消防数据缺乏深度整合与关联分析而无法实现从动态态势量化评估到智能决策方案生成的全流程闭环管理的问题，实现了消防态势的动态量化感知、多维度可视化呈现与智能化闭环决策，显著提升了消防安全管理的风险预警能力和应急处置效率。