基于CPS的消防设施监控预警系统构建

针对当前消防设施监控管理中存在的现实问题，以信息物理融合系统(CPS)为技术支撑，并综合利用物联文章引用: 李栋, 张云明. 基于CPS 的消防设施监控预警系统构建[J]. 计算机科学与应用, 2018, 8(5): 657-663.

随着我国“智慧消防”的不断推进，各地公安消防部门高度重视信息技术在消防安全领域的推广应用，并相继建立了城市消防远程监控系统，起到了一定的火灾防控作用。但是，目前已有的城市消防远程监控系统没有实现城市消防设施、建筑内消防设施的全面监管，部分消防设施运行状态仍为空白[1]；对于已收集的报警信息和各类消防设施运行的数据也没有深入挖掘，进行智能分析预判[2]；而且由于成本高昂、安装复杂，需要修改原有消防系统的软硬件架构，很难推广和应用[3]。因此大量消防设施仍然自成系统，独立运行，难以真正实现大范围的消防设施联网监控。分析科技发展趋势可知，消防设施网络化信息化是智慧消防发展的必然趋势，也是公安消防日常管理工作的现实需要。

本系统针对消防设施运行和监管中存在的现实问题，创新消防监督管理技术手段，探索物联网、大数据、云计算等CPS 技术在消防监督管理业务中的集成应用关键技术[4]，利用物联网技术实现消防设施监管网络化信息化，利用大数据分析技术实现消防安全态势智能研判与预测预警，利用云计算可以实现消防数据共享与远程控制，力争利用现代信息化手段解决现有消防监督管理中存在的突出问题。

2. CPS 技术 2.1. CPS 技术简介 CPS (Cyber-Physical Systems)又称信息物理融合系统，是在环境感知的基础上，深度融合3C (Com-putation, Communication、Control)技术的网络化物理设备系统， 通过计算进程和物理进程相互影响的反馈循环实现深度融合和实时交互来增加新的功能，以安全、可靠、高效和实时的方式监测或者控制一个物理实体[5]，能够实现虚拟信息世界和现实物理世界交互与协同的智能系统。在CPS 的全称中，Cyber 代表计算系统和网络系统所组成的信息世界，Physical 代表物理世界中的进程、对象或事件，它的意义在于将物理设备通过各种网络实现了互联和互通，使得物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等功能[6]。

2.2. 国内外研究现状 在国外，美国总统科学技术顾问委员会(PCAST)在2007 年《挑战下的领先——竞争世界中的信息技术研发》报告中将CPS 列为首个研究点[7]；欧洲于2008 年启动了ARTEMIS 等项目，将CPS 作为智能系统的一个重要发展方向[8]；在日韩等国，CPS 从2008 年左右开始备受关注，各个高等教育机构和科