物聯(lián)網(wǎng)的公共安全應(yīng)用

1、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告物聯(lián)網(wǎng)在公共安全中的應(yīng)用一、物聯(lián)網(wǎng)的概念通常意義上，較全面的物聯(lián)網(wǎng)的定義是：物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別、 紅外感應(yīng)器、定位系統(tǒng)、激光掃描儀等各種信息傳感設(shè)備，把任何物體與互 聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān) 控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。二、公共安全中的物聯(lián)網(wǎng)“安全”一詞在近幾年逐漸引起人們的關(guān)注。首先安全是指沒(méi)有引起死 亡、傷害、職業(yè)病或財(cái)產(chǎn)、設(shè)備的損壞、損失或環(huán)境危害的一種客觀條件； 其次安全也包含應(yīng)用系統(tǒng)可靠性、保密性的保障；再次安全指不因人、機(jī)、 媒介的相互作用而導(dǎo)致系統(tǒng)損失、人員傷害、任務(wù)受影響或造成時(shí)間上的浪 費(fèi)。目前，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的公共安

2、全主要涉及社會(huì)治安、生產(chǎn)安全、居民學(xué)校 安全等與人員密切相關(guān)的領(lǐng)域。這些領(lǐng)域的傳統(tǒng)安保措施大多靠人力，例如 交警、保安、社區(qū)管理人員和企業(yè)管理人員。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)施安保，可 以大量節(jié)省人力物力，減少企業(yè)或部門(mén)為保障安全的投入；與此同時(shí)，相比 于傳統(tǒng)方法，技術(shù)實(shí)施的安保又可以大大提升安全指數(shù)，避免了人為錯(cuò)誤。任何措施的使用都有兩面性，雖然物聯(lián)網(wǎng)在公共安全的應(yīng)用已經(jīng)在世博 會(huì)等大型活動(dòng)中體現(xiàn)，但是物聯(lián)網(wǎng)無(wú)疑是一把雙刃劍，它一方面有助于更高 水平地維護(hù)社會(huì)秩序，另一方面也給公共安全帶來(lái)了新的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。首先，目前已經(jīng)涌現(xiàn)出來(lái)的安全管理智能化系統(tǒng)應(yīng)用主要有以下幾個(gè)領(lǐng) 域：（1）重點(diǎn)場(chǎng)所安全護(hù)衛(wèi)。例如

3、上海浦東機(jī)場(chǎng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)感知入侵對(duì)象， 某些中小學(xué)安裝的簡(jiǎn)易入侵報(bào)警裝置等。（2）交通消防危險(xiǎn)物品監(jiān)管。將專(zhuān) 用的傳感器放置建筑物、廠房、倉(cāng)庫(kù)、化工廠生產(chǎn)車(chē)間等地，對(duì)溫度、氣體、 壓力等物理性質(zhì)檢測(cè)，起到預(yù)防危險(xiǎn)發(fā)生的作用。（3）家居安全防范。家居 安全主要指防盜。所以可以在可能的進(jìn)出口設(shè)置傳感器等監(jiān)控裝置，同時(shí)施 以報(bào)警提示。其次，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用給公共安全和社會(huì)治安造成了潛在威脅。目前，傳 統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)尚存在比較嚴(yán)重的信息盜竊，黑哥、木馬、病毒侵害；可見(jiàn)，在基 于互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)中這些威脅將更加突出，同時(shí)造成的損失也將更 為巨大。物聯(lián)網(wǎng)中涉及人身、財(cái)產(chǎn)等重要信息，一旦被竊取，會(huì)造成嚴(yán)重后 果

4、，所以物聯(lián)網(wǎng)在安全方面風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于互聯(lián)網(wǎng)中的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。三、物聯(lián)網(wǎng)在公共安全中的應(yīng)用案例本節(jié)主要介紹3種物聯(lián)網(wǎng)在公共安全中應(yīng)用的實(shí)例。物聯(lián)網(wǎng)的鐵路安全信息保障系統(tǒng)從鐵路運(yùn)輸高速化和列車(chē)乘客生命安全角度看，準(zhǔn)確有效的信息和 正確的操作和控制十分重要；從運(yùn)營(yíng)維護(hù)方面看，路軌等基礎(chǔ)設(shè)施和車(chē) 輛狀態(tài)需要全面的監(jiān)測(cè)。所以將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于鐵路安全十分必要。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)具備的三個(gè)特征：全面感知、可靠傳遞、智能處理，可以 將整個(gè)系統(tǒng)劃分為三個(gè)層次：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。（1）感知層：通過(guò)各種感知、識(shí)別手段獲得海量數(shù)據(jù)。地面信息獲取方式可以通過(guò)風(fēng)速計(jì)獲得鐵路沿線(xiàn)的風(fēng)速信息，判定 風(fēng)速是否會(huì)對(duì)鐵路安全運(yùn)行帶來(lái)潛

5、在影響；通過(guò)雨量計(jì)、水位計(jì)獲取沿 線(xiàn)降雨及水文信息；通過(guò)攝像頭監(jiān)測(cè)鐵路沿線(xiàn)的動(dòng)物和人員的活動(dòng)情況， 避免侵入物的撞擊事故；通過(guò)電子客票掌握可能搭乘列車(chē)的乘客相關(guān)信 息。車(chē)上信息獲取可以通過(guò)溫度傳感器獲得列車(chē)軸溫信息；通過(guò)各種震 動(dòng)傳感器獲得輪軌的相應(yīng)狀態(tài)；通過(guò)閉路電視等獲得車(chē)廂內(nèi)乘客情況； 通過(guò)接收列控信號(hào)對(duì)列車(chē)進(jìn)行自動(dòng)控制等。（2）網(wǎng)絡(luò)層：可以充分借助現(xiàn)有及新型的通信網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。利用鐵路專(zhuān)用通信網(wǎng)傳輸優(yōu)先級(jí)最高的列控?cái)?shù)據(jù)和各種預(yù)警、故障 信息；利用傳感器網(wǎng)絡(luò)直接傳輸車(chē)上、地面?zhèn)鞲衅鳙@得的海量歷史數(shù)據(jù)。 如果原有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸發(fā)生中斷，可以依賴(lài)公眾通信網(wǎng)、自組織網(wǎng)絡(luò)進(jìn) 行中繼傳輸；各種附加信息

6、的傳輸還可以依賴(lài)國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)完成。（3）應(yīng)用層：各站段對(duì)各自收集到的信息進(jìn)行二次匯總和處理?；谶@些信息，可以建立各種智能系統(tǒng)。基于車(chē)載和地面設(shè)備的工 作數(shù)據(jù)可以分析故障發(fā)生原因，從而建立智能的設(shè)備檢修與故障預(yù)警系 統(tǒng)?；诟鞣N故障信息可以及時(shí)進(jìn)行應(yīng)急救援，從全局角度調(diào)派人力、 物力資源。基于各種行車(chē)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以進(jìn)一步提出鐵路運(yùn)輸 調(diào)度優(yōu)化建議。物聯(lián)網(wǎng)在煤礦安全事故處理中的應(yīng)用縱觀近幾年頻繁發(fā)生的煤礦事故，容易知道，在煤礦生產(chǎn)和安全方 面存在許多問(wèn)題：（1）地面人員與井下人員溝通不暢；（2）地面人員難 以掌握井下人員的分布和作業(yè)情況；（3）井下人員位置不明確，設(shè)備狀 態(tài)不明確；（4）發(fā)

7、生事故后，應(yīng)急處理能力低。利用RFDI的區(qū)域定位跟蹤技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)井下人員的定位。適合 在礦井等復(fù)雜區(qū)域?qū)嵤┤藛T定位的系統(tǒng)主要使用的是LANDMARC算法。該 算法是基于有源RFID的室內(nèi)定位算法，采用了 “最臨近距離”的思想， 通過(guò)信號(hào)的強(qiáng)弱來(lái)表征幾何距離的遠(yuǎn)近。物聯(lián)網(wǎng)在建筑物消防安全中的應(yīng)用應(yīng)用于建筑物消防安全的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要涉及：紅外感應(yīng)器、射頻 識(shí)別（RF1D）裝置和全球定位系統(tǒng)。（1）感知層：由各種具有感知能力的設(shè)備組成，包括攝像頭、GPS、 傳感器和M2M終端、傳感器網(wǎng)絡(luò)等。主要實(shí)現(xiàn)感知和識(shí)別物體，采集和 捕獲各種使用場(chǎng)景所產(chǎn)生的相關(guān)信息，同時(shí)執(zhí)行接收的各項(xiàng)命令。例如： 火警感應(yīng)設(shè)

8、備、報(bào)警監(jiān)控設(shè)備、自動(dòng)滅火設(shè)備，有助于盡早發(fā)現(xiàn)可能的 火情，以及提供火情程度的參數(shù)。為消防車(chē)安裝感壓和GPS定位傳輸裝 置，有助于提取車(chē)輛的出水壓力、速度、流量等參數(shù)信息。在消防頭盔 上安裝傳感器和集成芯片，有助于消防員與消防指揮中心的聯(lián)絡(luò)，一定 程度上保護(hù)了消防員的人身安全。（2）網(wǎng)絡(luò)層：利用有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)感知層信息與應(yīng)用層指令 的互通。（3）應(yīng)用層：應(yīng)用層涉及范圍較廣，主要是消防中心、樓宇管理人 員使用的信息系統(tǒng)。通過(guò)應(yīng)用系統(tǒng)，可以清楚方便的利用檢測(cè)參數(shù)判斷 樓宇的火情，以及給人員提供及時(shí)有效的逃生方案和救助方案。綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)的主要應(yīng)用模式：（1）對(duì)象的智能識(shí)別。現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)能通

9、過(guò)二維碼、RFID標(biāo)簽等技 術(shù)標(biāo)記、識(shí)別特定的對(duì)象，從而區(qū)分對(duì)象個(gè)體。此外，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)還可以 獲得對(duì)象物品所包含的擴(kuò)展信息，例如智能卡中的余額、二維碼中包含 的網(wǎng)址和名稱(chēng)等。（2）狀態(tài)監(jiān)控和對(duì)象跟蹤。利用多種類(lèi)型的傳感器和分布廣泛的傳 感器網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)觀測(cè)對(duì)象實(shí)時(shí)狀態(tài)的獲取與監(jiān)控。（3）對(duì)象的智能控制。物聯(lián)網(wǎng)基于云平臺(tái)和智能網(wǎng)絡(luò)，可以根據(jù)傳 感器網(wǎng)絡(luò)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行決策，通過(guò)改變對(duì)象的行為進(jìn)行控制和反饋。四、未來(lái)發(fā)展公共安全是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的大事，在公共安全領(lǐng)域的應(yīng)用是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn) 業(yè)的剛性需求。在各地的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃中，公共安全都占據(jù)著很重要的地 位。然而，各個(gè)城市的特點(diǎn)各不一致，需求也不盡相同

10、。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用發(fā)展 的目標(biāo)則是解決目前存在的問(wèn)題，完善公共安全體系。例如，北京市物聯(lián)網(wǎng) 的發(fā)展目標(biāo)是要在完成政府、社會(huì)和企業(yè)三大方面的一批應(yīng)用工程，初步建 成一批共性技術(shù)平臺(tái)和產(chǎn)業(yè)支撐服務(wù)平臺(tái)，建設(shè)和完善一批物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè) 基地，培育和支持一批物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)。朝陽(yáng)區(qū)一氧化碳中毒及火災(zāi)事故技防系 統(tǒng)、東城區(qū)電梯運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)和宣武區(qū)煙花爆竹銷(xiāo)售點(diǎn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)都 取得了階段性成果。又如，煤炭行業(yè)需要大量的傳感器，物聯(lián)網(wǎng)解決方案在井上、井下安裝 不同類(lèi)型的納米級(jí)傳感器，可對(duì)聲音、頻率、圖像等信息進(jìn)行監(jiān)控。比如礦 用智能風(fēng)量傳感器、數(shù)字式溫度傳感器、一氧化碳傳感器、設(shè)備開(kāi)停傳感器、 風(fēng)門(mén)開(kāi)關(guān)傳感器、煤礦用煙霧傳感器等。傳統(tǒng)定位系統(tǒng)受電源、井下信號(hào)等 因素影響，定位效果并不顯著，且維護(hù)成本高，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將礦井分 割成若干區(qū)域，在每個(gè)區(qū)域都安裝ID掃描傳感器，用來(lái)掃描該區(qū)域內(nèi)正在 活動(dòng)的ID，并通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸單元向存儲(chǔ)單元保存相關(guān)信息。五、個(gè)人感想建立公共安全的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是國(guó)家、社會(huì)等相關(guān)部門(mén)的應(yīng)用需求。以公 共網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以移動(dòng)通