人工智能在綜合性消防救援隊伍指揮中心的應用研究

摘要：本文圍繞消防指揮中心及人工智能技術應用的相關議題展開深入研究。首先，對當前消防指揮中心的功能現狀進行闡述，介紹其在應急管理中的重要性和作用。其次，通過警情受理、輔助決策、搜集信息以及聯勤聯動四方面重點探討人工智能技術在消防指揮中心的應用。其次，探討其在提升應急響應速度和火災處置能力等方面所產生的積極影響。最后，深入探討人工智能技術應用于消防指揮中心所面臨的困境，并對人工智能技術在消防指揮中心的發(fā)展前景進行了展望，以期為相關領域的進一步研究和實踐提供參考依據。關鍵詞：人工智能；消防指揮中心；智能決策消防安全關系人民生命和社會穩(wěn)定，是城市安全治理的重要內容。作為“全災種，大應急”的“國家隊、主力軍”，消防隊伍面臨災害頻發(fā)、類型多樣、場景復雜、救援難度大等新課題。指揮中心作為滅火救援的第一窗口和最前部門，利用先進科技增效提速是大勢所趨。人工智能作為一種新興技術，具有強大的數據處理、分析、決策、交互等能力，可以為消防指揮中心提供更加智能化、精準化、全面化服務和支持。一、當前消防指揮中心現狀改革轉制五年來，消防救援隊伍全體指戰(zhàn)員以訓詞為號令、以隊旗為指引，全面推進消防治理能力、治理體系和應急救援能力現代化建設，開展“一短三快”初戰(zhàn)機制改革，指揮中心也在不斷升級，實現從“119接處警”到“智能接處警”的發(fā)展，很大程度上提高了指揮中心的中樞大腦作用?，F有的“智能”是指利用語音轉文字、警情要素提取、自動定位等技術，對報警人及接警人的對話內容實時識別，自動提取警情關鍵信息，快速生成警情單及調度方案，讓接警調度員在最短時間內做出判斷、準確調度，并提供多種處警方式，這里我們將其稱作“傳統(tǒng)的智能接處警”，其原理是將重復工作進行自動操作，將多個操作步驟進行簡約處理，將設定好的程序推薦顯示，而新興的人工智能具有先進的自然語言處理（NLP）能力，使其能夠超越簡單的命令響應機制，能夠感知上下文的對話。二、人工智能在消防指揮中心的應用（一）警情受理方面通過訓練可以實現報警人與人工智能對話，利用語音識別、自然語言理解、語義分析等技術，對報警人的語音或文字信息進行快速、準確、全面識別和提取，自動生成警情單和調度方案，并通過語音合成、自然語言生成等技術，與報警人進行交互，提供指導和安慰。與傳統(tǒng)智能接處警系統(tǒng)不同，在警情受理中，隨著視頻報警的推廣，指揮中心接警員和人工智能可以直視災害現場，人眼的感性判斷和算法分析圖像互為補充，受理警情更為科學，指揮長和指揮助理的職能可轉變?yōu)樾袨楸O(jiān)控、停止命令和命令推演[1]。（二）輔助決策方面利用機器學習、深度學習、知識圖譜等技術，對消防救援的歷史數據和實時數據進行分析和挖掘，構建消防救援隊伍的智能決策模型，根據不同火災場景和需求，提供最優(yōu)的救援方案和資源配置建議，支持消防指揮中心進行科學研判和決策。香港理工大學消防工程研究中心提出了一種基于人工智能和外部煙氣圖像的建筑火災發(fā)展預測方法，該方法通過對建筑火災外部煙氣行為的監(jiān)測實現實時的熱釋放速率預測，從而為消防人員的應急決策提供支持。與傳統(tǒng)的火災監(jiān)測方法相比，該方法只需要從建筑外獲取煙氣圖像就可以識別建筑火災發(fā)展過程，具有更高的完全性和穩(wěn)定性。模型的實際預測性能通過任意給定的火災過程進行評價，結果顯示，即使在未知燃料類型的建筑火災中，通過建筑外部煙氣的正視和側視圖像也能很好識別建筑物內部的實時火災強度變化。（三）搜集信息方面利用無人機、消防機器人、智能攝像頭等設備，對消防現場進行智能感知、識別、定位和跟蹤，實現對火災現場全方位、立體化、可視化的信息采集和展示，為消防指揮中心提供豐富的數據支撐和參考依據[2]。目前，以ChatGPT-4.0為代表的生成式AI已經實現對多模態(tài)內容進行自動處理，能夠針對不同對話場景生成特定文本、圖片、音頻等信息，還可以根據上下文自動生成與人類語言類似的對話。消防數據量較為充足，在指揮中心業(yè)務系統(tǒng)中，利用這種技術或類似技術匯總各類資源、訓練算法，可在滅火救援指揮調度中歸納有效數據，列出行動元素。（四）聯勤聯動利用物聯網、云計算、移動通信等技術，對消防指揮中心與其他相關部門或機構進行數據互通、信息共享、協(xié)同作戰(zhàn)，實現對火災事件的快速響應和有效處置，提升消防指揮中心的協(xié)調能力和影響力。三、提升應急響應速度和火災處置能力等方面所產生的積極影響人工智能可以利用大數據、云計算、物聯網、圖像識別等技術，提高消防指揮中心的信息化、智能化、可視化水平，從而對應急響應速度和火災處置能力產生以下積極影響。實現對消防設施、水源、用電、氣體、溫濕度、煙感、視頻監(jiān)控等消防相關數據的實時采集、監(jiān)測、處理、分析與評估，實現火災隱患的報警預警，提前發(fā)現和防范火災風險[3]。對消防指揮調度系統(tǒng)中的數據進行智能分析和決策支持，提供消防救援態(tài)勢推演、資源規(guī)劃、搜救路徑規(guī)劃等功能，提高消防指揮的科學性和效率。人工智能可以利用無人機、機器人、熱成像等技術，對火災現場進行實時監(jiān)測和圖像傳輸，提供消防救援的虛擬現實模擬，減少消防人員的實踐風險，提升滅火救援的安全性和有效性[4]。四、人工智能技術應用于消防指揮中心的困境（一）技術困境在消防指揮中心應用人工智能技術過程中，目前也面臨一定的技術阻礙。人工智能算法被視為“黑箱”，人們難以理解其決策過程，對于消防指揮中心而言，算法的決策過程和依據需要透明并可解釋，指揮員才能理解和信任系統(tǒng)的決策。1.算法存在偏差。特別是數據收集和訓練中存在偏差的情況下。消防指揮中心需要確保算法公平性，避免不公正的決策或對特定群體的歧視。除此以外，消防指揮中心需要確保數據的準確性和完整性，人工智能系統(tǒng)依賴于高質量的數據來訓練模型，數據質量不佳會導致算法不準確。獲取適當、準確的數據標注是訓練人工智能模型的關鍵，但標注數據的主觀性較強，影響模型質量。2.缺乏技術人才。建設行業(yè)應用人工智能技術，必須具備高水平的專業(yè)知識和技術能力，指揮中心要熟練掌握數據科學、機器學習、算法優(yōu)化等，指揮中心是否具備充足的技術支持和人才是重大挑戰(zhàn)。3.技術不成熟。人工智能技術雖然在消防指揮中心中有很多應用場景，但是目前還沒有形成成熟的技術體系和標準規(guī)范，火災處置是復雜多變的，要考慮到不同類型火災、建筑結構等因素，消防現場面臨各種不同的環(huán)境條件，光線、天氣等大不相同。人工智能系統(tǒng)要具備處理多樣性情況的能力，需要進行系統(tǒng)識別能力的強化。4.管理滯后。人工智能技術的引入和應用，給消防指揮中心的管理帶來了新的挑戰(zhàn)和要求，需要建立相應的制度和機制，如數據管理、人才培養(yǎng)、法律法規(guī)、倫理道德等，以適應人工智能技術的發(fā)展和變化[5]。5.資源不足。人工智能技術的應用，需要大量的硬件設備、軟件平臺、數據資源、人力資本等支撐，而目前消防指揮中心在這些方面還存在一定的不足，需要加大投入和支持[6]。執(zhí)行與維護人工智能技術的成本較高，對消防指揮中心的預算構成較大壓力。6.協(xié)作不暢。人工智能技術的應用，需要與其他相關部門或機構進行有效協(xié)作和溝通，實現數據互通、信息共享、協(xié)同作戰(zhàn)，但目前還存在一些協(xié)作障礙和溝通困難，如數據標準不統(tǒng)一、信息安全不保障、協(xié)作機制不完善等，影響了人工智能技術的應用效果。7.缺少統(tǒng)一的數據平臺。消防指揮中心需要收集、處理、分析和應用大量的消防數據，如火災報警、火災現場、火災救援、火災預防等，但目前還沒有建立一個統(tǒng)一的數據平臺，實現數據的標準化、集成化、共享化，導致數據質量、完整性、安全性、時效性等難以保障，影響了數據價值和利用率。8.數據規(guī)模小。消防指揮中心需要利用人工智能技術對消防數據進行深度挖掘和智能分析，提供輔助決策和智能服務。由于消防數據的特殊性和敏感性以及消防指揮中心的使用習慣和管理制度等因素，導致人工智能技術的使用量和使用頻率較低，難以積累足夠數據量，影響了人工智能技術的學習和優(yōu)化。（二）道德與法律問題人工智能系統(tǒng)需要大量的數據來學習并且完成訓練，但不得不牽涉諸多的個人隱私和敏感信息。由此可見，制定相關法律法規(guī)、行業(yè)標準和倫理指南顯得非常重要。目前尚未發(fā)現消防救援領域存在上述問題，也無機會推演問題發(fā)展的具體流程。不過，建設中應該注意預防。（三）數據真實性和準確性問題訓練數據是人工智能模型的基礎，它決定了模型的性能和準確性。如果訓練數據不真實、不準確、不完整或者存在偏差等問題，那么模型就可能產生錯誤或者不可靠的結果。如果訓練數據中包含了虛假信息、負面評論、投訴和抵制等內容，那么模型可能會學習到錯誤的知識或者偏見，并最終在生成引導時影響消防指揮中心的決策和行為。如果訓練數據中缺少了某些重要信息或者特征，那么模型可能會忽略或者漏掉一些關鍵因素，最終對救援效果與安全保障造成影響。因此，在消防指揮中心中應用人工智能時，需要保證訓練數據的真實性，并對其進行有效檢驗和評估。同時，也需要建立相應的監(jiān)督和反饋機制以及合理的責任和規(guī)范制度，以確保人工智能技術在消防指揮中心得到合理使用和管理。五、人工智能技術應用于消防指揮中心的發(fā)展前景面對上述存在的問題，消防指揮中心需要制定全面策略，解決數據隱私和安全問題，確保算法的公平性和可解釋性，提高數據質量，增強技術能力，并且對成本和適應性進行充分考量。未來人工智能將在提升管理水平和應急響應效率方面發(fā)揮更重要的作用。通過進一步整合各類傳感器、監(jiān)控攝像頭等設備，結合人工智能技術實現更智能化的實時監(jiān)測和預警系統(tǒng)，同時能夠更快速、準確識別火災跡象，提前預警并采取應急措施，從而提高火災應對效率和成功率。人工智能將更加深入用于消防指揮中心的決策支持系統(tǒng)，利用大數據和機器學習技術分析歷史數據、實時信息和模擬場景，為指揮員提供更精準、實時的決策建議。AI系統(tǒng)將與自動化系統(tǒng)密切集成，自主化智能應急響應。一旦火災或其他緊急情況發(fā)生，系統(tǒng)可自動化觸發(fā)滅火裝置、啟動疏散程序等措施，減少人為干預的時間延遲，提高應急響應速度和效率[7]。AR和VR技術也將成為消防指揮中心的重要輔助工具，幫助指揮員更直觀了解火災現場情況。指揮員在增強現實技術中，將在實時視頻中標記關鍵信息；虛擬現實則可用于模擬訓練和演練，提升消防人員的應對能力。智能語