摘 要 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展如火如荼，作為新興高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。介紹物聯(lián)網(wǎng)在公共安全領(lǐng)域的應(yīng)用，對現(xiàn)階段面向公共安全監(jiān)測的物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用現(xiàn)狀以及發(fā)展中的若干問題進行了分析，同時對面向公共安全監(jiān)測的物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景進行了探討，著重探討了技術(shù)、應(yīng)用發(fā)展方向。
概述
2009年8月，溫家寶總理在視察中科院無錫高新微納傳感網(wǎng)工程中心時指出，在傳感網(wǎng)領(lǐng)域要早點謀劃未來，攻破核心技術(shù)，要加快推進傳感網(wǎng)發(fā)展，盡快建立“感知中國”中心。2009年11月，溫總理在《讓科技引領(lǐng)中國可持續(xù)發(fā)展》再次指示，“我相信他們一定能夠創(chuàng)造出‘感知中國’，在傳感世界中擁有中國人自己的一席之地。我們要著力突破傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，及早部署后IP時代相關(guān)技術(shù)研發(fā)，使信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)成為推動產(chǎn)業(yè)升級、邁向信息社會的‘發(fā)動機’[1]。”
這篇講話對我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展目標提出明確要求，把對物聯(lián)網(wǎng)概念的研究推向了新的高潮。隨著對物聯(lián)網(wǎng)的概念、內(nèi)涵、技術(shù)、應(yīng)用研究的不斷深入，在環(huán)境、電力、物流、公共安全等領(lǐng)域和行業(yè)都涌現(xiàn)出眾多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的典型案例。其中，公共安全領(lǐng)域作為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重點領(lǐng)域，具有與其它物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不同的特點和特殊的地位，有必要將公共安全領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用(以下簡稱安全物聯(lián)網(wǎng))作為一個獨立的概念進行深入研究。
1 安全物聯(lián)網(wǎng)的背景及其內(nèi)涵
當前，中國正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速發(fā)展時期，各種傳統(tǒng)的和非傳統(tǒng)的、自然的和社會的風(fēng)險及矛盾交織并存，公共安全和應(yīng)急管理工作面臨的形勢更加嚴峻。主要有以下三個方面的問題：1)自然災(zāi)害處于多發(fā)頻發(fā)期，近年來，極端氣候事件頻發(fā)，中強地震呈活躍態(tài)勢，自然災(zāi)害及其衍生、次生災(zāi)害的突發(fā)性和危害性進一步加重加大；2)安全生產(chǎn)形勢嚴峻，我國安全生產(chǎn)基礎(chǔ)薄弱，一些地方和企業(yè)責(zé)任不落實、監(jiān)管不到位，生產(chǎn)安全事故總量居高不下，重特大事故時有發(fā)生，預(yù)防事故發(fā)生和實施有效救援的任務(wù)繁重而艱巨；3)社會安全面臨新的挑戰(zhàn)，我國改革發(fā)展進入關(guān)鍵階段，各種利益關(guān)系錯綜復(fù)雜，維護社會穩(wěn)定的任務(wù)艱巨[2]。
面對頻發(fā)的造成大量人員傷亡和財產(chǎn)損失的公共安全事故，亟需構(gòu)建公共安全監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)來感知公共安全隱患，以及解決突發(fā)事件發(fā)生后各部門之間如何互聯(lián)互通等問題。公共安全監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)是針對公共安全監(jiān)測領(lǐng)域覆蓋范圍廣、監(jiān)測指標多、連續(xù)性要求高、所處環(huán)境不適合人工監(jiān)測、感知的信息內(nèi)容與人民群眾的生活密切相關(guān)等特點，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)尤其是傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建的一個由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層共同構(gòu)成的信息系統(tǒng)工程。對公共安全的監(jiān)測主要包含保障各類生產(chǎn)場景安全的監(jiān)測、對生產(chǎn)者安全的監(jiān)測、對特定物品安全的監(jiān)測、對人員密集場所監(jiān)控、對重要設(shè)備設(shè)施監(jiān)控以及事故應(yīng)急處理時對場景、人員、物品的信息搜集等。
2 安全物聯(lián)網(wǎng)在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的地位公共安全是國家安全和社會穩(wěn)定的基石。為有效抵御各類人為或自然災(zāi)害的威脅，中國將加強公共安全保障措施作為政府工作的重點。公共安全監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)為解決我國面臨的公共安全問題提供了一種新的思路，符合我國促進科技創(chuàng)新、走創(chuàng)新型國家發(fā)展道路的戰(zhàn)略要求。建立完善的公共安全監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)將為我國現(xiàn)在面臨的橋梁隧道坍塌、危險物泄漏等安全問題提供切實有效的預(yù)防機制，全國范圍內(nèi)的公共安全監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)更使得重大安全事件得以及時、有力、透明的解決。因
此公共安全監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)作為與日常生活聯(lián)系最密切、國家和人民最關(guān)注的公共安全領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，應(yīng)該得到整個社會的重視和優(yōu)先發(fā)展，堅持“政府主導(dǎo)、企業(yè)參與、社會支持、群眾受益”的方針，通過公共安全監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展來帶動物聯(lián)網(wǎng)在技術(shù)、應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)、標準方面的進步，使整個社會切身感受到公共安全監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)帶來的公共安全隱患可靠預(yù)防和突發(fā)事件應(yīng)急處理的優(yōu)勢，加強人們對物聯(lián)網(wǎng)價值的認知程度。
3 安全物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)
圖1描述了公共安全監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它的整體架構(gòu)與物聯(lián)網(wǎng)的整體架構(gòu)相似，由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層三部分組成。但由于公共安全監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景的特殊性，它具有一些其它物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不具備的技術(shù)特點，總結(jié)如下。
1) 在感知層，被感知信息的類型多樣，實時性要求高，大多數(shù)信息的感知(如橋梁建筑物的安全狀況，危險物品的監(jiān)測等)要求精度高且很難通過人工手段檢測。由于安全隱患的信息類型不確定性很高，在人員密集場所或高危生產(chǎn)場所應(yīng)長時間部署大量不同類型的傳感器，對感知層的組網(wǎng)策略、能源管理、傳輸效率、QoS、傳感器的編碼、地址、頻率與電磁干擾等問題提出了更高的要求，這些問題也是公共安全監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)能否成熟應(yīng)用的關(guān)鍵。
圖1 公共安全監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)
