基于SDOS3.1系统的智慧消防建设应用研究
基于SDOS3.1系统的智慧消防建设应用研究
张全增 祁祖兴 陆春民 陈才炜
发表于2020年第2期《电子技术与软件工程》
摘 要：分析了当前智慧消防建设方面存在的主要问题，介绍了SDOS3.1系统独特性、通用性、配套性，指出了智慧消防建设必须顶层设计，统一规划，统一标准，硬件兼容，软件通用，制定数据公约，做好数据确权，明确数据边界，公平数据交易，保护数据安全，实现消防信息共创共享，简述了该系统与智慧消防建设的关系作用，主要功能，系统架构，技术路线，实践成果以及需要做好的几项工作，展望了SDOS3.1系统在智慧消防建设的应用价值和发展趋势。
关键词：智慧消防；SDOS3.1系统；信息化；应用软件公钥私钥
1 序言
近年来，我国智慧消防建设步伐不断加快，相继开发应用了一批消防软件，基本实现了物联感知、数据传输和在线应用等功能，提高了工作效力和管理水平，促进了消防业务规范化建设。然而，此前智慧消防建设缺乏统一规划，条块分隔，信息资源不共享，使用效率低，数据确权、技术标准、商业驱动没有很好融合，这些现象制约着智慧消防建设的发展。2017年，原公安部消防局出台了《关于全面推进智慧消防建设的指导意见》，从宏观层面提供了智慧消防建设的顶层设计，苏州思迪信息技术有限公司以智慧城市建设为契机，开拓创新，综合运用现代通信技术，开发应用了多款消防软件，特别是研发了SDOS3.1操作系统，并在全国数拾个消防单位和数百多个物业服务公司应用，收到了良好效果，促进了信息化与消防业务深度融合，为构建立体化、全覆盖的社会火灾防控体系，打造符合实战要求的现代消防提供了有力支撑，初步实现了传统职能消防向现代智慧消防的转变。
2 智慧消防当前面临主要问题
智慧消防建设经过多年的探索与实践，在取得一定成绩的同时，逐渐显现在标准化、智慧化方面不足，在精准防控，协同共治，服务实战，服务民生，多方融合方面还有诸多需要解决的问题。
2.1 软件开发层面
智慧消防建设缺少统一规划，协议标准不统一，应用软件不能互联互通，大量数据冗余在不同系统中，信息资源未得到有效整合，利用率不高，在执法监督、灭火救援时缺乏信息支撑。有些地方调查研究不够，盲目推动“多功能性消防软件”开发，重复建设，未从根本上解决软件通用和兼用问题。
2.2 设备使用层面
我国市场正在流通、使用的火灾报警器和消防联动设备品牌、型号各不相同，甚至同一厂家不同批次的通信协议不统一，软件和硬件对接困难，传输格式不一致，系统集成度低，兼容性差，阻碍着消防信息标准化建设。
2.3 数据利用层面
数据处理系统独立分散，收集的数据储存在不同处理系统当中，相互之间关联性较差，存在信息壁垒、信息孤岛现象，跨应用软件的数据调用不便，难以分析利用，可用价值小，有些数据采集人工录入，缺乏时效性、准确性，甚至有的数据存在虚假、过期现象，数据立法迟缓。
2.4 外部对接层面
有些消防应用软件模块之间缺乏信息联通，数据处理不能纵向贯通、横向交换，不同层级的数据在打通共享通道，并与消防平台兼容过程中面临许多结构性障碍，有些消防救援部门未与公安、交通、供水等部门建成信息联动机制，灭火救援等数据分析与决策有时陷入困境，有些消防物联网企业以商业利益为最高目标制约着消防信息化发展。
3 SDOS3.1系统与智慧消防建设的关系作用
SDOS3.1中“SD”思迪简称，“OS”操作系统，“3.1”最新版本。SDOS3.1系统与消防软件是相互依赖、相互发展的关系，消防软件要做到智慧化就必须依赖于SDOS3.1系统，SDOS3.1系统要做好做强也必须要依靠众多的应用软件。
3.1 能提供解决方案
SDOS3.1像数字世界访问软件的导航仪、数据管理员，相当于计算机上的Windows，手机上的安卓或者iOS，衔接或兼容不同软件和硬件的系统层，对接口数据访问，无论硬件在哪里，什么样的型号，都能快捷寻找，不仅实时精准导航每一个数据位置，而且还可以记录着访问次数和路线，并完成数据计量与管理。
3.2 能解决软件不通用、硬件不兼容问题
SDOS3.1提供了开放标准接口，可任意连接不同的消防设施设备，方便软件和数据接口开发，消防应用软件不受品牌型号限制在消防领域中通用，消防设施设备全面兼容消防应用软件，彻底消灭数据孤岛，减少了因软件、硬件不兼容而增加的软件数量，降低了使用者风险与负担。
3.3 能搭建消防信息资源平台
SDOS3.1前期开发了建筑消防设施远程监控、消防设施远程培训、消防设施检测维保、消防执勤战斗、独立报警消防联动、二维码检查等消防应用软件，解译并掌握了各种火灾报警器和消防设备以及消防车辆装备等数据，采用SDOS3.1系统后，可实现各类软件在消防信息化领域的快速移植和基础数据的深度利用。
3.4 能促进消防信息闭环
软件通用，硬件兼容仅仅是信息化应用起点,SDOS3.1系统倡导共参与、规模化，数据确权，建立数据委员会，制定数据合作方案，以数据有限合伙为法律与经济主体，以数据受控分享合作为经营目标，让物联网数据共享共用，通过合作融合，构建可持续、可循环的产业生态闭环。
3.5 能创造更多附价值
SDOS3.1系统配套了智能建筑、智慧用电、能源、电梯、停车管理等应用软件和停车、访客、空调、门禁等实时信息，不仅消防领域应用，机电、装饰、建筑等行业也可应用。通过产品研发方的不断完善和售后服务，营销方正确的经营战略，使用方的积极应用和强化管理，该系统必将会创造更多的信息化应用附加价值。
4 SDOS3.1系统技术设计
SDOS3.1系统顶层设计运用数据商业规则，制订履行数据公约，采用公私钥接口标准对数据管理与计量，云架构，应用软件层向各类消防设施设备应用软件提供开放的标准化技术接口，基础数据采集层为各种消防设施设备提供标准接口。系统应用如图1所示。
图1 SDOS3.1操作系统在消防信息化中应用概图
4.1 业务流程
消防软件单位根据SDOS3.1应用层软件接口和硬件基础层设施设备标准接口，编制各类业务服务端口，采集不同数据，系统把数据编程标准格式为应用者使用，应用中产生的数据也会通过系统整合成标准数据格式，供其他应用者使用。系统层经过信息和交易中间件进行数据交互，通过WEB服务管理，数据库存储运算等方式进行数据管理，达到信息流和业务流与商业的关联，实现了盘活数据，扩大业务。
4.2 硬件设备
目前国内外200多个品牌的火灾报警控制器，其中140家已停产仍在使用的机型，物联网数据平台和硬件设备厂商，为了便于深度开发和保护数据安全，都有制定了协议，甚至一个品牌有多个协议，SDOS3.1系统及其应用软件能全要素解析火警、故障、屏蔽、消音、复位、启动、监管及位置，提供数据赋能工具。
4.3 协议层
SDOS3.1系统通过GB26875.3基础数据采集层兼容硬件设备，通过GB26875.8应用软件层兼容建筑物消防应用软件，数据标准统一，开放透明，接口动态自我进化，数据安全通过区块链技术解决。
4.4 平台层
SDOS3.1系统提供了对外开放的标准数据接口、政府和企业接口，开发者获取系统接口后可根据业务需求，数据价值密度，开发符合自身利益的数据接口和应用软件，并不断地修改完善，降低和减少低价值密度数据和垃圾数据。
4.5 应用层
政府类和企业类应用软件通过GB26875.8协议调取硬件数据，实现软件和硬件兼容，通过不同应用软件多维度数据整合分析，构建不同建筑，不同行业，不同时间的安全指数分析模型。同一建筑的应用软件一般是同一个物联网数据，软件数据输入源相同，分析结果相同，数据可信度高，减少了数据不同步、不真实问题。
4.5 数据层
数据实时采集上传至SDOS3.1系统开放接口，形成数据关联流动，实施数据计量和数据交换管理，规范数据使用行为，采用身份认证用来判断用户真实性，确认后系统根据不同身份给予不同权限，运用数据资料加密机制，使非法用户无法获取正确内容，保障了数据安全。
4.6 管理层
运用公钥和私钥相结合的密码机制进行加密和解密，密钥分为公钥和私钥，公钥则是对外公开，私钥是自己保留的一个解密数据。公钥和私钥是通过一种算法得到的一个密钥对，公钥加密数据就必须用私钥解密，如果用私钥加密也必须用公钥解密。公钥是每个SDOS3.1系统上应用软件分配的唯一标识，在SDOS体系中是永远有效，私钥是SDOS3.1系统体系下所有应用软件在调取数据时候的认证标识，私钥是由数据运营者通过SDOS3.1系统进行管理分配，并且每个私钥都会定义数据范围和时效。
5 SDOS3.1系统主要价值
传统消防软件需要对接各种不同软件接口和大量不同品牌型号的报警设备以及其他消防设备数据，并经过复杂的破译和加装前端采集设备，软件和硬件才会融会贯通，当不同类型的消防软件对接SDOS3.1系统层标准接口，可化繁为简，遇难问题迎刃而解。
5.1 优势作用突出
API SDK接口内容丰富，工具性强，还具备性能稳定、响应速度快、开发成本低、标准化、去中心化、模块化、开放化等优势特性。
5.2 使用价值明显
API SDK应用之间内容关联性强，开放架构还能更大程度地增强应用与用户之间的粘性。同时，SDOS3.1系统作为开放的平台也为用户和开发者带来了更大的使用价值和市场价值。
5.3 经济效益可观
SDOS3.1系统采用了令牌方式访问数据，实现了对数据的安全管理和计量，企业可根据自己的需求自主选择软件硬件，能节约成本，提高效率。
5.4 开发应用简单
应用软件产品搭载SDOS3.1系统服务模式，在遵守SDOS3.1系统开放标准的基础上可自主对接，也可委托第三方对接，实现数据商用结构标准化，不需要对数据层过多的了解与开发，提高了开发者效率。
5.5 应用效果显著
SDOS3.1系统无偿开放接口的同时，提供数据计量、数据标记、数据受控商业化等服务，促进物联网数据的共享共用，为不同消防软件企业的跨界融合提供了技术平台。目前，全国40多家消防技术服务机构应用SDOS3.1系统，操作方便，数据实时，使用价值高，取得了良好的社会效益与经济效益。
5.6 使用收益共赢
结合SDOS3.1系统标准接口，实现行业资源一体化和软件接口标准化，通过块数据合伙形成数据共识，引入“334”销售规则，初步解决了无形市场的有形化，让数据商业交易标准化，加速数字经济发展，平台运营和产品研发及销售方联合，共同销售、共同收益。
5.7 创新成果喜人
SDOS3.1系统让消防软件产业形成提供了基础服务配套，填补了目前消防信息产业操作系统的空白，荣获了中国消防协会创新奖和江苏省创新创业服务示范项目，山东某消防支队数据服务与战训，成功推动了队伍的数据化建设，苏州某消防技术服务机构成功落地了消防信息化技术服务成果，并双双获得中国消防协会的科技创新奖。
6 当前需要做的主要工作
消防信息流和业务流的关联，管理服务环节中的技术标准、数据确权、商业驱动中的问题逐步暴露，为了提高智慧消防建设水平，综合运用不同行业部门有关数据，当前需要做好以下工作：
6.1 选好应用软件
SDOS3.1系统能提供有效的解决方案，帮助打通软件之间、软件与设备之间的关联，让消防设施设备很快融入消防应用软件，让消防数据真正体现其灵活性和使用价值。各自开发消防应用软件，只会是浪费时间，带来重复投资建设，造成前期信息化建设消防领域软件不通用，硬件不兼容，信息壁垒、信息孤岛等老问题。
6.2 统一接口标准
根据GB26875系列标准，结合token技术，统一行业接口，消防应用软件要无条件地互联互通，实现业务层和物理数据的客观分离，为保持现有消防应用软件可以继续使用，应尽快出台和规范应用软件的标准接口及数据字典，让没有属性的数据，通过SDOS3.1系统和不同的业务逻辑实现关联，提高消防数据的统筹性和基础设施数据占用的灵活性[5]，并方便数据应用、计量和管理。
6.3 处理数据确权
要合法合理有效使用数据，就必须做好数据确权，明确数据边界，当前在数据法律法规尚未健全情况下，要建立数据委员会，制定数据使用制度，数据运营要以数据基本秩序为准则，维护数据持有者权利，保障数据运营安全健康体系。
6.4 解决数据安全
数据使用安全是第一位，智慧消防首先要数据安全，在此基础上，要做好数据确权，数据保密，制定数据制度，推动数据立法，针对国家安全数据，用户隐私数据和其他保密数据要全过程受控，逐级严格保护。
7 结论与展望
SDOS3.1系统是智慧消防建设的创新，标准接口开放，应用软件通用，减少重复投资开发，节省了社会成本和经济成本，激活了消防信息消费市场,带动了消防小微企业发展，推动了消防信息化产业健康有序发展。随着科学技术日新月异，5G网络、大数据跨平台、人工智能新技术的不断完善，SDOS3.1系统在智慧消防方面必将创造无限价值。
该系统通用性强，不仅适用消防行业，同样适用于物业服务行业应用。随着信息化建设的纵深发展,管理者、建筑设施设备以及运用状况的相关信息都被实时采集、传递和处理，形成信息流和业务流的互相交织，使用方可在权限内获取信息，必将为智慧消防和智慧城市作出更大的贡献。
智慧消防建设是一项庞杂的系统工程，必须借助一系列的科技力量，应用SDOS3.1系统，以人防为中心、以技防为重点、以市场为驱动，动员社会多方力量，共同为提升现代城市消防安全水平而努力奋斗。
参考文献
[1]祁祖兴.陆春民.陈才炜.消防远程监控系统建设与应用探讨[J].消防科学与技术，2015，8：1115-1117.
[2]祁祖兴.建筑消防设施远程培训系统建设与应用[J].消防科学与技术，2016，9：1330-1332.
[3]祁祖兴.信息化在消防技术服务中的应用探讨[J].消防科学与技术，2017，7：1018-1020.
[4]胡君健.大数据在消防设施管理中的应用研究[J].消防科学与技术，2018，2：267-269
[5]胡君健.提升消防设施管理水平之探讨[J].消防科学与技术，2018，8：1136-1139
[6]祁祖兴.信息化在消防执勤战斗中的应用探讨[J].消防科学与技术，2019，9：1299-11301
