因消防而造成的生命、財產(chǎn)損傷的案例層出不窮。若要把火災(zāi)的傷害降低到最低，實時數(shù)據(jù)必不可少，但鑒于火災(zāi)現(xiàn)場環(huán)境的惡劣性，幾乎沒有什么技術(shù)可以做到收集實時數(shù)據(jù)。

圖片來自“123rf.com.cn”

近幾年，在科技領(lǐng)域，除了人工智能、深度學(xué)習(xí)等較火的技術(shù)外，霧計算隨著云計算及邊緣計算的快速發(fā)展，逐漸出現(xiàn)的大眾視野中，成為科技界的流行詞。根據(jù)美國一所大學(xué)的說法，霧計算可使能智慧消防。

霧計算與云計算

韋恩州立大學(xué)已經(jīng)研究了這個課題，并結(jié)合OpenFog聯(lián)盟的成員的一些觀點，以及一些領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)公司關(guān)于霧計算的見解，寫了一份報告。這份名為“云到端的連接橋梁”的報告已經(jīng)由Tech Idea Research出版社出版。

該份報告解釋了為什么在云計算方興未艾時，我們需要霧計算。在大多數(shù)情況下，云計算便可以滿足我們的服務(wù)需求，但在某些情況下，云計算的表現(xiàn)就有所欠缺。

從某種意義上講，我們可以把云計算比作“位高權(quán)重的遠(yuǎn)親”：它資源多、能力強(qiáng)、服務(wù)全，但是距離較遠(yuǎn)、維護(hù)成本高、響應(yīng)時間長。

可以把霧計算比作“樂于助人的近鄰”：她們資源分散、能力多樣、各有所長，就在身邊，彼此關(guān)系簡單和睦，不僅常常取長補(bǔ)短、相互支持，還能夠有求必應(yīng)、反應(yīng)快捷。

對消防員而言，實時更新的數(shù)據(jù)很重要，這些數(shù)據(jù)包括火源地點、建筑平面圖、危險信息及被困人員的生理狀況和人數(shù)。這些數(shù)據(jù)有助于消防員決策救人的最佳方案，并將火災(zāi)損害降到最低。

目前，消防隊員獲取的數(shù)據(jù)是通過一系列擴(kuò)展的技術(shù)收集的，包括無人機(jī)、通信系統(tǒng)和由消防隊員攜帶的傳感器，然后將數(shù)據(jù)發(fā)送到基于機(jī)器學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)和視頻分析平臺，以生成可視化信息推送給參加救援的消防員。

這種機(jī)器學(xué)習(xí)算法需要強(qiáng)大的計算資源和大量的存儲空間。也就意味著需要一個本地的、集中式的數(shù)據(jù)中心：例如消防車本身。

同時，由消防指揮人員操作的筆記本電腦或平板電腦可以提供監(jiān)控火場的界面，而移動寬帶路由器則將移動互聯(lián)網(wǎng)信號轉(zhuǎn)換為本地Wi-Fi熱點。

除此之外，路由器、基站和交換機(jī)等邊緣節(jié)點可以提供霧計算基礎(chǔ)設(shè)施，它可以高速處理和存儲數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳回火場或者在需要時傳輸?shù)皆贫恕?/p>

霧計算使能智慧消防

有一些解決方案著眼于一種僅限于云的方法，以支持消防員在緊急情況下所需的存儲和處理能力。例如TRX系統(tǒng)的NEON人員跟蹤和精確定位及繪圖系統(tǒng)的存儲和處理能力。

然而，消防員時間的緊急性與云計算的延遲特性使得兩者之間的合作變得很有問題，這就是研究人員研究霧計算潛力的原因所在。

首先是危險系數(shù)探測和統(tǒng)計受困者人數(shù)，正如報告所述：

“當(dāng)救援隊執(zhí)行搜尋任務(wù)時，精確探測威脅（如有毒氣體、天花板或墻壁倒塌），然后迅速向所有消防人員廣播其位置，使其它消防人員避免危險區(qū)域是極其重要的。此外，通過監(jiān)控攝像頭的圖像和視頻，可以發(fā)現(xiàn)有多少人被困，甚至確定他們的位置”

這些視頻和圖像分析需要很大的計算能力，而通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行廣泛的視頻數(shù)據(jù)傳輸將不利于實時獲取信息。

其次，霧計算可以實現(xiàn)一個智能的、自動化的安全決策系統(tǒng)，它可在火災(zāi)發(fā)生時篩選大量數(shù)據(jù)。

霧計算的快速機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能能力可使消防部門自動分析信息，包括構(gòu)建藍(lán)圖、火場數(shù)據(jù)、社交媒體帖子和人口統(tǒng)計報告，并將其轉(zhuǎn)化為實時信息。

可以預(yù)見，在未來，各種可穿戴的傳感器和設(shè)備被安裝在消防員制服上，通過這些可穿戴的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以感知到受困者的位置、健康狀況以及環(huán)境中的危險化學(xué)氣體、溫度等等；無人機(jī)可以看到火場的空中圖像；帶有攝像頭和傳感器的機(jī)器人可以進(jìn)入危險區(qū)域，看看現(xiàn)場的損毀程度，并測量其他重要的環(huán)境參數(shù)，如熱和煙霧密度。

利用這些收集到的數(shù)據(jù)，自動化智能安全決策系統(tǒng)可以幫助消防員找到安全出口，附近的丙烷罐，在周圍溫度升高時發(fā)出警告，甚至估計爆炸發(fā)生的可能性。

NASA JPL（美國宇航局）已經(jīng)開始對消防員進(jìn)行AI研究，其項目名為AUDREY。

最后，火場的三維建模有可為消防指揮員提供3D空間中的態(tài)勢信息。當(dāng)與本地化系統(tǒng)集成時，從無人機(jī)或城市建設(shè)的數(shù)據(jù)庫獲得消防員位置，建筑物的高度、形狀，樓層數(shù)和室內(nèi)平面圖等參數(shù)。

霧計算商用價值

網(wǎng)絡(luò)中立性已經(jīng)成為美國關(guān)注的焦點，Verizon最近因在圣克拉拉縣發(fā)生火災(zāi)時切斷了消防部門的訪問而受到強(qiáng)烈的譴責(zé)時，可靠的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的重要性就顯露了出來。

在消防救援的案例中，霧計算匯集了大量物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來獲取和處理數(shù)據(jù)，包括來自無人機(jī)的數(shù)據(jù)。無人駕駛飛機(jī)在災(zāi)害和應(yīng)急反應(yīng)中的價值已經(jīng)確定，今年在無人駕駛飛行器的幫助下，超過160人的生命得到了拯救。

從某種意義上說，霧計算是介于云計算和邊緣計算之間的中間位置。云通常在第三方數(shù)據(jù)中心處理、存儲和分析數(shù)據(jù)；而邊緣計算使這些過程盡可能地靠近數(shù)據(jù)源進(jìn)行。霧計算在稱為霧節(jié)點或物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的服務(wù)器的本地網(wǎng)絡(luò)級別托管這些智能進(jìn)程。

霧計算的分布式水平體系結(jié)構(gòu)使得通信、處理、存儲、控制和決策等關(guān)鍵功能能夠更接近于數(shù)據(jù)的來源。這有助于解決延遲、網(wǎng)絡(luò)可訪問性、成本上升和數(shù)據(jù)安全等問題。

運(yùn)營商決定在不同環(huán)境中托管哪些流程取決于數(shù)據(jù)的敏感性、需要對其進(jìn)行分析的速度、任何停機(jī)時間或延遲的影響以及預(yù)算限制。綜合比較下來，使用霧計算是一個不錯的選擇，因為它提供了一個簡單的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和較小的延遲。