因消防而造成的生命、財(cái)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(shí)時(shí)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(shí)時(shí)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(jì)算隨著云計(jì)算及邊緣計(jì)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(jì)算可使能智慧消防。

霧計(jì)算與云計(jì)算

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

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

從某種意義上講，我們可以把云計(jì)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(shí)間長。

可以把霧計(jì)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(shí)時(shí)更新的數(shù)據(jù)很重要，這些數(shù)據(jù)包括火源地點(diǎn)、建筑平面圖、危險(xiǎn)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(duì)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(duì)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(jì)算資源和大量的存儲空間。也就意味著需要一個(gè)本地的、集中式的數(shù)據(jù)中心：例如消防車本身。

同時(shí)，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(diǎn)。

除此之外，路由器、基站和交換機(jī)等邊緣節(jié)點(diǎn)可以提供霧計(jì)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(shí)傳輸?shù)皆贫恕?/p>

霧計(jì)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(shí)間的緊急性與云計(jì)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(jì)算潛力的原因所在。

首先是危險(xiǎn)系數(shù)探測和統(tǒng)計(jì)受困者人數(shù)，正如報(bào)告所述：

“當(dāng)救援隊(duì)執(zhí)行搜尋任務(wù)時(shí)，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(xiǎn)區(qū)域是極其重要的。此外，通過監(jiān)控?cái)z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(jì)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(shí)時(shí)獲取信息。

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

霧計(jì)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(jì)報(bào)告，并將其轉(zhuǎn)化為實(shí)時(shí)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(xiǎn)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(xiǎn)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(shí)發(fā)出警告，甚至估計(jì)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(xiàng)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(shí)，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(jì)算商用價(jià)值

網(wǎng)絡(luò)中立性已經(jīng)成為美國關(guān)注的焦點(diǎn)，Verizon最近因在圣克拉拉縣發(fā)生火災(zāi)時(shí)切斷了消防部門的訪問而受到強(qiáng)烈的譴責(zé)時(shí)，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(jì)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(jià)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(jì)算是介于云計(jì)算和邊緣計(jì)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(jì)算使這些過程盡可能地靠近數(shù)據(jù)源進(jìn)行。霧計(jì)算在稱為霧節(jié)點(diǎn)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(jì)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(shí)間或延遲的影響以及預(yù)算限制。綜合比較下來，使用霧計(jì)算是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，因?yàn)樗峁┝艘粋€(gè)簡單的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和較小的延遲。