引言 随着物联网概念、内涵、技术和应用研究的深入,许多典型的物联网应用案例出现在环境、电力、物流、公共安全等领域和行业。其中,公共安全领域作为物联网应用的关键领域,具有不同于其他物联网应用的特点和特殊地位。有必要深入研究公共安全领域的物联网应用(以下简称安全物联网)作为一个独立的概念。
1 安全物联网的背景及其内涵 目前,我国正处于工业化和城市化快速发展时期。各种传统和非传统、自然和社会的风险和矛盾交织在一起,公共安全和应急管理面临着更加严峻的形势。主要存在以下三个问题:1)自然灾害频发。近年来,极端气候事件频发,中强地震活跃,自然灾害及其衍生和次生灾害的突发性和危害进一步加剧;2)安全生产形势严峻,我国安全生产基础薄弱,部分地方和企业责任落实不到位,监管不到位,生产安全事故总量居高不下,重大事故时有发生,预防事故和实施有效救援的任务繁重而艰巨;3)社会安全面临新的挑战,中国改革发展进入关键阶段,各种利益复杂,维护社会稳定的任务艰巨。
面对频繁造成大量人员伤亡和财产损失的公共安全事故,迫切需要建立公共安全监控物联网,感知公共安全风险,解决紧急情况后各部门如何互联的问题。
公共安全监测物联网是一个由感知层、网络层、应用层组成的信息系统工程,针对公共安全监测领域覆盖面广、监测指标多、连续性要求高、环境不适合人工监测、感知信息内容与人民生活密切相关等特点。公共安全监测主要包括各种生产场景安全监测、生产者安全监测、特定物品安全监测、人员密集场所监测、重要设备设施监测、场景、人员、物品信息收集等。
2 安全物联网在物联网发展中的地位 公共安全是国家安全和社会稳定的基石。为了有效抵御各种人为或自然灾害的威胁,中国将加强公共安全措施作为政府工作的重点。公共安全监测物联网为解决中国面临的公共安全问题提供了满足中国促进科技创新、走创新国家发展道路的战略要求的新思路。
建立健全的公共安全监测物联网,将为我国桥梁隧道坍塌、危险物泄漏等安全问题提供切实有效的预防机制。全国公共安全监测物联网的互联网将及时、有力、透明地解决重大安全事件。因此,公共安全监测物联网作为与日常生活最密切相关、国家和人民最关注的物联网应用,应引起全社会的重视和优先发展,坚持政府领导、企业参与、社会支持、群众效益的政策,通过公共安全监测物联网的发展,推动物联网在技术、应用、行业、标准方面的进步,让全社会感受到公共安全监测物联网可靠预防和应急处理公共安全风险的优势,加强人们对物联网价值的认识。
3 安全物联网的系统结构和关键技术 图1描述了公共安全监控物联网的网络结构。其整体结构与物联网相似,由感知层、网络层和应用层组成。但由于公共安全监控物联网应用场景的特殊性,具有其他物联网应用所不具备的一些技术特点,总结如下:
1) 在感知层中,感知信息类型多样,实时要求高。大多数信息的感知(如桥梁建筑物的安全状况、危险品的监测等)要求高精度,难以手动检测。由于安全风险信息类型的高不确定性,大量不同类型的传感器应长期部署在拥挤的地方或高风险的生产场所,以网络策略、能源管理、传输效率、QoS、对传感器的编码、地址、频率和电磁干扰提出了更高的要求,这也是公共安全监控物联网成熟应用的关键。
2) 在网络层面,由于公共安全监控物联网感知的信息涉及国家重点行业和人民的日常生活,一旦泄露或不当使用,可能危及国家安全、社会稳定和人民隐私;因此,有必要通过专用网络或3监控物联网的信息内容G移动网络采取安全防范措施后传输,确保信息的安全性、真实性和完整性。
3) 在应用层中,需要建立不同层次的公共安全物联网服务平台,以应对大量数据信息和安全隐患可能造成的严重危害。服务平台不仅要有很强的信息处理和整合能力,还要有识别和预警安全隐患的能力。同时,在突发公共安全事故时,要及时联系相关职能部门进行应急处理,尽量减少损失和影响。此外,将不同层次的公共安全物联网平台连接起来,有利于根据安全事故的危害程度最大限度地分配资源,便于及时、有效、透明地解决公共安全事件。
公共安全物联网安全监测