面向智慧安全云服务产教融合专业群的研究与实践

王磊，左丹霞，罗慧华

（湖南安全技术职业学院，湖南 长沙 410151)

0 引言

2019年教育部财政部联合发文《关于实施中国特色高水平高职学校和专业建设计划的意见》中提出，打造高水平专业群的任务是“面向区域或行业重点产业，依托优势特色专业，健全对接产业、动态调整、自我完善的专业群建设发展机制，促进专业资源整合和结构优化，发挥专业群的集聚效应和服务功能，实现人才培养供给侧和产业需求侧结构要素全方位融合。”湖南安全技术职业学院是一所依托湖南省人民政府和应急管理部，目标是“服务安全生产，培养应急管理人才”的高职院校。学校专业既有新兴的安全类特色专业，也有传统的计算机类专业。自2018年工信部和应急管理部等四部委等在《关于加快安全产业发展的指导意见》中提出要重点发展基于物联网、大数据、人工智能等技术的智慧安全云服务以来。以信息化、智能化推动应急管理现代化、标准化是2021年发布《湖南省“十四五”应急体系建设规划》的重点任务，体现出安全应急产业人才需求跨领域、跨学科的复杂性特点。因此建立面向智慧安全云服务专业群，培养掌握新一代信息化技能的应急管理复合型技术技能型人才，是推动安全应急产业的数字化转型提质改造的重要任务。

1 智慧安全云服务与安全应急产业

随着应急管理领域和安全应急产业提质改造，对以云计算、大数据、物联网、人工智能、5G通信和工业互联网为代表的新一代信息技术的应用人才和技术服务的需求，智慧安全云服务已经成为安全生产中最为核心的要素，可从技术层面和服务层面两个部分进行分析和研究。1) 技术层面。在安防专用安全生产装备、交通安全监测预警产品、动物疫情监测预警产品、网络与信息系统安全监测预警产品、现场信息快速采集产品、应急救援监测预警、导航服务、测绘保障等产品和服务中，对信息化的需求不断提升，安全生产领域不断地深度融入新一代信息技术，改造人为管理的局限性，提高应急管理的效率，优化生产管理的流程，降低产业发展的成本。2) 服务层面。服务可以分为数据服务、信息服务和决策支持。数据服务是智慧安全服务的基石。运用云计算、机器学习、人工智能、算法等方法对数据进行存储、清理、转换、合并、重塑，为后续的智慧安全云服务提供可靠、安全和高质量的数据信息。信息服务是应急管理数字化赋能转型的驱动力，信息服务由前端处理，呈现和反馈形成一个信息流动的闭环。智慧感知作为信息服务的前端，利用传输网络，将风险隐患和灾害事故的传感数据、图形图像、激光雷达等数据实时传输至云服务中心。智慧分析是信息服务的处理阶段，是将数字技术与应急管理业务的深度融合，对安全生产态势进行一体化、跨领域、跨部门、跨业务进行风险分析、资源研判、预警预测与辅助决策，全面提升应急管理防灾减灾的保障能力。智慧场景是信息服务的呈现端，对应急管理涉及治理对象自然灾害、生产安全、疫情防控、城市安全等运用数据驱动、技术赋能、应用协同呈现应急管理的难点、痛点和需求点，实现识别事故和辅助处理等工作，及时避免安全隐患，减少经济损失。智慧调度是信息服务的反馈端，优化应急管理流程，实现数据治理、业务协同、AI赋能，将规划和实施的资源统筹起来，构建智慧高校的云服务管理体系[1]。

2 智慧安全云服务应用场景

智慧安全云服务是运用新一代信息技术为安全应急产业提供“智慧化”和“智能化”的专业化高质量服务。智慧安全云服务要解决高危行业生产场景过程中信息自下而上和自上而下的贯通问题，系统性地改造安全管理模式，降低安全管理成本。应急安全产业链中上游主要是应急物资原材料供应和应急安全软硬件服务，中游主要是监测预警、预防防护、应急救援和应急服务四大产品类型，下游主要是自然灾害、事故灾害、公共卫生、公共安全等应用场景。智慧安全云服务要为应急安全产业链的上中下游提供“信息化、标准化、集约化”的服务，提高整个产业链的运行效率。城市应急管理需要全方位采集各部门的信息，高效汇集，科学分析，便捷操作。通过智慧安全云服务综合管理城市中的人员、机构、系统、技术和资源等因素，从而统一调度人、财、物，有效使用资源，控制突发事件产生的损失。在自然灾害应急救援中，重要的是在关键时间内作出高效的应急响应，将自然灾害所造成的损失降低到最低限度。智慧安全云服务辅助应急救援，通过建立自然灾害预测预警模型，并进行特征分析，判断灾情的发展状况，智能识别、搜寻和跟踪目标，替代人工进入高危作业环境解决安全隐患，在云上构建灾情、资源和环境的数据仓库，通过分类、挖掘、训练、评估应急救援的效果，为管理者提供辅助决策[2]。

3 智慧安全云服务总体技术构架

安全应急产业业务复杂、产品多样、企业众多。智慧安全云服务要为安全生产信息化执法、风险监测预警和信息资源共享提供高效的技术支撑，融入安全应急产业各个环节，渗入安全防范与应急准备各类业务。总体技术构架依据分层设计理论，自下而上分别为网络传输层、数据服务层、应用系统层和前端展示层，以及两翼的云计算服务体系和信息安全保障体系[2]。

网络传输层主要是将底层的智能感知数据通过网络传输到上层，达到通信高可靠和数据低延时。网络的传输分为有线网络和无线网络：有线网络通过光纤、电力线、双绞线、同轴电缆等方式连接，具有安装便利、经济可靠的特性。无线网络通过4G/5G、红外、微波、蓝牙等方式进行传输，具有组网便捷、扩展能力强，适应于多环境多场景，新技术新应用不断更新，适应底层数据采集、安全感知中环境复杂、分布广泛、条件恶劣等问题。但无线网络可靠程度不高，数据保密、身份认证等网络安全问题亟待解决。除了线路传输外，路由、交换和服务器设备的部署、配置和维护也是网络传输层中重要的技术。新兴的软件定义网络技术，网络虚拟化分离网络设备的控制平面与数据平面，根据需求控制网络流量，对网络传输技术将是一次重要的革新。

数据服务层主要实现将网络传输层提交的安全应急基础数据、业务数据和专业数据进行汇聚和处理，为应用系统层提供数据信息业务。数据服务层包括数据采集、数据存储、数据分析、数据管理和数据服务。对各类时序数据、结构化数据、半结构化数据和非结构化数据采用关系型数据库、文件系统或者分布式存储架构。按照安全应急产业的数据存储标准，分析加工进一步形成高质量的信息组合。通过汇聚、规范、清理、关联和对比等大数据处理技术，挖掘数据中的价值、梳理安全生产信息资源，共享到安全应急模型，统一成以应急安全主体的数据视图，为各企事业单位提供优质的数据访问服务和分析服务。

应用系统层通过程序开发调用底层的服务接口，构建安全应急运维标准体系，支撑监控检测、预测预警、联防联动业务，进行协同治理和敏捷迭代。系统应具备监控信息的实时查询功能，包括检测数据、设备状态、变化曲线。具备接入API 接口的功能，实现GIS 空间地理定位、应急事件推送和跟踪。具有先进算法功能，实现应急事件的预测、研判、关联分析。具有分布式处理能力，实现各类安全应急事件的协同联动处置能力。具备文档管理功能，实现安全应急中过程记录、预案管理、处置报告、检查日志等内容，作为事故溯源和多维度统计分析的依据。

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