基于物聯(lián)網(wǎng)的消防監(jiān)管平臺構(gòu)建及應(yīng)用

羅洪波

（武漢市公安消防支隊(duì)，湖北 武漢 430000）

基于物聯(lián)網(wǎng)的消防監(jiān)管平臺構(gòu)建及應(yīng)用

羅洪波

（武漢市公安消防支隊(duì)，湖北 武漢 430000）

物聯(lián)網(wǎng)是目前各個(gè)領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)，具有融合性、應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。消防安全監(jiān)管所涉及的技術(shù)較多，從設(shè)備、設(shè)施到信息化技術(shù)的應(yīng)用等。這一特點(diǎn)與物聯(lián)網(wǎng)的高融合度的特點(diǎn)具有良好的契合性，為此本文以基于物聯(lián)網(wǎng)的消防監(jiān)管平臺構(gòu)建為題進(jìn)行研究。首先梳理了物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)特征，而后對于基于物聯(lián)網(wǎng)的消防監(jiān)管平臺設(shè)計(jì)提出了總體的設(shè)計(jì)框架。最后結(jié)合遠(yuǎn)程監(jiān)控和自動噴水滅火兩個(gè)子系統(tǒng)，具體分析了其應(yīng)用的可能性。

物聯(lián)網(wǎng)；消防安全；監(jiān)管平臺；應(yīng)用研究

1 物聯(lián)網(wǎng)介紹

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念

物聯(lián)網(wǎng)是近年來被提出的一個(gè)關(guān)于信息技術(shù)領(lǐng)域的研究概念。通俗的來講物聯(lián)網(wǎng)就是通過新型的信息技術(shù)來實(shí)現(xiàn)物物相連功能的互聯(lián)網(wǎng)。如果信息互聯(lián)網(wǎng)是通過信息互聯(lián)的方式來完成了通信和信息傳遞的互聯(lián)，那么物聯(lián)網(wǎng)則不僅僅局限于信息的交互，而是綜合采用傳感、見識、辨識技術(shù)來實(shí)現(xiàn)感官認(rèn)識的交互。例如遠(yuǎn)程的監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)就是實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程的視覺感官交互。由于物聯(lián)網(wǎng)在功能方面的多樣，可以借助的技術(shù)力量廣泛，因此在各個(gè)領(lǐng)域中都可以獲得更為廣泛的應(yīng)用。例如在公共交通領(lǐng)域中的車牌識別功能就是在遠(yuǎn)程監(jiān)控和車牌辨識技術(shù)上綜合實(shí)現(xiàn)的。但是目前國內(nèi)關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)在消防安全方面的應(yīng)用研究和探討還相對較少，為此本文以物聯(lián)網(wǎng)在消防監(jiān)管平臺的構(gòu)建為題進(jìn)行研究，分析物聯(lián)網(wǎng)在消防安全方面進(jìn)行深入應(yīng)用的可能。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

圖1為物聯(lián)網(wǎng)的一般結(jié)構(gòu)，從信息的獲取、處理、傳輸來進(jìn)行綜合的分類可以分為三個(gè)不同的層次，即物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層和感知層，如圖1所示。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)

本文對于這三個(gè)層次的功能進(jìn)行分別說明和舉例。

第一是物聯(lián)網(wǎng)的感知層，如果將整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)比作可以快速反應(yīng)的感知處理系統(tǒng)，那么物聯(lián)網(wǎng)的感知層就是整個(gè)系統(tǒng)的感知部分，其主要功能是盡可能多的獲取相關(guān)的信息。目前一般所采用的辦法是通過監(jiān)控和識別的方法來完成感知和信息采集，例如前文中所提出的公共交通的卡口監(jiān)控系統(tǒng)就是通過實(shí)際的監(jiān)控?cái)z像和車輛識別算法來完成對現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)知。除此之外，還有另一個(gè)辦法來實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的感知，就是將對應(yīng)的信息通過條形碼、二維碼的方式直接將物品的信息存儲在條碼內(nèi)，而后通過射頻識別的方式來讀取這些信息。但是無論是哪種形式的感知層都可以分為信息的獲取和信息的處理兩個(gè)部分。

第二是物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層。物聯(lián)網(wǎng)之所以被稱為網(wǎng)絡(luò)則是因?yàn)橛芯W(wǎng)絡(luò)層的存在，其主要功能是完成信息的交互以及傳遞，一般是通過有線或者無線網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)信息的傳遞，而后通過計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)來完成信息的處理。

第三則是應(yīng)用層。對于同樣的信息，不同的應(yīng)用的目的不同。以監(jiān)控系統(tǒng)舉例，同樣的信息被采集以后，公共安全方面的應(yīng)用就是利用信息來追蹤犯罪嫌疑人的車輛繪制涉案車輛的行進(jìn)路徑。而對于公共交通規(guī)劃和設(shè)計(jì)而言，搜集的信息則是用來完成對于車輛行駛規(guī)律的分析，以及分析車輛擁堵的原因等。

總的來說，物聯(lián)網(wǎng)就是將現(xiàn)實(shí)世界中的具象化表現(xiàn)抽象成計(jì)算機(jī)可以識別的信息，并完成信息的搜集、傳遞和處理的網(wǎng)絡(luò)。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)的消防管理系統(tǒng)

2.1 需求分析

在上文關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與分析中可以發(fā)現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)是通過現(xiàn)代信息技術(shù)來實(shí)現(xiàn)信息的提出、傳遞和分析。對于消防安全工作而言，則可以根據(jù)其工作目的來逐級分析消防安全物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)的需求。

從功能上來看，不同類型的消防設(shè)施在接入物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用和集成水平必然存在差異。例如第一類可以獨(dú)立工作的消防設(shè)施，在接入物聯(lián)網(wǎng)后置需要對其消防告警信息進(jìn)行采集，而第二類設(shè)施接入則需要建立起對應(yīng)的信息處理應(yīng)用來完善其功能。本文所提出的消防安全物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)也主要針對這一類設(shè)施所構(gòu)建的消防物聯(lián)網(wǎng)。由這一類設(shè)施所構(gòu)成的物聯(lián)網(wǎng)主要包含三個(gè)方面的功能需求：（1）告警的受理功能。消防系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)目的就是提高消防安全的管理水平以及輔助火災(zāi)的救災(zāi)速度等。因此介紹告警是消防系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)需要實(shí)現(xiàn)的首要目標(biāo)，在受理報(bào)警的同時(shí)需要可以記錄下對應(yīng)的地點(diǎn)、事件類型等。而這些信息的傳遞都依賴于消防系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)中的感知設(shè)備提供對應(yīng)的信息，所以能夠發(fā)出消防告警信息的消防設(shè)施在感應(yīng)到消防事故的同時(shí)還應(yīng)當(dāng)向系統(tǒng)中傳遞告警信息，而在信息的內(nèi)容方面應(yīng)當(dāng)盡量的全面。（2）遠(yuǎn)程的監(jiān)視和遙控功能。在接受到現(xiàn)場的告警信息以后還應(yīng)當(dāng)能夠反映現(xiàn)場的火警情況。由于火災(zāi)的處理涉及到的相關(guān)內(nèi)容較多。例如涉及到火災(zāi)現(xiàn)場的用電情況，如果存在高壓電線還涉及到停用供電線路的情況，而高壓供電線路的停電與家用的開關(guān)操作存在差異，需要一定的時(shí)間讓高壓線路開關(guān)的電弧熄滅。因此在第一時(shí)間內(nèi)了解火災(zāi)現(xiàn)場情況以及周遭的信息對于火災(zāi)的處理而言十分重要，這就需要對應(yīng)的遠(yuǎn)程監(jiān)視功能。（3）消防水源的檢測功能。消防系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)建立的主要任務(wù)就是對火災(zāi)進(jìn)行處理。而參與救火的水源則顯得尤為重要。因此，消防系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)接受告警的同時(shí)還需要根據(jù)歷史記錄來查看相關(guān)的水源分布情況，并根據(jù)現(xiàn)場的火災(zāi)發(fā)生地點(diǎn)來輔助推薦對應(yīng)的救火使用水源。如果涉及到高層建筑還需要考慮到水壓等問題。

2.2 總體框架

按照以上的需求分析可以規(guī)劃出消防系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的總體框架，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

由圖2可以發(fā)現(xiàn)消防系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)總共包含了六個(gè)部分，分別是日常運(yùn)維管理、消防告警、基礎(chǔ)信息以及輔助服務(wù)系統(tǒng)等。以下將分別從這六個(gè)部分來進(jìn)行描述。第一是消防管理對象系統(tǒng)，在這個(gè)部分中對于消防管理的對象進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和監(jiān)督。包括對于常見的消防安全設(shè)施的統(tǒng)計(jì)、管理和監(jiān)視等功能。例如對于相仿門廊現(xiàn)場的監(jiān)視、消防告警設(shè)備的監(jiān)視等。對于這些設(shè)施的管理就是對于消防系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)的維護(hù)，包括對于新的設(shè)施計(jì)入系統(tǒng)的標(biāo)號、信息錄入等。在這些信息維護(hù)的基礎(chǔ)上，消防系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)才可以為更多的應(yīng)用層提供基礎(chǔ)信息。同時(shí)消防系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)施維護(hù)也可以保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。第二，消防感知管控系統(tǒng)，這部分則是通過信息化技術(shù)手段對現(xiàn)實(shí)世界中的信息進(jìn)行采集和監(jiān)控，這個(gè)部分是消防物聯(lián)網(wǎng)中最為核心的部分。既是整個(gè)系統(tǒng)的感知樞紐也是所有命令在下達(dá)時(shí)的執(zhí)行樞紐。第三，其他四個(gè)方面的子系統(tǒng)并沒有帶有強(qiáng)烈的物聯(lián)網(wǎng)色彩，主要是提供系列的輔助功能，包括消防服務(wù)、相關(guān)法律法規(guī)介紹以及用戶登錄的信息錄入和控制等。

圖2 消防系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)總體架構(gòu)

3 系統(tǒng)應(yīng)用

3.1 消防遠(yuǎn)程監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用

消防遠(yuǎn)程監(jiān)控是消防物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，其主要功能是對建筑物內(nèi)部的相關(guān)消防設(shè)施以及消防安全狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。目前在這方面的應(yīng)用中主要是采用攝像頭監(jiān)視的方式來實(shí)現(xiàn)對于消防安全狀態(tài)的監(jiān)視，對于一些人員密集型的場所，例賓館、飯店等，則加裝自動滅火裝置等設(shè)施。但是這些功能的應(yīng)用相對于消防物聯(lián)網(wǎng)的要求而言還存在一定的差異。一般來說，以物聯(lián)網(wǎng)為特征的智能消防是通過無線信息傳輸模塊采集火警控制系統(tǒng)運(yùn)行狀況、建筑消防設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)等，并及時(shí)向消防部門提供信息的一種信息技術(shù)手段。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的互動“對話”功能還可為火災(zāi)救援贏得寶貴時(shí)間。

3.2 自動噴水滅火系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)的應(yīng)用

目前由于條件的限制只在人員密集和一些特殊場所使用了對應(yīng)的自動噴水滅火系統(tǒng)。但自動噴水滅火何時(shí)啟動、何時(shí)停止等問題都是自動噴水滅火系統(tǒng)投入使用的關(guān)鍵。在物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)以及大量信息連接的系統(tǒng)中，為自動噴水滅火系統(tǒng)的改進(jìn)和深入開發(fā)提供了有效依據(jù)。

在自動噴水滅火系統(tǒng)進(jìn)行使用時(shí)，其關(guān)鍵問題是找到啟動該系統(tǒng)的特征物理量。對于簡單的火災(zāi)告警系統(tǒng)而言，只是通過簡單的煙霧以及溫度來完成對于火災(zāi)發(fā)生情況的監(jiān)控。在接入物聯(lián)網(wǎng)以后可以通過更加多維的尺度來對火災(zāi)的情況進(jìn)行綜合判斷。例如對于火災(zāi)告警設(shè)施的具體位置來獲得對應(yīng)的火災(zāi)場所，從而來劃定自動噴水滅火系統(tǒng)的啟動條件，對于人員密集和有危險(xiǎn)物品存放的場所加強(qiáng)對應(yīng)的監(jiān)管，和放低系統(tǒng)的啟動條件。從而實(shí)現(xiàn)對于不同場所的差異化管理，采用這種方式無論是對于消防安全的管理強(qiáng)化還是對于集約化消防安全管控的資源都具有積極意義。

[1]楊震.物聯(lián)網(wǎng)及其技術(shù)發(fā)展[J].南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào),2012,30(4):9-14.

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[3]寧煥生,張彥.RFID與物聯(lián)網(wǎng)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2015.

D631.6

A

1671-0711（2017）06（下）-0167-02