智能消防栓遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉繼清

摘要：本文簡(jiǎn)單分析了智能消防栓遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的需求，并闡述了智能消防栓遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則及技術(shù)方案。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);智慧消防;遠(yuǎn)程監(jiān)控

一、引言

消防安全涉及千家萬戶，事關(guān)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。消防安全，責(zé)任重于泰山。習(xí)總書記曾指出“消防建設(shè)對(duì)提高防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)能力、維護(hù)社會(huì)公共安全、保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有重大意義。”

如何綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新興信息技術(shù)，開展消防控制室及重點(diǎn)單位消防遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)單位遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，電氣、水、燃?xì)?、自?dòng)消防設(shè)施、視頻的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與防火巡查管理具有現(xiàn)實(shí)意義。

二、設(shè)計(jì)原則

（1）可靠性原則

傳感器是消火栓智能監(jiān)測(cè)終端的核心，敏感元件的可靠性將決定整個(gè)系統(tǒng)的可靠性的關(guān)鍵。因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用金屬濺射薄膜的壓力傳感器，確保在長(zhǎng)期加壓運(yùn)行的情況下的長(zhǎng)時(shí)間、高可靠性運(yùn)行。由于壓力傳感器負(fù)責(zé)采集消防栓管內(nèi)的實(shí)時(shí)壓力，壓力傳感器安裝使用后，一直處于加壓工作狀態(tài)，因此，要求傳感器具有長(zhǎng)期抗疲勞、可靠性高的特點(diǎn)。目前，只有金屬薄膜工藝的壓力傳感器能滿足以上要求。

（2）穩(wěn)定性原則

穩(wěn)定性一般是指系統(tǒng)的正確性、健壯性兩個(gè)方面，本系統(tǒng)是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)行的，并且系統(tǒng)管理的數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)的使用并發(fā)性強(qiáng)等，這些特點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。因此，一方面系統(tǒng)在提交之前應(yīng)該反復(fù)測(cè)試，把錯(cuò)誤減少到最小程度，保證系統(tǒng)的正常的運(yùn)轉(zhuǎn);另一方面，系統(tǒng)必須有足夠的健壯性，在發(fā)生意外情況下，能夠很好的處理并給出錯(cuò)誤提示，并且能夠得到及時(shí)的恢復(fù)減少不必要的損失。

（2）先進(jìn)性原則

在系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)上，采用國(guó)際上先進(jìn)的且成熟的大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能技術(shù)，借鑒各相關(guān)技術(shù)開發(fā)模式的成功經(jīng)驗(yàn)和做法，采用國(guó)際先進(jìn)的面向服務(wù)的 SOA 體系架構(gòu)，使得設(shè)計(jì)更加合理、更為先進(jìn)。在軟件的開發(fā)思想上，嚴(yán)格按照軟件工程的標(biāo)準(zhǔn)和面向?qū)ο蟮睦碚搧碓O(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)的先進(jìn)性。

（3）開放性原則

為適應(yīng)將來業(yè)務(wù)和技術(shù)發(fā)展的需求，系統(tǒng)建設(shè)必須具有較強(qiáng)的開放性，系統(tǒng)應(yīng)基于面向服務(wù)（SOA）的理念構(gòu)建，需實(shí)現(xiàn)底層的接入與業(yè)務(wù)的處理分離，實(shí)現(xiàn)服務(wù)的封裝、重用，在增加新業(yè)務(wù)時(shí)不需要更改系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。硬件產(chǎn)品通信協(xié)議符合《消防設(shè)施物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，在做好分級(jí)分類管理的情況下，系統(tǒng)要重點(diǎn)做好對(duì)各類使用管理數(shù)據(jù)專業(yè)服務(wù)系統(tǒng)的開放協(xié)調(diào)。

（4）可擴(kuò)充性原則

面對(duì)信息技術(shù)的高速發(fā)展，系統(tǒng)應(yīng)用應(yīng)具有非常好的擴(kuò)充性，重點(diǎn)解決基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集、感知層數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集、上傳和存儲(chǔ)分發(fā)。能夠在不更改系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的前提下，方便的支持系統(tǒng)擴(kuò)容，并對(duì)未來新業(yè)務(wù)有擴(kuò)充的能力。最后，可擴(kuò)充性原則還應(yīng)著力做好系統(tǒng)運(yùn)行后的系統(tǒng)維護(hù)開發(fā)。線下專業(yè)化運(yùn)營(yíng)維護(hù)開發(fā)是支撐系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的核心，是支撐系統(tǒng)有效運(yùn)行的又一重要生命力之所在。

（5）經(jīng)濟(jì)性原則

系統(tǒng)的軟件、硬件的配置應(yīng)立足于合理實(shí)用，充分考慮業(yè)務(wù)規(guī)模和結(jié)構(gòu)的發(fā)展變化，使所使用的系統(tǒng)構(gòu)架和應(yīng)用開發(fā)均具備可擴(kuò)展性，能夠隨著應(yīng)用的逐步完善和信息量的逐漸增加不斷地進(jìn)行擴(kuò)展，同時(shí)在軟件系統(tǒng)的開發(fā)中，系統(tǒng)設(shè)計(jì)盡量模塊化，各個(gè)功能模塊盡量做到可自定義重復(fù)利用，并要為今后發(fā)展留有余地，減少因業(yè)務(wù)發(fā)展，系統(tǒng)升級(jí)而造成的浪費(fèi)，取得較好的投資效益。智能化自動(dòng)采集裝置應(yīng)以簡(jiǎn)單、實(shí)用、有效為選擇原則，在確?！叭钡那疤嵯?，先解決“有”的問題，重點(diǎn)靠?jī)?yōu)化方案降低費(fèi)用成本，之后再靠加大自主開發(fā)，降低費(fèi)用成本。同時(shí)要注意綜合運(yùn)用多種簡(jiǎn)便渠道不間斷全面采集信息。

三、技術(shù)方案

（1）系統(tǒng)總體架構(gòu)

眾所周知，信息系統(tǒng)由感知、傳輸、存儲(chǔ)、處理、反饋與執(zhí)行等環(huán)節(jié)構(gòu)成，信息技術(shù)主要指：傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)。整個(gè)信息系統(tǒng)中傳遞處理的是“數(shù)據(jù)”，傳感器作為數(shù)據(jù)采集的功能器件，是信息技術(shù)的基礎(chǔ)核心技術(shù)。

消防設(shè)施物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)體系架構(gòu)自下而上應(yīng)由感知層、傳輸層、平臺(tái)數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層構(gòu)成。

（2）系統(tǒng)功能

消防設(shè)施物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)具有聯(lián)網(wǎng)用戶信息、消防設(shè)施的日常管理信息及其信息交換的功能。

數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)的功能應(yīng)符合下列規(guī)定：

1、應(yīng)在GIS上實(shí)時(shí)展示所采集消防設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)信息;

2、應(yīng)能支持?jǐn)?shù)據(jù)訪問的接口;

3、應(yīng)支持人員自主注冊(cè)，并可通過角色定義訪問權(quán)限;

4、應(yīng)具備信息查詢、顯示、推送的功能;

5、應(yīng)支持視頻的接入;

6、應(yīng)具備人員管理功能和信息的可維護(hù)性;

7、應(yīng)對(duì)采集的消防設(shè)施故障信息報(bào)警。

（3）消火栓智能檢測(cè)終端

一般市政消防管網(wǎng)的水壓在0.25-0.35MPa，消防栓栓口動(dòng)壓力不應(yīng)大于0.50MPa，離泵站近的水壓值較高，未端水壓較低，也就意味著每個(gè)消火栓的出水口壓力也不盡相同，通過對(duì)消防栓附近管網(wǎng)以及每個(gè)消防栓栓口安裝測(cè)壓點(diǎn)進(jìn)行水壓監(jiān)測(cè)和流量監(jiān)測(cè)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整體消防管網(wǎng)和所有消防栓出水口的水壓、出水情況等狀態(tài)信息。

普通消防栓加裝智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)之后，由傳感器收集到消防栓狀態(tài)信息后，通過NB-lot網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到云端服務(wù)器處理并將數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中心。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到消防栓用水、撞倒、水壓超限等報(bào)警觸發(fā)時(shí)，服務(wù)器通過物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)將報(bào)警信息顯示或者發(fā)送至手機(jī)終端APP。

智能消防栓監(jiān)控系統(tǒng)通過監(jiān)測(cè)消防栓狀態(tài)、地理位置、用水情況、水壓信息、安全信息等，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)云系統(tǒng)對(duì)消防栓的信息進(jìn)行處理、分類、統(tǒng)計(jì)和分析，從而達(dá)到日常消防栓全面管理和戰(zhàn)時(shí)合理規(guī)劃，使用每個(gè)可利用消防栓，充分發(fā)揮救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的有限兵力。消防員或者維護(hù)人員也可以使用GIS功能查找附近位置的消防栓及其狀態(tài)信息。

（4）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)

基于扎實(shí)可靠的底層數(shù)據(jù)分析和底層子系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)。為了強(qiáng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性，進(jìn)一步做實(shí)基礎(chǔ)開發(fā)，進(jìn)一步建立中觀層面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。結(jié)合消防管理和水源管理更高層次、更為明確的監(jiān)管要求，為實(shí)現(xiàn)二者的有機(jī)融合，更好地服務(wù)于城市消防管理，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)擬按照消火栓基礎(chǔ)信息、消火栓地理信息、消火栓狀態(tài)信息、消火栓巡查檢修信息、消火栓用水信息、消火栓管理單位與人員信息全面建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。

1、消火栓基礎(chǔ)信息，包括消火栓二維碼、建設(shè)年月、品牌、結(jié)構(gòu)、維護(hù)管理單位、責(zé)任人等。

2、消火栓地理信息，包括區(qū)、街道、社區(qū)、道路、經(jīng)度、緯度等。

3、消火栓狀態(tài)信息，包括壓力、溫度、電池電量、流量等

4、檢修信息，包括維修單位、維修內(nèi)容、維修時(shí)間等

5、報(bào)警信息，包括告警時(shí)間、告警內(nèi)容、故障排除時(shí)間、排除人員、跟蹤記錄等。

6、系統(tǒng)日志包括操作人員日志、系統(tǒng)配置修改記錄等。

四、結(jié)論

物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，為城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)支持。

智能消防栓物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)不受任何天氣影響，達(dá)到無遺漏實(shí)時(shí)設(shè)備監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了消防栓水壓監(jiān)測(cè)及撞倒的狀態(tài)信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、消防水壓監(jiān)測(cè)、水壓超限實(shí)時(shí)報(bào)警、消防栓GIS定位導(dǎo)航等功能。實(shí)現(xiàn)了消防栓的狀態(tài)信息實(shí)時(shí)掌控、災(zāi)區(qū)分布、區(qū)域分析等多維度分析及相關(guān)資源的動(dòng)態(tài)可視化展示。同時(shí)還可以提供數(shù)據(jù)接口對(duì)接供水公司、消防部門、數(shù)據(jù)資源管理局等各單位已有管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息化和智慧化建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

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