物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧消防建設(shè)中的應(yīng)用

季永強(qiáng) 徐浙英 張宇英 程斌榮 車輝

摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)科技的進(jìn)步和廣泛應(yīng)用，智慧消防獲得越來(lái)越多的關(guān)注。智慧消防系統(tǒng)是利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、AI、區(qū)塊鏈等新技術(shù)進(jìn)行開發(fā)的，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是其中非常重要的一部分，在保障消防安全工作的質(zhì)量和效率方面具有極大應(yīng)用價(jià)值。先對(duì)物聯(lián)網(wǎng)、智慧消防等有關(guān)概念加以闡述說(shuō)明，然后分析了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)智慧滅火的可行性與必要性，同時(shí)討論物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在火災(zāi)防控預(yù)警、滅火救援指揮、消防資源管理等方面的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智慧消防;物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);消防安全;應(yīng)用

隨著我國(guó)科技和經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展，我國(guó)火災(zāi)發(fā)生起數(shù)也呈現(xiàn)高發(fā)狀態(tài)，圖1、圖2分別為2016—2020年我國(guó)火災(zāi)起數(shù)及財(cái)產(chǎn)損失[1-2]，消防工作面臨的問(wèn)題越來(lái)越復(fù)雜。為應(yīng)對(duì)消防安全面臨的新問(wèn)題，相關(guān)部門著力發(fā)展智慧消防。物聯(lián)網(wǎng)就是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)為載體，進(jìn)行互聯(lián)互通信息交換，這是信息時(shí)代發(fā)展的重要產(chǎn)物，現(xiàn)已被應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展既是對(duì)自動(dòng)消防科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新，又為消防的發(fā)展提供了新的機(jī)遇，主要可運(yùn)用在自動(dòng)識(shí)別火災(zāi)危險(xiǎn)源、及時(shí)報(bào)警、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)消防裝置、高效運(yùn)用消防數(shù)據(jù)等，以確保安全科學(xué)決策、精確指揮、快捷救援，為消防安全工作提供技術(shù)上的支持[3]。本文將從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用到智慧消防的方面入手，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行討論，為智慧消防的發(fā)展和完善提供借鑒。

1? 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧消防系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也被稱為信息技術(shù)的第三次革命。物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)是依托于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等新信息載體而發(fā)展的，可對(duì)信息進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別獲取與采集，很大程度上提高信息傳遞的效率[4]。隨著數(shù)字通信技術(shù)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與各行業(yè)的結(jié)合應(yīng)用有了更多的嘗試，如智慧消防中對(duì)消防裝置安全的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及環(huán)境監(jiān)測(cè)等應(yīng)用。在城市消防安全管理中，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧消防可以做到對(duì)區(qū)域網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)布控監(jiān)測(cè)，將采集的信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至計(jì)算機(jī)設(shè)備，對(duì)火災(zāi)險(xiǎn)情做到實(shí)時(shí)監(jiān)控、及時(shí)準(zhǔn)確報(bào)警以及遠(yuǎn)程傳輸。

智慧消防系統(tǒng)指利用云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)信息技術(shù)和前沿的計(jì)算機(jī)技術(shù)，將一系列能夠準(zhǔn)確、快速確定火災(zāi)位置的設(shè)備和解決方案組合在一起，圖3為智慧消防系統(tǒng)示意圖。智慧消防系統(tǒng)具有運(yùn)用廣泛、數(shù)據(jù)共享、智慧化的特點(diǎn)[5-6]。智慧消防利用大數(shù)據(jù)可高效全方位地收集消防工作的多方面的數(shù)據(jù)信息，其次可以將獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合管理，再公布于消防各部門以及公眾審閱，進(jìn)而對(duì)消防安全的管理工作起到精細(xì)化指導(dǎo)作用。智慧消防對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集和整理，針對(duì)火災(zāi)情況給出防災(zāi)減災(zāi)的智慧方案，這個(gè)過(guò)程與大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等智慧化緊密相關(guān)[7]。智慧消防作為新時(shí)代的消防防控方式，與傳統(tǒng)消防有很大的差別，面對(duì)火災(zāi)能夠有效評(píng)估，給出科學(xué)解決方案，快速滅火，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)預(yù)防智慧化，在防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急救援等方面體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)，大幅度降低火災(zāi)的發(fā)生概率。

2? 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧消防中應(yīng)用的可行性和必要性

2.1? 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可行性分析

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧消防中的實(shí)踐探索中，“本土化適應(yīng)”已經(jīng)累積了大量的經(jīng)驗(yàn)與基礎(chǔ)，初步形成了消防安全信息化的總體架構(gòu)，因此將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在智慧消防安全體系建設(shè)中已完全具備了可行性[8-9]。在全國(guó)范圍內(nèi)，尤其是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，已推廣進(jìn)行了部分基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的火情監(jiān)管系統(tǒng)，能快速發(fā)現(xiàn)、采集并分析火災(zāi)情況相關(guān)信息，更好地配合本地消防部門的工作，完善消防安全部門的監(jiān)管體系。為提高救援工作的執(zhí)行提供方便，各地配備的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的消防救援系統(tǒng)也越來(lái)越多，更體現(xiàn)出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧型消防安全系統(tǒng)中的可行性和重要性。

2.2? 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必要性分析

隨著電氣化應(yīng)用程度的不斷發(fā)展，消防安全管理面臨的工作越來(lái)越復(fù)雜，傳統(tǒng)型消防安全已無(wú)法滿足社會(huì)對(duì)消防安全的要求。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)憑借互聯(lián)網(wǎng)給予的技術(shù)支持，可以對(duì)消防安全信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，極大提高消防安全管理工作的效率和能力。同時(shí)，也降低了消防安全工作對(duì)人員的要求，人員需求數(shù)量和時(shí)間減少的同時(shí)也避免了一些人為的失誤，對(duì)消防安全管理工作的質(zhì)量也有促進(jìn)作用。對(duì)區(qū)域火災(zāi)情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)消防裝置的實(shí)時(shí)監(jiān)管，方便消防工程師等技術(shù)人員能夠隨時(shí)掌握消防裝置的工作狀態(tài)。

在消防救援工作中，由于火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜多變，憑借消防救援人員的自身?xiàng)l件不能快速準(zhǔn)確地對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行研判，從而難以及時(shí)作出反應(yīng)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，可以讓消防救援人員利用傳感裝置對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行分析判斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)起火位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，捕捉現(xiàn)場(chǎng)人員和物品的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化，立刻向消防救援指揮中心傳達(dá)相關(guān)信息。從以上闡述可以看出，在當(dāng)下復(fù)雜的火災(zāi)情況下，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于智慧型消防安全系統(tǒng)中是非常有必要的，也是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求。

3? 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市智慧消防建設(shè)中的具體運(yùn)用

3.1? 應(yīng)用于火災(zāi)防控預(yù)警

降低火災(zāi)安全隱患，降低火災(zāi)事故發(fā)生率，是消防管理部門在消防安全管理工作的重要部分。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以有效實(shí)現(xiàn)火災(zāi)預(yù)警工作的智能化，主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。

對(duì)消防水源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。利用物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)，可在消火栓、消防水箱區(qū)域設(shè)置無(wú)線通信裝置。水流量的變化趨勢(shì)可以觸發(fā)傳感器設(shè)備，傳感器設(shè)備定期將消防水源地的相關(guān)信息傳遞給消防救援指揮中心的服務(wù)器，實(shí)時(shí)監(jiān)控消防水源地的狀態(tài)。一旦發(fā)生火災(zāi)，相關(guān)消防救援人員可以利用物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)快速定位消防水源地的信息，消防救援指揮中心可以整合信息，快速完成相關(guān)的消防救援任務(wù)。

建筑物設(shè)有消防噴頭和消防泵等相關(guān)消防救援裝置，必須保證消防裝置都處于正常的工作狀態(tài)，這種情況有利于保證早期的滅火工作。為維護(hù)有關(guān)滅火救援設(shè)施的完好，要做好平時(shí)的安全檢查工作，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)滅火救援設(shè)施。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以對(duì)建筑內(nèi)的消防泵和灑水設(shè)備實(shí)施智慧監(jiān)控。消防管理部門也可在滅火噴淋試驗(yàn)管道中設(shè)置傳感器芯片，以檢測(cè)噴淋試驗(yàn)支管系統(tǒng)的水壓;還可在消防泵閥上設(shè)置電氣芯片，可以掌握消防泵的實(shí)際運(yùn)行情況，采用智慧圖像監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)消防通道進(jìn)行監(jiān)控，并對(duì)指定區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。當(dāng)消防通道被占用時(shí)，可以快速實(shí)時(shí)報(bào)警，幫助相關(guān)消防救援人員執(zhí)行救援任務(wù)。

在各建筑物的消防設(shè)備中配置監(jiān)控傳感器裝置，并為各建筑物設(shè)置相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)傳感器發(fā)生故障時(shí)可以及時(shí)向管理平臺(tái)發(fā)出警告，工作人員通過(guò)無(wú)線設(shè)備接收相關(guān)信息。建筑物內(nèi)如果發(fā)生火災(zāi)，警報(bào)中心會(huì)迅速向消防隊(duì)員發(fā)送信息，使滅火人員在最短的時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)備工作。

通過(guò)視頻數(shù)據(jù)分析的隱患檢測(cè)。通過(guò)對(duì)建筑物的具體報(bào)警點(diǎn)做出了整理，并與建筑物內(nèi)部的視頻監(jiān)控系統(tǒng)連接，從而完成了對(duì)具體報(bào)警點(diǎn)的遠(yuǎn)程監(jiān)視，并不斷檢查現(xiàn)場(chǎng)情況。與建筑物內(nèi)部的視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)連接，使工作人員對(duì)火災(zāi)報(bào)警點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控，隨時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行了解。消防信息系統(tǒng)、智慧自動(dòng)滅火管理系統(tǒng)構(gòu)建了各幢樓自動(dòng)消防數(shù)據(jù)信息庫(kù)，各消防救援人員可以通過(guò)無(wú)線設(shè)備了解有關(guān)設(shè)施的狀況，并設(shè)置關(guān)鍵領(lǐng)域的傳感設(shè)備，一旦發(fā)生火災(zāi)，報(bào)警裝置便可同時(shí)向小區(qū)物業(yè)的工作人員發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以保證第一時(shí)間作出反應(yīng)，達(dá)到滅早滅小滅初期。該體系可以提高消防與救援的效率，并有效減少成本，靈活進(jìn)行工作。

3.2? 應(yīng)用于滅火救援指揮

在建筑物內(nèi)進(jìn)行身份識(shí)別系統(tǒng)，各處的建筑物都有屬于自己的專屬身份信息，例如建筑結(jié)構(gòu)、用途、消防設(shè)施配置等信息。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以對(duì)這些建筑物進(jìn)行信息電子標(biāo)簽的設(shè)定[10-11]。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，工作人員通過(guò)終端設(shè)備能夠及時(shí)了解火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)施情況，從而更有效地向消防人員提供消息;消防隊(duì)員能夠準(zhǔn)確掌握所轄建筑物的受災(zāi)狀況，并利用建筑內(nèi)的溫度傳感器迅速掌握火場(chǎng)的目標(biāo)溫度，以便開展更有效的救援工作。如果報(bào)警人對(duì)報(bào)警信號(hào)不熟悉，那么指揮人員將在建筑物中迅速定位火災(zāi)產(chǎn)生的位置，并進(jìn)行救援。

建立建筑物的電子識(shí)別標(biāo)簽，其中包含建筑的各種數(shù)據(jù)信息。在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，終端設(shè)備通過(guò)識(shí)別火災(zāi)信號(hào)，迅速了解建筑物的實(shí)際狀況，并協(xié)助滅火救援人員實(shí)施滅火任務(wù)。溫度傳感器裝置安裝于建筑物內(nèi)，能夠迅速將溫度信號(hào)傳送給移動(dòng)裝置，救援人員可使用建筑身份系統(tǒng)快速定位起火點(diǎn)，并快速撲救火災(zāi)。

對(duì)消防行動(dòng)力量的智慧化、合理化與調(diào)整，可運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)提高，視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠協(xié)助救援指揮部及時(shí)了解滅火車輛的通行信息，從而快速評(píng)估火勢(shì)狀況，并進(jìn)行合理的分析和選擇水帶鋪設(shè)，以便更好地調(diào)整滅火救援工作。

在滅火救援任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中，要科學(xué)分配救援人員數(shù)量，還要充分考慮消防設(shè)備和消防車輛的實(shí)際狀況。改進(jìn)圖像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將救援現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)圖像傳輸給消防救助指揮中心工作人員，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。通過(guò)圖像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠隨時(shí)掌握消防車的真實(shí)情況，對(duì)救援任務(wù)進(jìn)行技術(shù)支持。在滅火救援車輛的關(guān)鍵部位設(shè)有壓力傳感器等電子芯片，能夠?qū)缁鹁仍囕v的實(shí)際狀況作出科學(xué)的監(jiān)測(cè)。

由于消防設(shè)備的復(fù)雜性，因此必須通過(guò)軟件加以管理。運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)信息技術(shù)對(duì)各種消防設(shè)備實(shí)施智慧管控，把車輛和人員的主要信息都集中到同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，使消防安全管理的水平得以明顯提升。

火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)可能存在大量的有毒有害氣體，這對(duì)消防救援人員的生命具有嚴(yán)重威脅，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為消防救援人員配置傳感器，可以及時(shí)檢測(cè)火場(chǎng)救援人員的呼吸頻率、血壓以及生命體征信息，這對(duì)于調(diào)度救援工作具有重要幫助。

3.3? 應(yīng)用于消防資源管理

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)消防工作信息系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)管理，可以將物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)結(jié)合無(wú)線傳輸，通過(guò)GPS信息技術(shù)，在消防車與消防救援人員之間進(jìn)行電子標(biāo)簽設(shè)定，通過(guò)無(wú)線通信系統(tǒng)傳輸至管理中心，形成消防設(shè)備管理系統(tǒng)。在消防車上搭配車載終端系統(tǒng)，可以獲取消防車的相關(guān)信息，管理中心可以及時(shí)判斷車載的使用情況、數(shù)量以及種類，為消防救援工作提供充分準(zhǔn)備，如消防車遇特殊情況，通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)可以將信息實(shí)時(shí)發(fā)送至管理中心。在消防救援人員的服裝中植入電子芯片，能夠及時(shí)定位救援人員在火場(chǎng)中的位置以及人員分布情況。對(duì)于不同類型的火災(zāi)，消防救援指揮中心可以根據(jù)滅火劑的性能規(guī)范進(jìn)行使用，避免滅火劑選擇錯(cuò)誤，或使用過(guò)期設(shè)備。

4? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著消防安全工作的不斷的發(fā)展和創(chuàng)新，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧消防中的作用也越來(lái)越大，未來(lái)將形成一個(gè)信息化、智能化的消防網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。消防管理部門可以充分應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在滅火指揮、滅火器材、救援人員中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，這對(duì)于掌握火災(zāi)動(dòng)態(tài)，合理科學(xué)的調(diào)度滅火力量，正確做出指揮決策具有重要意義，最終形成完整的智慧消防系統(tǒng)，從而推動(dòng)我國(guó)消防事業(yè)的蓬勃發(fā)展。

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Application of internet of things

technology in smart fire protection construction

Ji Yongqiang1，Xu Zheying1，Zhang Yuying1，

Cheng Binrong1，Che Hui2

（1. Hangzhou Zhongcheng Management Consultant Co.， Ltd.，Zhejiang? Hangzhou 310000; 2. Zhili County Public Service Center，Zhejiang? Huzhou? 313008）

Abstract：With the advancement and wide application of Internet technology， smart fire protection has received more and more attention. The smart fire protection system is developed using new technologies such as the Internet of Things， cloud computing， AI， and blockchain. The Internet of Things technology is a very important part and has great application value in ensuring the quality and efficiency of fire safety work. The paper firstly explains the Internet of Things， smart fire protection and other related concepts， and analyzes the feasibility and necessity of the Internet of Things technology for intelligent fire fighting. Then the paper discusses the specific application of the Internet of Things technology in fire prevention and control early warning， fire fighting and rescue command， and fire resource management.

Keywords：smart fire protection; internet of things technology; fire safety; application