淺析智慧消防應(yīng)用新技術(shù)

更新時(shí)間：2021-12-20 點(diǎn)擊次數(shù)：621

侯文莉

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

【摘要】隨著中國經(jīng)濟(jì)邁向高質(zhì)量的發(fā)展和人民日益增長的美好生活的需求，消防行業(yè)也在進(jìn)行著不斷創(chuàng)新和升級(jí)。借助于5G、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、GPS、GIS等新一代技術(shù)，將人民群眾、消防監(jiān)督管理機(jī)構(gòu)和公安機(jī)關(guān)消防機(jī)構(gòu)、滅火救援機(jī)構(gòu)等所需的消防信息鏈接起來，構(gòu)建高感度的消防基礎(chǔ)環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、互動(dòng)、融合的消防信息采集、傳遞和處理。使得消防系統(tǒng)具備智慧防控、智慧作戰(zhàn)、智慧執(zhí)法、智慧管理的能力。提高了滅火救援戰(zhàn)斗力和防火監(jiān)督管理水平，進(jìn)一步提升了城市防火減災(zāi)救災(zāi)的能力。

【關(guān)鍵詞】智慧消防；物聯(lián)網(wǎng)；5G；大數(shù)據(jù)

1 5G在智慧消防中的應(yīng)用

2020年，中國掌握核心技術(shù)的5G網(wǎng)絡(luò)正式商用。萬物互聯(lián)、虛擬增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)以及智能駕駛將是5G時(shí)關(guān)鍵的應(yīng)用。未來，5G將以很大的流量為火災(zāi)監(jiān)控和預(yù)警系統(tǒng)、火災(zāi)系統(tǒng)、自動(dòng)滅火系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、消防供水系統(tǒng)、安全疏散系統(tǒng)等“萬物互聯(lián)"提供必要條件。實(shí)現(xiàn)消防設(shè)施自主運(yùn)行、自我診斷、智能控制，將火災(zāi)即時(shí)消滅在萌芽或者初起狀態(tài)將成為現(xiàn)實(shí)。5G網(wǎng)絡(luò)具有低時(shí)延、廣連接、大帶寬三大特點(diǎn)，5G網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備數(shù)量可達(dá)到100萬終端平方千米，5G智慧消防的煙霧探器可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位，多級(jí)信息同步發(fā)出，在發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候可以同時(shí)向本地建筑的消防控制室、業(yè)主、119火警調(diào)度指揮中心。在消防人員沒有到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場時(shí)，火警調(diào)度指揮中心可以通過5G網(wǎng)絡(luò)對(duì)大樓的消防設(shè)施提前進(jìn)行一些實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測和滅火工作的預(yù)處理，家庭用戶可以通過5G網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通家庭無線網(wǎng)絡(luò)的智能家電設(shè)備，實(shí)現(xiàn)諸如智能音箱進(jìn)行警情播報(bào)及警情處理指導(dǎo)、電動(dòng)窗簾打開、廚房電器設(shè)備斷電等功能。更多的智慧消防應(yīng)用會(huì)隨著5G應(yīng)用的不斷成熟，越來越普及到社會(huì)的每個(gè)角落。

2 大數(shù)據(jù)在智慧消防中的應(yīng)用

“智慧消防"需要體量巨大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的信息體系，這是我們決策和控制的基礎(chǔ)，但是體現(xiàn)出“智慧"的是需要對(duì)海量信息進(jìn)行智能處理的能力，智能處理在廣義上可以理解為對(duì)初步信息的提煉增值。例如一起搶險(xiǎn)救援事故，一個(gè)中隊(duì)到現(xiàn)場處理，了解和掌握現(xiàn)場基本情況，而他的身后有個(gè)更大的平臺(tái)，一旦需要，很多戰(zhàn)訓(xùn)專家可以進(jìn)行會(huì)診，這種智能化的處理方式會(huì)更加有效。從技術(shù)層面上講，采用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)辦公等先進(jìn)的信息化技術(shù)，建立城市智慧消防監(jiān)控管理中心，構(gòu)建互聯(lián)、協(xié)同的消防監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，以合理的、可擴(kuò)展的架構(gòu)建設(shè)智慧消防平臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)為業(yè)務(wù)執(zhí)行和綜合監(jiān)管提供技術(shù)支撐，為未來進(jìn)一步發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

建設(shè)消防物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)分析的大數(shù)據(jù)決策平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)單位、重點(diǎn)部位、重點(diǎn)區(qū)域的信息化、智能化、動(dòng)態(tài)化監(jiān)控，開展大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。各建筑的建筑平面圖、消防設(shè)施已經(jīng)被采集到系統(tǒng)之中，發(fā)生警情的時(shí)候會(huì)S動(dòng)調(diào)用。例如：實(shí)時(shí)顯示各類消防重點(diǎn)單位的各種消防設(shè)施的狀態(tài)信息，并進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)管。監(jiān)測的狀態(tài)信息包括：管網(wǎng)水壓監(jiān)測、消防設(shè)施設(shè)備巡檢、生命通道監(jiān)測、控制柜狀態(tài)監(jiān)測、火災(zāi)主機(jī)監(jiān)測、水炮狀態(tài)監(jiān)測、水池液位監(jiān)測、電梯狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)視、排煙風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測等。建立感知信息輔助全域消防系統(tǒng)管理。

大數(shù)據(jù)在火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分析方面的應(yīng)用，例如：防火指數(shù)分析分析、巡查分析、維修分析、查崗分析、考核分析以及對(duì)各大隊(duì)所管轄的聯(lián)網(wǎng)業(yè)主單位進(jìn)行多維度綜合分析評(píng)分等，實(shí)現(xiàn)了隱患態(tài)勢(shì)直觀掌控，多維統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確防控，移動(dòng)巡查高效執(zhí)法，多方聯(lián)動(dòng)協(xié)同監(jiān)管。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)情況出具轄區(qū)防火指數(shù)、防火能力趨勢(shì)分析等大數(shù)據(jù)報(bào)表。大隊(duì)根據(jù)評(píng)分?jǐn)?shù)據(jù)，對(duì)聯(lián)網(wǎng)業(yè)主單位進(jìn)行有針對(duì)性的巡查。系統(tǒng)根據(jù)大數(shù)據(jù)報(bào)表給各聯(lián)網(wǎng)單位提出針對(duì)性的整改方案。系統(tǒng)對(duì)消防問題突出的企業(yè)或法人進(jìn)行針對(duì)性排查、篩查，能有效地提高主管部門的工作效率及規(guī)范業(yè)主單位本身的消防安全工作流程。通過移動(dòng)終端的定位數(shù)據(jù)，消防力量在電子地圖上的分部、移動(dòng)方向、移動(dòng)軌跡等一目了然。

通過大數(shù)據(jù)整個(gè)城市消防情況盡在城市智慧消防監(jiān)控管理中心掌控之中，后期為消防資源的部署和消防工作的行動(dòng)提供了決策依據(jù)和指揮的方向。

3 人工智能在智慧消防中的應(yīng)用

人工智能針對(duì)火災(zāi)的勘察和救援工作，在消防滅火救援過程中也起到很好的輔助作用，例如：無人機(jī)可以及時(shí)進(jìn)行視頻圖像傳輸，多角度拍攝，對(duì)于火災(zāi)現(xiàn)場的實(shí)時(shí)情況進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測，部分大負(fù)荷無人機(jī)甚至可以攜帶滅火劑開展高空救援，在消防滅火救援中無人機(jī)的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

消防機(jī)器人也已經(jīng)不再是模糊性的概念定義，它可以協(xié)助甚至取代人類來從事多種工作，是一種自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置，尤其在火災(zāi)事故現(xiàn)場，機(jī)器人發(fā)揮的作用越來越重要，當(dāng)人們?cè)谟龅酵话l(fā)火災(zāi)險(xiǎn)情，消防人員無法觸及時(shí)，消防機(jī)器人可以代替消防員來實(shí)施救援，消防滅火機(jī)器人在保護(hù)火場一線消防官兵生命安全方面的重要作用凸顯。消防機(jī)器人可以在石油化工、油罐區(qū)、大型倉庫以及森林火災(zāi)等大面積場所進(jìn)行作業(yè)，適用于地形復(fù)雜、環(huán)境惡劣等場地作業(yè)。在與消防人員的配合中，大大減少了人員傷亡，增強(qiáng)了火災(zāi)控制能力?？筛鶕?jù)作業(yè)場景，自主判斷實(shí)際危險(xiǎn)情況來源，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集、處理、傳輸反饋、滅火等工作。隨著各種復(fù)雜環(huán)境的變化，可以編碼設(shè)計(jì)新的工作環(huán)境的操作程序，不斷對(duì)消防機(jī)器人進(jìn)行智能升級(jí)，使其適用更多的場景。這種高科技設(shè)備無疑是將我國消防事業(yè)又推向了一個(gè)全新的高度。

4 未來智慧消防系統(tǒng)的應(yīng)用場景

未來消防物聯(lián)網(wǎng)通過5G、廣域部署的煙感、溫感、手動(dòng)按鈕、可燃?xì)怏w探測器等無線感知設(shè)備，結(jié)合消防水栓用水量、水壓監(jiān)測以及消防水池液位監(jiān)測功能，構(gòu)成城市消防物聯(lián)網(wǎng)基本單元。三維G|S地理信息平臺(tái)，建立轄區(qū)內(nèi)消防核心單位的實(shí)景三維模型，實(shí)現(xiàn)三維模型的快速加載、準(zhǔn)確測量和作戰(zhàn)力量物聯(lián)網(wǎng)接入。實(shí)現(xiàn)滅火救援的二三維信息一張圖指揮、一張圖調(diào)度、一張圖分析、一張圖決策。解決系統(tǒng)界面存在多套地圖、多種框架結(jié)構(gòu)，且各系統(tǒng)界面缺乏一致性和包容性等問題。對(duì)于消防核心單位、消防核心監(jiān)控區(qū)域等的消防管理、信息錄入、滅火預(yù)案、現(xiàn)場指揮等均有重要的實(shí)用價(jià)值。

聯(lián)網(wǎng)單位動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警分析，數(shù)據(jù)＋算法＋AI=建設(shè)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確風(fēng)險(xiǎn)量化體應(yīng)急救援指揮輔助決策系統(tǒng)，服務(wù)于實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用，把天網(wǎng)信息、物聯(lián)網(wǎng)信息、災(zāi)源周邊救援信息、業(yè)務(wù)部門信息以及無人機(jī)、機(jī)器人等多功能載荷回傳信息接入平臺(tái)，通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合管理，推送出多樣化的智慧應(yīng)用。

消防資源大數(shù)據(jù)、人工智能在滅火救援中起到非常關(guān)鍵的輔助決策作用，公安消防部門利用消防資源大數(shù)據(jù)、人工智能實(shí)時(shí)追蹤并掌握災(zāi)害現(xiàn)場各方面情況。并對(duì)能夠引起災(zāi)害態(tài)勢(shì)發(fā)生變化的關(guān)鍵要素進(jìn)行獲取、處理、顯示，預(yù)測未來的發(fā)展趨勢(shì)。增強(qiáng)掌握火災(zāi)信息、值守人員信息、環(huán)境信息等關(guān)鍵因素的時(shí)間流動(dòng)性變化的能力，對(duì)災(zāi)害發(fā)展保持預(yù)測和感知能力。通過GIS以及無線通信技術(shù)與一體的軟、硬件綜合采集和顯示系統(tǒng)，自動(dòng)采集災(zāi)軎現(xiàn)場位置信息，定期記錄回傳。

利用消防資源大數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)全市消防力量智能調(diào)度。災(zāi)情定位后，人工智能可以自動(dòng)調(diào)出火災(zāi)地點(diǎn)、區(qū)域地圖，并可放大、縮小、漫游，計(jì)算機(jī)CAD接到出車命令后發(fā)出警鈴并自動(dòng)打印，系統(tǒng)可以自動(dòng)搜索災(zāi)情附近1公里/2公里半徑內(nèi)微型消防站，并發(fā)送短信和警鈴告知轄區(qū)內(nèi)微型消防站執(zhí)勤人員火速到達(dá)災(zāi)害現(xiàn)場進(jìn)行處置。系統(tǒng)確認(rèn)災(zāi)情后建立災(zāi)情事件，系統(tǒng)自動(dòng)創(chuàng)建戰(zhàn)斗工作組，工作組成員由消防支隊(duì)、消防大隊(duì)、出勤中隊(duì)、無人機(jī)、機(jī)器人、微型消防站人員、全勤指揮部等人員自動(dòng)參與創(chuàng)建組成。同時(shí)可在中隊(duì)CAD上顯示有關(guān)重點(diǎn)單位滅火作戰(zhàn)計(jì)劃圖形資料，在工作組中，信息互聯(lián)互通。支隊(duì)、大隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)可以依據(jù)災(zāi)情現(xiàn)場全程可視化和工作組動(dòng)態(tài)進(jìn)行指揮調(diào)度。戰(zhàn)斗結(jié)束后工作組自動(dòng)解散，該次工作組所有戰(zhàn)斗信息進(jìn)入平臺(tái)自動(dòng)備份。

5 安科瑞智慧消防平臺(tái)介紹

5.1平臺(tái)結(jié)構(gòu)

5.2平臺(tái)主要功能介紹

5.2.1首頁

用戶登錄成功之后進(jìn)入首頁，如圖所示。主要展示的內(nèi)容有：項(xiàng)目概況、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備分類、設(shè)備信息、分類、統(tǒng)計(jì)、設(shè)備臺(tái)賬信息等。其中地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器時(shí)可以在BIM模型中預(yù)警顯示。

5.2.2消防子系統(tǒng)

智慧消防管理云平臺(tái)包含了智慧用電子系統(tǒng)、防排煙子系統(tǒng)、消防水子系統(tǒng)、消防設(shè)備電源子系統(tǒng)、防火門子系統(tǒng)、消防設(shè)備管理子系統(tǒng)和視頻監(jiān)控子系統(tǒng)等。智慧用電子系統(tǒng)可以接入電氣火災(zāi)、孤航電弧、電氣火災(zāi)主機(jī)、滅弧式保護(hù)器探測器和無線測溫探測器等。點(diǎn)擊智慧用電子系統(tǒng)進(jìn)入智慧用電監(jiān)控頁面，點(diǎn)擊菜單顯示整個(gè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)信息和該項(xiàng)目下的所有探測器的信息，點(diǎn)擊末級(jí)節(jié)點(diǎn)顯示具體探測器的監(jiān)控頁面。

消防水子系統(tǒng)可以接入消防栓、消防水壓、水位傳感器等，用于實(shí)時(shí)的監(jiān)控消防水管網(wǎng)的壓力、液位、是否漏水，以及開蓋等事件，當(dāng)消防水壓不夠，管網(wǎng)漏水時(shí)，系統(tǒng)也能實(shí)時(shí)地發(fā)出警報(bào)，能讓相關(guān)人員及時(shí)維修維護(hù)，保障消防安全。

防排煙子系統(tǒng)通過高靈敏的無線煙感裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙霧、有害氣體、及氣體滅火信息等數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)秒級(jí)檢測煙霧，一且發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)劇超過風(fēng)險(xiǎn)閾值，APP、短信、統(tǒng)統(tǒng)上陣，通過設(shè)備的標(biāo)簽、地理位置定位，快速通知業(yè)主、物業(yè)消防單位是哪個(gè)位置的火災(zāi)隱情。

消防設(shè)備電源子系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控消防系統(tǒng)各個(gè)部件（如消防主機(jī)、樓層顯示器、水泵、噴淋泵、電梯等）的電源工作狀態(tài)，確保消防設(shè)備供電正常，并對(duì)各個(gè)部件電源產(chǎn)生的過壓、欠壓、過流、短路、斷路等故障提示?？砷L期記錄電壓電流運(yùn)行參數(shù)，自動(dòng)對(duì)消防電源一段時(shí)間的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，對(duì)可能產(chǎn)出問題的隱患進(jìn)行警示。

防火門子系統(tǒng)通過與門禁、視頻識(shí)別的關(guān)聯(lián)，實(shí)時(shí)監(jiān)控消防通道、安全出口、生命通道防火門的開閉及消防通道堆放物情況，實(shí)現(xiàn)緊急情況下的開閉控制等功能。確保防火門常閉、不上鎖狀態(tài)及保障火警救援是消防生命通道的暢通等，保障安全的生活、工作環(huán)境。

應(yīng)急照明與疏散指示子系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)應(yīng)急燈具的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，可準(zhǔn)確的給出安全的疏散路徑指示，智能打開消防應(yīng)急指示燈的指示方向及應(yīng)急照明燈，幫助建筑內(nèi)的人群選擇逃生疏散路線，指引安全逃生方向。

視頻監(jiān)控子系統(tǒng)數(shù)據(jù)部門收到感應(yīng)端各子系統(tǒng)信息后，可調(diào)出位置關(guān)聯(lián)的監(jiān)控?cái)z像頭圖像，查現(xiàn)場視頻輔助進(jìn)行火情確認(rèn)。實(shí)現(xiàn)火災(zāi)子系統(tǒng)、消防水子系統(tǒng)、電氣火災(zāi)子系統(tǒng)、防排煙子系統(tǒng)、消防設(shè)備電源子系統(tǒng)、防火門子系統(tǒng)和視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)和監(jiān)控點(diǎn)的聯(lián)動(dòng)。

消防設(shè)備管理子系統(tǒng)能夠?qū)⒚總€(gè)建筑、項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)的所有消防設(shè)備和資產(chǎn)納入管理，對(duì)一些消防栓、滅火器、噴淋和消防大隊(duì)地址等著重標(biāo)注，日常的巡檢和維護(hù)都需要納入計(jì)劃，在緊急情況下，會(huì)聯(lián)動(dòng)GIS調(diào)度子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度。

5.2.3隱患管理

隱患管理功能包括了隱患查詢、隱患派發(fā)、隱患處理和隱患分析四個(gè)模塊?？梢圆榭吹卿浻脩粝碌乃许?xiàng)目的隱患信息，并進(jìn)行派發(fā)和處理操作，且對(duì)所有隱患進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

5.2.4能耗分析

能耗分析功能包括了能耗概況、能耗同比、能耗環(huán)比、能耗報(bào)表和能耗預(yù)測等五個(gè)模塊?？梢圆榭吹卿浻脩粝碌乃许?xiàng)目的能耗統(tǒng)計(jì)、同環(huán)比和報(bào)表，且按日、周、月等維度進(jìn)行能耗。

5.2.5手機(jī)APP

APP支持Android、iOS操作系統(tǒng)，方便用戶查看電氣火災(zāi)、防排煙、消防水、消防設(shè)備電源、防火門、消防設(shè)備管理、視頻監(jiān)控、火災(zāi)等子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、信息、能耗統(tǒng)計(jì)等。