安科瑞 鮑靜君

　　摘要：近年來，隨著社會經濟的快速發展，城市面臨的各類風險也快速增多，消防任務更趨繁重艱巨，城市經濟社會發展面臨的矛盾深刻考驗著各地消防工作管理、消防救援和應急指揮能力。實施戰略，打造智慧型消防，強化消防部門職能，加速消防工作管理信息化建設，實現消防工作創新已是我們當前刻不容緩的工作。

　　關鍵詞：物聯網；智慧消防；Ｃ／Ｓ；Ｂ／Ｓ；消防監測控制；消防單位

　　1前言

　　智慧消防是以信息為先導，整合、引導和分配消防工作管理的各類資源，使消防工作從定性變為定量、柔性變為剛性、封閉變為開放、靜態變為動態、單一變為綜合，從而改變以往消防工作存在處置滯后的現象，形成一個及時發現問題、及時解決問題的良性管理機制。

　　智慧消防提高消防監督工作的管理水平，提升了現代城市的消防救援的能力，對消防工作的信息化及發展具有重要意義。因此，世界各國對智慧消防開展了一系列的深入研究工作。

　　目前我國城市中的火災自動報警系統大部分還處于各建筑物獨立報警階段，沒有統一的消防管理，無法完成城市消防設備管理、消防報警管理、防范管理及消防值班人員管理等集成化功能，消防報警設施和滅火救援設施的當前狀態無法及時知曉，火災發生時無法啟動滅火救援的功能。

　　因此，要實現綜合智慧消防需要構建一個消防物聯網系統。系統可采用消防自動報警系統已有的各種感知設備、視頻采集設備等，將感知和采集到的大量現場信息借助消防物聯網傳輸到消防指揮，將過去封閉的、功能單一的火災報警系統改造為網絡化、智能化的跨區域火災報警綜合管理平臺，提高消防管理工作效率，量化消防檢測工作內容，提高消防設施巡檢達到率覆蓋，充分利用視頻檢測功能實現值班人員離崗檢測和消防車道占用檢測。

　　物聯網、云計算技術結合移動通信技術和大數據技術，拓展了消防管理工作，可形成＂防消一體’’與＂物聯服務”相結合的消防服務，可在滅火救援、消防設施維保、防火監督、火災預警等方面發揮重要作用。

　　云計算的理念和思想應用于智慧消防，可以實現海量信息和消防應急數據資源的充分整合，對于實現消防風險防控、救援、輔助決策等應急指揮具有重大實際意義。在云計算應用于消防信息化方面，國內學者做了許多研究應用工作。傅永財提出了基于云計算設計全國消防信息系統框架，參見文獻[2]。丁祥郭提出了一種基于云計算的消防通信指揮信息系統，參見文獻［4］。

　　2系統設計

　　2.1 設計思想

　　基于上述思想，我們設計的系統以消防物聯網綜合管理平臺為核心，將火災報警、消防聯動、電氣火災、消防設備電源、氣體滅火、可燃氣體探測、防火門監控、消防應急照明和疏散指示、視頻監控、電子巡更等消防和安防子系統以及智能分析技術融合，實現對各子系統的集成與綜合管理。

　　綜合管理系統不但可以提供設備管理、存儲管理等基礎設備管控功能，還可以通過架構優化提高系統的整體效能，使平臺對各個智能化子系統的管理更加靈活。各個智能化子系統的統一管理與管理部門之間權責界定也實現了有機的統一。系統也可共享已建成的圖像綜合管理平臺、１１９接處警系統、滅火救援指揮系統、滅火救援業務管理系統等資源。

　　采用國家相關部門強制認證的消防報警檢測設備和技術，對建筑物內各重要部位進行早期火災報警，并對消防水系統進行實時監控，確保水系統正常工作，在滅火階段控制建筑物內的公共設備和滅火設備，實施救人、滅火，達到減少損失的目的。

　　2.2 設計原則

　　（１）可靠性原則：系統設計、設備選型、調試、安裝等環節都嚴格執行國家、行業的有關標準及部門有關技術防范的要求，貫徹質量條例，保證系統的可靠性。

　　（２）友好性原則：系統需要具有更多的人性化功能的體現，使管理者和使用者能夠及時掌握設備的動態、方便地完成操作。

　　（３）集成可擴展性原則：系統能保障各部分的有機集成，完成動作。充分考慮整體智能系統所涉及的各個子系統的信息共享，確保智能系統總體結構的合理性、可擴展性和兼容性。

　　（４）標準模塊化原則：嚴格按照國家和地區有關標準進行系統設計和設備配置，將各子系統結構化和標準化。

　　（５）合理性原則：設備選型和系統設計要具有技術上的可行性和實用性，達到功能與經濟相統一的優化設計。

2.3 系統總體方案

　　本系統按照物聯網四層結構進行建設，分為感知層、傳輸層、服務層、應用層，如圖１所示。以消防單位中的各類傳感器系統為感知對象，傳輸采集數據至企業數據，利用數據采集、通信、Ｗｅｂ等一系列服務系統對外提供服務。采用分級模式進行管理，適合總部、地市、消防控制室各級管理應用，采用Ｃ／Ｓ與Ｂ／Ｓ相融合的系統架構，實時采集監控單位內各類感知設備的運行狀態。

　　（１）感知層：通過感知識別技術自動采集消防系統中各類數據信息，主要為消防報警各類傳感器網絡、視頻監控系統、無線探測器。

　　（２）傳輸層：將感知層獲取到的信息傳遞到服務層，這些數據可以通過移動通信網、ＴＣＰ／ＩＰ網絡或公共寬帶網絡、公用電話網（ＰＳＴＮ）、虛擬專網（ＶＰＮ），以及多種方式單獨或混合組網。

　　（３）服務層：處理傳輸層傳遞的數據信息，并對外部用戶提供應用服務，服務層在結合云計算的技術后為用戶提供更加便捷的云端服務。

　　（４）應用層：作為物聯網技術與消防行業技術的融合，結合行業需求實現了消防行業的智能化，消防物聯網應用層利用分析處理后的感知數據，為用戶提供豐富的特定服務。

　　3系統組成

　　3.1 消防監測控制系統

　　消防監測控制系統將建筑的消防功能進行物聯，可以獲取消防設施狀態信息和相關信息，實現信息共享。系統為提高整個社會火災防控能力、應急處置能力提供基礎性支持與保障，是實現智慧消防的一步。消防監測控制系統主要由以下各子系統組成：火災自動報警及消防聯動控制系統、電氣火災監控系統、消防設備電源狀態監控系統、氣體滅火控制系統、可燃氣體探測報警系統、防火門監控系統、消防應急照明和疏散指示系統和視頻監控系統。

　　3.2 社區消防智能聯動系統

　　面對日趨嚴峻的高層住宅防火防災問題，基于Ｗｉ－Ｆｉ的全無線解決方案，包括了獨立式可燃氣體探測器、獨立式光電感煙火災報警器、門磁開關等在內的多門類產品。通過權限設置可以完成在特定區域內的統一管理和監測，為家庭用戶提供保障的同時，也為小區物業、消防支隊等上層用戶提供了實時監管和數據統計功能。系統結構如圖２所示。

3.3 應急指揮系統

　　應急指揮系統是基于公有云或私有云平臺的全ＩＰ構架系統，與４Ｇ、有線網以及各類專網技術融合后可輕松完成大范圍內不同人員統一通信指揮，實現全員協同通信、實時視頻指揮、資源ＧＩＳ管控和圖形化任務交互。系統具有良好的兼容性、實用性、安全性和可靠性，在異地異網情況下實現全部功能的統一部署和管理。系統實現了平戰結合，為應急指揮提供了廣泛的通信能力、豐富的基礎決策信息和執行手段。

　　系統可以兼容和利用各類通信手段和設備，在有線和無線上將語音調度、視頻監控、數字廣播、多媒體信息、ＧＩＳ調度功能融為＿體，使得指揮調度變得簡單。系統支持各類業務的無縫對接，實現了業務的移動化、實時化和交互化，實現以應急業務為核心的智能調度。可完成應急預案、值班管理、任務派發、執行狀態交互、進度管控、業務查詢、數據錄入、統計分析等功能

　　3.4 地理信息服務平臺

　　地理信息服務平臺主要是圍繞指揮的日常業務工作，結合移動終端應用，實時監測警力和警情狀態信息，從實戰角度出發，以提升指揮常規警情處置效率和應急處突響應能力為目標，構建可視化、扁平化、點對點的指揮調度平臺。平臺由桌面端、Ｗｅｂ端、移動端三端平臺構建，實現數據的無縫聯動，主要包含：可視化管理、視頻應用管理、常態警情快速處置、重大警情指揮調度、應急預案系統、研判系統、移動接處警應用、巡更檢查等應用。

　　平臺從實戰出發，結合指揮的常態指揮流程和應急處置流程，與移動端結合提供扁平化的指揮調度。分常態、戰時兩種狀態分別建立配套指揮模式與工具，打造上下貫通、協調聯動、反應靈敏的實戰指揮架構。

　　3.5 室外消火栓信息管理平臺

　　目前，市政消防栓存在著諸多問題。消防栓的安裝位置點多面廣，日常管理成本高，效率低，且對消防栓的內部情況無法實時掌握。

　　室外消火栓信息管理平臺由信號采集模塊、傳輸臺、水務指揮平臺和消防移動客戶端四部分構成。運用了ＧＰＳ、ＧＳＭ和ＧＩＳ（即地理信息系統是以采集、存儲、管理、分析、描述和應用整個或部分地球表面與空間和地理分布有關數據的計算機系統）三種現代高新技術融合起來，形成一個實用化的專門的水務、消防物聯網，從而實現科學水務、消防實時的智能化管理。平臺結構如圖３所示。

　　系統內嵌微動監測模塊，可實時感應消防栓及水壓變化；內置防盜、防撞監測模塊，及時報警通知維護人員；集成ＧＩＳ技術，鎖定消防栓位置；采用ＲＦＩＤ識別技術，識別操作人員身份；支持數據訪問，數據傳輸穩定、快速。

　　4云計算服務架構

　　云計算技術是消防基礎信息化建設體系的重要組成部分，實現了計算機應用技術與網絡管理技術的融合，有利于進行消防信息化計算任務的合理性分配，有利于增強消防信息化建設的綜合效益。

　　本系統在物聯網的基礎上，引入云計算技術構建云計算服務，實現了對系統資源的調度與管理，消防數據的海量數據存儲、高可擴展性和高可靠性，向各層次用戶提供消防相關的云服務。系統充分利用了云計算的良好特性，采用分層思想實現了消防大數據存儲、決策服務和智能分析計算等服務，形成了一個完整的智慧消防云計算服務體系。服務架構如圖４所示。

　　云計算采用分布式計算、并行計算、網絡存儲、計算機虛擬化的技術，搭建物聯網大數據服務，通過建立探測器老化污染程度、系統健康程度等模型，提高系統的智能判斷和智能分析能力，為用戶提供報務、Ｗｅｂ服務、視頻服務、短信服務、ＧＩＳ服務、檢測值分析、移動終端服務等。

　　終端采用Ｗｅｂ瘦客戶端通過瀏覽器進行各類維護監督活動，移動端采用主流的ＡＰＰ客戶端方式，功能涵蓋報警及狀態顯示、資料備份查詢、電子地圖、聯動控制、泵房狀態、遠程編程、故障預測、趨勢分析、短信報警、視頻聯動、監督檢查、戶籍化管理，Ｗｅｂ端系統。

　　5安科瑞智慧消防監控云平臺介紹與選型

　　5.1平臺簡介

　　安科瑞智慧消防綜合管理云平臺基于物聯網、大數據、云計算等現代信息技術，將分散的火災自動報警設備、電氣火災監控設備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設備連接形成網絡，并對這些設備的狀態進行智能化感知、識別、定位，實時動態采集消防信息，通過云平臺進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監管等目標。*原先針對“九小場所”和危化品生產企業無法監控的空白，適應于所有公建和民建，實現了無人化值守智慧消防，實現智慧消防“自動化”、“智能化”、“系統化”、用電管理“精細化”的實際需求。

　　從火災預防，到火情報警，再到控制聯動，在統一的系統大平臺內運行，用戶、安保人員、監管單位都能夠通過平臺直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設備和傳感器的運行狀況，并能夠在出現細節隱患、發生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內，相關報警和事件信息通過手機短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達相關人員。同時，通過自動消防滅火控制裝置啟動自動滅火設備和消防聯動控制設備，解決用電單位電氣線纜老舊，小微企業無職業電工、肉眼無法直觀系統即時排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難等難題，及時排除安全隱患，安科瑞智慧消防監控云平臺結構如下圖所示：

5.2 平臺功能

　　平臺登陸

　　用戶登錄成功之后進入首頁，如圖所示。主要展示的內容有：項目概況、設備狀態、設備分類、設備報警信息、報警分類、報警統計、設備臺賬信息等。其中百度地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報警時可以在BIM模型中預警顯示。

實時監控

　　智慧用電子系統可接入電氣火災、故障電弧、電氣火災主機、滅弧式保護器探測和母排無線測溫探測等等各類子系統，實現對相關消防系統設備的信息實時監控，一且發現監測數劇超過風險閾值，APP、電話報警統統上陣，通過設備的標簽、地理位置定位，快速通知，快速處置

隱患管理

　　隱患管理包括隱患巡查、隱患處理、和隱患記錄，隱患巡查的目的是為了系統在產生報警或隱患后，系統可以針對工程人員派發工單，處理完以后工程人員能夠在系統中填寫相關工單任務記錄，以供歷史查詢。隱患統計支持對項目進行日、月、季、年的維度查詢，并能夠自定義時間查詢，將項目下隱患以曲線，圖表的形式展現

統計分析

　　統計分析包括數據匯總和分析報告，數據匯總以曲線和表格形式顯示各個月份的報警和故障記錄，同時顯示控制日志，支持按照控制類和參數設置類分別顯示，也可以按照操作是否成功分別顯示，包括此次控制的操作情況，項目名稱，設備信息以及對應的操作時間等；分析報告包括總體概況和設備回路特征分析。

運維管理

　　根據運維調度管理的需要，智能調度技術人員可以分為不同角色，系統支持巡檢計劃和巡檢日歷，可支持巡檢人員使用手機NFC芯片巡檢打卡的功能。

手機APP功能

　　手機APP軟件具有IOS版本和安卓版本，并與電腦終端系統的數據同步，能展示剩余電流、溫度、電壓、電流等電氣安全參數的實時監測數據及變化曲線、歷史數據與變化曲線；短路、斷線、漏電、超溫、過壓、欠壓、過流等電氣故障實時報警數據等；能實時顯示項目地理位置、未排除隱患數、未處理巡檢數等；通過APP消息推送的方式提醒用戶實時報警信息；可以實現遠程復位、遠程分閘功能；可以對所有現場探測器進行遠程參數設定及修改；可以對所有現場探測器的遠程控制記錄進行查詢；

5.3產品選型

　　電氣火災監控探測器

　　6結論

　　智慧消防是我國社會發展對消防工作的實際需求。本文從物聯網和云計算的技術層面對傳統消防監管系統進行了設計，提出了基于物聯網和云計算的綜合智慧消防系統，系統分為感知層、傳輸層、服務層、應用層四層。物聯網和云計算中心構成了這一系統的核心部分。該系統以消防單位中的各類傳感器系統為感知對象，利用一系列服務系統對外提供云計算服務，適合總部、地市、消防控制室各級管理應用，系統實現了各項信息的快速采集、處理以及共享發布，為用戶提供了可靠的云計算消防管理服務，提高了社會各部門消防管理工作的效率和質量。