劉辰

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：為解決當前“智慧消防"建設中存在的感知層接入硬件種類有限、接入技術手段欠佳等問題，探討了窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術（NB-IoT）在智慧消防建設方面的應用問題，提出了以NB-IoT終端為采集層、以公共物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、區(qū)塊鏈和人工智能等技術為網(wǎng)絡層，以火災風險研判、消防監(jiān)督信息化管理、社會單位自主化管理、消防設備數(shù)字化管理及智能化滅火救援為應用層的“智慧消防"建設3層架構模式，以提升全社會消防安全管理的現(xiàn)代化、信息化和智能化水平。

關鍵詞：窄帶物聯(lián)網(wǎng)；智慧消防；消防管理；滅火救援

       據(jù)統(tǒng)計，僅2019年我國共接報火災23.3萬起，造成1335人死亡、837人受傷、直接財產損失達36.12億元，嚴重的人員傷亡和財產損失對社會穩(wěn)定和國民經(jīng)濟的健康、可持續(xù)發(fā)展造成了不良影響，加強社會火災防控工作成為當務之急。現(xiàn)有的防火監(jiān)督、滅火救援和火災風險管控技術手段相對滯后，已不能適應經(jīng)濟和社會的高速發(fā)展以及現(xiàn)代化、信息化的管理需求，加之消防安全主體責任不能有效落實，消防安全管理水平與消防安全需求之間的矛盾凸顯，開展“智慧消防"建設日漸成為解決這一矛盾的重要手段之一。

 

1.1“智慧消防"的定義

       筆者認為：“智慧消防"是以物聯(lián)網(wǎng)（IoT）為基礎，以消防大數(shù)據(jù)（BD）、云計算（CloudComputing）、人工智能（AI）、虛擬現(xiàn)實（VR）和區(qū)塊鏈（BlockChain）等現(xiàn)代信息技術為支撐的信息化、智能化社會消防管理、消防行政管理和滅火救援的運行、指揮、決策服務體系，是“智慧城市"的重要組成部分。

 

1.2“智慧消防"建設的意義

       開展“智慧消防"建設，限度地優(yōu)化火災防控機制，程度地融合消防監(jiān)督、消防管理和滅火救援等業(yè)務的需求，實現(xiàn)“傳統(tǒng)消防"向“智慧消防"的轉變和跨越，可以解決傳統(tǒng)消防監(jiān)管體制效率低、社會單位主體責任不落實、動態(tài)火災隱患監(jiān)管不力等問題，使火災防控工作模式由傳統(tǒng)“樹狀"向新型“網(wǎng)狀"模式轉變，推動消防管理體制和機制的轉型升級，使消防工作做到有的放矢、科學管理，是當前和今后一個時期消防工作實現(xiàn)火災風險預判、消防安全管理智能化、火災與應急救援信息化的重要手段和選擇。

 

1.3“智慧消防"建設的現(xiàn)實問題

       目前，相關部門和企業(yè)對“智慧消防"的認識尚停留在概念認識和理論探討階段。“智慧消防"建設的相關規(guī)范和標準尚未出臺，智慧城市相關建設標準也未對“智慧消防"建設作出明確規(guī)定。

2.1NB-loT的技術優(yōu)勢

       物聯(lián)網(wǎng)是“智慧消防"的實施基礎。目前，常見的物聯(lián)網(wǎng)主要使用的技術有NB-IoT、Wi-Fi、Sigfox、LoRa（LongRange）、ZETA、Zigbee（紫蜂協(xié)議）和藍牙等7種。與其他技術相比，NB-IoT技術在“智慧消防"建設中具有五大優(yōu)勢。

       一是網(wǎng)絡建設范圍廣

       二是終端用電功耗低

       三是綜合經(jīng)濟成本低

       四是數(shù)據(jù)安全有保障

       五是參數(shù)感知

 

2.2NB-IoT技術的政策優(yōu)勢

       作為我國物聯(lián)網(wǎng)建設應用的主要技術標準，工信部在2017年就發(fā)文要求結合智慧城市建設，加快發(fā)展NBIoT在城市公共服務和公共管理中的應用。明確NBIoT網(wǎng)絡使用GSM系統(tǒng)的800MHz頻段和900MHz頻段、FDD-LTE系統(tǒng)的1800MHz頻段和2100MHz頻段，并新增“140XX～144XX"為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)號，2020年NB-IoT正式成為5G技術標準之一，成為5GmMTC場景的核心組成部分，迎來了爆發(fā)式發(fā)展。

 

2.3NB-loT技術的“智慧城市"建設實踐經(jīng)驗

       由于NB-IoT技術的優(yōu)勢使得其在“智慧城市"建設中應用廣泛，中國照明學會、國家半導體照明工程研發(fā)及產業(yè)聯(lián)盟共同發(fā)布了團體標準《基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NBIoT）的道路照明智能控制系統(tǒng)技術規(guī)范》；深圳市、上海市等城市已經(jīng)開始利用NB-IoT在智能消火栓、智能感煙探測器、智能水位探測器、智能燃氣抄表、智能路燈等市政領域開展試點。上述試點工作，積累了一定的技術經(jīng)驗，也取得了良好的社會效益，初步實現(xiàn)了讓信息和數(shù)據(jù)多跑路，讓群眾少跑腿、讓監(jiān)管和治理預期目標。

 

     加強“智慧消防"建設、運維技術標準和管理制度的制定。要加強“智慧消防"標準化研究，進一步建立健全建設、管理和運維等全過程的法律法規(guī)、技術標準、管理制度和政策體系，借鑒相關行業(yè)成熟經(jīng)驗，從源頭規(guī)范統(tǒng)一“智慧消防"建設的指導思想和功能、性能、采集參數(shù)等技術參數(shù)，促進“智慧消防"規(guī)模化、標準化發(fā)展。同時，要強化技術支撐，抓緊“產學研"各環(huán)節(jié)的戰(zhàn)略合作，在消防信息化頂層設計、大數(shù)據(jù)建設等方向開展深度合作、形成自主技術生態(tài)產業(yè)鏈，開展研究與應用示范項目建設，占領產業(yè)技術制高點，促使“智慧消防"市場健康有序發(fā)展。另外，警惕消防大數(shù)據(jù)時代潛在的安全風險，按照政府授權、企業(yè)化管理、明確職能的原則，成立消防大數(shù)據(jù)技術服務機構，強化對供應商、用戶等行為的規(guī)范及管理，確保信息安全。

 

4.1平臺結構

4.2平臺主要功能介紹

4.2.1首頁

       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(tài)、設備分類、設備報警信息、報警分類、報警統(tǒng)計、設備臺賬信息等。

4.2.2消防子系統(tǒng)

       智慧消防管理云平臺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)、消防設備電源子系統(tǒng)、防火門子系統(tǒng)、消防設備管理子系統(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、孤航電弧、電氣火災主機、滅弧式保護器探測器和無線測溫探測器等。點擊智慧用電子系統(tǒng)進入智慧用電監(jiān)控頁面，點擊菜單顯示整個項目的基礎信息和該項目下的所有探測器的信息，點擊末級節(jié)點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，用于實時的監(jiān)控消防水管網(wǎng)的壓力、液位、是否漏水，以及開蓋等事件，當消防水壓不夠，管網(wǎng)漏水時，系統(tǒng)也能實時地發(fā)出警報，能讓相關人員及時維修維護，保障消防安全。

       防排煙子系統(tǒng)通過高靈敏的無線煙感報警裝置，實現(xiàn)對煙霧、有害氣體、及氣體滅火信息等數(shù)據(jù)采集，實時秒級檢測煙霧，一且發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)劇超過風險閾值，APP、短信報警統(tǒng)統(tǒng)上陣，通過設備的標簽、地理位置定位，快速通知業(yè)主、物業(yè)消防單位是哪個位置的火災隱情。

       消防設備電源子系統(tǒng)實時監(jiān)控消防系統(tǒng)各個部件（如消防報警主機、樓層顯示器、水泵、噴淋泵、電梯等）的電源工作狀態(tài)，確保消防設備供電正常，并對各個部件電源產生的過壓、欠壓、過流、短路、斷路等故障報警提示。可長期記錄電壓電流運行參數(shù)，自動對消防電源一段時間的運行狀態(tài)進行分析，對可能產出問題的隱患進行警示。

       防火門子系統(tǒng)通過與門禁報警、視頻識別的關聯(lián)，實時監(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。

       應急照明與疏散指示子系統(tǒng)可實現(xiàn)對各個應急燈具的實時監(jiān)控和控制，當發(fā)生火災時，可準確的給出安全的疏散路徑指示，智能打開消防應急指示燈的指示方向及應急照明燈，幫助建筑內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)部門收到感應端各子系統(tǒng)報警信息后，可調出報警位置關聯(lián)的監(jiān)控攝像頭圖像，查看報警現(xiàn)場視頻輔助進行火情確認。實現(xiàn)火災報警子系統(tǒng)、消防水子系統(tǒng)、電氣火災子系統(tǒng)、防排煙子系統(tǒng)、消防設備電源子系統(tǒng)、防火門子系統(tǒng)和視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的有機結合，實現(xiàn)了報警點和監(jiān)控點的聯(lián)動。

       消防設備管理子系統(tǒng)能夠將每個建筑、項目節(jié)點的所有消防設備和資產納入管理，對一些消防栓、滅火器、噴淋和消防大隊地址等著重標注，日常的巡檢和維護都需要納入計劃，在緊急情況下，會聯(lián)動GIS調度子系統(tǒng)進行調度。

4.2.3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模塊。可以查看登錄用戶下的所有項目的隱患信息，并進行派發(fā)和處理操作，且對所有隱患進行統(tǒng)計分析。

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、能耗報表等五個模塊。

4.2.5手機APP

       APP支持Android、iOS操作系統(tǒng)，方便用戶查看電氣火災、防排煙、消防水、消防設備電源、防火門、消防設備管理、視頻監(jiān)控、火災報警等子系統(tǒng)的實時監(jiān)控數(shù)據(jù)、報警信息、能耗統(tǒng)計等。

5.1平臺服務器：建議按照我方推薦配置購買，或者客戶自己租用阿里云資源。

推薦硬件配置清單：（如申請阿里云可忽略）

5.2系統(tǒng)現(xiàn)場推薦硬件配置清單：

注：以下配置為針對1個回路選型，其中剩余電流互感器應根據(jù)現(xiàn)場回路電流大

5.3產品介紹

電氣火災監(jiān)控探測器

ARCM300T-Z-2G/4G/NB可選配2G上傳、4G上傳、NB-IOT網(wǎng)絡上傳，單表流量說明：

上傳間隔一分鐘，小于30M/月；

上傳間隔二分鐘，小于15M/月；

上傳間隔五分鐘，小于10M/月

 

       推廣基于NB-IoT技術為基礎的、以提高能為核心的“智慧消防"建設模式，創(chuàng)新社會消防安全治理方式，破解城市消防安全管理難題，構建信息化、立體化、全覆蓋、智能化的社會火災防控體系，可以有效避免火災防控工作顧此失彼、跟在火災和隱患后面跑的被動局面，進一步提高城鄉(xiāng)基本公共消防服務水平，增強群眾消防安全感。可以預見，“智慧消防"建設必將深刻改變傳統(tǒng)的火災防控理念和手段，可以使黨委政府的領導責任、行業(yè)部門的監(jiān)管責任、社會單位的主體責任、消防救援機構的監(jiān)督責任等消防安全“四項責任"有效落實，為“智慧城市"和城市安全發(fā)展做出創(chuàng)新性貢獻。