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摘   要:在消防工作中引入射頻、傳感等物聯網技術強化人防、物防和技防措施的落實,保障規章制度和設施設備發揮實效,對提升單位自我管理能力,降低火災風險,提高行政監管和滅火指揮的效能,實現火災形勢的根本性好轉具有重要意義。以遼寧智慧消防管理系統為例,介紹物聯網技術在消防管理中的應用。

 

關鍵詞:物聯網   智慧消防   數據挖掘   信息化指揮

 

 

 

一、消防工作中存在的問題

消防工作事關人民生命財產安全,受到黨和國家的高度重視,盡管如此,我國社會火災防控基礎薄弱,隱患大量存在,火災高發的現實依然存在,消防安全形勢不容樂觀。一方面社會單位是消防安全的責任主體,但是消防管理畢竟屬于較為專業的工作,民眾消防安全意識不強,單位缺乏有效的管理手段,不會管、管不好等問題依然存在;另一方面社會單位數量較多,消防行政監管警力不足,想管好、管不了的矛盾突出,行政監管缺乏針對性,監管措施落后,監管效率不高的現狀依然存在。客觀現實的突出矛盾決定了提高單位自我管理能力,提升行政監管效能的問題迫在眉睫。自2011年以來,公安部消防局就開始部署“依法治火,科技強警”的發展戰略,拉開了向科學技術要戰斗力的序幕。

隨著信息化技術的發展,物聯網技術的應用有效破解了消防發展的瓶頸問題,通過引入射頻通訊、傳感器、信息通訊等物聯網技術,把隱形的消防問題直觀真實地展現在面前,使問題透明。單位一旦發生火災,消防救援選擇什么通行道路,周邊有哪些水源可以有效利用,火場環境參數以及參戰人員體能等信息都可提供信息化科學指揮。為消防行政監管提供及時的信息,可以對單位進行針對性的指導,幫助單位解決火災隱患,避免警力不足、失控漏管、人為干擾等因素。

 

二、遼寧智慧消防管理系統具體方案解讀

遼寧智慧消防針對全面分析了消防具體工作任務,梳理了單位法定履行的工作職責、行政監管的職能任務和滅火指揮信息化體系建設等存在的系列問題和其它需要改進的地方,綜合引入射頻技術、移動通訊、物聯網、視頻識別、大數據等技術,以推動社會單位自身工作主動性、提高行政監管效能為目標,構建信息化指揮體系探索出此套通過技防措施強化監管效能的有效方法。

(一)整體架構

1。 總體方案

在總體架構設計上,遼寧智慧消防管理系統按照“一個中心、兩個平臺、八類應用”建設思路,即利用一個指揮中心綜合顯示指揮調度,構建消防監管平臺和滅火指揮平臺,面向普通民眾、社會單位、行政監管、滅火指揮、數據中心五類終端應用。平臺設計如圖1所示。

 

智慧消防指揮調度平臺

 

以“智慧消防”為目標,結合人防、物防、技防的三防體系,形成以單位信息、市政資源為基礎數據,集人員、信息、設備、機構有機結合的四位一體,實現信息化支撐、科學化指揮的防消一體化的城市消防安全管理體系。

2. 系統架構

(1)展現層

主要負責與用戶和外部系統交互,具體提供系統可操作Web功能、數據交換程序或數據接口,并滿足不同的場景使用。Web Layer主要用html5、css3、angularjs1.6技術實現;Data Exchange根據需求實現數據交換程序;Data Interface主要基于http1.1協議,用restful 風格API技術實現。

(2)應用層

主要負責系統邏輯計算的實現,提供服務接口給表現層使用。此兩層之間通信基于http1。1協議,以提高數據傳輸效率。根據應用服務職責不同分為兩大類,分別為業務應用服務和基礎應用服務。本系統應用服務一般使用java平臺的通信框架SpringMVC技術實現,個別其它組件除外,Redis緩存組件。

(3)服務層

對于本系統業務數據結構多樣化、數據量較大,同時系統面對高并發的訪問,采取了緩存的機制提升性能,選用Redis緩存組件實現數據緩存存儲。對于非結構化數據存儲,比如文檔、圖片等數據,本系統基于linux平臺ext3文件系統實現文檔存儲和讀寫功能。

(4)數據層

主要負責系統數據存儲、同步、緩存和備份管理。本系統數據分為結構化數據和非結構化數據。對于結構化數據使用mysql5。7以上數據庫存儲,基于MySQL復制同步的機制,可以進行數據讀寫分離的實現,提升數據層面的優化。

 

系統架構圖

 

(二)主要技術創新點

1。 射頻技術強化人防措施落實

針對基層單位日常巡查工作不落實、弄虛作假的現象,我們引入射頻通訊技術(RFID,Radio Frequency Identification),通過在單位重點部位設置集成在宣傳板內的射頻芯片,與移動終端app進行巡查信息的數據交互,按照預先設定的頻次,漏查提醒的功能,促進單位巡查人員到達重點部位檢查,倒逼單位巡查人員定點、定時、定位地履行巡查職責,及時發現隱患,消除致災因素,通過技防手段強化人防措施的落實。

2. 設備物聯強化物防措施的完好程度

系統通過遠程監控設備采集火災自動報警系統的數據信息,通過在消防水系統設置壓力、液位傳感器,在消防設施設備上設置電流傳感器,通過數據傳輸裝置傳送到平臺,實現了對消防設施設備的有效物聯,消防設備一旦出現異常問題,平臺會即時發出預警提示,并把異常信息發送給單位管理人員和維保人員,相關人員根據各自不同的職責第一時間予以處理,及時排除隱患。

 

消防物聯網數據采集流程圖


3。 數據分析提高管理針對性

在數據傳輸方面,系統采用無線傳輸方式,通過自行部署的lora低功耗專用數據傳輸網絡傳輸物聯數據,大大降低了消防物聯設備的信息傳輸成本,實現了日常使用費用幾乎為零的目標,為本系統的公益性推廣奠定了技術基礎。

  

消防物聯網系統組成

 

大數據的驅動力正在引領以政府為主導的公共管理領域的革命性變化。系統對收集的數據信息按照設定的數據模型進行信息分析,并與危險數據模型進行比對,挖掘潛在規律性特征,對單位危險源、火災風險、抗風險能力等進行綜合分析研判,幫助單位找出安全管理工作的短板,通過培訓指導,提升整體綜合管理水平,實現對火災風險和安全形勢的超前預判和精確預測。行政管理部門可根據區域內單位的總體情況,找出共性特點,發出預警信息,開展有針對性的專項整治、專業培訓、宣傳演練等措施,可有效構建單位管點、行業管線、政府管面的立體化防控體系和消防社會化工作,結構設計如圖5所示。

 

智慧消防管理系統設計


4. 救援信息采集提高滅火指揮科學性

系統采集了市政消防水源的地理信息和水壓環境信息,采集了消防員的體能信息、車輛信息,當建筑發生火災后,系統依據相關預案調配警力,指揮行車路線,指導就近的可利用水源,避免道路擁擠、水源失效、消防員體能下降等因素影響救援時間和效率,為滅火指揮決策提供數據支撐,實現信息化科學指揮。

 

消防官兵智能監護系統

 

三、系統實施應用情況

遼寧屬于經濟不發達省份,同時也是老工業基地,冬季長隱患多,火災形勢嚴峻。該系統立足小投入,解決大問題,強化人防、物防、技防相結合的方式扭轉火災多發的現狀,自2015年部署至今,在本溪、大連、營口、阜新、朝陽、丹東等市近千家重點單位聯網運行,每天接收巡查信息萬余條,處理消防問題近千項,充分發揮了系統的信息化優勢作用,提高了單位人員的安全意識和履職狀況,地區平均年度火災起數下降了23%以上,行政監管和滅火指揮效能得到大幅提升。

本系統榮獲遼寧公安改革創新獎、遼寧公安科技進步獎、公安部消防局科技進步二等獎,公安部“雙微”大賽銀獎等獎項,系統設計理念、采用的技術措施和具體的實施方案得到了專家、市場和用戶的充分認可。

 

四、消防物聯網的未來展望

(一)“物”聯范圍需要進一步擴大

消防工作涉及到建筑設施、軟件管理、人員素質、社會聯動等方面,如果單純滿足一個或者幾個方面的“物”聯,對管理工作和風險管控不會產生根本性的改變,所以物聯的概念要有所擴展,通過頂層設計和現代技術把制度的落實情況、單位消防從業人員的能力和素質、社會消防救援力量及裝備等信息綜合部署,形成綜合合力,實現平臺化管理運營,充分發揮數據資源的積極作用,是消防物聯網的根本和發展方向。

(二)硬件設備需要進一步融合

火災是小概率事件,單純為了消防工作而對消防物聯網進行大量人員和資金的投入在一定程度上制約其落地應用,這也是目前很多消防物聯網公司技術產品推廣難度較大的主要原因。物聯網技術是一個互聯互通的概念,在消防方面也是這樣,能夠與智能家居、智慧水務、智慧城市等進行融合融通,借助其它系統的推行擴展消防物聯網的應用范圍,避免數據孤島,實現數據共享,是擴大消防物聯網應用范圍,推動相關行業共同發展,真正實現萬物互聯、數據共享、互融互動的重要途徑。

(三)遠程控制功能需要進一步完善

目前,物聯網技術主要聚焦在數據采集,處于數據單向傳輸的層面,消防安全具有突發性和快速反映的特點,在緊急狀況下尚需對特定設備的工況控制,使設備立即發揮作用,這才是物聯的最終目的。例如王先生家要安裝智能燃氣報警器。如果燃氣泄漏,感應器立即感應到異常,把信息發送給王先生,這不是王先生的最終目的,王先生需要的是通過物聯設備自動關閉煤氣閥,打開通風系統,并向物業、煤氣公司等專業部門報警,分析問題,找出癥結,采取措施,避免同類隱患再次發生。這就要求在當前物聯的狀況下實現遠程控制的雙向通訊控制。

(四)瓶頸問題需要進一步解決

消防物聯網技術發展的基礎是物聯網產業的發展,我國物聯網產業的發展,供應需求廣泛,潛在市場規模巨大,吸引了眾多科研機構和技術公司的參與,但目前尚處于發展階段,存在諸如缺乏核心技術,通訊芯片、RFID標簽等核心元器件依靠國外進口;缺乏規范標準和統籌規劃,通訊協議封閉,行業系統形成數據孤島,資源利用率較低、無序重復建設現象嚴重等諸多產業發展的現實問題需要進一步解決。

 

五、結語

物聯網技術具有廣闊的應用前景,在火災預防和滅火指揮中具有廣泛的應用價值,甚至帶來監管模式的巨大變革。我國的物聯網技術和應用尚處于發展階段,技術的不確定性和替代性風險依然存在,需要科研機構和科技公司在實踐中探索和完善,就像互聯網技術已經改變了我們的生活一樣,物聯網技術同樣也會改變我們的生活,其明顯的優勢決定了物聯網技術在消防工作中的應用勢不可擋。

 

參考文獻:

[1]高建華,虎陣宇. 物聯網技術在智能建筑中的應用. 建筑技術, 2013(2).

[2]崔騫. 智能建筑火災自動報警與消防聯動系統探討. 消防科學與技術,2015(11).

[3]許錦標,張振昭。 樓宇智能化技術。 機械工業出版社,2010。

[4]吳軍。 智能時代:大數據與智能革命重新定義未來。 中信出版集團, 2016。

[5]公安部科技信息化局. 公安物聯網技術發展報告(2016),2017.

[6]GB 26875-2011 城市消防遠程監控系統.


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