淺談現代化城市建設中智慧消防的研究與應用

【摘要】隨著(zhù)城市現代化發(fā)展，城市居住密度愈來(lái)愈大，城市建筑結構復雜多樣化，高層建筑火災發(fā)生率在不斷地升高。對現代化城市面臨的消防問(wèn)題展開(kāi)討論，針對智慧消防在現代化城市建設中的現狀進(jìn)行了分析，并提出了相應的發(fā)展對策。

 

【關(guān)鍵詞】現代化城市；智慧消防；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；

 

0 引言 

2016年12月,下發(fā)并實(shí)施的《關(guān)于推進(jìn)防災減災救災體制機制改革的意見(jiàn)》中指出：推進(jìn)大數據、云計算、地理信息等新技術(shù)新方法運用， 提高災害信息獲取、 模擬仿真、預報預測、風(fēng)險評估、應急通信與保障能力。該《意見(jiàn)》的下發(fā)，引起了學(xué)者們對智慧消防定義的熱議。有學(xué)者認為智慧消防是依靠數字和創(chuàng )新組合來(lái)改變城市消防的缺陷與不足，利用物聯(lián)網(wǎng)、大數據、地理信息系統、無(wú)人機航拍模型等技術(shù)來(lái)完善消防部門(mén)體系，確保人民和社會(huì )的安全，并用科技手段實(shí)現火災地點(diǎn)的精準定位、快速打擊、主動(dòng)處置消防問(wèn)題；有學(xué)者認為智慧消防是利用物聯(lián)網(wǎng)、大數據、電子感測設備等科技手段完善城市消防救援與防御系統，進(jìn)一步提升城市火災預防和救援能力；也有學(xué)者認為智慧消防是融合人工智能、云計算、虛擬仿真等現代科學(xué)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、GPS等現代通訊技術(shù)的消防系統，為城市火災防控和應急救援提供智能采集、匯總、分析及輔助決策。

2008年11月，IBM公司在于紐約召開(kāi)的外國關(guān)系理事會(huì )上引出“智慧地球”這一話(huà)題，進(jìn)入了智慧城市建設的風(fēng)潮中。智慧城市要求利用大數據、計算機和現代通信技術(shù)，通過(guò)降低成本和資源消耗來(lái)提高城市服務(wù)的質(zhì)量和性能。智慧消防作為智慧城市建設中的必要項目，也在日益發(fā)展。

 

1 智慧消防在現代化城市中的建設現狀

2017年10月，消防局發(fā)布的《關(guān)于全面推進(jìn)“智慧消防”建設的指導意見(jiàn)》指出：現代消防應充分運用大數據、云計算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、地理信息等技術(shù)、依托網(wǎng)絡(luò )，邊界接入平臺和PGIS地圖推進(jìn)智慧消防工作。在此背景下， 全國各地加快了實(shí)現城市消防智能化的腳步， 并且一系列智慧消防建設工作已有顯著(zhù)成效， 主要建設發(fā)展呈現為以下幾種形式：

（1）構建智慧消防大型數據庫。綜合應用RFID標簽技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)傳感等技術(shù)手段，將所有消防設施串聯(lián)起來(lái)建立智慧消防數據庫，及時(shí)將數據中心庫信息進(jìn)行新與擴充，并采用圖像智能識別技術(shù)對火光進(jìn)行分析判斷，云端服務(wù)器得到消息后及時(shí)發(fā)出報警信號，再通過(guò)無(wú)線(xiàn)、有線(xiàn)等現代通信手段完成報警聯(lián)動(dòng)、設施巡檢、消防監督等功能。據報道，浙江省有近8000家社會(huì )單位已經(jīng)成功進(jìn)入浙江省消防遠程監控系統， 全國26個(gè)省 （市）已經(jīng)實(shí)現遠程監控和大數據平臺建設。

（2）建設智能化智慧消防系統。智慧消防利用平臺模式開(kāi)發(fā)城市消防遠程監管系統，火災爆發(fā)后，在時(shí)間向消防指揮部提供所有實(shí)時(shí)現場(chǎng)的準確數據， 保證了各個(gè)消防部門(mén)和社會(huì )單位在政府統一領(lǐng)導下有效的銜接，實(shí)現滅火救援指揮系統的智能化。

（3）建設消防指揮管理系統?，F代消防指揮系統利用管理方式， 達到精細化管理水平，分工明確，責任分明。在發(fā)生緊急火災的情況下，將采用無(wú)人機攝影技術(shù)、二維圖像技術(shù)、全景照片等地理信息系統技術(shù)手段，實(shí)現對火災情況的實(shí)時(shí)監控， 快速制定有效的滅火實(shí)施方案，系統化分配距離火災地點(diǎn)近的消防人員去救災?；馂木仍Y束后，保存過(guò)往已有的救火救災方案，在后期發(fā)生緊急火災時(shí)，可以在時(shí)間調動(dòng)消防系統中的具體信息和數據，并根據具體情況快速制定出警計劃。

（4）建設高層住宅智能化預警系統。應用地理定位技術(shù)監視高層住宅電、水、氣系統，準確對水電線(xiàn)路、家用電器、消防設施等進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。建立高層監控手機app軟件，以保證可以準確接收實(shí)時(shí)火災報警訊號位置，并及時(shí)做出反應。高層住宅小區的消防聯(lián)動(dòng)系統可以加強消防安全管理，減少突發(fā)火災危害。例如，杭州相墅花園小區智慧消防系統可以實(shí)時(shí)檢測消防設備是否完善、消防水池水壓是否正常、小區中的家用電器是否運轉正常等消防相關(guān)問(wèn)題。一旦發(fā)現異常，小區物業(yè)管理系統和業(yè)主手機app將會(huì )同時(shí)發(fā)出預警警報，并及時(shí)通知相關(guān)管理人員去排查及維修。

（5）應用人工智能技術(shù)取代傳統滅火技術(shù)。應用人工智能技術(shù)生產(chǎn)出許多新的智能化消防工作人員，保障了現有的消防工作人員的安全，降低了消防救援難度。比如，美國密歇根大學(xué)的Cassie機器人，步伐穩健，可精準適用于各種路面，能夠穿越火焰，頂替消防人員，大大降低了人工救火的危險性；中國杭州的特種消防機器人和各類(lèi)無(wú)人機滅火裝置的面世，也推動(dòng)了中國消防向人工智能發(fā)展。 

 

2 現代化城市建設中存在的消防問(wèn)題

據全國火災情況數據顯示，2018年全國總共發(fā)生火災23.7萬(wàn)起，造成1407人死亡，其中城鄉居民住宅發(fā)生火災10.7萬(wàn)起，造成1122人死亡。如今，消防事故已經(jīng)成為人們生活中的“高危”。筆者將當所面臨的消防問(wèn)題歸納為以下幾點(diǎn)：

（1）消防設計施工標準不夠完善?，F代消防設計施工必須按照政府規定的消防工程建設準則設計施工，然而許多設計單位為了減小開(kāi)支，都是以低標準要求進(jìn)行消防施工設計，并不能*保證完工后的消防工程整體施工質(zhì)量，側面增加了后期對消防設施的維修困難。其次，隨著(zhù)科技的快速發(fā)展，新型的消防設備、智能化產(chǎn)品等高科技消防產(chǎn)品和消防技術(shù)的施工標準尚不健全，導致有些施工單位無(wú)章可循。

（2）消防產(chǎn)品新緩慢。消防產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題一直是政府關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題， 政府也出臺了相應的規章制度規范消防產(chǎn)品和消防設施的生產(chǎn)和流通過(guò)程。但是，社會(huì )中仍然有一些偽劣的消防產(chǎn)品存在，使公眾的安全受到了極大的威脅。除此之外，仍有很多社會(huì )單位都還是使用舊款消防產(chǎn)品，其中許多消防產(chǎn)品的零配件早已停產(chǎn)，再加上社會(huì )單位以消防維護資金不足和設備難以維修為由拒絕維修舊消防產(chǎn)品或購買(mǎi)新消防產(chǎn)品，造成了極大的火災隱患。

（3）消防管理體系不完善。由于管理制度的欠缺，再加上消防工作人員稀少，政府部門(mén)想對消防設施*監管極為困難。當突發(fā)火災發(fā)生后，群眾119，119記錄人員紀錄后再向上級報告，上級仔細分析后會(huì )指派近的消防警力出動(dòng)滅火，這一系列程序耽

誤的時(shí)間其實(shí)是導致火災持續蔓延的緣由。其次，消防指揮過(guò)程中，若不能通過(guò)技術(shù)手段

準確知道突發(fā)故障在哪里，不能確保消防警力是否安全，又需要一層層去了解，將會(huì )耽誤

佳救援時(shí)間。

（4）電器安裝違反使用規定。據消防數據統計，2018年有將近百分之三十四的火災來(lái)自家用電器的違規安裝。 因現代高層線(xiàn)路復雜，電器違規安裝會(huì )導致漏電、短路、跳閘等問(wèn)題，并埋下了極大的消防安全隱患。有些電器商家偷工減料，電器自燃的現象也不斷發(fā)生。

（5）高層建筑細節存在缺陷。高層建筑在細節上存在缺陷， 如防火分區和隔斷的不正確配置，就可能會(huì )影響防火設施的有效性。缺陷產(chǎn)生的原因可能來(lái)源于設計中的不恰當，多的產(chǎn)生于工藝和施工現場(chǎng)實(shí)踐。不恰當的材料、不準確的安裝或者不匹配的關(guān)聯(lián)組件都可能導致防火功能的弱化甚至喪失。功能設施的后期養護也是形成缺陷的原因，發(fā)現問(wèn)題并及時(shí)修復和器件的升級迭代都是有效保障功能的重要因素。任何不恰當的實(shí)踐都以缺陷的形式被記錄為對建筑物熱工性能的有害影響，并被稱(chēng)為性能差距。

（6）社會(huì )單位消防意識薄弱。很多社會(huì )單位消防負責人并沒(méi)有履行自己的責任，不按時(shí)檢測消防設施完整性。許多小區會(huì )出現消防栓被惡意破壞、安全出口被堵塞、消防車(chē)道被違法占領(lǐng)等違法違規行為。甚至一些小區物業(yè)還存在嚴重消防供水能力不足問(wèn)題，增加了緊急消防救援的難度。

 

3 智慧消防在現代化城市建設中的發(fā)展對策

針對進(jìn)一步加強現代化城市建設中智慧消防的建設，筆者提出以下幾點(diǎn)發(fā)展對策：

（1）加強智慧消防數據采集真實(shí)性。智慧消防建設主要集中在數據信息采集過(guò)程，現在仍存在惡意損壞消防設備、消防警報失靈等問(wèn)題，導致檢測數據與實(shí)際數據相差極大，阻礙消防工作的有效開(kāi)展。因此，為了達到消防指揮平臺數據真實(shí)，政府和社會(huì )單位應承擔定期現場(chǎng)檢查和維護的責任，確保物聯(lián)網(wǎng)平臺數據與真實(shí)數據一致。有學(xué)者提出“雙隨機，一公開(kāi)”辦法，即應用大數據和物聯(lián)網(wǎng)功能隨機派選消防人員去隨機抽查社會(huì )單位進(jìn)行消防檢查，并及時(shí)公開(kāi)被查部門(mén)消防安全檢查現狀和查處結果。應用大數據隨機抽樣檢查增強了抽取樣品的代表性，提高檢查人員選擇的公平性。

（2）建立消防產(chǎn)業(yè)信息服務(wù)系統。智慧消防有效地進(jìn)行離不開(kāi)消防產(chǎn)品的合理應用。政府應全面監管消防產(chǎn)品的原材料、生產(chǎn)、銷(xiāo) 售、流通等環(huán)節，建立消防產(chǎn)業(yè)信息服務(wù)系統。社會(huì )單位應用大數據統一監督所有消防產(chǎn)品的供應商、維修與檢驗部門(mén)等消防產(chǎn)業(yè)公司，杜絕有案底或有不良記錄的企業(yè)進(jìn)入消防產(chǎn)業(yè)。并且利用產(chǎn)品服務(wù)系統，隨機抽樣檢查消防產(chǎn)品的有效性，嚴重杜絕使用壽命已到期的消防產(chǎn)品。

（3）提高智慧消防宣傳普及率。積極運用抖音、直播平臺、微博等新媒體平臺對智慧消防知識進(jìn)行普及，動(dòng)員全國人民踴躍加入消防教育，進(jìn)一步加強消防意識，提高自我救助能力。政府應當建立公共消防安全投訴app，用獎勵機制帶動(dòng)群眾積極參與上報火災隱患現象。加強完善消防責任監督體系，將責任細化到個(gè)人， 達到公眾對消防單位和責任部門(mén)的監督目的， 增強公眾對消防人員的信心。

（4）提升消防的應急救援能力。森林火災造成的重大人員傷亡在不斷提高，森林地形復雜和面積寬廣給消防人員帶來(lái)了救火困難。因此，智慧消防應將往年火災案例數據匯總并分析，應用三維建模、實(shí)戰沙盤(pán)、5D模型等技術(shù)制造出各類(lèi)火災預案，供消防指揮參考。當出現緊急情況，及時(shí)調出滅火預案，配合相關(guān)消防人員進(jìn)行調動(dòng)。若有其他需要，還可以隨時(shí)將這些記錄重放，做到責任分明，有責必追，進(jìn)一步提升消防救火的應急救援能力。

（5）增強智慧消防平臺管理，保證消防監控網(wǎng)絡(luò )安全。隨著(zhù)智慧消防系統的不斷完善，消防系統網(wǎng)絡(luò )不斷出現系統被非法入侵，消防私密文件被泄漏以及消防網(wǎng)絡(luò )系統崩潰等技術(shù)問(wèn)題。但因消防人員不是網(wǎng)絡(luò )專(zhuān)家，網(wǎng)絡(luò )安全意識淺薄，保密意識不強，消防網(wǎng)絡(luò )的安全很難得到保障。政府應對智慧消防網(wǎng)絡(luò )制定嚴格規章制度，加大網(wǎng)絡(luò )防御設備，加強消防人員網(wǎng)絡(luò )安全意識，確保城市消防系統安全。

 

4 安科瑞智慧消防平臺介紹

4.1 平臺結構

 

4.2平臺主要功能介紹

4.2.1首頁(yè)

用戶(hù)登錄成功之后進(jìn)入首頁(yè)，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(lèi)、設備報警信息、報警分類(lèi)、報警統計、設備臺賬信息等。其中地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報警時(shí)可以在BIM模型中預警顯示。

 

4.2.2消防子系統

智慧消防管理云平臺包含了智慧用電子系統、防排煙子系統、消防水子系統、消防設備電源子系統、防火門(mén)子系統、消防設備管理子系統和視頻監控子系統等。智慧用電子系統可以接入電氣火災、孤航電弧、電氣火災主機、滅弧式保護器探測器和無(wú)線(xiàn)測溫探測器等。點(diǎn)擊智慧用電子系統進(jìn)入智慧用電監控頁(yè)面，點(diǎn)擊菜單顯示整個(gè)項目的基礎信息和該項目下的所有探測器的信息，點(diǎn)擊末級節點(diǎn)顯示具體探測器的監控頁(yè)面。

 

 

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

防排煙子系統通過(guò)高靈敏的無(wú)線(xiàn)煙感報警裝置，實(shí)現對煙霧、有害氣體、及氣體滅火信息等數據采集，實(shí)時(shí)秒級檢測煙霧，一且發(fā)現監測數劇超過(guò)風(fēng)險閾值，APP、短信報警、報警統統上陣，通過(guò)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(gè)位置的火災隱情。

消防設備電源子系統實(shí)時(shí)監控消防系統各個(gè)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(gè)部件電源產(chǎn)生的過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、短路、斷路等故障報警提示?？砷L(cháng)期記錄電壓電流運行參數，自動(dòng)對消防電源一段時(shí)間的運行狀態(tài)進(jìn)行分析，對可能產(chǎn)出問(wèn)題的隱患進(jìn)行警示。

防火門(mén)子系統通過(guò)與門(mén)禁報警、視頻識別的關(guān)聯(lián)，實(shí)時(shí)監控消防通道、安全出口、生命通道防火門(mén)的開(kāi)閉及消防通道堆放物情況，實(shí)現緊急情況下的開(kāi)閉控制等功能。確保防火門(mén)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可實(shí)現對各個(gè)應急燈具的實(shí)時(shí)監控和控制，當發(fā)生火災時(shí)，可準確的給出安全的疏散路徑指示，智能打開(kāi)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(xiàn)，指引安全逃生方向。

視頻監控子系統數據部門(mén)收到感應端各子系統報警信息后，可調出報警位置關(guān)聯(lián)的監控攝像頭圖像，查看報警現場(chǎng)視頻輔助進(jìn)行火情確認。實(shí)現火災報警子系統、消防水子系統、電氣火災子系統、防排煙子系統、消防設備電源子系統、防火門(mén)子系統和視頻監控子系統的有機結合，實(shí)現了報警點(diǎn)和監控點(diǎn)的聯(lián)動(dòng)。

消防設備管理子系統能夠將每個(gè)建筑、項目節點(diǎn)的所有消防設備和資產(chǎn)納入管理，對一些消防栓、滅火器、噴淋和消防大隊地址等著(zhù)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(huì )聯(lián)動(dòng)GIS調度子系統進(jìn)行調度。

4.2.3隱患管理

隱患管理功能包括了隱患查詢(xún)、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?hù)下的所有項目的隱患信息，并進(jìn)行派發(fā)和處理操作，且對所有隱患進(jìn)行統計分析。

 

 

4.2.4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、能耗報表和能耗預測等五個(gè)模塊?？梢圆榭吹卿浻脩?hù)下的所有項目的能耗統計、同環(huán)比和報表，且按日、周、月等維度進(jìn)行能耗。

 

 

 

4.2.5手機APP

APP支持Android、iOS操作系統，方便用戶(hù)查看電氣火災、防排煙、消防水、消防設備電源、防火門(mén)、消防設備管理、視頻監控、火災報警等子系統的實(shí)時(shí)監控數據、報警信息、能耗統計等。

  

4.3.2 系統現場(chǎng)硬件配置清單：

注：以下配置為針對1個(gè)回路選型，其中剩余電流互感器應根據現場(chǎng)回路電流大

4.4 產(chǎn)品介紹

電氣火災監控探測器

 

5 結語(yǔ)

隨著(zhù)科技的不斷發(fā)展， 智慧消防應緊跟智慧城市的步伐，利用人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等現代化技術(shù)完善消防救援行業(yè)，為城市發(fā)展提供加有力的安全保障。

參考文獻

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