物聯網技術在城市建筑消防安全中的應用探討

溫炳輝于海撫

（1 河南建筑職業技術學院 ，河南 鄭州 450064；2 安陽市職業介紹服務中心，河南 安陽 455002）

物聯網技術在城市建筑消防安全中的應用探討

溫炳輝1于海撫2

（1 河南建筑職業技術學院 ，河南 鄭州 450064；2 安陽市職業介紹服務中心，河南 安陽 455002）

分析了現行城市高層建筑消防系統存在的問題，提出了將物聯網技術應用于建筑消防系統中，解決城市建筑消防系統之間因信息孤立、通信不暢造成的嚴重安全隱患問題，賦予了建筑消防系統智能化，提高了建筑消防系統的安全性能。

物聯網；建筑消防；火災自動報警；GPS

1 引言

近年來，隨著我國城鎮化日新月異地不斷推進，建筑業得到了蓬勃發展。高層、超高層建筑大量增加，城市的大發展吸引著大量人口迅速集中，這樣，城市中高層建筑所具有的“體量大、層數多、群體化”的特點日益顯現出來。在過于集中的人類活動環境中，突發性安全事件頻繁發生，特別是電氣等引起的高層建筑火災造成的危害更大，控制的難度更高。然而，目前我國城市中各建筑物的火災自動報警系統大部分都是獨立的系統，沒有形成城市建筑消防統一管理的局面，對于城市建筑的消防器材設施設備管理，自動報警系統的火災報警、設備故障報警信息管理、安全防范管理、消防值班工作人員的日常值班以及消防應急預案管理等功能無法統一實施管理，對于消防報警設備的報警情況以及設備的運行信息業務缺乏全面掌握。這些信息的孤立與不暢，無疑對城市建筑消防安全又增加了很大的不確定性。如何利用現代化技術，充分提升火災自動報警及管理系統信息互享，降低城市建筑中消防安全的隱患，是目前亟待解決的問題。

隨著物聯網技術的不斷發展，將該技術與互聯網技術聯姻，就能實現實時的將物體的信息準確地傳輸，如果將該技術應用于城市建筑消防系統中，那么建筑消防系統將不再是過去意義上的孤立的單功能的火災自動報警滅火系統，而是一個開放的網絡化的消防控制管理系統，保證了消防信息的傳輸通道的暢通，有利于保護人民的生命財產安全。

2 物聯網技術的發展

物聯網的概念是在1999年，美國召開的移動計算和網絡國際會議由MIT Auto-ID中心的Ashton教授首先提出的。物聯網的英文名： Internet of Things（IOT），也稱為Web of Things。物聯網是互聯網在物與物之間聯系的創新性應用。在2005年，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會上，國際電信聯盟發布了《ITU互聯網報告2005：物聯網》，正式提出了“物聯網”的概念。其目的是對于任何需要監控、識別、信息傳遞的物體或者動態過程通過相應的智能傳感器、FRID技術、GPS技術等采集所需要的各類信息，將這類信息經由互聯網或專用網絡結合，形成一個巨大的網絡系統。從而實現了人與物以及物與物之間的互聯互通，是一種全新的信息溝通理念。

因此，物聯網是繼計算機、互聯網與移動通信網之后的信息產業新方向，其價值在于讓物體也擁有了“智慧”，從而實現人與物、物與物之間的信息交流。我國的物聯網在引進加創新的基礎上形成了具有“中國式”的更廣范圍的物聯網技術，物聯網技術已成為我國經濟增長的戰略新興產業。我國的物聯網產業市場規模由2011年2500多億元，發展到2016年突破7500億元的規模。物聯網技術也將成為世界經濟增長的新引擎。

物聯網技術由應用層、網絡層和感知層三部分構成。感知層也是物聯網的最底層， 在感知層利用現場裝設的智能傳感器、RFID、智能前端等隨時隨地獲取物體的信息；網絡層由各種有線、無線通信網、云計算平臺等組成，具有對感知層獲得的信息進行處理和傳遞的功能。這些現場物體的信息經由互聯網絡系統， 將被實時準確的傳輸；應用層將由網絡層傳輸過來的信息經由大數據處理、云計算等計算技術進行分析判斷，進而實現相應的智能控制功能。我們將它與建筑消防結合，就實現了建筑消防物聯網的智能化系統。

圖1 物聯網的體系結構

在城市建筑消防工程中，現場的智能傳感器將感知和采集的火災報警信息、聯動信息、消防設備的位置、狀態等信息經由物聯網絡傳送至監控中心，系統對獲取的建筑消防信息進行共享整合、智能分析和處理控制。根據火災的危害程度，系統分級向物業、公安消防部門以及醫療機構發出緊急信號，實現多部門協同工作，從根本上提高了建筑消防系統的安全性能。

3 利用物聯網技術搭建城市建筑消防安全網絡

3.1 物聯網建筑消防系統的搭建

在物聯網的背景下，依據物聯網體系結構，搭建物聯網城市建筑消防系統，通過電信網絡建設消防監控專網，并依托互聯網絡實現聯網建筑的消防監控中心與消防監控專網的聯通，通過現場各種智能煙感、溫感等探測器、RFID和聯網建筑消防設施裝置二維條碼標簽，監控系統的數字攝像頭等前端設備獲取信息，物聯網將該信息傳送至智能消防監控中心，經由電信網、互聯網系統向各地消防處警中心廣播傳輸，進而形成一個全網覆蓋的物聯網系統，實現消防信息在設施與設施、設施與人、人與人之間的相互交流，這種將消防領域的人與物、物與物聯系起來的網絡就形成了消防物聯網。

3.2 物聯網技術保證了信息的安全傳輸

依靠安全可靠的物聯網系統，可以實時地實現對聯網建筑消防監控中心及設備運行狀態、消防水源情況、消防設施完好率、消防通道暢通情況、防火值班工作情況、維護管理及維修作業等數據信息的搜集、傳輸和存儲，實行實時監控聯網建筑消防火警狀態、消防設施運行狀況，有問題能及時遠程顯示及存儲，這樣，遠程消防監控中心就可以全天候的實時掌握聯網建筑消防設施工作狀況、水源信息、設施的維護管理報表信息、單位消防值班狀況。一旦有火警信息，能通過物聯網建筑消防系統向消防集中管理監控中心實時準確地發送火警情況、具體位置、周圍路況、周圍水源等詳細信息，為出警滅火提供全面、可靠的保障。因此，消防物聯網的應用，有力地實現了信息互通，保證了信息的安全傳達。

3.3 物聯網技術保證了城市建筑消防系統安全運行

在物聯網應用的背景下，由于信息的互通，如果出現設備設施故障、水源不足、消防疏散通道堵塞等情況時，通過物聯網搭建的系統以最快時間委派維修人員到現場處理，及時解決存在的問題，通過GPS定位了解維修維護人員位置信息，能夠給聯網城市建筑提供及時、快捷的維修服務，保證消防系統健康安全運行。

3.4 物聯網技術有效地保證了人員的安全疏散

將建筑內智能監控系統接入建筑消防物聯網系統中，可以實時監控疏散通道的狀況，人員流動量情況。對于人員聚集密度大、人員流動性強的建筑，借助于物聯網技術以及應用層的云平臺、云計算能力，可以有效監控人員密集的方位、周圍疏散通道距離，為規劃疏散方案提供第一手資料。在發生火災緊急情況下依據疏散通道的位置及人員集聚狀況進行合理的人群疏導，依據攝像頭監控信息，實時傳達最佳的安全疏散路徑，從而確保人員的有效疏散，保證人身安全。

3.5 物聯網技術有效保證了救援安全快捷

通過GPS定位系統接入物聯網城市建筑消防系統，可以對發生火災建筑精確定位，可以通過指揮中心就近派出消防車輛以最短時間奔赴火災現場，消防車輛在行駛過程中，GPS定位系統可以預報沿途交通情況，指揮中心隨時掌握車輛行駛的軌跡，指揮最佳路徑奔赴現場，保證救援的安全與快捷。

3.6 物聯網技術有效保證了救援人員的安全

通過物聯網技術可以在每個消防救援人員的戰斗服內嵌入感應RFID電子芯片，通過無線或有線的方式連接起來，形成一個基于物聯網的裝備管理系統。對于救援人員，在滅火救援時穿著裝有電子芯片的智能戰斗服，可以將戰斗員的位置、分布、數量同樣通過無線網絡傳輸到后方指揮中心，以實施對人員的管理。在后方的指揮員能夠通過物聯網系統遠程感知火場一線瞬息萬變的信息，通過現場的智能溫度、煙霧傳感器、智能VOC傳感器以及安裝在水槍上的貼片式智能壓力傳感器可以將救援人員所處的環境數據、設備數據信息實時傳送出去，從而為決策者提供身臨其境的感覺，及時下達準確的指令，保障救援人員的安全。

4 結語

物聯網技術應用于城市建筑消防系統中，有效地實現了信息的互通，搭建了系統的物聯網城市建筑消防安全網絡，實現“物聯網+建筑消防”的新型消防安全系統，為人們的生命財產安全真正起到保駕護航的作用。

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2017-06-20