孫軍山 董云萍
摘 要 物聯網智慧消防是傳統消防的信息化升級和補充,智慧消防云平臺大幅度提升消防監測的覆蓋率和準確度,實現設備、建筑物、人員信息的統一融合。通過建設智慧消防云平臺,綜合利用GIS(地理信息系統)、互聯網技術、物聯網、人工智能、云平臺和大數據分析等現代高新技術,對消防相關的人員、設施及隱患、消防相關的信息進行實時化、可視化、精細化和智能化管理。
關鍵詞 物聯網 智慧消防 云平臺
隨著社會的不斷進步,消防安全越來越重要。智慧消防云平臺建設的起步,有效彌補了傳統消防監管中的不足。本文基于物聯網技術的快速發展,分析物聯網技術在消防中的應用,探討智慧消防云平臺的建設框架、系統架構、建設內容、實際應用和經濟社會效益。
1國內外智慧消防建設現狀
國外有關智慧消防的研究以美國最具代表性,2012年,美國標準技術研究院提出將CPS (信息物理系統)應用在消防裝置和滅火器材領域,由此開始對智慧消防的研究。2013年美國消防研究基金會制定了智慧消防發展規劃圖,明確了智慧消防建設將面對的研究難點和技術問題,并將智慧消防列為未來的重點項目進行研究。美國Math Works公司在2013年創建開發了智能應急響應系統;谷歌公司研發的谷歌眼鏡內置加載建筑物地圖,幫助消防員快速穿過濃煙火場;瑞典皇家理工學院研制了數字定位消防鞋。
國內智慧消防相關研究相對于國外起步較晚,近年來中國借助物聯網、人工智能等條件加快了智慧消防建設的力度,當前大多數的智慧消防建設仍以基礎的消防物聯網建設為主,普遍停留在數據的實時采集、監控階段,涉及到實戰指揮、應急疏散、一張圖等全方面系統建設內容較少,距離成熟的智慧消防體系建設還有較長距離。
2物聯網與智慧消防
物聯網是互聯網的延伸,采用信息傳感設備,進行信息收集、傳輸和處理,實現智能化管理。萬物互聯,最終是實現對物體的智能控制,智慧消防正是伴著物聯網、云計算等高新技術的發展而出現的,是新技術在消防行業領域應用的一種產業形態。
智慧消防是傳統消防的信息化升級和補充,傳統消防注重火災發生后的處理,智慧消防則側重于事前隱患的排查。智慧消防利用物聯網技術整合消防設施設備,通過智能采集終端和軟件管理平臺,實現消防信息實時動態采集、傳遞、融合和處理,實現消防信息化管理。
3智慧消防云平臺
智慧消防云平臺采用“物聯網+消防”的新理念,將物聯網、新型通信技術、云計算、GIS、大數據等集成應用到消防系統的各個節點,對消防設施的狀態進行遠程實時監控,建立不同的大數據分析模型,對采集的數據信息進行處理和分析,配合云計算平臺和火警智能研判等專業應用,運用物聯網、云計算、大數據等技術全面構建“智慧消防”體系,有效整合各方的支援力量,全面摸清隱患底數,提早發現隱患進行整改,構建火災防控體系,建設城市公共安全。
智慧消防云平臺不僅向消防監督部門提供隱患預警,還包括防火監督、資源管理、應急救援等功能,工作流程化管理,消防安全落實到位,提高各責任方的消防科技水平,促進消防工作社會化的貫徹與實施,全面提升消防安全水平。
3.1體系架構
智慧消防云平臺建設采用 “五橫三縱”的體系架構:基于物聯網技術應用,以感知層、承載層、平臺層、應用層和門戶層為主體,構建物防、技防、人防的三級技術管理體系,以及標準規范、信息安全、運維管理的三個縱向支撐體系。
“五橫”體系包括以下五個方面:
(1)感知層:包括多形態、智能化的感知設備及軟件,如消防水網系統、防排煙系統、電氣火災系統等。對涉及到消防的數據進行規范化采集,并可以根據需要不斷擴展。
(2)承載層:利用物聯網建設智慧消防系統的基礎傳輸網絡系統。
(3)平臺層:包含云計算和云存儲,利用平臺同步處理技術,提高數據處理速度,有效提升系統的性能和效率。云平臺不斷對進入的數據進行增量計算,計算結果立即為用戶可見。存儲系統支持數據實時更新,為用戶提供穩定、快速的訪問平臺。
(4)應用層:功能實現層,集中于一個統一的消防應用軟件框架之上,實現消控聯網可視化管理功能。
(5)門戶層:通過 GIS、大屏顯示、終端等各類方式,實現各單位業務上的協同工作,信息共享和高效應用,推進消防管理工作和服務的信息化、規范化、智能化。
“三縱”體系包含了三個方面:(1)標準規范:遵循可操作、可預見和可擴充原則,涵蓋基礎設施、數據管理、服務平臺、業務應用、信息安全、運維管理、驗收標準。(2)信息安全:遵循《計算機信息系統安全保護等級劃分標準》等相關國家標準,構建全域覆蓋的安全管理機制和全網防控的安全保障體系。(3)運維管理:構建服務于消防系統的運維管理體系。
3.2核心功能模塊
智慧消防云平臺系統架構主要包含四大核心功能模塊:智能消防感知模塊、信息傳輸模塊、系統管理模塊和數據信息共享模塊。
智能消防感知模塊:用于采集信息。通過部署在終端的智能傳感器,采集消防設施的運行參數,獲取消防設施設備的定位、數量、狀態等信息。
信息傳輸模塊:采集獲取的數據通過網絡傳遞到云平臺,基于有線、智能通信模式實現設備與云平臺的數據傳輸,并通過網絡實現用戶與平臺間的信息交互。
系統管理模塊:部署“智慧消防云平臺”,利用平臺軟硬件資源實現數據分析、存儲、管理、共享等功能。通過對匯集的各類消防數據信息進行存儲、整合、分析和管理,大數據分析處理后的結果為消防單位提供隱患預警。
數據共享模塊:打通消防數據和其他平臺的信息共享、數據互通,給大數據資源分析提供數據支撐。針對政府職能部門提供實時監控、監控分析、遠程監控報警等功能,針對物業人員提供手機巡檢、本地報警、遠程報警等功能。
4智慧消防云平臺功能拓展
在智慧消防云平臺的基礎架構上,在使用層面和管理層面實現功能拓展,主要包括:
(1)消防綜合管理系統:實現消防信息全天候監測,一張圖顯示;
(2)消防應急救援系統:物資人員圖視化管理,快速調度。視頻聯動,實時掌握現場情況;
(3)智能維保系統:工作智能化,管理體系化、標準化;
(4)建筑評分系統:建筑物消防等級打分。
5結論
智慧消防利用物聯網技術、通信技術、云計算、GIS等將消防設施設備進行整合,構建高感度的消防基礎環境,實現消防信息化管理。通過建設智慧消防云平臺,打造政府職能部門、用戶之間集前端信息采集、決策監管、應用服務為一體的智慧消防體系。以便捷、安全、可靠為指導方向,結合現代化技術手段的智慧消防云平臺將成為了我國消防工作未來轉型的新方向。
作者簡介:孫軍山(1980-),男,漢,江蘇興化人,碩士,博士在讀,南京市消防救援支隊,工程師,研究方向:火災防控和應急救援;董云萍(1993),女,漢,安徽人,本科,南京棣拓智能科技有限公司,研究方向:消防知識產權管理。
參考文獻
[1] 劉筱璐,王文青.美國智慧消防發展現狀概述[J].科技通報,2017,33(05):232-235.
[2] 杜玉龍,鄧慨廉,毛星等.構建高可靠性的組織消防體系策略研究[J].消防科學與技術,2018,37(09):1271-1275.
[3] 李棟,張云明.智慧消防的發展與研究現狀[J].軟件工程與應用,2019,8(02):52-57.
[4] 丁曉春.云計算與上海市智慧消防[J].現代測繪,2013,36(04):15-17.
[5] 李冬梅.智慧消防建設與發展探討[J].建筑建材裝飾,2017(15):113-149.