城市安全發展消防信息化系統建設研究

楊洋

（西安浐灞生態區管理委員會）

1 研究背景

隨著城市高速發展，城市規劃前瞻性不足、建設質量參差不齊，人口、經濟、社會、環境協調性之間的矛盾日益突出，為城市運行安全帶來一定風險。新區擴建開發壓縮舊城區發展空間，老城區建筑物密集，老舊小區、城中村歷史遺留問題致使城市生命線錯綜復雜，群死群傷事故風險依然存在；城鄉結合部人口密集，流動性大，火災隱患事故多發，火災防控風險大。此外，新產業、新業態迅速興起，城市消防安全基礎薄弱，基層專業力量投入不足，信息化支撐體系建設滯后，都給城市消防安全管理帶來難題。

2019 年，在各級應急管理系統和消防救援隊伍的不懈努力下，重大安全風險防控取得顯著成效，全國未發生特別重大火災事故，重大火災明顯減少，消防安全形勢保持總體穩定；消防救援隊伍堅決扛起綜合救援職責，接處警數量增幅為近年最大，特別是救援救災救助方面增幅明顯。全年共接報火災23.3 萬起，亡1335 人，傷837 人，直接財產損失36.12 億元，與2018 年相比，四項數字分別下降4%、8.7%、0.8% 和 1.9%，火災總量沒有出現波動，總體保持穩中有降的態勢，是近七年來火災起數和傷亡人數最少的一年，特別重大火災則連續四年實現了零發生。盡管重點場所火災防控成效顯著，但仍存在冬春季節火災相對多發、夜間火災亡人集中、城鄉居民住宅火災亡人占比大、高層建筑火災呈多發之勢等問題，流動人口和小場所成為防范難點，電氣因素及老幼病殘等弱勢群體應引起重點 關注。

2015 年8 月12 日天津濱海新區特大事故是中國消防行業改革和消防行業信息化標志性的推動事件。由此開始，我國政府開始正視消防行業現狀并意識到消防信息化的重要性，國家政策開始有傾向性的重視消防行業的信息化發展。為促進城市的安全發展，需要利用先進的信息技術，實現城市安全智慧式管理和運行，從風險源頭上進行智能監管和智慧研判，從而對公共安全的各種需求做出智能應急響應。“智慧消防”就是運用先進的技術手段，感測、分析、整合城市安全運行核心系統的各項關鍵要素，為城市消防管理和決策提供可靠依據。因此，加快城市消防安全信息化體系建設，有效防范各類火災風險，既是構建城市運行安全格局的重要版塊，又是“全災種、大應急”綜合救援的實際 需要。

2 研究意義

2.1 傳統消防存在的問題

1）信息孤島

各種消防系統分散獨立，大量數據分別存放在不同的消防處理系統中，數據間缺乏關聯性與對比性，無法集中管理，缺乏全面性。

2）互聯網資源利用低

消防內外網之間數據交換需求與安全管理要求矛盾突出，原消防一體化的C/S 架構系統開放性弱，數據跨網交互受到嚴重制約，難以獲取快速有效的實時數據，無法共享各類資源。

3）數據質量差、深度分析價值低

基礎數據維護困難，更新不及時，且信息錄入手段單一，數據不一致問題較嚴重，對于相同業務數據存在多個不同版本缺乏明確的數據認責。

4）傳統的消防系統可擴展能力差

傳統系統架構未充分考慮集約化、模塊化設置，不利于擴展。信息系統均采用多級部署，技術機構復雜，數據存儲較為分散，使用效率低。

5）缺少信息和科學手段支撐，指揮調度效率低下

現場信息支撐的實時性和針對性差，傳遞信息量少，缺乏周邊水源、危化品、建筑構建、預案等詳細信息的支撐，缺乏公安、交通、氣象、規劃、住建等部門關聯信息輔助，難以實時掌握災害現場實際情況，不能準確做出判斷。

6）指揮受限

缺乏智能化的輔助決策，指揮調度時無法準確統計、快速部署。

7）缺乏針對性和實戰性強的數字預案

風險防控和社會聯動不足，被動響應為主，防和消缺乏緊密結合。

8）管理問題

人員更迭現象較為頻繁，缺乏科學的戰訓演練系統，勤務、裝備管理系統滯后于技術發展，設施資源和消防無法實時管理。

2.2 智慧消防解決的問題

智慧消防可滿足火災防控“自動化”、滅火救援指揮“智能化”、日常執法工作“系統化”、團隊管理“精細化”的實際需求，借助物聯網、大數據、云計算、5G 通訊、地理信息、人工智能等新一代信息技術，創新消防管理模式，實施智慧防控、智慧作戰、智慧執法、智慧管理。

①具有全面的互聯共享和廣泛的透徹感知，可實時全面地掌握不同屬性、不同形態、不同密度的信息，實現信息的互聯互通，形成統一的資源體系，使消防不再成為“信息孤島”。

②有助于城市消防安全創新管理。在消防安全主體責任和管理責任明確、權責邊界劃分清晰的前提下，使消防安全責任人實時掌握建筑消防安全現狀，形成城市建筑內閉環式的消防安全管理模式。

③充分運用了數據融合、大數據分析等信息化手段，有助于火災研判能力和救援作戰指揮水平全面升級。

2.3 智慧消防建設的意義

推進消防信息化建設，提升社會防控火災水平和滅火救援指揮水平，實現傳統消防向現代消防的轉變，是實現城市安全發展、提高應急綜合救援能力和服務百姓的需要。智慧消防是智慧城市、物聯網在消防場景的實踐落地，屬于城市安全領域范疇，關系到國家和人民的安全，是應急管理和消防救援部門依法負責消防管理工作、建設安全發展型城市的“硬科技”。其項目落地將推動信息科技手段廣泛運用，著力夯實基層末端防范基礎，有效提升城市消防安全整體水平。智慧消防不是數據展現，而是秉承“服務大局”的思想切實為市民百姓服務消防安全。

3 研究內容

以先進信息技術和智能化應用為引擎，以全面構建大數據驅動的新架構、新平臺、新應用為目標任務，設計出城市智慧消防系統架構。智慧消防系統由標準規范體系、科技匯集體系、安全保障體系、大數據支撐體系構成，自下而上包括感知層、傳輸層、平臺層、應用層、用戶層五個層面，具備監督管理、監測預警、指揮救援、決策支持、政務管理等功能。總體架構如下圖所示：

圖1 城市智慧消防系統架構圖

3.1 智慧消防建設五大系統

3.1.1 城市物聯網消防遠程監控系統

利用RFID（Radio Frequency Idenitification，射頻識別）、無線傳感、大數據、云計算等技術，依托有線、無線、移動互聯網、5G 等現代通信手段，整合已有的各數據中心，擴大監控系統的聯網用戶數量，完善系統報警聯動、設施巡檢、單位管理、消防監督等功能。監控系統主要由火災自動報警、消防設施聯動、可燃氣體探測、電氣火災監控、消防水源監控、消防設施監控、視頻圖像監控等系統組成，重點監控場所有大型節慶活動場所、人員密集場所、大型綜合體、大型商場、娛樂會所、文物古建、城鎮居民高層建筑等[1]。

3.1.2 基于“大數據”“一張圖”的實戰指揮平臺

充分運用大數據、云計算、移動互聯網、地理信息等技術，依托公安和消防網，邊界接入平臺和應急管理部EGIS地圖，實現滅火救援的一張圖指揮、一張圖調度、一張圖分析、一張圖決策。平臺由一體化系統、自建業務系統、自動采集信息和社會聯動信息四個系統組成。

①一體化系統包括機構信息、人員信息、值班動態、重點單位、建筑信息、災情信息、現場信息、調派信息、執勤能力、火場文書、市政消火栓、消防水池、天然水源、應急聯動單位、滅火救援專家、特種裝備信息、聯勤保障單位等。

②自建業務系統包括建筑信息、公路隧道、大型石油化工單位等。

③自動采集信息包括應急通信指揮網和無線通信網系統現場音頻、視頻、采集數據等；社會聯動信息包括外部聯動數據如聯動單位、聯動對象基本信息等。

④指揮平臺應具備指揮一體化、信息一體化、保障一體化三個特點，應能快速調取火場的建筑、人員、消防設施情況，并能實現救援物資、救援車輛、水源分布、人員分布、生命體征、環境信息為一體保障的動態救援。

3.1.3 高層住宅智能消防預警系統

結合當地智慧用電、用氣、用水系統建設，整合高層住宅建筑各類監控系統和視頻資源，在新建高層住宅應用城市物聯網消防遠程監控系統，對消防設施、電氣線路、燃氣管線、疏散樓梯等進行實施監測。

3.1.4 數字化預案編制和管理應用平臺

通過采用先進的計算機技術、實景仿真技術、虛擬技術和數字通信技術，充分利用三維建模、圖像采集、信息收集和仿真手段，將消防重點單位數字化、三維可視化，實現大規模場景和數據融合，實施模擬應急演練，為有效組織滅火救援提供基礎信息保障。

3.1.5 “智慧”社會消防安全管理系統

消防安全管理系統由火災預防、人員管理、滅火救援、監督檢查、安全教育五部分組成。

①火災預防主要是解決消防預警設施種類多、分布廣，消防管理人員不能第一時間獲得預警信息，以及消防器材因管理不善不能使用等問題。

②人員管理主要是解決消防值班人員、安保人員、巡檢人員巡查不可控等問題。

③滅火救援主要是解決消防救援通信薄弱，應急聯動、戰勤保障單位信息不完善，救援人員安全保障受限等 問題。

④監督檢查包括審批、監管、整改、驗收、約談等。

⑤安全教育有集中培訓、在線APP模塊教育、配套安全體驗館體驗式教育等多種形式。

3.2 智慧消防五大重點項目

3.2.1 滅火救援戰例數據系統研究

現代消防救援急需對大量的戰例數據開展結構化分析與大數據挖掘。通過研究，利用先進的技術方法對各類滅火救援戰例開展有效優質的挖掘與保護，同時形成成果，為消防指戰員提供知識儲備與輔助決策。

3.2.2 大型石油化工儲罐火災撲救技戰術實體滅火試驗

為有效處置大型石油化工儲罐火災，可進行“超大流量壓縮空氣泡沫舉高噴射消防車”和“1%成膜型壓縮空氣泡沫滅火劑”的研究，該研究可以實現油類火災快速控火、滅火和高效抗復燃目標，為消防救援隊伍提供可靠穩定高效的技術手段。

3.2.3 木及磚木結構古建筑群火災預警與防控技術研究

為實現木及磚木結構古建筑群外部火災的有效探測及定位，需進行基于光譜視頻復合技術研發的光譜掃描可視圖像復合火災探測器的研究。針對古建筑內外火災預警探測性能指標要求和測試方法，需研發古建筑群火災防控綜合管理平臺，以及木及磚木結構古建筑群火災預警監測綜合解決方案。

3.2.4 超大型城市群消防治理體系研究

①要站在全局高度，以宏觀的視角、系統的思維、辯證的觀點開展研究。

②要堅持以人為本，切實把安全發展作為城市現代文明的重要標志。

③要強化問題意識，勇于創新，積極引入新理念、新技術，大膽運用“城市大腦”等新技術、新平臺。

3.2.5 消防用無人機體系研究

需進行巡邏偵察、雷達監測、航測3D 建模、氣體偵檢、高空滅火、物資投送、人員運送、泛光照明、無人機反制等技術研究。

4 結論與展望

消防行業的發展水平是國民經濟和社會發達程度的重要標志。從改革方向看，新成立的國家應急管理部以優化、協同、高效為改革關鍵詞，力圖以“大應急”的概念解決“信息孤島”、“煙囪”效應等目前存在的問題，消防信息化體系建設不僅是消防產業的升級轉型，同時也是城市安全發展不可缺少的建設環節。從發展環境看，國家政策推動，尤其是公安部消防局297 號文件、應急管理部《應急管理信息化發展戰略規劃框架（2018-2022 年）》《消防救援隊伍信息化發展規劃（2019-2022）》實質地推動了智慧消防的發展：統一數據標準、規范數據來源，對消防內部、外部數據資源進行匯聚和挖掘分析，為火災風險研判、滅火救援指揮、隊伍管理分析、消防宣傳服務和領導指揮決策等提供信息技術支撐。從人居環境看，隨著國民經濟和社會發達程度的不斷提高，“大安全”概念逐漸形成，社會消防安全意識大幅提高。從科技發展看，在物聯網和智慧城市快速發展的大環境下，隨著消防技術的不斷發展與創新，無線傳感、射頻識別、視頻監控、物聯網、大數據、云計算、5G、VR、人工智能等技術不斷升級，智慧消防建設將是“大應急”安全體系建設的一個重要 版塊。

城市安全發展消防信息化建設，也是應急管理信息化建設的重要組成部分。國家提倡建立“用數據分析研判、用數據預知預警、用數據輔助決策、用數據指導實戰”的消防工作新機制，全面提升消防安全治理能力和水平，加強智慧消防建設，一是要做好頂層設計，依據國家應急管理部及消防救援局信息化發展規劃，做好地方城市安全發展應急管理及消防信息化發展規劃；二是要嚴格標準制定，圍繞社會需求，在國家應急管理部10 個方面47 類標準體系基礎上拓展延伸，開展重要標準的研制；三是要強化技術支撐，突破智慧消防核心技術瓶頸，形成開放兼容、穩定成熟的技術體系，梳理標準化需求，以技術突破帶動核心技術標準突破，保障智慧消防進程；四是要健全生態發展，加強跨領域合作，促進消防產業集群發展，增強智慧消防生態體系建設，為應急產業發展帶來新動能。

總之，智慧消防的發展與國家發展戰略相吻合，突出信息化引領工作變革，加快構建新時代國家應急管理綜合救援消防現代化體系，也就為城市安全發展注入了強勁有力的技術保障。