物聯網技術在消防領域的應用及關鍵問題研究

趙樹海

（煙臺消防救援支隊，山東 煙臺 264000）

0 引 言

基于物聯網（Internet of Things，IoT）的消防運行管理體系在面向城市管理、轄區單位消防安全工作方面發揮了突出作用。在物聯網技術支持下，消防應急救援工作也實現了動態化管理，便于建立現場通信聯絡工作機制與信息中心，主要實現對災情的可視化指揮，也豐富了消防領域相關技術內涵，為未來消防應急救援工作突破技術壁壘創造有利條件。

1 物聯網技術滯后于職能任務需要

面對“全災種、大應急”的新形勢、新要求，物聯網技術滯后于職能任務需要。

（1）基于物聯網技術的源頭監管手段匱乏、范圍有限、能力不強，火災風險智能分析和隱患動態監測預警水平較低，無法滿足事中事后監管的需要。部分系統數據采集方式落后、應用水平不高、開放共享程度不夠、數據資源碎片化等問題比較突出，存在信息“孤島”。

（2）靈敏真實、快速機動的災害現場感知網絡尚未形成，利用物聯網采集匯聚信息的準確性和時效性有待提高，輔助指揮決策的效能不佳，與“全災種、大應急”綜合救援需要還有差距。

（3）應急通信裝備的集成化、網絡的抗毀性、擴展性不高，物聯網技術還未合理有效地應用于現場應急通信，復雜惡劣環境下的保障能力仍需加強，尚不能完全滿足“全天候、全地域”的通信保障需要。缺少成體系的配套技術和相關的資源支撐，難以及時準確地應對突發事件，各職能部門難以形成有效的聯動響應。

2 物聯網技術發展與消防領域的關聯

物聯網是當前新一代信息技術的核心代表，它最早出現于20世紀末期，專門指代各種信息傳感設備，如射頻識別技術（Radio Frequency Identification，RFID）、傳感器技術、全球定位系統（Global Position System，GPS）紅外感應器、激光掃描儀、氣體感應器等都屬于物聯網技術體系的組成部分[1]。物聯網實際上是在互聯網基礎上結合巨大網絡所構建的信息交換與通信機制，它在實現物物、物人、物網連接過程中也更便于實現技術識別、管理與控制，形成物聯網相對豐富多元化的技術架構，其中就包括了感知層、網絡層以及應用層。以應用層為例，它與用戶（如人、組織以及其他系統）接口相互連接，滿足物聯網智能應用需求。就應用層而言，它還建立了現場傳感器機制，配合RFID電子標簽實施有效管理，做好實時查驗工作，確保消防智慧中心、單位傳感器傳送信息到位，合理掌握監控各類資源，滿足消防綜合調度指揮與管理要求。

以物聯網技術作為基礎，結合移動定位系統建立數字通信技術與計算機軟件平臺，為城市消防安全、應急救援指揮工作提供支持，確保消防救援隊伍能夠建立一套適合自身的應急方案，保證消防信息采集以及傳遞工作、匯總分析到位。而在發布輔助決策功能內容，建立智能化消防數字平臺過程中也能實現對城市消防安全過程的有效監控，建立預警處置機制，確保指揮調度與管理功能的有效完善，滿足消防工作要求，全方位提高目前城市中的防災、減災、救災能力[2]。

3 物聯網技術在消防領域的應用

物聯網技術在消防領域中被廣泛應用，提高了消防技術安全管理水平，也提高了消防救援工作效率。物聯網技術在消防領域中的應用主要體現在以下幾個方面。

3.1 在災害救援現場對消防救援人員的體征參數、位置等情況實施動態管理

在實施智能化接警和智能指揮方面，借助物聯網技術滿足相關技術需求，確保救援設備、救援人員以及應急通信工具與安裝信息傳感設備、射頻識別RFID裝置的相互管理，建立GPS數據收集系統，形成相關互聯機制。綜合利用互聯網、衛星網、指揮調度專網等各類通信網絡與指揮中心建立可視化指揮體系，確保形成一套基于物聯網的網絡信息管理系統。在物聯網技術支持下，針對消防作戰行動中消防人員的生命體征、內攻位置以及空氣呼吸器壓力等參數進行動態分析與管理，實時匯聚災害現場人、裝備等核心要素，全面掌握應急救援總體態勢，保證實時數據傳輸到后臺指揮中心，滿足指揮部對內攻人員所處環境信息等進行全方位掌控，達到可視化、透明化、扁平化指揮需求。就救援人員隨身攜帶的傳感器而言，它需要在救援作業過程中提取生命體征信息，對異常數據進行收集分析，必要時做好報警處理，確保第一時間組織撤離與營救工作，最大限度提高內攻作戰人員的整體安全保障水平[3]。

在消防資源動態管理工作方面，主要基于滅火與應急救援所需物資裝備，以便裝備儲存、管理，建立資源動態管理體系，保證消防裝備物資管理系統充分利用GPS、RFID、無線傳感器網絡建立現代通信技術體系，并保證數據采集技術的實時性和可靠性；建立云處理技術體系，保證對消防救援隊伍裝備物資建立實時高效的管理機制，在RFID物聯網技術的基礎上提高物資管理的信息化、自動化水平，強化統籌管理能力與資源整合共享機制，進而提升消防救援隊伍的核心戰斗力和消防安全管理水平。

最后在動態管理過程中，通過合理利用GPS定位系統，分析人員位置與狀態以及規定時間內的裝置壓力、環境等監測信息，建立網絡傳輸層，保證第一時間處置決策到位，滿足消防救援隊伍基于更高層次建立物聯網信息系統，進行統一協調、統一指揮。此外，在利用周圍消防資源情況過程中，建立應急救援指揮決策網絡，提高救援效率，大幅度縮短應急救援響應時間[4]。

3.2 現場應急通信方面的應用

在現場應急通信方面，主要基于物聯網、大數據技術展開，運用物聯網技術建立現場通信聯絡機制，保證信息有效采集和數據整合，確保應急通信的準確性與可靠性。在現場通信聯絡過程中需要最大限度增加消防數據采集與整合技術的融合度，發揮數據的作用與價值，確保消防救援工作順利開展。基于處理數據，優化滅火搶險救援工作，建立基于決策能力的大數據技術發展機制，實現數據共享與數據互通，形成融合機制，提高現場通信聯絡效率，如此也能打破信息壁壘限制，打通數據共享機制，使得消防救援隊伍與政府相關部門共同解決問題。同時，圍繞大數據技術，充分發揮信息系統功能支撐，做到對于數據信息價值的深度挖掘，建立一套健全輔助的決策系統，為強化滅火救援工作提供有力支持[5]。

3.3 對災情現場實施遠程輔助決策

通過城市消防遠程監控系統，使各種傳感設備建立視頻采集體系，感知采集現場信息，借助消防物聯網網絡層傳輸到監控中心，利用信息管理系統進行智能化管理操作，提高輔助決策能力。接入火災、水壓、水泵等多種消防和告警設備，這些設備可根據系統配置生成相應信號，PC端與App端進行聯動，實現管理與執行的協同。例如，在消防噴淋管網中根據需要安裝感應芯片，做到遠程動態掌握噴淋裝置壓力，監控噴淋管網內是否有水并分析水的壓力；通過煙感和溫感感知設備，隨時掌握火災現場的煙感與溫感狀態；在消防泵開關閥安裝電子芯片，利用水流觸發傳感器，隨時掌握消防水源信息；針對安全通道是否有利于人員逃生問題，通過智能視頻監控技術和視頻處理技術分析前端攝像機中的拍攝范圍、現場火勢發展、人員疏散等情況，動態掌握消防疏散通道中的安全隱患問題[6]。

4 物聯網技術在消防領域應用中需要突破的關鍵性問題

物聯網技術在消防領域中發展需要突破諸多技術要點，主要分為3個方面。

4.1 技術水平尚不能達到實際要求

消防物聯網發展在國內依然處于起步階段，其技術實踐應用還相對不夠成熟，可以說物聯網技術發展還存在很大的發展空間，需要在標準化、成本、安全等方面建立消防物聯網健康快速發展機制和核心技術發展機制，結合產業化應用分析技術差距，分析技術水平存在的薄弱環節和短板。具體來講，需要基于物聯網核心架構中的各層次技術體制進行分析，確保接口滿足標準化技術要求，建立物聯網行業應用標準化機制，實現低成本技術應用，擴大技術應用規模，建立統一消防技術標準，保證技術產業化發展水平得到提升。目前的消防物聯網技術發展機制中，需要基于產業化發展應用與良性循環機制來探討消防物聯網技術應用內容，建立物聯網RFID標簽，預先嵌入與消防工作相關的技術機制，提高消防物聯網建設水平，保證消防工作效率得到有效提升[7]。

4.2 存在網絡安全及設備維護等問題

在運用物聯網技術過程中會發現諸多網絡安全與設備維護問題，消防部門應圍繞物聯網技術充分發揮信息系統的功能支撐作用，建立深度挖掘數據信息價值的體系，形成相對健全的輔助決策系統，為滅火救援工作提供強有力支持。具體來講，要通過分析、建立網絡安全設備來響應指揮中心的接警機制，保證實現災情信息數據的有效上傳與分析，確保火災地理位置分析與判斷精準可靠。但是在實現多方力量的有效調動過程中，消防指揮調度網絡安全也存在一定的問題，如缺少安全防御系統，同時設備維護問題也相對較大，在滅火救援過程中明顯存在統一部署、統一行動、統一逐級指揮不到位以及城市運行管理平臺存在信息數據自動監測顯示不準確等問題[8]。

4.3 與5G技術的結合方面問題

物聯網技術與5G技術相關聯，共同建立智能5G消防物聯網技術體系，二者可建立智能終端，配合5G技術嵌入計算機系統設備，保證智能終端體系結構與硬件結構、軟件結構相互關聯。從硬件層面講，需要結合智能終端建立5G消防技術體系，將控制器、運算器、存儲器、輸入設備與輸出設備建立聯合智能終端，保證運算器與控制器建立聯合機制[9]。

在軟件層面上，則需要配合5G技術豐富的物聯網技術內容，保證基于組件軟件消防管理機制，確保形成物聯網智能消防裝備，其中就包括了大量的軟件產品。在5G時代到來以后，應該基于智能消防終端建立RFID視頻識別機制，分析相關安全管理內容，結合煙霧、溫度、氣味、火災等進行綜合識別，確保做到及時報警，對火災現場的實際情況進行針對性分析。如通過對攝像機點位視頻進行針對性智能分析，在原有報警信息的基礎上增加可視化，可以提升整體消防安全；通過高效的聯動，配備具有數據采集和智能運算能力的智能可穿戴設備，提高現場處置能力。

目前，可以參考通過5G網絡實現即時互聯，將帶來更多富有想象力的新場景，為消防工作水平提高、內容豐富創造更多可能性。如消防人員可以通過優化5G網絡所提供的VR/AR模擬訓練來提升技能和訓練效率，在未來一段時間，消防智能設備如智慧煙感、智慧溫感、智慧消防栓等將會逐漸普及，數據的集成、分析與綜合運營等需要繼續探索，不斷豐富完善[10]。

5 結 語

在物聯網時代背景下，消防工作應該基于物聯網技術體系中的技術內容和管理工作機制，全面提高消防工作效率與水平，充分探索物聯網技術，有效實現資源配置與資源整合，滿足產業結構化升級優化，拓寬其技術發展途徑。在這一過程中，也應該基于物聯網應用過程分析基礎設施建設不平衡、技術標準不統一等問題，在未來繼續加大物聯網技術的應用對策，投入建立物聯網建設發展機制，全面提高消防安全管理水平，進而實現對傳統消防到智慧消防的巨大轉變，為消防工作提供強有力輔助支持。