基于網絡的城市建筑消防安全數字化系統設計研究

江映舟

摘要：

在如今這個信息技術急劇發展的時代，城市建筑的消防安全管理已經進入到了一個嶄新的階段，可對智能化火災自動報警控制系統進行集成運用，使監控和應對火災的過程變得更為精準和有效。因此，本文將重點探析基于網絡的城市建筑消防安全數字化系統設計要點，希望提高系統運行效率與可靠性，保障城市建筑消防安全水平得到提升。

關鍵詞：網絡技術；城市建筑；消防安全；數字化系統；設計要點

引言

基于網絡的城市建筑消防安全數字化系統設計至關重要，因此設計師應遵循創新、經濟、安全的原則，科學架構網絡模塊、系統模塊，同時還要做好系統升級與更新，才可提高基于網絡的城市建筑消防安全數字化系統設計水平，發揮其價值，保障城市建筑的消防安全性得到大幅提升。

一、基于網絡的城市建筑消防安全數字化系統設計原則

（一）創新性原則

隨著科技的蓬勃發展，傳統的消防系統已不足以應對日益復雜的安全挑戰。基于網絡的數字化系統必須不斷吸納最新技術成果，比如物聯網、云計算、大數據分析和人工智能。這不僅僅體現在硬件的更新換代上，更在于軟件功能的不斷拓展和系統完整性的持續優化。例如，通過探索新型傳感器的集成，可以實時監測建筑內外各種潛在的火災風險因素；通過應用機器學習算法來分析歷史數據，系統可更精準預測火災趨勢，提前做好防范措施。

（二）經濟性原則

追求技術創新的同時，設計者必須持續考慮成本效益比，以合理控制系統的經濟投入。要在預算內作出最佳的資源分配，確保每一分錢都能發揮最大價值，包括系統的使用壽命、維護成本和升級成本在內。一個理想的消防安全數字化系統應當投資有效、運營高效，能自我演化和擴展，適應未來技術的不斷升級。

（三）安全性原則

在設計過程中，系統的穩定性與可靠性必須放在首位。要做到這一點，設計者需要確保系統在面對外部的物理威脅時，如火災本身以及內部的網絡安全威脅，都能做到堅如磐石。系統設計需要充分考慮各種風險因素，如數據的加密傳輸、備份、權限管理等，確保在極端情況下，系統還能有效運行，履行其保護職責。

二、城市建筑消防安全數字化系統介紹

（一）智能化火災自動報警控制系統

智能化火災自動報警控制系統以一系列高精度傳感器為基礎，無論是炙熱的火焰、彌漫的煙霧，還是突變的溫度和不尋常的氣體濃度，這些傳感器都能夠迅速識別并發送信號。這些設備如同千里眼般，時刻監控著建筑的每一個角落。它們不僅是單向的信息接收者，也是實時的反饋系統。一旦偵測到異常，它們能自動啟動預警，構成一套完善的預警機制，最大限度減少火災事故對生命和財產造成的損害[1]。

（二）網絡接口模塊

1.控制器網絡接口模塊

控制器網絡接口模塊主要職責是橋接現場的觀測與控制設備和更廣泛的數據網絡之間的通信。此類系統將智能分布在消防安全網絡的各個角落，以便更為精細和高效監測潛在的火災風險。其中，智能控制器扮演著不可或缺的角色。通過運用計算機數據通信技術，這些控制器能在火災初期實現快速響應。利用TokenBus、Internet、TokenRing等先進的通信協議，它們通過專用的總線系統和通信網絡，進行實時的數據交換，實現指令的及時傳遞和執行。

系統內的通信能力不僅是火災監控功能層次劃定的關鍵，也是遠程數據管理與調用的核心。網絡結構經過精巧設計，可強化通信的穩定性與服務效率，在異常情況下保障數據傳輸不受影響。結合了分布式智能化的處理方式，城市的消防安全系統得以在強大的數據處理基礎上實現自我優化。消防監控系統的高性能和高效率，使它不僅能適應現代城市復雜多樣的防火需求，可以主動進行自適應調整，確保在面對未來建筑物消防設施發展趨勢時，仍能提供堅實可靠的安全保障。

2.數據中心網絡接口模塊

數據中心作為信息加工處理中心，接收到各類原材料后，需要這些網絡接口模塊來精細處理和整理信息。處理過程中，數據中心網絡接口模塊必須具備高效的數據編解碼能力，以保證在網絡的端到端傳遞過程中信息的完整性與可靠性[2]。

在收集到的信息進行初步分析和篩選后，這些模塊將成熟的戰略布局呈現給決策者，使他們能夠更有針對性制定消防策略。在此過程中，存儲和檢索速度就成為關鍵點，如何保障海量數據的快速入庫和抽取，是設計時必須解決的技術難題。網絡接口模塊不僅要求硬件性能優越，還要求軟件高效穩定。隨著云計算、大數據分析等技術的日趨成熟，未來的網絡接口模塊或許還要擔當起更多數據智能處理任務。

（三）Internet或PSTN網

通過Internet或PSTN網建立的傳輸網絡，要求設計者有極高的前瞻性和專業知識。在選擇網絡類型時，確實需要綜合考慮穩定性、速度、成本和未來的可拓展性等多個因素。Internet擁有極大的帶寬和快速的傳輸優勢，非常適用于大量數據的傳輸和即時的互動需求，同時網絡加密和數據安全性也具有挑戰性。而PSTN網絡雖然穩定可靠，但它的數據傳輸速度和高級功能可能無法達到高要求。因此，兩者往往會被結合使用，以期取長補短，實現既安全又高效的傳輸[3]。

（四）城市消防接警控制指揮中心

在現代都市中，消防安全管理已趨向高科技與系統化的融合。絕大多數城市中樞配備有專職的消防接警指揮中心，這些中心通過119火災報警電話與社會聯結，配置了眾多大型顯示屏，實時呈現各種緊急信息。指揮中心的報警聯動系統具備先進的功能，能夠即刻收到并展示聯網單位火警自動報警系統傳遞的詳實信息，包括其他消防相關設備狀態。此外，該系統還可借先進的語音與數據通信技術，進行火警信息的辨識和確認，以確保將真實火情和焦點區域迅速傳遞給城市消防通信指揮體系，從而大幅提升火警的應急響應速度和準確度。

指揮中心在接收到遠端連接單位傳來的火警信號后，會啟用集成的數據接收與處理功能的軟件系統，它與城市消防通信指揮中心的119報警響應終端緊密相連。畫面上不僅展示火災建筑的具體地點和概況，還包括其地理位置、臨近的消防資源布局以及火警位置。值班人員在確認火警真實性時，還可能會電話聯系聯網單位的值班人員，進一步核實情況。經確認真實火情的警報會被直接反饋給城市消防通信指揮中心（119指揮中心）進行緊急處理。同時，系統會對誤報的情況進行記錄，避免不必要的誤動作。而對于那些建筑內多個點發出連續報警的情形，這種情況通常被認定為真實火警，便會立即向城市消防通信指揮中心報警，以便快速響應并處理火情。

三、基于網絡的城市建筑消防安全數字化系統設計要點與實現方法

（一）火災自動報警控制系統

火災自動報警控制系統的主旨在于敏捷發現潛在威脅并作出反應，從而為人員撤離和火災撲救爭取寶貴時間。首先，得運用先進的探測技術。例如，可以部署聯網的光電感煙探測器、可燃氣體探測器及獨立運行的溫度傳感器。這一系列設備可以對空間中的不同火災特征進行實時監測，一旦檢測到異常，就能立即啟動警報。在各類探測器的選擇與部署上，需精心謀劃，根據建筑結構的具體情況，建立密集而科學的監測網絡。在通風較差或易燃物品存儲較多的封閉空間，應增設探測點以加強監控。嵌入式的系統設計需充分考慮到建筑物的每一個角落，保證既無盲點，又能避免過度集中而造成資源浪費[4]。

報警后的滅火措施同樣關鍵。自動噴淋系統直接與火災自動報警控制系統相連，能在探測火源后立即啟動。種類繁多的自動噴淋頭能根據不同區域的結構特性和火險等級進行選擇和布局，以確保液體滅火劑能迅速到達火災發生處。同時，實時有效的信息傳播同樣不容忽視。數據傳輸通道需要足夠穩定，能在各種環境條件下安全可靠將火警信息傳送至消防中心或者為現場人員提供準確的引導。在極端情況下，備用通信系統的設置可以確保信息流通不至中斷，保障應急響應不會受到延誤。

火災報警控制系統不僅需要高效執行，也要求易于維護和操作。界面設計要簡潔直觀，保持用戶友好性的同時，確保必要信息一目了然。生動的圖形與清晰的指示可以大幅度減少誤操作和判斷延遲[5]。

（二）網絡接口模塊

網絡接口模塊在現代化消防系統中扮演不可或缺的角色，作為連接建筑內外信息的橋梁，必須配備高效能的數據處理單元以及強大的抗干擾能力。在網絡安全日益受到重視的當下，網絡接口模塊必須對抗黑客攻擊和數據篡改行為，以確保消防數據的純凈性與完整性。在技術路線選擇上，無論是有線還是無線通信，都要保證其傳輸速度與穩定性，將耗時長、易受外界影響的鏈路剔除在系統方案之外。網絡接口需要兼容各種標準與協議，以方便與各類現有系統集成。這種開放性的設計不僅可以降低整體成本，也顯著提高系統的靈活性和擴展性。對于系統架構方面，要考慮到軟硬件的可拓展性[6]。

（三）Internet或PSTN網

選取互聯網或PSTN網的決策必須基于數個關鍵指標，包括但不限于傳輸數據的實時性、系統的可擴展性、維護成本和安全性。互聯網以其寬廣的帶寬優勢和高速的數據傳輸能力頗受青睞。然而，使用互聯網通信必須建立堅實的數據加密和防火墻保護機制，以抵御潛在的網絡攻擊和數據泄露風險。PSTN因其穩定性和普遍可靠性，被視為一個有利的選擇，特別是在網絡信號不穩或寬帶服務不足的地區。盡管速度不及互聯網，但PSTN網在保持系統穩定運行方面的表現仍然值得贊賞。選擇網絡類型后，接下來便是通過強化網絡架構，確保消防系統的數據傳輸極致可靠和高效。在網絡架構設計時，應引入冗余設計，通過備份數據通道和多節點布局來提升系統容錯能力，從而避免單點故障對整個系統造成的影響。

（四）數據中心監控管理軟件設計要點

在數據中心監控管理軟件的設計上，細節至關重要，它關乎后續消防系統運行的平滑性。軟件的界面需要盡可能直觀，這樣消防人員和建筑管理人員可以迅速理解并對突發情況作出反應。還應考慮到軟件需要具有一定程度的智能，自動分析這些數據，警示異常情況并提供預先設定的應急反應指令。高度的自定義性是設計中不可或缺的，使軟件可以根據不同建筑的特征進行調整。有些建筑可能需要重點監測特定區域或特殊的安全指標，有的建筑則要求軟件對接與建筑管理系統和能源調度系統實現數據共享。因此，軟件應具有靈活的編程接口，以提供與其他系統集成的能力。軟件應能自動生成詳細報告，以供審查和分析，從而改善消防安全預案。生成的報告應詳細到足以讓火災調查員明白事故的原因和發展過程，以便快速傳達至關重要的信息[7]。

結語

城市建筑消防安全數字化系統的建立和發展，不僅關乎技術問題，社會每一個人的參與和協作都尤為關鍵。建筑設計師、工程技術人員、消防部門、城市規劃者乃至普通市民，每一個人的智慧和努力都是這一安全保障系統不可或缺的一部分。通過基于網絡的城市建筑消防安全數字化系統的建立，能在最大程度上保護人民的生命和財產安全，使城市為居民提供更加安全、和諧的居住環境[8]。

參考文獻

[1]薛國彬.大數據在城市建筑消防安全管理中的作用[J].消防界（電子版），2022，8（02）：67-68.

[2]姚波，葛儉輝.建筑消防安全疏散設計中存在的問題及優化策略[J].工程技術研究，2021，6（21）：247-248.

[3]潘俊臣，肖相金.VPN在城市建筑消防安全數字化系統中的應用探討[J].科技信息，2010（08）：221-222.

[4]孔令成，張志華，蔣中.基于網絡的城市建筑消防安全數字化系統設計[J].消防科學與技術，2008（02）：117-119.

[5]孔令成，蔣中.基于網絡的城市建筑消防安全數字化系統設計[J].智能建筑電氣技術，2007（06）：16-19.

[6]趙鋒.淺談大數據在城市建筑消防安全管理中的運用[J].智能建筑與智慧城市，2021（03）：145-146.

[7]廖雄.高層建筑消防設計規劃分析[J].城市住宅，2021，28（03）：144-145.

[8]田士偉.建筑消防安全疏散設計方法研究[J].智能建筑與智慧城市，2021（02）：93-94.