基于智慧消防技術下的標準化防火平臺建設探究

王思瑩，于 敏 ，杜旭東

（三亞城市職業學院，海南 三亞 572000）

隨著人們生活質量的提高，旅游成為人們重要的精神食糧。但是近幾年我國景區時而出現火災、坍塌等事件，使人們對向往的景區望而卻步，2014 年云南省香格里拉獨克宗古城發生大火，246 戶受災343棟房屋被燒毀；2017 年四川錦竹市靈宮樓突發大火，這個號稱是亞洲第一高木塔的建筑被燒毀，經濟損失巨大。很多景區是古代勞動人民的智慧結晶，是國家珍貴的文化遺產，也是消防安全重點單位。針對這些突出的問題，對海南的地理形勢進行分析，提出了基于智慧消防技術的景區防火系統，有助于智慧海南的建設，也給游客的安全提供了有力保障。

1 智慧消防的概述及服務對象

1.1 智慧消防的概述

智慧消防，是一種基于物聯網、人工智能等信息化技術，針對消防領域的基礎設施建設。隨著科學技術的不斷創新與發展，人們對生活質量的需求也在逐漸增多，在充分考量目前消防領域的發展趨勢基礎上，提出了一種新模式下的智慧消防理念，智慧消防是新時代下防火策略發展的必然趨勢。

1.2 智慧消防服務對象

（1）社會屬性單位：輔助公共事業單位、超高層建筑群體、建筑工地、工業企業園區、文物建筑保護、重點景區等社會性單位，實現消防安全的精細化管理。

（2）維保消防單位：通過升級優化消防運營管理平臺，與企業單位達成業務系統管理合約，協助消防維保單位更好地履行消防安全服務職能，監測預警企業內部消防安全風險，及時更新企業內的消防設備，確保企業消防安全。

（3）監督管理部門：通過智慧消防應急管理平臺，協助相關監督管理機構實現消防安全方面的有效監管，及時消除安全隱患，從而實現監管數據資源的共享、不同組織機構間的聯動等。

2 基于智慧消防技術的標準化防火平臺建設——以海南景區為例

2.1 海南景區的標準化防火平臺總體架構

基于智慧消防技術的海南景區標準化防火平臺系統架構，其主要采用低功耗廣域網（Low-Power Wide-Area Network，LPWAN）體系中的消防技術模式構建，主要包括4 個模塊，即系統終端、網關、服務器、數據應用端。其中，在海南景區內的系統終端模塊可設置為內嵌模式，不占用網絡系統空間，為其他模塊提供更大的活動空間。該景區防火平臺選取星型拓撲結構，系統終端設備以單循環模式運行，在系統內部進行數據聯通時，其可與單個、多個數據網關進行互通，實現通信“無死角”。

基于上述的詳細分析，基于智慧消防技術將海南景區標準化防火平臺劃分為三個主要部分，即數據信息采集層、數據通信互聯層、數據應用分析層。其中數據信息采集層，其主要負責景區內部實時監測、預警危險火災源、消防設備參數等。數據通信互聯層，其主要負責景區內部數據信息的傳輸和交互，將在景區內獲取的危險信息第一時間上報控制中心，以便及時采取應急策略；數據應用分析層，其主要將獲取的景區數據信息進行操作處理，生成相應的數據分析表，以便可以在PC 端、移動端及時查看，具體如圖1 所示。

圖1 基于智慧消防技術的海南景區標準化防火系統架構設計

該系統平臺主要通過賬戶、密碼、手機驗證碼的形式登陸，以LDPA 標準為構建協議依據，使其能夠適應多情景模式的應用運行，滿足海南景區消防管理的多樣化需求，同時系統還引入了加密操作形式，賦予用戶3 次“賬戶密碼+手機驗證碼”的登記機會，一旦驗證失敗，系統將會自動鎖定，需要聯系海南景區系統管理員才能再次應用，這樣較好地保證了景區系統賬戶的安全性。

2.2 系統數據信息采集層設計

數據信息采集層位于景區標準化防火平臺的前端位置，其主要由溫度、光、煙霧等多種類型的傳感裝置構成，其對海南景區環境進行實時的監測，并獲取相應的數據信息，然后將采集的數據信息傳輸至控制中心，一旦景區發生緊急事件，控制中心警報系統會發出蜂鳴聲，以便管理人員能夠在第一時間獲知景區火災信息，從而采取應對措施。對于海南景區標準化防火平臺的數據信息采集層而言，其中煙感、溫感等終端設備是較為常見的采集類設備，大部分都采用內嵌模式，將LoRa 模塊裝置終端內部，可實現7×24 h 的實時監測。并將監測獲取的數據信息，經F8926-L 網關及F8L10GW 基站傳輸至控制中心，控制中心系統會實時更新數據，具體如圖2 所示。

圖2 景區系統數據信息采集層設計

通過研究智慧消防平臺在景區建立的難易程度，提出智慧數據采集機制，對景區內可燃氣體的濃度、燃燒點等數據進行采集和監測。根據目前電氣火災頻發的實際狀況，可引入專門的電壓、電流故障監測裝置，將其與景區標準化防火平臺系統進行網絡連接，實現景區火災的實時監測。但由于故障監測裝置的內部體系結構較為復雜，當獲取的相應數據傳輸至控制中心后，將以分布式形式存儲于數據庫內，以便控制中心能夠實時分析、統計數據，真正實現由原來的“人防”到“人防和技防相結合”再到“以技防為主”的轉變，促進整個海南國際旅游島安全建設邁向新的臺階。

2.3 系統數據通信互聯層設計

對于景區火災等災害而言，由于其具有突發性特征，而且危害性極其嚴重，單一化的數據傳輸模式無法保證通信的及時、有效性，故文章將采取有線、無線雙模式的傳輸線路，其中無線通信作為傳輸的核心，配置485/CAN 模式輔助有線傳輸進行遠程的數據通信。一般情況下，有線數據傳輸模式采取串行的總線邏輯，可對傳輸過程中數據的錯誤代碼進行實時檢測，并具有較強的抗干擾能力。

當無線通信設備由于景區外界環境因素影響，而無法保障正常工作運行時，此時可借助有線通信設備將情況上傳至控制中心，將干擾因素盡快解決。將獲取的數據信息進行分類、匯總后傳輸至系統服務裝置內，然后通過景區服務裝置將其傳輸至控制中心，在確保系統穩定運行的同時，提升系統的整體安全性能，降低黑客、病毒等惡意攻擊情況發生的概率。對于景區消防安全數據而言，其相對較為繁瑣復雜，內部涵蓋的大量數據均需及時地完成系統對接，從而才能在一定程度上保證系統感知、決策的科學合理性。對于景區標準化防火平臺的數據通信互聯層而言，還基于Web API 環境構建了公共服務數據接口層，主要用來承載Web 網站、移動APP 的數據信息，將采集的數據信息進行加工處理后，傳輸至數據信息訪問層，從而增強系統的穩定性和可靠性。

2.4 系統數據應用分析層設計

對于基于智慧消防技術下的景區標準化防火平臺建設而言，其中景區系統數據應用分析層將選取B/S體系架構模式，用戶在實際應用過程中無需下載任何客戶端，僅通過PC 瀏覽器即可成功登錄平臺，其中內置的GIS 地圖查詢定位功能，支持PC、移動等客戶端使用。

系統的核心服務裝置還配置了相應的額外備份功能，通過智慧消防技術對景區系統內部的數據節點進行周期性監測，一旦檢測到節點數據超過設定的閾值，將自動切換至備用傳輸線路，這樣能夠在最大程度上保證數據傳輸的穩定性，降低數據傳輸過程中發生丟包的可能性，確保傳輸數據的完整，具體情況如圖3所示。

圖3 景區系統數據應用分析層設計

（1）應急救援指揮模塊。通過紅外感知技術捕捉、定位人體生命體征，加快景區內應急救援速度。同時該系統具有較強的數據分析、操作處理能力，將在現場環境中感知到的氣體濃度等數據進行匯集后傳輸至控制中心，從而生成相應的數據圖表，輔助完成相應的景區應急救援指揮工作。

（2）電量感知及風險預警模塊。將人工智能技術引入景區標準化防火平臺系統，不僅能精準地獲取電量測量數據，同時還能通過數據信息采集層獲取景區內環境、氣象等相關數據。并結合景區環境的實際需求，周期性開展風險預警檢測，一旦景區發生危機事件，立即發出警報蜂鳴，以便及時采取解決策略。

（3）消防監督管理模塊。當火災等災害情況臨近時，該模塊能夠輔助景區標準化防火平臺系統完成資源調配功能，通過GIS 技術、數據通信傳輸技術，與消防車輛總控制中心的GPS 接收裝置建立聯系。結合景區內火災實際發生地點的情況，規劃出最合理的路線，以便救援力量能夠在最快的時間抵達現場。

（4）其他標準化應用模塊。該系統建立了公共服務信息查詢模塊，可通過該模塊查詢海南景區內智慧消防的相關概況，對其景區內分布的火災逃生路線等有一定的了解。一旦發生火災，可通過移動端APP快捷登錄系統查詢安全逃生通道等，在一定程度上降低火災對人員健康造成的傷害。

3 結語

消防安全關乎每個人的生命安全，一直備受各級政府的重視，大數據、人工智能等信息化技術的高速發展，推動了智慧消防領域的進步，提升了消防水平的智能化建設。海南景區森林覆蓋率較高，消防安全一直是政府關注的重點，建立有效的智慧消防防火平臺有助于海南生態文明建設，符合新時代“生態文明建設”的發展需求。文章以分析智慧消防為切入點，并以海南景區為案例，詳細分析了基于智慧消防技術的標準化防火平臺系統，提出加強景區消防安全建設的主要手段，并根據問題的通病找出提高火災診斷率的辦法，保證平安景區的建立。