物聯網技術在消防監督管理工作中的應用

周惠青

（湖北省鄂州市消防救援支隊，湖北 鄂州 436000）

1 引言

物聯網是以現代科技為基礎衍生、發展而來的新概念，可以在約定協議的支持下將目標物體列為網絡連接對象，實現實時化的信息交互和溝通，進而為跟蹤、識別、定位、監管等業務的開展提供便利。目前，我國產業格局迭代升級，各行業領域紛紛加快了對物聯網技術的引入，消防監督管理領域同樣有許多類似的嘗試和研究成果。其中，羅靜[1]重點討論了物聯網在建筑消防中的優勢作用，指出其可以顯著增強建筑消防預警能力，保障消防設施平穩運行。劉斐然[2]則討論了物聯網技術在被動消防設施、主動消防設施監管中的應用問題，指出其可以輔助完成疏散照明系統、防火分隔系統等的維護和監測。段曉東[3]先指出了現階段消防監督管理問題弊病，然后引入物聯網技術進行改進優化，指出物聯網技術可以提高危險源監管效率、消防執勤戰備管理效率等。本文綜合吸取已有成果經驗，系統論述物聯網消防監督管理平臺架構設計思路、功能開發思路等，內容更加具體完整，其中融入了RFID 射頻識別技術、火眼模型技術等，能較好地提升火災風險預警精確性，增強火災預防搶險能力，保障消防監督管理工作的平穩順暢開展。

2 基于物聯網技術的消防監督管理平臺架構設計

物聯網技術搭建消防監督管理平臺要充分考慮實用性和簡潔性的特征，在滿足使用需求的基礎上提升靈敏度，確保響應的快捷性和高效性。本次設計的物聯網架構分為3 個層級（見圖1），分述如下。

圖1 建筑消防物聯網監督管理平臺

2.1 感知層

主要負責信息識別和采集，運用了無線傳感器技術、RFID射頻識別技術、視頻采集終端技術等，可以在非接觸的前提下，對物體進行編碼、識別、通信，從而完成自動化的信息采集，為后續的信息化管理提供便利。其中，RFID 射頻識別技術采用電子標簽管理模式，承載身份信息的電子標簽被植入火災自動報警系統、消防給水及消火栓系統等子系統中，可以實時傳遞信息，保障監管效能的優化。

2.2 傳輸層

為確保安全性和可用性，本次物聯網平臺設計環節采用多渠道設計思路，同時開通了有線、無線公用及專用網絡，采用互補設計、備份設計方式，單個通路出現故障擁堵問題，并且超出響應時長時，可以直接切換備用通道進行信息傳輸，最大限度地保障消防物聯網運行的順暢。考慮到信息傳遞環節存在被攔截、竊取的可能，該層級還配備了身份認證、傳輸加密等功能。

2.3 應用層

可以執行數據收集、存儲、分析等業務，在人機交互頁面上，還開通了多個消防監督管理實用板塊，包含建筑身份識別板塊、公共消防設施管理板塊、消防報警響應板塊等，可以將物聯網前端感知裝置收集到的信息整合、呈現出來，方便調度監管人員分析決策。

3 關于物聯網技術的消防監督管理平臺功能開發

3.1 建筑身份識別板塊

現代高層建筑多具有建設規模大、人員流動頻繁等特征，內部構造、平面分布等相對復雜，消防通道、消防閘門等設施信息也較為多樣，傳統的消防監督管理過程對人工依賴性較大，很難及時、準確地把握所有信息。物聯網技術的出現較好地解決了這種問題，消防監管環節可以借助物聯網科技搭建和設計一套建筑身份識別系統，以電子檔案的形式立體化呈現建筑內部情況，將結構設計、消防器材配備等數據集成整合到同一平臺中，方便消防物聯網數據中心動態觀察。系統搭建環節傳感器裝置分散布設在建筑走廊、消防門、電力系統、供水系統等內部，可以實時采集相關信息。外部街道以網格形式呈現和劃分，依托GIS 系統、BIM 技術等完成可視化，地圖支持自由放大和縮小，有助于建筑定位。放大后可以看到建筑單位信息、消防項目信息，以及各類消防器材、消防設施信息等。

3.2 消防報警響應管理平臺

物聯網設計優化消防監督管理平臺重點關注了消防報警響應模塊的設計問題，采用多級管理交互思路，底層配備獨立式探測報警裝置、火災自動報警系統以及其他報警系統，可以通過用戶裝置、物聯網信息采集裝置，以及邊緣計算網關等渠道實現上傳，通過標準協議接口傳送到物聯網總控系統之中。系統數據直接上傳保存云平臺，并通過云同步到政府管理系統、城市應急管理系統中（見圖2），若收到火警的3 min 內仍無響應，提醒信號會加強并采用短信通知形式提醒值班人員。在消防報警響應平臺設計環節，還引入了火眼識別技術，借助TCP/IP 協議實現通信，可以較為準確、快速地對現場煙霧、火災信息進行收集和預警。與傳統視頻監控系統相比，該種技術探測速度更快、抗干擾能力更強，監控區域火災出現的10 s 之內，就可以實時發出告警信號，且可以較好地規避強光、弱光等光源干擾。即便建筑現場并未產生明火，僅為陰燃產生的煙霧，火眼識別技術也能夠較為高效地發出告警信號并傳回火災報警圖片，輔助完成火災原因調查、起火點查找等工作。

圖2 關于物聯網的建筑消防自動報警系統

3.3 公共消防設施管理板塊

公共消防設施監督管理問題極為關鍵，在日常工作中，需要秉持預防為主的基本理念，定期檢測各單位、各街道設消防施情況，消火栓前方務必要保持開闊，嚴禁設置障礙物，以防影響消火栓門開啟。報警控制器、消防水箱等同樣要定期檢查，其中，水箱水位、閥門啟閉狀態等均要符合設計要求。檢查室內設施時，則要關注消防用電、消防噴淋設施等是否完好無損，確保泵房配電力柜指示正常。在傳統模式中，這些工作均需依賴人力完成，工作強度大且檢查效率低。因此，本次物聯網架構設計環節還開發了公共消防設施管理板塊，并對應完善了前端感應裝置和設備。在噴淋系統中，主要設置了壓力感應芯片，可以遠程傳輸水壓信息；消防水泵處設置了開關閥監測芯片，可以掌握消防泵開合狀態。消防通道內部則設置有紅外感應裝置、攝像頭裝置等，可以遠程監視現場信息，避免雜物占用堵塞消防安全通道。該板塊直接與安消云平臺對接，可以將信息共享到應急指揮平臺、決策管理平臺，以及消防維保平臺（見圖3），為消防設施的維保檢修提供依據。

圖3 關于物聯網的公共消防設施管理平臺

3.4 消防裝備管理板塊

為了提升搶險效率、保證搶險安全，在消防救援過程中，消防員經常需要配備各種類型、規格的消防裝備，比如，安全鉤、消防服、防護手套、戰斗服等，只有確保消防裝備完好無損，才能為后續搶險救援工作提供保障。鑒于此，利用物聯網技術搭建消防監督管理綜合平臺時，還可以設計開發消防裝備管理模塊，在裝備中植入RFID 智能芯片，對裝備情況進行檢測識別和接收處理。芯片會源源不斷地接收來自RFID 閱讀器的數據代碼，并且將之與原有代碼進行對比，確保監控中心可以較為快速地識別到裝備信息，其中既包含消防裝備類別信息，也包含數量、位置信息等，一旦消防轄區內出現建筑火災，物聯網管理中心就可以依照部署原則，對可調度裝備進行整合分析，為調度效率的提升奠定基礎。在完成火場救援任務之后，物聯網平臺還可以回收裝備損耗信息，為后期的裝備補充、救援方案優化提供依據。

3.5 消防車輛及人員管理板塊

消防監督管理工作既復雜又艱巨，需要在“預防為主、防消結合”理念的引導下，對各部門、單位和居民住宅等展開檢查和監督，工作內容既包含消防宣傳、消防設計檢查、消防設施管控，也包含火災撲救搶險、火災原因調查等。在物聯網消防監管平臺設計過程中，還應當給予消防救援部分更多的關注，充分發揮物聯網泛在、互通的特征優勢，為消防救援爭取更多時間。可以在消防車輛內部安裝伺服系統，圍繞CPU 中心，對應設置驅動器、陀螺儀等，搭配極化角傳感器等無接觸物聯裝置，將信息持續不斷地發送出去，借助信號收發系統實現譯制和處理，確保車輛定位快捷性。指揮中心以物聯網平臺為依托，接收和觀察車輛移動情況，有助于提升跟蹤、調度的有效性（見圖4）。在呼吸器等裝備上，還可以增設物聯傳感芯片，通過芯片采集人員血壓、心跳等信息，確保救援人員生命安全。

圖4 關于物聯網的車載通信系統示意圖

3.6 危險源管理板塊

危險源管理是消防監督管理中極為關鍵的內容，物聯網設計消防監管平臺要給予重點關注。要提前把握轄區內部信息，篩選出轄區內化工、天然氣等危險品的存放地點，并根據需要對現有物聯網進行擴展，將前端感知設備增設到這些場所中去，分階段、分片區搭建較為完善的物聯感應網絡。感知系統應當秉持多元化設計原則，不僅可以配置倉儲溫度、濕度傳感器，還可以設置氣體濃度傳感器、裝置壓力傳感器等，傳感器采集到相關信息之后，與設定閾值比較，對于發現的異常數據，能夠實時記錄和上傳告警，有助于提升危險源管理效能，將火災隱患扼殺在搖籃之中。

4 結語

綜上所述，物聯網技術具有物物聯通、高效交互的鮮明特征，其中的射頻識別技術、無線傳感技術能夠顯著提高數據采集效率，網絡通信技術還能夠進一步加快交互速度，為監督管控、搶險救援爭取時間，實踐中務必要給予充分重視。要綜合運用多種技術手段搭建建筑身份識別系統，以可視化形式完善建筑信息檔案，開展建筑消防設施的監管，以多層級理念優化建筑消防報警系統，提升報警響應效率。同時以物聯網技術為依托，開辟消防車輛調度、消防裝備管理等模塊，對裝備可調度情況、損耗情況、人員生命體征情況等進行實時化、高效化監控，最大限度地提升消防監督管理的有效性。