智慧消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

力安科技-智慧消防pin牌

隨著物聯(lián)網(wǎng)、 大數(shù)據(jù)、 云計(jì)算、 新一代寬帶網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)的迅速發(fā)展和深入應(yīng)用， 城市信息化將朝著智慧化方向發(fā)展， 這為智慧消防系統(tǒng)建設(shè)提供了契機(jī)， 加速了智慧消防物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的步伐。

智慧消防物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用提高了現(xiàn)代建筑的安全性、 消防系統(tǒng)的有效性， 解決了消防單位監(jiān)管難、 消防系統(tǒng)疏于管理的問題， 讓消防設(shè)備能夠真正起到探測、 撲救的作用， 改進(jìn)消防設(shè)施管理和監(jiān)管服務(wù)的方式， 提高單位自身消防管理水平。 目前， 我國北京、 上海、 深圳、 天津、 南京等城市已經(jīng)

開始了智慧消防物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)， 并取得了良好的應(yīng)用效果，同時(shí)， 隨著消防管理部門對(duì)消防信息化建設(shè)的重視， 我國其他城市也大力推廣智慧消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)， 消防工作面臨著從現(xiàn)場監(jiān)督管理到遠(yuǎn)程監(jiān)測服務(wù)的轉(zhuǎn)型。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智慧消防系統(tǒng)的架構(gòu)采用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)典型的 4 層架構(gòu)，即感知層、 網(wǎng)絡(luò)層、 數(shù)據(jù)層、 應(yīng)用層 4 層架構(gòu)。 將 4 層架構(gòu)與人體結(jié)構(gòu)相類比， 感知層的主要作用是信息采集與識(shí)別，相當(dāng)于五官與皮膚等對(duì)外界的感知。 網(wǎng)絡(luò)層將信息進(jìn)行傳遞，相當(dāng)于神經(jīng)傳導(dǎo)系統(tǒng)對(duì)信息的傳遞。 數(shù)據(jù)層的主要作用是將信息進(jìn)行存儲(chǔ)并處理， 相當(dāng)于大腦的記憶存儲(chǔ)于處理。 應(yīng)用層是將處理后的信息轉(zhuǎn)化為實(shí)際的應(yīng)用， 需要與具體的需求相結(jié)合， 相當(dāng)于四肢對(duì)信息的具體執(zhí)行。 基于不同的行業(yè)需求， 不同物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要采集的信息及實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用功能也不同， 智慧消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要采集消防相關(guān)數(shù)據(jù)， 比如聯(lián)網(wǎng)單位消防設(shè)施狀態(tài)信息、視頻信息、市政消防栓狀態(tài)信息等，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)單位消防狀態(tài)監(jiān)測等消防安全相關(guān)應(yīng)用。 在建立了智慧消防物聯(lián)網(wǎng) 4 層架構(gòu)后還需建立相關(guān)的保障系統(tǒng)， 比如建設(shè)管理體系、 安全保障體系以及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系， 各體系的建立是為了確保智慧消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)正常安全的運(yùn)行。 智慧消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的架構(gòu)如圖 1 所示。

表 1 主要傳感設(shè)備

設(shè)備名稱功能安裝位置物聯(lián)網(wǎng)接入單元連接各類傳感器， 采集傳感器信號(hào)， 對(duì)設(shè)備開關(guān)狀態(tài)進(jìn)

行監(jiān)控并將信息進(jìn)行傳輸需監(jiān)測消防水位、 水壓、 電壓、 電流、 門開關(guān)等狀態(tài)的位置攝像頭消防值班室工作狀況監(jiān)控以及消費(fèi)重點(diǎn)部位監(jiān)控安裝在吊頂處或墻面較高位置， 能夠巡cha整個(gè)監(jiān)控部位水位傳感器監(jiān)測消防水池水箱水位信息投入式， 放入消防水池、 水箱水壓傳感器監(jiān)測消防管網(wǎng)壓力信息消防水房內(nèi)消防栓及自動(dòng)噴淋系統(tǒng)分區(qū)管路上電流及電壓互感器監(jiān)測消防配電柜及用電電器消耗電流值消防設(shè)備控制配電柜內(nèi)， 環(huán)孔卡裝在設(shè)備配電電纜上門開關(guān)傳感器監(jiān)測建筑內(nèi)消防門的開關(guān)狀態(tài)固定段在消防門門框下緣； 活動(dòng)端在消防門門板對(duì)應(yīng)位置可燃?xì)怏w探測器監(jiān)測可燃?xì)怏w是否發(fā)生泄漏根據(jù)氣體密度進(jìn)行布置，可燃?xì)怏w的濃度大于空氣的濃度時(shí)，

布置在管道及儲(chǔ)罐下方； 小于空氣的濃度時(shí)， 布置在上方氣壓傳感器儲(chǔ)罐及管道氣體壓力信息安裝在管道及儲(chǔ)罐內(nèi)部火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)火災(zāi)報(bào)警信息消防控制室中

1.1 感知層

感知層為數(shù)據(jù)的主要來源， 通過移動(dòng)終端、 攝像頭、 二維碼及 NFC 標(biāo)簽、 各類傳感器等設(shè)備采集實(shí)體空間的信息，以及利用圖片識(shí)別、 抓取關(guān)鍵字、 快速檢索等技術(shù)獲取虛擬空間信息， 構(gòu)建虛實(shí)結(jié)合的城市泛在感知網(wǎng)。

用于信息采集的傳感器設(shè)備與傳感器網(wǎng)關(guān)都屬于感知層范疇。 智慧消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的傳感設(shè)備主要有攝像頭、 水位傳感器、 水壓傳感器、 電流互感器、 門開關(guān)傳感器等， 可以采集單位視頻、 消防水箱水位、 管網(wǎng)水壓、 消防用電、 消防門開關(guān)等信息。 對(duì)于不同的單位， 其危險(xiǎn)隱患有所差別，

需要監(jiān)測的內(nèi)容也不同， 比如有存儲(chǔ)有易燃易爆氣體的單位需要在可燃?xì)怏w儲(chǔ)罐及管道處增加罐體壓力傳感器及氣體泄漏探測器。 需要接入的主要傳感設(shè)備如表 1 所示。

對(duì)于單位已有的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)信息，DCS 控制系統(tǒng)等可直接將數(shù)據(jù)接入智慧消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)， 以獲取單位消防設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)及生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.2 傳輸層

從整體上看， 可認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)層是層次拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 由下層的接入網(wǎng)將傳感信號(hào)接入， 中間的傳輸網(wǎng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行傳輸，后進(jìn)入上層的核心網(wǎng)。

接入網(wǎng)由于各類傳感器及信息采集設(shè)備通信方式不同，主要有 ZigBee、 WiFi、 RFID、 藍(lán)牙、 有線、 3G、 4G 等， 接入網(wǎng)的傳輸協(xié)議比較豐富。 傳輸網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息的傳輸與路由，主要有 3G/4G 等移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、 GPRS、 專網(wǎng)、 寬帶網(wǎng)絡(luò)等通信形式。 核心網(wǎng)的功能主要是提供用戶連接、 對(duì)用戶的管理以

及對(duì)業(yè)務(wù)完成承載， 作為承載網(wǎng)絡(luò)提供到外部網(wǎng)絡(luò)的接口。

1.3 數(shù)據(jù)服務(wù)層

數(shù)據(jù)服務(wù)層進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、 管理、 分析等業(yè)務(wù)， 通過對(duì)感知層采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚、 清洗、 存儲(chǔ)、 深度挖掘及分析， 形成價(jià)值凝聚的深度數(shù)據(jù)和主題數(shù)據(jù)， 服務(wù)層提供分析模型等通用服務(wù)， 一方面在數(shù)據(jù)的支撐下不斷自我學(xué)習(xí)優(yōu)化； 另一方面， 為上層應(yīng)用調(diào)用提供服務(wù)支撐。

數(shù)據(jù)服務(wù)層主要提供的服務(wù)如下。

數(shù)據(jù)預(yù)處理， 包括數(shù)據(jù)清洗、 數(shù)據(jù)修補(bǔ)、 數(shù)據(jù)融合等服務(wù)。 數(shù)據(jù)清洗是針對(duì)不同類型數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估模型，實(shí)現(xiàn)評(píng)估數(shù)據(jù)質(zhì)量， 篩除空白數(shù)據(jù)、 冗余數(shù)據(jù)、 錯(cuò)誤數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)修補(bǔ)是根據(jù)制定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式， 關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估結(jié)果， 調(diào)用對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)修補(bǔ)策略， 對(duì)空缺數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)修補(bǔ)； 數(shù)

據(jù)融合是關(guān)聯(lián)各類數(shù)據(jù)庫， 進(jìn)行深度融合， 去除冗余信息，形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)， 并提供模糊檢索支持。

存儲(chǔ)計(jì)算管理包括分布式異構(gòu)存儲(chǔ)管理與動(dòng)態(tài)計(jì)算資源管理。 分布式異構(gòu)存儲(chǔ)管理構(gòu)建分布式 SQL、 non-SQL、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫， 實(shí)現(xiàn)對(duì)異構(gòu)類信息的存儲(chǔ)和管理。 動(dòng)態(tài)計(jì)算資源管理通過虛擬化構(gòu)建統(tǒng)一計(jì)算資源池并針對(duì)計(jì)算請(qǐng)求進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配管理。

數(shù)據(jù)分析包括火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、 監(jiān)督工作指引與消防態(tài)勢預(yù)測 3 項(xiàng)服務(wù)， 火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估根據(jù)多維特征參數(shù)確定火災(zāi)發(fā)生及災(zāi)損的指數(shù)值及其區(qū)域性、 行業(yè)性分布。 監(jiān)督工作指引是針對(duì)建筑、 單位利用風(fēng)險(xiǎn)得分計(jì)算模型計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)分值并排序， 根據(jù)排序結(jié)果優(yōu)化安排檢查督導(dǎo)工作的人力、 物力。 消

防態(tài)勢預(yù)測是結(jié)合歷史火災(zāi)參數(shù)、建筑特征參數(shù)、地理位置、氣象條件等關(guān)系因子， 總結(jié)歷史規(guī)律并預(yù)測發(fā)展態(tài)勢。

1.4 應(yīng)用層

應(yīng)用層是系統(tǒng)與用戶之間的交互層， 應(yīng)用層基于下層的數(shù)據(jù)和服務(wù)支撐， 提供多樣化功能應(yīng)用， 協(xié)同形成平臺(tái)化能力。 應(yīng)用層根據(jù)用戶角色的不同需求開發(fā)不同的應(yīng)用平臺(tái)，各平臺(tái)之間可進(jìn)行信息交互， 實(shí)現(xiàn)各層級(jí)用戶之間的協(xié)調(diào)與互動(dòng)。 應(yīng)用層可通過手機(jī) APP 端、 Web 端等多種形式展現(xiàn)。

根據(jù)用戶層級(jí)劃分， 智慧消防物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)包括三大類，即消防主管部門應(yīng)用平臺(tái)、 消防用戶單位應(yīng)用平臺(tái)以及消防 維保單位應(yīng)用平臺(tái)。

1.5 保障體系

智慧消防系統(tǒng)的保障體系包括標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系、 安全保障體系及管理體系。 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系指導(dǎo)和規(guī)范系統(tǒng)的整體建設(shè)，確保智慧消防系統(tǒng)的開放性、 柔性和可擴(kuò)展性； 安全保障體系保證基礎(chǔ)信息網(wǎng)絡(luò)、 核心要害信息及系統(tǒng)的運(yùn)行安全可靠，安全保障體系的建設(shè)主要包括物理安全、 數(shù)據(jù)安全、 網(wǎng)絡(luò)安

全以及應(yīng)用安全 4 點(diǎn)； 管理體系是智慧消防系統(tǒng)順利推進(jìn)及運(yùn)行的重要保障， 管理內(nèi)容主要包括運(yùn)維管理、 運(yùn)營管理及用戶管理 3 個(gè)方面。

2 系統(tǒng)功能應(yīng)用

智慧消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)打破了各單位消防系統(tǒng)之間孤立封閉的局面， 在將本單位消防監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至單位消防監(jiān)測系統(tǒng)外， 還將消防監(jiān)督管理部門與維保單位需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳， 實(shí)現(xiàn)單位消防安全的全面保障， 針對(duì)不同用戶開發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用平臺(tái)， 設(shè)置不同的用戶角色與權(quán)限， 實(shí)現(xiàn)具有針對(duì)性的功能應(yīng)用。 利用智慧消防系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)用戶單位可實(shí)現(xiàn)對(duì)本單位消防安全狀態(tài)的全面掌握， 及時(shí)上傳本單位消防隱患信息， 在火災(zāi)時(shí)做到快速上報(bào)消防。 消防主管單位可實(shí)現(xiàn)對(duì)聯(lián)網(wǎng)單位的進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測， 對(duì)消防隱患的監(jiān)督整改， 并實(shí)現(xiàn)對(duì)單位火警的快速響應(yīng)， 在滅火救援時(shí)提供決策指導(dǎo)。 維保單位可實(shí)現(xiàn)對(duì)消防設(shè)施故障的高效處置。

智慧消防平臺(tái)的開發(fā)與實(shí)施將是對(duì)消防設(shè)施管理和監(jiān)管服務(wù)的重要改進(jìn)， 實(shí)現(xiàn)了用戶單位、 消防主管部門以及維保單位之間的有效聯(lián)動(dòng)， 是提高單位自身消防管理水平的有力措施， 與傳統(tǒng)消防工作模式相比具有突出優(yōu)勢。