智慧消防物聯網系統

力安科技-智慧消防pin牌

隨著物聯網、 大數據、 云計算、 新一代寬帶網絡等信息技術的迅速發展和深入應用， 城市信息化將朝著智慧化方向發展， 這為智慧消防系統建設提供了契機， 加速了智慧消防物聯網建設的步伐。

智慧消防物聯網的應用提高了現代建筑的安全性、 消防系統的有效性， 解決了消防單位監管難、 消防系統疏于管理的問題， 讓消防設備能夠真正起到探測、 撲救的作用， 改進消防設施管理和監管服務的方式， 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

開始了智慧消防物聯網的建設， 并取得了良好的應用效果，同時， 隨著消防管理部門對消防信息化建設的重視， 我國其他城市也大力推廣智慧消防物聯網系統的建設， 消防工作面臨著從現場監督管理到遠程監測服務的轉型。

1 系統設計

智慧消防系統的架構采用物聯網系統典型的 4 層架構，即感知層、 網絡層、 數據層、 應用層 4 層架構。 將 4 層架構與人體結構相類比， 感知層的主要作用是信息采集與識別，相當于五官與皮膚等對外界的感知。 網絡層將信息進行傳遞，相當于神經傳導系統對信息的傳遞。 數據層的主要作用是將信息進行存儲并處理， 相當于大腦的記憶存儲于處理。 應用層是將處理后的信息轉化為實際的應用， 需要與具體的需求相結合， 相當于四肢對信息的具體執行。 基于不同的行業需求， 不同物聯網系統需要采集的信息及實現的應用功能也不同， 智慧消防物聯網系統主要采集消防相關數據， 比如聯網單位消防設施狀態信息、視頻信息、市政消防栓狀態信息等，實現聯網單位消防狀態監測等消防安全相關應用。 在建立了智慧消防物聯網 4 層架構后還需建立相關的保障系統， 比如建設管理體系、 安全保障體系以及標準規范體系， 各體系的建立是為了確保智慧消防物聯網系統正常安全的運行。 智慧消防物聯網系統的架構如圖 1 所示。

表 1 主要傳感設備

設備名稱功能安裝位置物聯網接入單元連接各類傳感器， 采集傳感器信號， 對設備開關狀態進

行監控并將信息進行傳輸需監測消防水位、 水壓、 電壓、 電流、 門開關等狀態的位置攝像頭消防值班室工作狀況監控以及消費重點部位監控安裝在吊頂處或墻面較高位置， 能夠巡cha整個監控部位水位傳感器監測消防水池水箱水位信息投入式， 放入消防水池、 水箱水壓傳感器監測消防管網壓力信息消防水房內消防栓及自動噴淋系統分區管路上電流及電壓互感器監測消防配電柜及用電電器消耗電流值消防設備控制配電柜內， 環孔卡裝在設備配電電纜上門開關傳感器監測建筑內消防門的開關狀態固定段在消防門門框下緣； 活動端在消防門門板對應位置可燃氣體探測器監測可燃氣體是否發生泄漏根據氣體密度進行布置，可燃氣體的濃度大于空氣的濃度時，

布置在管道及儲罐下方； 小于空氣的濃度時， 布置在上方氣壓傳感器儲罐及管道氣體壓力信息安裝在管道及儲罐內部火災自動報警系統火災報警信息消防控制室中

1.1 感知層

感知層為數據的主要來源， 通過移動終端、 攝像頭、 二維碼及 NFC 標簽、 各類傳感器等設備采集實體空間的信息，以及利用圖片識別、 抓取關鍵字、 快速檢索等技術獲取虛擬空間信息， 構建虛實結合的城市泛在感知網。

用于信息采集的傳感器設備與傳感器網關都屬于感知層范疇。 智慧消防物聯網系統的傳感設備主要有攝像頭、 水位傳感器、 水壓傳感器、 電流互感器、 門開關傳感器等， 可以采集單位視頻、 消防水箱水位、 管網水壓、 消防用電、 消防門開關等信息。 對于不同的單位， 其危險隱患有所差別，

需要監測的內容也不同， 比如有存儲有易燃易爆氣體的單位需要在可燃氣體儲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備如表 1 所示。

對于單位已有的火災自動報警系統信息，DCS 控制系統等可直接將數據接入智慧消防物聯網系統， 以獲取單位消防設備運行數據及生產相關數據。

1.2 傳輸層

從整體上看， 可認為網絡層是層次拓撲結構， 由下層的接入網將傳感信號接入， 中間的傳輸網對信號進行傳輸，后進入上層的核心網。

接入網由于各類傳感器及信息采集設備通信方式不同，主要有 ZigBee、 WiFi、 RFID、 藍牙、 有線、 3G、 4G 等， 接入網的傳輸協議比較豐富。 傳輸網實現信息的傳輸與路由，主要有 3G/4G 等移動網絡、 GPRS、 專網、 寬帶網絡等通信形式。 核心網的功能主要是提供用戶連接、 對用戶的管理以

及對業務完成承載， 作為承載網絡提供到外部網絡的接口。

1.3 數據服務層

數據服務層進行數據的存儲、 管理、 分析等業務， 通過對感知層采集到的數據進行匯聚、 清洗、 存儲、 深度挖掘及分析， 形成價值凝聚的深度數據和主題數據， 服務層提供分析模型等通用服務， 一方面在數據的支撐下不斷自我學習優化； 另一方面， 為上層應用調用提供服務支撐。

數據服務層主要提供的服務如下。

數據預處理， 包括數據清洗、 數據修補、 數據融合等服務。 數據清洗是針對不同類型數據建立數據質量評估模型，實現評估數據質量， 篩除空白數據、 冗余數據、 錯誤數據；數據修補是根據制定的標準數據格式， 關聯數據質量評估結果， 調用對應數據修補策略， 對空缺數據進行自動修補； 數

據融合是關聯各類數據庫， 進行深度融合， 去除冗余信息，形成統一標準基礎數據， 并提供模糊檢索支持。

存儲計算管理包括分布式異構存儲管理與動態計算資源管理。 分布式異構存儲管理構建分布式 SQL、 non-SQL、內存數據庫， 實現對異構類信息的存儲和管理。 動態計算資源管理通過虛擬化構建統一計算資源池并針對計算請求進行動態分配管理。

數據分析包括火災風險評估、 監督工作指引與消防態勢預測 3 項服務， 火災風險評估根據多維特征參數確定火災發生及災損的指數值及其區域性、 行業性分布。 監督工作指引是針對建筑、 單位利用風險得分計算模型計算風險分值并排序， 根據排序結果優化安排檢查督導工作的人力、 物力。 消

防態勢預測是結合歷史火災參數、建筑特征參數、地理位置、氣象條件等關系因子， 總結歷史規律并預測發展態勢。

1.4 應用層

應用層是系統與用戶之間的交互層， 應用層基于下層的數據和服務支撐， 提供多樣化功能應用， 協同形成平臺化能力。 應用層根據用戶角色的不同需求開發不同的應用平臺，各平臺之間可進行信息交互， 實現各層級用戶之間的協調與互動。 應用層可通過手機 APP 端、 Web 端等多種形式展現。

根據用戶層級劃分， 智慧消防物聯網應用平臺包括三大類，即消防主管部門應用平臺、 消防用戶單位應用平臺以及消防 維保單位應用平臺。

1.5 保障體系

智慧消防系統的保障體系包括標準規范體系、 安全保障體系及管理體系。 標準規范體系指導和規范系統的整體建設，確保智慧消防系統的開放性、 柔性和可擴展性； 安全保障體系保證基礎信息網絡、 核心要害信息及系統的運行安全可靠，安全保障體系的建設主要包括物理安全、 數據安全、 網絡安

全以及應用安全 4 點； 管理體系是智慧消防系統順利推進及運行的重要保障， 管理內容主要包括運維管理、 運營管理及用戶管理 3 個方面。

2 系統功能應用

智慧消防物聯網系統打破了各單位消防系統之間孤立封閉的局面， 在將本單位消防監測數據上傳至單位消防監測系統外， 還將消防監督管理部門與維保單位需要的數據進行上傳， 實現單位消防安全的全面保障， 針對不同用戶開發相應的應用平臺， 設置不同的用戶角色與權限， 實現具有針對性的功能應用。 利用智慧消防系統聯網用戶單位可實現對本單位消防安全狀態的全面掌握， 及時上傳本單位消防隱患信息， 在火災時做到快速上報消防。 消防主管單位可實現對聯網單位的進行遠程監測， 對消防隱患的監督整改， 并實現對單位火警的快速響應， 在滅火救援時提供決策指導。 維保單位可實現對消防設施故障的高效處置。

智慧消防平臺的開發與實施將是對消防設施管理和監管服務的重要改進， 實現了用戶單位、 消防主管部門以及維保單位之間的有效聯動， 是提高單位自身消防管理水平的有力措施， 與傳統消防工作模式相比具有突出優勢。