陳杰

（江蘇省鹽城市射陽縣消防救援大隊(duì)，江蘇 鹽城 224313）

高層火災(zāi)、自然災(zāi)害和社會突發(fā)事件等各種災(zāi)害頻繁發(fā)生，對消防救援工作開展提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，也給消防人員帶來了較大生命安全威脅。研究消防裝備智能化自動控制技術(shù)，對現(xiàn)有消防設(shè)施進(jìn)行升級改造，從被動救援轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃樱軌蚋玫貐f(xié)助消防人員完成救援任務(wù)，保證人員安全，從而全面推動消防救援技術(shù)發(fā)展，為社會和諧與安定提供保障。

1 消防裝備發(fā)展現(xiàn)狀及問題

在科學(xué)技術(shù)取得飛速發(fā)展的背景下，信息化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化和智能化技術(shù)逐步被引入消防行業(yè)，推動消防裝備轉(zhuǎn)型升級發(fā)展，達(dá)到高效撲滅火源、遏制火勢和實(shí)施救援等目標(biāo)。如高層建筑多配備火災(zāi)自動監(jiān)控報(bào)警設(shè)施、火災(zāi)自動噴水滅火設(shè)施等，能夠自動探測火情和發(fā)出報(bào)警，啟動噴水設(shè)施滅火，防止火災(zāi)蔓延。在高層滅火上，使用導(dǎo)彈發(fā)射技術(shù)的消防車也得到了研發(fā)，可以通過向高處投射干粉達(dá)到理想的滅火效果，有效縮短救援時間。在智能化裝備運(yùn)用上，消防機(jī)器人、偵測類消防裝備等也得到了研發(fā)，能夠利用機(jī)器人代替人員進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場進(jìn)行探測，識別火災(zāi)類型和選擇適合的滅火方法，幫助消防人員完成事故區(qū)地勢、人員情況等信息偵查，協(xié)助人員根據(jù)拍攝圖像和采集數(shù)據(jù)等精準(zhǔn)判斷火災(zāi)等級，制定科學(xué)消防滅火計(jì)劃。

從總體上來看，消防裝備自動化和智能化水平依然不高，彼此間互通性不佳，無法保證實(shí)時、有效采集消防信息。在自動化消防系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量、種類不斷增加的情況下，由于缺少統(tǒng)一規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，各種裝備間將面臨無法相互兼容和連通的問題，難以實(shí)現(xiàn)一體化管理，給消防任務(wù)的統(tǒng)一開展帶來了阻礙，造成裝備使用效率不高，整體滅火救援效果不佳。此外，帶有智能化特點(diǎn)的消防裝備僅停留在初級階段，多數(shù)情況下，需被動執(zhí)行人為控制指令，難以自主識別環(huán)境和做出正確反應(yīng)。因此，盡管現(xiàn)代消防裝備功能日漸豐富，但實(shí)際在消防工作中發(fā)揮的作用有限，無法自主開展局部或重點(diǎn)區(qū)域滅火救援工作。新時期，社會消防救援任務(wù)日漸復(fù)雜，應(yīng)做到科學(xué)運(yùn)用各種智能化自動控制技術(shù)，確保升級后的消防裝備對提升救援戰(zhàn)斗力具有實(shí)際意義。

2 消防裝備智能化自動控制技術(shù)

2.1 打造智慧消防

在消防裝備智能化升級過程中，應(yīng)實(shí)現(xiàn)各種裝備系統(tǒng)化、集中化管理，通過全面布局實(shí)現(xiàn)火災(zāi)探測報(bào)警、防排煙、消防水系統(tǒng)、應(yīng)急照明和疏散系統(tǒng)等各種系統(tǒng)的聯(lián)動，做到聯(lián)網(wǎng)采集各種場所數(shù)據(jù)信息，將消防設(shè)施統(tǒng)一接入平臺，形成完整的智慧消防網(wǎng)絡(luò)。打造智慧消防體系，需要將物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)成基礎(chǔ)開發(fā)消防裝備管理系統(tǒng)，運(yùn)用RFID、傳感器、監(jiān)控等各種技術(shù)感知場所和消防設(shè)施信息，并通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息交互，進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)平臺實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整理，為各種數(shù)據(jù)服務(wù)和系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)提供支撐。運(yùn)用人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)火災(zāi)信息監(jiān)測，運(yùn)用深度學(xué)習(xí)等算法實(shí)現(xiàn)火情發(fā)展趨勢預(yù)測分析，通過自主分析和判斷火情制定滅火救援方案，調(diào)動各類消防裝備主動作業(yè)，實(shí)現(xiàn)立體化救援，最大限度降低群眾的生命財(cái)產(chǎn)損失。在城市消防區(qū)域安全監(jiān)控方面，通過建設(shè)智慧消防系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各種自動化、智能化技術(shù)組合運(yùn)用，通過區(qū)域編碼和掃碼，可以自動獲取消防負(fù)責(zé)人、消防裝備分布、區(qū)域安全檢查等信息，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控方式加強(qiáng)區(qū)域各種設(shè)備設(shè)施監(jiān)管，精準(zhǔn)分析和判斷可能存在的安全隱患，提醒相關(guān)部門處理，有效降低火災(zāi)發(fā)生的概率。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)智慧消防建設(shè)需求，設(shè)計(jì)消防裝備聯(lián)網(wǎng)管控系統(tǒng)，如圖1 所示，由感知層、傳輸層、平臺層、應(yīng)用層和服務(wù)層構(gòu)成，需建立標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系、安全保障體系和運(yùn)維保障體系，推動系統(tǒng)規(guī)范化建設(shè)，并通過加強(qiáng)系統(tǒng)管理保證系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行，能夠?qū)崿F(xiàn)消防裝備一體化管控。系統(tǒng)感知層需要接入各種消防系統(tǒng)，同時，通過視頻感知、物聯(lián)感知方式加強(qiáng)消防安全區(qū)域數(shù)據(jù)采集。采用視頻感知方式，需接入天網(wǎng)、消控室等視頻，然后通過接入?yún)^(qū)域火災(zāi)報(bào)警主機(jī)、感煙監(jiān)測設(shè)備等完成火災(zāi)信息和消防設(shè)施狀態(tài)數(shù)據(jù)匯總。通過物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、電子政務(wù)外網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸，將數(shù)據(jù)上傳至系統(tǒng)平臺，包含遠(yuǎn)程監(jiān)控中心、地理信息服務(wù)平臺等，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換共享和高效利用。在系統(tǒng)應(yīng)用層部署上，需完成城市物聯(lián)網(wǎng)消防遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)平臺、高層住宅智能預(yù)警平臺等各種系統(tǒng)平臺應(yīng)用功能開發(fā)。系統(tǒng)服務(wù)層對接消防部門、消防站和社會單位，可以通過消防室大屏、移動APP 等各種途徑登錄系統(tǒng)，共享平臺各種消防信息資源，確保部門、單位負(fù)責(zé)人能隨時隨地掌握消防裝備的運(yùn)行情況，方便人員遠(yuǎn)程開展滅火指揮、救援任務(wù)布置等工作。在系統(tǒng)支持下，實(shí)現(xiàn)消防報(bào)警、監(jiān)控視頻、自動噴淋等系統(tǒng)聯(lián)動，系統(tǒng)在探測到區(qū)域火災(zāi)信息后，與相應(yīng)區(qū)域視頻攝像頭聯(lián)動，使安防畫面自動切換至報(bào)警點(diǎn)所在區(qū)域畫面，保證值班人員第一時間掌握有關(guān)信息，為滅火、疏散組織等工作開展提供依據(jù)。通過系統(tǒng)平臺統(tǒng)計(jì)、分析各建筑物消防裝備相關(guān)信息，完成火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評估和維保管理，實(shí)現(xiàn)消防裝備自動巡檢等操作，能夠使消防裝備保持良好狀態(tài)，最大限度的發(fā)揮作用。

圖1 智慧消防裝備聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)架構(gòu)

2.3 系統(tǒng)終端設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)終端設(shè)計(jì)上，應(yīng)做好數(shù)據(jù)采集終端設(shè)計(jì)，確?？梢匀娌杉黝悢?shù)據(jù)信息。采用射頻識別技術(shù)，通過綁定射頻標(biāo)簽和標(biāo)識碼可以通過動態(tài)掃描獲取設(shè)備信息，上傳至系統(tǒng)平臺，實(shí)現(xiàn)消防裝備的集中管理。而將人工智能和消防救援裝備結(jié)合在一起，開發(fā)各種智能終端自主判斷火災(zāi)情況，能夠?qū)崿F(xiàn)火災(zāi)精準(zhǔn)預(yù)警和信息反饋處理，自主開展區(qū)域滅火救援工作。首先，系統(tǒng)應(yīng)配備自動跟蹤定位滅火器，相較傳統(tǒng)噴淋滅火裝備反應(yīng)速度更快，可以在火災(zāi)初期有效壓制起火點(diǎn)。該裝備使用紅紫外線完成二氧化碳等氣體探測，完成火源數(shù)據(jù)分析后，自動定位火源位置，調(diào)整水槍噴射角度，在30s 內(nèi)完成射流操作，噴射半徑達(dá)50m，滅火只需要20s 左右，在人防大空間使用可以有效提高滅火效率。其次，可以將火災(zāi)探測器與無線通信技術(shù)結(jié)合起來，配備無線煙感報(bào)警器，全面分析環(huán)境溫度和煙霧濃度，實(shí)現(xiàn)智能預(yù)警報(bào)警，有效提高火災(zāi)報(bào)警準(zhǔn)確率。設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)將采集的數(shù)據(jù)傳輸至消防裝備管理平臺，可以方便人員遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作消防裝備，并實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)維管理，有效降低系統(tǒng)維護(hù)成本。再者，配備人工智能消火栓，自帶定位和聯(lián)網(wǎng)功能，方便人員通過手機(jī)APP等途徑遠(yuǎn)程監(jiān)控消火栓水量、水壓等參數(shù)，為人員調(diào)配和管理消火栓提供支持。最后，配備人工智能消防系統(tǒng)，集成了逃生、滅火、報(bào)警等多種功能，通過與系統(tǒng)云平臺聯(lián)動，可以匯總火災(zāi)信息完成應(yīng)急逃生方案和路線優(yōu)化分析（如圖2）。將該系統(tǒng)安裝在汽車上，發(fā)生火情后能在5s 內(nèi)報(bào)警，10s 內(nèi)開始滅火，1min 內(nèi)提供逃生指示，提高救援成功率。

圖2 消防裝備遠(yuǎn)程管控平臺

2.4 系統(tǒng)功能開發(fā)

在系統(tǒng)功能開發(fā)方面，應(yīng)結(jié)合不同場景防火救災(zāi)需求設(shè)計(jì)相應(yīng)功能模塊，確保消防裝備發(fā)揮最大價(jià)值。面向消防指揮部門，應(yīng)開發(fā)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊，羅列顯示消防車輛、消防機(jī)器人等裝備信息，方便人員查詢和管理消防裝備?？紤]到消防裝備結(jié)構(gòu)、功能日漸復(fù)雜，依靠人工排故方式難以保證裝備的可靠性，需開發(fā)消防裝備故障診斷模塊，實(shí)時監(jiān)測消防水槍等裝備運(yùn)行狀態(tài)，能夠及時發(fā)現(xiàn)裝備異常，并給出初步診斷，提醒管理人員及時處理，以免裝備在投入使用后發(fā)生故障，在火災(zāi)救援中貽誤戰(zhàn)機(jī)。針對工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)等人流密集區(qū)域?qū)嵤┫腊踩O(jiān)管，應(yīng)開發(fā)火災(zāi)預(yù)警功能，綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、GIS、緊急廣播等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域火災(zāi)隱患數(shù)據(jù)全方位探測的同時，合理預(yù)測火災(zāi)發(fā)生概率。通過與監(jiān)控平臺、消防部門聯(lián)動，根據(jù)GIS 地圖信息科學(xué)分配巡查維保任務(wù)，自動調(diào)度消防機(jī)器人開展巡檢工作，有效預(yù)防火災(zāi)事故發(fā)生。針對高層住宅實(shí)施消防監(jiān)管，開發(fā)專用實(shí)戰(zhàn)指揮功能模塊，聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)火災(zāi)現(xiàn)場視頻、探測器數(shù)據(jù)采集和分析的基礎(chǔ)上，調(diào)度消防機(jī)器人或無人機(jī)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場全面?zhèn)刹?，協(xié)助人員制定科學(xué)救援對策。此外，開發(fā)消防員防護(hù)裝備監(jiān)測功能，實(shí)時獲取裝備位置信息的同時，運(yùn)用溫度、心率等傳感器采集消防員體征情況等數(shù)據(jù)，對救援任務(wù)危險(xiǎn)程度進(jìn)行實(shí)時評估，可以在危險(xiǎn)過高時提醒人員及時撤離，為人員生命安全提供保障，確保消防工作科學(xué)、有效地開展。

3 結(jié)語

基于消防裝備升級面臨的聯(lián)動難、功效差問題，應(yīng)加快推動裝備技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展，在廣泛運(yùn)用光電、電磁、計(jì)算機(jī)等技術(shù)加強(qiáng)火災(zāi)等信息探測的同時，將各種裝備統(tǒng)一接入互聯(lián)網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)設(shè)備聯(lián)動控制和集中管理。運(yùn)用智慧消防理念開發(fā)消防裝備管理系統(tǒng)，通過做好系統(tǒng)終端布局，加強(qiáng)數(shù)據(jù)采集的同時，運(yùn)用人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)整合分析，支持消防指揮決策等功能模塊可靠運(yùn)行，有效提升消防的實(shí)戰(zhàn)能力，為人民的生命財(cái)產(chǎn)安全提供保障。