周惠青

（湖北省鄂州市消防救援支隊(duì)，湖北 鄂州 436000）

1 引言

物聯(lián)網(wǎng)是以現(xiàn)代科技為基礎(chǔ)衍生、發(fā)展而來(lái)的新概念，可以在約定協(xié)議的支持下將目標(biāo)物體列為網(wǎng)絡(luò)連接對(duì)象，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)化的信息交互和溝通，進(jìn)而為跟蹤、識(shí)別、定位、監(jiān)管等業(yè)務(wù)的開(kāi)展提供便利。目前，我國(guó)產(chǎn)業(yè)格局迭代升級(jí)，各行業(yè)領(lǐng)域紛紛加快了對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入，消防監(jiān)督管理領(lǐng)域同樣有許多類似的嘗試和研究成果。其中，羅靜[1]重點(diǎn)討論了物聯(lián)網(wǎng)在建筑消防中的優(yōu)勢(shì)作用，指出其可以顯著增強(qiáng)建筑消防預(yù)警能力，保障消防設(shè)施平穩(wěn)運(yùn)行。劉斐然[2]則討論了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在被動(dòng)消防設(shè)施、主動(dòng)消防設(shè)施監(jiān)管中的應(yīng)用問(wèn)題，指出其可以輔助完成疏散照明系統(tǒng)、防火分隔系統(tǒng)等的維護(hù)和監(jiān)測(cè)。段曉東[3]先指出了現(xiàn)階段消防監(jiān)督管理問(wèn)題弊病，然后引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，指出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以提高危險(xiǎn)源監(jiān)管效率、消防執(zhí)勤戰(zhàn)備管理效率等。本文綜合吸取已有成果經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)論述物聯(lián)網(wǎng)消防監(jiān)督管理平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)思路、功能開(kāi)發(fā)思路等，內(nèi)容更加具體完整，其中融入了RFID 射頻識(shí)別技術(shù)、火眼模型技術(shù)等，能較好地提升火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警精確性，增強(qiáng)火災(zāi)預(yù)防搶險(xiǎn)能力，保障消防監(jiān)督管理工作的平穩(wěn)順暢開(kāi)展。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的消防監(jiān)督管理平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭建消防監(jiān)督管理平臺(tái)要充分考慮實(shí)用性和簡(jiǎn)潔性的特征，在滿足使用需求的基礎(chǔ)上提升靈敏度，確保響應(yīng)的快捷性和高效性。本次設(shè)計(jì)的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)分為3 個(gè)層級(jí)（見(jiàn)圖1），分述如下。

圖1 建筑消防物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)督管理平臺(tái)

2.1 感知層

主要負(fù)責(zé)信息識(shí)別和采集，運(yùn)用了無(wú)線傳感器技術(shù)、RFID射頻識(shí)別技術(shù)、視頻采集終端技術(shù)等，可以在非接觸的前提下，對(duì)物體進(jìn)行編碼、識(shí)別、通信，從而完成自動(dòng)化的信息采集，為后續(xù)的信息化管理提供便利。其中，RFID 射頻識(shí)別技術(shù)采用電子標(biāo)簽管理模式，承載身份信息的電子標(biāo)簽被植入火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、消防給水及消火栓系統(tǒng)等子系統(tǒng)中，可以實(shí)時(shí)傳遞信息，保障監(jiān)管效能的優(yōu)化。

2.2 傳輸層

為確保安全性和可用性，本次物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)采用多渠道設(shè)計(jì)思路，同時(shí)開(kāi)通了有線、無(wú)線公用及專用網(wǎng)絡(luò)，采用互補(bǔ)設(shè)計(jì)、備份設(shè)計(jì)方式，單個(gè)通路出現(xiàn)故障擁堵問(wèn)題，并且超出響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)時(shí)，可以直接切換備用通道進(jìn)行信息傳輸，最大限度地保障消防物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的順暢?？紤]到信息傳遞環(huán)節(jié)存在被攔截、竊取的可能，該層級(jí)還配備了身份認(rèn)證、傳輸加密等功能。

2.3 應(yīng)用層

可以執(zhí)行數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)、分析等業(yè)務(wù)，在人機(jī)交互頁(yè)面上，還開(kāi)通了多個(gè)消防監(jiān)督管理實(shí)用板塊，包含建筑身份識(shí)別板塊、公共消防設(shè)施管理板塊、消防報(bào)警響應(yīng)板塊等，可以將物聯(lián)網(wǎng)前端感知裝置收集到的信息整合、呈現(xiàn)出來(lái)，方便調(diào)度監(jiān)管人員分析決策。

3 關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的消防監(jiān)督管理平臺(tái)功能開(kāi)發(fā)

3.1 建筑身份識(shí)別板塊

現(xiàn)代高層建筑多具有建設(shè)規(guī)模大、人員流動(dòng)頻繁等特征，內(nèi)部構(gòu)造、平面分布等相對(duì)復(fù)雜，消防通道、消防閘門等設(shè)施信息也較為多樣，傳統(tǒng)的消防監(jiān)督管理過(guò)程對(duì)人工依賴性較大，很難及時(shí)、準(zhǔn)確地把握所有信息。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)較好地解決了這種問(wèn)題，消防監(jiān)管環(huán)節(jié)可以借助物聯(lián)網(wǎng)科技搭建和設(shè)計(jì)一套建筑身份識(shí)別系統(tǒng)，以電子檔案的形式立體化呈現(xiàn)建筑內(nèi)部情況，將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、消防器材配備等數(shù)據(jù)集成整合到同一平臺(tái)中，方便消防物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心動(dòng)態(tài)觀察。系統(tǒng)搭建環(huán)節(jié)傳感器裝置分散布設(shè)在建筑走廊、消防門、電力系統(tǒng)、供水系統(tǒng)等內(nèi)部，可以實(shí)時(shí)采集相關(guān)信息。外部街道以網(wǎng)格形式呈現(xiàn)和劃分，依托GIS 系統(tǒng)、BIM 技術(shù)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(xiàng)目信息，以及各類消防器材、消防設(shè)施信息等。

3.2 消防報(bào)警響應(yīng)管理平臺(tái)

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)優(yōu)化消防監(jiān)督管理平臺(tái)重點(diǎn)關(guān)注了消防報(bào)警響應(yīng)模塊的設(shè)計(jì)問(wèn)題，采用多級(jí)管理交互思路，底層配備獨(dú)立式探測(cè)報(bào)警裝置、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)以及其他報(bào)警系統(tǒng)，可以通過(guò)用戶裝置、物聯(lián)網(wǎng)信息采集裝置，以及邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)等渠道實(shí)現(xiàn)上傳，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接口傳送到物聯(lián)網(wǎng)總控系統(tǒng)之中。系統(tǒng)數(shù)據(jù)直接上傳保存云平臺(tái)，并通過(guò)云同步到政府管理系統(tǒng)、城市應(yīng)急管理系統(tǒng)中（見(jiàn)圖2），若收到火警的3 min 內(nèi)仍無(wú)響應(yīng)，提醒信號(hào)會(huì)加強(qiáng)并采用短信通知形式提醒值班人員。在消防報(bào)警響應(yīng)平臺(tái)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，還引入了火眼識(shí)別技術(shù)，借助TCP/IP 協(xié)議實(shí)現(xiàn)通信，可以較為準(zhǔn)確、快速地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)煙霧、火災(zāi)信息進(jìn)行收集和預(yù)警。與傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比，該種技術(shù)探測(cè)速度更快、抗干擾能力更強(qiáng)，監(jiān)控區(qū)域火災(zāi)出現(xiàn)的10 s 之內(nèi)，就可以實(shí)時(shí)發(fā)出告警信號(hào)，且可以較好地規(guī)避強(qiáng)光、弱光等光源干擾。即便建筑現(xiàn)場(chǎng)并未產(chǎn)生明火，僅為陰燃產(chǎn)生的煙霧，火眼識(shí)別技術(shù)也能夠較為高效地發(fā)出告警信號(hào)并傳回火災(zāi)報(bào)警圖片，輔助完成火災(zāi)原因調(diào)查、起火點(diǎn)查找等工作。

圖2 關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的建筑消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

3.3 公共消防設(shè)施管理板塊

公共消防設(shè)施監(jiān)督管理問(wèn)題極為關(guān)鍵，在日常工作中，需要秉持預(yù)防為主的基本理念，定期檢測(cè)各單位、各街道設(shè)消防施情況，消火栓前方務(wù)必要保持開(kāi)闊，嚴(yán)禁設(shè)置障礙物，以防影響消火栓門開(kāi)啟。報(bào)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(tài)等均要符合設(shè)計(jì)要求。檢查室內(nèi)設(shè)施時(shí)，則要關(guān)注消防用電、消防噴淋設(shè)施等是否完好無(wú)損，確保泵房配電力柜指示正常。在傳統(tǒng)模式中，這些工作均需依賴人力完成，工作強(qiáng)度大且檢查效率低。因此，本次物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)還開(kāi)發(fā)了公共消防設(shè)施管理板塊，并對(duì)應(yīng)完善了前端感應(yīng)裝置和設(shè)備。在噴淋系統(tǒng)中，主要設(shè)置了壓力感應(yīng)芯片，可以遠(yuǎn)程傳輸水壓信息；消防水泵處設(shè)置了開(kāi)關(guān)閥監(jiān)測(cè)芯片，可以掌握消防泵開(kāi)合狀態(tài)。消防通道內(nèi)部則設(shè)置有紅外感應(yīng)裝置、攝像頭裝置等，可以遠(yuǎn)程監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)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(tái)對(duì)接，可以將信息共享到應(yīng)急指揮平臺(tái)、決策管理平臺(tái)，以及消防維保平臺(tái)（見(jiàn)圖3），為消防設(shè)施的維保檢修提供依據(jù)。

圖3 關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的公共消防設(shè)施管理平臺(tái)

3.4 消防裝備管理板塊

為了提升搶險(xiǎn)效率、保證搶險(xiǎn)安全，在消防救援過(guò)程中，消防員經(jīng)常需要配備各種類型、規(guī)格的消防裝備，比如，安全鉤、消防服、防護(hù)手套、戰(zhàn)斗服等，只有確保消防裝備完好無(wú)損，才能為后續(xù)搶險(xiǎn)救援工作提供保障。鑒于此，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭建消防監(jiān)督管理綜合平臺(tái)時(shí)，還可以設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)消防裝備管理模塊，在裝備中植入RFID 智能芯片，對(duì)裝備情況進(jìn)行檢測(cè)識(shí)別和接收處理。芯片會(huì)源源不斷地接收來(lái)自RFID 閱讀器的數(shù)據(jù)代碼，并且將之與原有代碼進(jìn)行對(duì)比，確保監(jiān)控中心可以較為快速地識(shí)別到裝備信息，其中既包含消防裝備類別信息，也包含數(shù)量、位置信息等，一旦消防轄區(qū)內(nèi)出現(xiàn)建筑火災(zāi)，物聯(lián)網(wǎng)管理中心就可以依照部署原則，對(duì)可調(diào)度裝備進(jìn)行整合分析，為調(diào)度效率的提升奠定基礎(chǔ)。在完成火場(chǎng)救援任務(wù)之后，物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)還可以回收裝備損耗信息，為后期的裝備補(bǔ)充、救援方案優(yōu)化提供依據(jù)。

3.5 消防車輛及人員管理板塊

消防監(jiān)督管理工作既復(fù)雜又艱巨，需要在“預(yù)防為主、防消結(jié)合”理念的引導(dǎo)下，對(duì)各部門、單位和居民住宅等展開(kāi)檢查和監(jiān)督，工作內(nèi)容既包含消防宣傳、消防設(shè)計(jì)檢查、消防設(shè)施管控，也包含火災(zāi)撲救搶險(xiǎn)、火災(zāi)原因調(diào)查等。在物聯(lián)網(wǎng)消防監(jiān)管平臺(tái)設(shè)計(jì)過(guò)程中，還應(yīng)當(dāng)給予消防救援部分更多的關(guān)注，充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)泛在、互通的特征優(yōu)勢(shì)，為消防救援爭(zhēng)取更多時(shí)間。可以在消防車輛內(nèi)部安裝伺服系統(tǒng)，圍繞CPU 中心，對(duì)應(yīng)設(shè)置驅(qū)動(dòng)器、陀螺儀等，搭配極化角傳感器等無(wú)接觸物聯(lián)裝置，將信息持續(xù)不斷地發(fā)送出去，借助信號(hào)收發(fā)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)譯制和處理，確保車輛定位快捷性。指揮中心以物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為依托，接收和觀察車輛移動(dòng)情況，有助于提升跟蹤、調(diào)度的有效性（見(jiàn)圖4）。在呼吸器等裝備上，還可以增設(shè)物聯(lián)傳感芯片，通過(guò)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(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的車載通信系統(tǒng)示意圖

3.6 危險(xiǎn)源管理板塊

危險(xiǎn)源管理是消防監(jiān)督管理中極為關(guān)鍵的內(nèi)容，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)消防監(jiān)管平臺(tái)要給予重點(diǎn)關(guān)注。要提前把握轄區(qū)內(nèi)部信息，篩選出轄區(qū)內(nèi)化工、天然氣等危險(xiǎn)品的存放地點(diǎn)，并根據(jù)需要對(duì)現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行擴(kuò)展，將前端感知設(shè)備增設(shè)到這些場(chǎng)所中去，分階段、分片區(qū)搭建較為完善的物聯(lián)感應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。感知系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)秉持多元化設(shè)計(jì)原則，不僅可以配置倉(cāng)儲(chǔ)溫度、濕度傳感器，還可以設(shè)置氣體濃度傳感器、裝置壓力傳感器等，傳感器采集到相關(guān)信息之后，與設(shè)定閾值比較，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)，能夠?qū)崟r(shí)記錄和上傳告警，有助于提升危險(xiǎn)源管理效能，將火災(zāi)隱患扼殺在搖籃之中。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有物物聯(lián)通、高效交互的鮮明特征，其中的射頻識(shí)別技術(shù)、無(wú)線傳感技術(shù)能夠顯著提高數(shù)據(jù)采集效率，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)還能夠進(jìn)一步加快交互速度，為監(jiān)督管控、搶險(xiǎn)救援爭(zhēng)取時(shí)間，實(shí)踐中務(wù)必要給予充分重視。要綜合運(yùn)用多種技術(shù)手段搭建建筑身份識(shí)別系統(tǒng)，以可視化形式完善建筑信息檔案，開(kāi)展建筑消防設(shè)施的監(jiān)管，以多層級(jí)理念優(yōu)化建筑消防報(bào)警系統(tǒng)，提升報(bào)警響應(yīng)效率。同時(shí)以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托，開(kāi)辟消防車輛調(diào)度、消防裝備管理等模塊，對(duì)裝備可調(diào)度情況、損耗情況、人員生命體征情況等進(jìn)行實(shí)時(shí)化、高效化監(jiān)控，最大限度地提升消防監(jiān)督管理的有效性。