劉辰

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：為解決當前“智慧消防"建設中存在的感知層接入硬件種類有限、接入技術手段欠佳等問題，探討了窄帶物聯網技術（NB-IoT）在智慧消防建設方面的應用問題，提出了以NB-IoT終端為采集層、以公共物聯網、大數據、云計算、區塊鏈和人工智能等技術為網絡層，以火災風險研判、消防監督信息化管理、社會單位自主化管理、消防設備數字化管理及智能化滅火救援為應用層的“智慧消防"建設3層架構模式，以提升全社會消防安全管理的現代化、信息化和智能化水平。

關鍵詞：窄帶物聯網；智慧消防；消防管理；滅火救援

       據統計，僅2019年我國共接報火災23.3萬起，造成1335人死亡、837人受傷、直接財產損失達36.12億元，嚴重的人員傷亡和財產損失對社會穩定和國民經濟的健康、可持續發展造成了不良影響，加強社會火災防控工作成為當務之急。現有的防火監督、滅火救援和火災風險管控技術手段相對滯后，已不能適應經濟和社會的高速發展以及現代化、信息化的管理需求，加之消防安全主體責任不能有效落實，消防安全管理水平與消防安全需求之間的矛盾凸顯，開展“智慧消防"建設日漸成為解決這一矛盾的重要手段之一。

 

1.1“智慧消防"的定義

       筆者認為：“智慧消防"是以物聯網（IoT）為基礎，以消防大數據（BD）、云計算（CloudComputing）、人工智能（AI）、虛擬現實（VR）和區塊鏈（BlockChain）等現代信息技術為支撐的信息化、智能化社會消防管理、消防行政管理和滅火救援的運行、指揮、決策服務體系，是“智慧城市"的重要組成部分。

 

1.2“智慧消防"建設的意義

       開展“智慧消防"建設，限度地優化火災防控機制，程度地融合消防監督、消防管理和滅火救援等業務的需求，實現“傳統消防"向“智慧消防"的轉變和跨越，可以解決傳統消防監管體制效率低、社會單位主體責任不落實、動態火災隱患監管不力等問題，使火災防控工作模式由傳統“樹狀"向新型“網狀"模式轉變，推動消防管理體制和機制的轉型升級，使消防工作做到有的放矢、科學管理，是當前和今后一個時期消防工作實現火災風險預判、消防安全管理智能化、火災與應急救援信息化的重要手段和選擇。

 

1.3“智慧消防"建設的現實問題

       目前，相關部門和企業對“智慧消防"的認識尚停留在概念認識和理論探討階段。“智慧消防"建設的相關規范和標準尚未出臺，智慧城市相關建設標準也未對“智慧消防"建設作出明確規定。

2.1NB-loT的技術優勢

       物聯網是“智慧消防"的實施基礎。目前，常見的物聯網主要使用的技術有NB-IoT、Wi-Fi、Sigfox、LoRa（LongRange）、ZETA、Zigbee（紫蜂協議）和藍牙等7種。與其他技術相比，NB-IoT技術在“智慧消防"建設中具有五大優勢。

       一是網絡建設范圍廣

       二是終端用電功耗低

       三是綜合經濟成本低

       四是數據安全有保障

       五是參數感知

 

2.2NB-IoT技術的政策優勢

       作為我國物聯網建設應用的主要技術標準，工信部在2017年就發文要求結合智慧城市建設，加快發展NBIoT在城市公共服務和公共管理中的應用。明確NBIoT網絡使用GSM系統的800MHz頻段和900MHz頻段、FDD-LTE系統的1800MHz頻段和2100MHz頻段，并新增“140XX～144XX"為物聯網網號，2020年NB-IoT正式成為5G技術標準之一，成為5GmMTC場景的核心組成部分，迎來了爆發式發展。

 

2.3NB-loT技術的“智慧城市"建設實踐經驗

       由于NB-IoT技術的優勢使得其在“智慧城市"建設中應用廣泛，中國照明學會、國家半導體照明工程研發及產業聯盟共同發布了團體標準《基于窄帶物聯網（NBIoT）的道路照明智能控制系統技術規范》；深圳市、上海市等城市已經開始利用NB-IoT在智能消火栓、智能感煙探測器、智能水位探測器、智能燃氣抄表、智能路燈等市政領域開展試點。上述試點工作，積累了一定的技術經驗，也取得了良好的社會效益，初步實現了讓信息和數據多跑路，讓群眾少跑腿、讓監管和治理預期目標。

 

     加強“智慧消防"建設、運維技術標準和管理制度的制定。要加強“智慧消防"標準化研究，進一步建立健全建設、管理和運維等全過程的法律法規、技術標準、管理制度和政策體系，借鑒相關行業成熟經驗，從源頭規范統一“智慧消防"建設的指導思想和功能、性能、采集參數等技術參數，促進“智慧消防"規模化、標準化發展。同時，要強化技術支撐，抓緊“產學研"各環節的戰略合作，在消防信息化頂層設計、大數據建設等方向開展深度合作、形成自主技術生態產業鏈，開展研究與應用示范項目建設，占領產業技術制高點，促使“智慧消防"市場健康有序發展。另外，警惕消防大數據時代潛在的安全風險，按照政府授權、企業化管理、明確職能的原則，成立消防大數據技術服務機構，強化對供應商、用戶等行為的規范及管理，確保信息安全。

 

4.1平臺結構

4.2平臺主要功能介紹

4.2.1首頁

       用戶登錄成功之后進入首頁，如圖所示。主要展示的內容有：項目概況、設備狀態、設備分類、設備報警信息、報警分類、報警統計、設備臺賬信息等。

4.2.2消防子系統

       智慧消防管理云平臺包含了智慧用電子系統、防排煙子系統、消防水子系統、消防設備電源子系統、防火門子系統、消防設備管理子系統和視頻監控子系統等。智慧用電子系統可以接入電氣火災、孤航電弧、電氣火災主機、滅弧式保護器探測器和無線測溫探測器等。點擊智慧用電子系統進入智慧用電監控頁面，點擊菜單顯示整個項目的基礎信息和該項目下的所有探測器的信息，點擊末級節點顯示具體探測器的監控頁面。

        

       消防水子系統可以接入消防栓、消防水壓、水位傳感器等，用于實時的監控消防水管網的壓力、液位、是否漏水，以及開蓋等事件，當消防水壓不夠，管網漏水時，系統也能實時地發出警報，能讓相關人員及時維修維護，保障消防安全。

       防排煙子系統通過高靈敏的無線煙感報警裝置，實現對煙霧、有害氣體、及氣體滅火信息等數據采集，實時秒級檢測煙霧，一且發現監測數劇超過風險閾值，APP、短信報警統統上陣，通過設備的標簽、地理位置定位，快速通知業主、物業消防單位是哪個位置的火災隱情。

       消防設備電源子系統實時監控消防系統各個部件（如消防報警主機、樓層顯示器、水泵、噴淋泵、電梯等）的電源工作狀態，確保消防設備供電正常，并對各個部件電源產生的過壓、欠壓、過流、短路、斷路等故障報警提示。可長期記錄電壓電流運行參數，自動對消防電源一段時間的運行狀態進行分析，對可能產出問題的隱患進行警示。

       防火門子系統通過與門禁報警、視頻識別的關聯，實時監控消防通道、安全出口、生命通道防火門的開閉及消防通道堆放物情況，實現緊急情況下的開閉控制等功能。確保防火門常閉、不上鎖狀態及保障火警救援是消防生命通道的暢通等，保障安全的生活、工作環境。

       應急照明與疏散指示子系統可實現對各個應急燈具的實時監控和控制，當發生火災時，可準確的給出安全的疏散路徑指示，智能打開消防應急指示燈的指示方向及應急照明燈，幫助建筑內的人群選擇逃生疏散路線，指引安全逃生方向。

       視頻監控子系統數據部門收到感應端各子系統報警信息后，可調出報警位置關聯的監控攝像頭圖像，查看報警現場視頻輔助進行火情確認。實現火災報警子系統、消防水子系統、電氣火災子系統、防排煙子系統、消防設備電源子系統、防火門子系統和視頻監控子系統的有機結合，實現了報警點和監控點的聯動。

       消防設備管理子系統能夠將每個建筑、項目節點的所有消防設備和資產納入管理，對一些消防栓、滅火器、噴淋和消防大隊地址等著重標注，日常的巡檢和維護都需要納入計劃，在緊急情況下，會聯動GIS調度子系統進行調度。

4.2.3隱患管理

       隱患管理功能包括了隱患查詢、隱患派發、隱患處理和隱患分析四個模塊。可以查看登錄用戶下的所有項目的隱患信息，并進行派發和處理操作，且對所有隱患進行統計分析。

5.2.4能耗分析

       能耗分析功能包括了能耗概況、能耗同比、能耗環比、能耗報表等五個模塊。

4.2.5手機APP

       APP支持Android、iOS操作系統，方便用戶查看電氣火災、防排煙、消防水、消防設備電源、防火門、消防設備管理、視頻監控、火災報警等子系統的實時監控數據、報警信息、能耗統計等。

5.1平臺服務器：建議按照我方推薦配置購買，或者客戶自己租用阿里云資源。

推薦硬件配置清單：（如申請阿里云可忽略）

5.2系統現場推薦硬件配置清單：

注：以下配置為針對1個回路選型，其中剩余電流互感器應根據現場回路電流大

5.3產品介紹

電氣火災監控探測器

ARCM300T-Z-2G/4G/NB可選配2G上傳、4G上傳、NB-IOT網絡上傳，單表流量說明：

上傳間隔一分鐘，小于30M/月；

上傳間隔二分鐘，小于15M/月；

上傳間隔五分鐘，小于10M/月

 

       推廣基于NB-IoT技術為基礎的、以提高能為核心的“智慧消防"建設模式，創新社會消防安全治理方式，破解城市消防安全管理難題，構建信息化、立體化、全覆蓋、智能化的社會火災防控體系，可以有效避免火災防控工作顧此失彼、跟在火災和隱患后面跑的被動局面，進一步提高城鄉基本公共消防服務水平，增強群眾消防安全感。可以預見，“智慧消防"建設必將深刻改變傳統的火災防控理念和手段，可以使黨委政府的領導責任、行業部門的監管責任、社會單位的主體責任、消防救援機構的監督責任等消防安全“四項責任"有效落實，為“智慧城市"和城市安全發展做出創新性貢獻。