劉辰

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：為解決當(dāng)前“智慧消防”建設(shè)中存在的感知層接入硬件種類有限、接入技術(shù)手段欠佳等問題，探討了窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（NB-IoT）在智慧消防建設(shè)方面的應(yīng)用問題，提出了以NB-IoT終端為采集層、以公共物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈和人工智能等技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)層，以火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)研判、消防監(jiān)督信息化管理、社會(huì)單位自主化管理、消防設(shè)備數(shù)字化管理及智能化滅火救援為應(yīng)用層的“智慧消防”建設(shè)3層架構(gòu)模式，以提升全社會(huì)消防安全管理的現(xiàn)代化、信息化和智能化水平。

關(guān)鍵詞：窄帶物聯(lián)網(wǎng)；智慧消防；消防管理；滅火救援

       據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅2019年我國共接報(bào)火災(zāi)23.3萬起，造成1335人死亡、837人受傷、直接財(cái)產(chǎn)損失達(dá)36.12億元，嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失對(duì)社會(huì)穩(wěn)定和國民經(jīng)濟(jì)的健康、可持續(xù)發(fā)展造成了不良影響，加強(qiáng)社會(huì)火災(zāi)防控工作成為當(dāng)務(wù)之急。現(xiàn)有的防火監(jiān)督、滅火救援和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)手段相對(duì)滯后，已不能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的高速發(fā)展以及現(xiàn)代化、信息化的管理需求，加之消防安全主體責(zé)任不能有效落實(shí)，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(shè)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(rèn)為：“智慧消防”是以物聯(lián)網(wǎng)（IoT）為基礎(chǔ)，以消防大數(shù)據(jù)（BD）、云計(jì)算（CloudComputing）、人工智能（AI）、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和區(qū)塊鏈（BlockChain）等現(xiàn)代信息技術(shù)為支撐的信息化、智能化社會(huì)消防管理、消防行政管理和滅火救援的運(yùn)行、指揮、決策服務(wù)體系，是“智慧城市”的重要組成部分。

 

1.2“智慧消防”建設(shè)的意義

       開展“智慧消防”建設(shè)，限度地優(yōu)化火災(zāi)防控機(jī)制，程度地融合消防監(jiān)督、消防管理和滅火救援等業(yè)務(wù)的需求，實(shí)現(xiàn)“傳統(tǒng)消防”向“智慧消防”的轉(zhuǎn)變和跨越，可以解決傳統(tǒng)消防監(jiān)管體制效率低、社會(huì)單位主體責(zé)任不落實(shí)、動(dòng)態(tài)火災(zāi)隱患監(jiān)管不力等問題，使火災(zāi)防控工作模式由傳統(tǒng)“樹狀”向新型“網(wǎng)狀”模式轉(zhuǎn)變，推動(dòng)消防管理體制和機(jī)制的轉(zhuǎn)型升級(jí)，使消防工作做到有的放矢、科學(xué)管理，是當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期消防工作實(shí)現(xiàn)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判、消防安全管理智能化、火災(zāi)與應(yīng)急救援信息化的重要手段和選擇。

 

1.3“智慧消防”建設(shè)的現(xiàn)實(shí)問題

       目前，相關(guān)部門和企業(yè)對(duì)“智慧消防”的認(rèn)識(shí)尚停留在概念認(rèn)識(shí)和理論探討階段?！爸腔巯馈苯ㄔO(shè)的相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)尚未出臺(tái)，智慧城市相關(guān)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)也未對(duì)“智慧消防”建設(shè)作出明確規(guī)定。

2.1NB-loT的技術(shù)優(yōu)勢

       物聯(lián)網(wǎng)是“智慧消防”的實(shí)施基礎(chǔ)。目前，常見的物聯(lián)網(wǎng)主要使用的技術(shù)有NB-IoT、Wi-Fi、Sigfox、LoRa（LongRange）、ZETA、Zigbee（紫蜂協(xié)議）和藍(lán)牙等7種。與其他技術(shù)相比，NB-IoT技術(shù)在“智慧消防”建設(shè)中具有五大優(yōu)勢。

       一是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)范圍廣

       二是終端用電功耗低

       三是綜合經(jīng)濟(jì)成本低

       四是數(shù)據(jù)安全有保障

       五是參數(shù)感知

 

2.2NB-IoT技術(shù)的政策優(yōu)勢

       作為我國物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)應(yīng)用的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，工信部在2017年就發(fā)文要求結(jié)合智慧城市建設(shè)，加快發(fā)展NBIoT在城市公共服務(wù)和公共管理中的應(yīng)用。明確NBIoT網(wǎng)絡(luò)使用GSM系統(tǒng)的800MHz頻段和900MHz頻段、FDD-LTE系統(tǒng)的1800MHz頻段和2100MHz頻段，并新增“140XX～144XX”為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)號(hào)，2020年NB-IoT正式成為5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一，成為5GmMTC場景的核心組成部分，迎來了爆發(fā)式發(fā)展。

 

2.3NB-loT技術(shù)的“智慧城市”建設(shè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

       由于NB-IoT技術(shù)的優(yōu)勢使得其在“智慧城市”建設(shè)中應(yīng)用廣泛，中國照明學(xué)會(huì)、國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟共同發(fā)布了團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NBIoT）的道路照明智能控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》；深圳市、上海市等城市已經(jīng)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?xì)獬?、智能路燈等市政領(lǐng)域開展試點(diǎn)。上述試點(diǎn)工作，積累了一定的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，也取得了良好的社會(huì)效益，初步實(shí)現(xiàn)了讓信息和數(shù)據(jù)多跑路，讓群眾少跑腿、讓監(jiān)管和治理預(yù)期目標(biāo)。

 

     加強(qiáng)“智慧消防”建設(shè)、運(yùn)維技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理制度的制定。要加強(qiáng)“智慧消防”標(biāo)準(zhǔn)化研究，進(jìn)一步建立健全建設(shè)、管理和運(yùn)維等全過程的法律法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理制度和政策體系，借鑒相關(guān)行業(yè)成熟經(jīng)驗(yàn)，從源頭規(guī)范統(tǒng)一“智慧消防”建設(shè)的指導(dǎo)思想和功能、性能、采集參數(shù)等技術(shù)參數(shù)，促進(jìn)“智慧消防”規(guī)?；?biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。同時(shí)，要強(qiáng)化技術(shù)支撐，抓緊“產(chǎn)學(xué)研”各環(huán)節(jié)的戰(zhàn)略合作，在消防信息化頂層設(shè)計(jì)、大數(shù)據(jù)建設(shè)等方向開展深度合作、形成自主技術(shù)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈，開展研究與應(yīng)用示范項(xiàng)目建設(shè)，占領(lǐng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)制高點(diǎn)，促使“智慧消防”市場健康有序發(fā)展。另外，警惕消防大數(shù)據(jù)時(shí)代潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，按照政府授權(quán)、企業(yè)化管理、明確職能的原則，成立消防大數(shù)據(jù)技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)，強(qiáng)化對(duì)供應(yīng)商、用戶等行為的規(guī)范及管理，確保信息安全。

 

4.1平臺(tái)結(jié)構(gòu)

4.2平臺(tái)主要功能介紹

4.2.1首頁

       用戶登錄成功之后進(jìn)入首頁，如圖所示。主要展示的內(nèi)容有：項(xiàng)目概況、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備分類、設(shè)備報(bào)警信息、報(bào)警分類、報(bào)警統(tǒng)計(jì)、設(shè)備臺(tái)賬信息等。

4.2.2消防子系統(tǒng)

       智慧消防管理云平臺(tái)包含了智慧用電子系統(tǒng)、防排煙子系統(tǒng)、消防水子系統(tǒng)、消防設(shè)備電源子系統(tǒng)、防火門子系統(tǒng)、消防設(shè)備管理子系統(tǒng)和視頻監(jiān)控子系統(tǒng)等。智慧用電子系統(tǒng)可以接入電氣火災(zāi)、孤航電弧、電氣火災(zāi)主機(jī)、滅弧式保護(hù)器探測器和無線測溫探測器等。點(diǎn)擊智慧用電子系統(tǒng)進(jìn)入智慧用電監(jiān)控頁面，點(diǎn)擊菜單顯示整個(gè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)信息和該項(xiàng)目下的所有探測器的信息，點(diǎn)擊末級(jí)節(jié)點(diǎn)顯示具體探測器的監(jiān)控頁面。

        

       消防水子系統(tǒng)可以接入消防栓、消防水壓、水位傳感器等，用于實(shí)時(shí)的監(jiān)控消防水管網(wǎng)的壓力、液位、是否漏水，以及開蓋等事件，當(dāng)消防水壓不夠，管網(wǎng)漏水時(shí)，系統(tǒng)也能實(shí)時(shí)地發(fā)出警報(bào)，能讓相關(guān)人員及時(shí)維修維護(hù)，保障消防安全。

       防排煙子系統(tǒng)通過高靈敏的無線煙感報(bào)警裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙霧、有害氣體、及氣體滅火信息等數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)秒級(jí)檢測煙霧，一且發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)劇超過風(fēng)險(xiǎn)閾值，APP、短信報(bào)警統(tǒng)統(tǒng)上陣，通過設(shè)備的標(biāo)簽、地理位置定位，快速通知業(yè)主、物業(yè)消防單位是哪個(gè)位置的火災(zāi)隱情。

       消防設(shè)備電源子系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控消防系統(tǒng)各個(gè)部件（如消防報(bào)警主機(jī)、樓層顯示器、水泵、噴淋泵、電梯等）的電源工作狀態(tài)，確保消防設(shè)備供電正常，并對(duì)各個(gè)部件電源產(chǎn)生的過壓、欠壓、過流、短路、斷路等故障報(bào)警提示。可長期記錄電壓電流運(yùn)行參數(shù)，自動(dòng)對(duì)消防電源一段時(shí)間的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，對(duì)可能產(chǎn)出問題的隱患進(jìn)行警示。

       防火門子系統(tǒng)通過與門禁報(bào)警、視頻識(shí)別的關(guān)聯(lián)，實(shí)時(shí)監(jiān)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(shí)現(xiàn)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(tài)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(huán)境。

       應(yīng)急照明與疏散指示子系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)應(yīng)急燈具的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，可準(zhǔn)確的給出安全的疏散路徑指示，智能打開消防應(yīng)急指示燈的指示方向及應(yīng)急照明燈，幫助建筑內(nèi)的人群選擇逃生疏散路線，指引安全逃生方向。

       視頻監(jiān)控子系統(tǒng)數(shù)據(jù)部門收到感應(yīng)端各子系統(tǒng)報(bào)警信息后，可調(diào)出報(bào)警位置關(guān)聯(lián)的監(jiān)控?cái)z像頭圖像，查看報(bào)警現(xiàn)場視頻輔助進(jìn)行火情確認(rèn)。實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)、消防水子系統(tǒng)、電氣火災(zāi)子系統(tǒng)、防排煙子系統(tǒng)、消防設(shè)備電源子系統(tǒng)、防火門子系統(tǒng)和視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了報(bào)警點(diǎn)和監(jiān)控點(diǎn)的聯(lián)動(dòng)。

       消防設(shè)備管理子系統(tǒng)能夠?qū)⒚總€(gè)建筑、項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)的所有消防設(shè)備和資產(chǎn)納入管理，對(duì)一些消防栓、滅火器、噴淋和消防大隊(duì)地址等著重標(biāo)注，日常的巡檢和維護(hù)都需要納入計(jì)劃，在緊急情況下，會(huì)聯(lián)動(dòng)GIS調(diào)度子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)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(fā)、隱患處理和隱患分析四個(gè)模塊?？梢圆榭吹卿浻脩粝碌乃许?xiàng)目的隱患信息，并進(jìn)行派發(fā)和處理操作，且對(duì)所有隱患進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(huán)比、能耗報(bào)表等五個(gè)模塊。

4.2.5手機(jī)APP

       APP支持Android、iOS操作系統(tǒng)，方便用戶查看電氣火災(zāi)、防排煙、消防水、消防設(shè)備電源、防火門、消防設(shè)備管理、視頻監(jiān)控、火災(zāi)報(bào)警等子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、報(bào)警信息、能耗統(tǒng)計(jì)等。

5.1平臺(tái)服務(wù)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(qǐng)阿里云可忽略）

5.2系統(tǒng)現(xiàn)場推薦硬件配置清單：

注：以下配置為針對(duì)1個(gè)回路選型，其中剩余電流互感器應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場回路電流大

5.3產(chǎn)品介紹

電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器

ARCM300T-Z-2G/4G/NB可選配2G上傳、4G上傳、NB-IOT網(wǎng)絡(luò)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(shù)為基礎(chǔ)的、以提高能為核心的“智慧消防”建設(shè)模式，創(chuàng)新社會(huì)消防安全治理方式，破解城市消防安全管理難題，構(gòu)建信息化、立體化、全覆蓋、智能化的社會(huì)火災(zāi)防控體系，可以有效避免火災(zāi)防控工作顧此失彼、跟在火災(zāi)和隱患后面跑的被動(dòng)局面，進(jìn)一步提高城鄉(xiāng)基本公共消防服務(wù)水平，增強(qiáng)群眾消防安全感?？梢灶A(yù)見，“智慧消防”建設(shè)必將深刻改變傳統(tǒng)的火災(zāi)防控理念和手段，可以使黨委政府的領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任、行業(yè)部門的監(jiān)管責(zé)任、社會(huì)單位的主體責(zé)任、消防救援機(jī)構(gòu)的監(jiān)督責(zé)任等消防安全“四項(xiàng)責(zé)任”有效落實(shí)，為“智慧城市”和城市安全發(fā)展做出創(chuàng)新性貢獻(xiàn)。