智慧消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

力安科技-智慧消防pin牌

隨著物聯(lián)網(wǎng)、 大數(shù)據(jù)、 云計算、 新一代寬帶網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)的迅速發(fā)展和深入應(yīng)用， 城市信息化將朝著智慧化方向發(fā)展， 這為智慧消防系統(tǒng)建設(shè)提供了契機(jī)， 加速了智慧消防物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的步伐。

智慧消防物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用提高了現(xiàn)代建筑的安全性、 消防系統(tǒng)的有效性， 解決了消防單位監(jiān)管難、 消防系統(tǒng)疏于管理的問題， 讓消防設(shè)備能夠真正起到探測、 撲救的作用， 改進(jìn)消防設(shè)施管理和監(jiān)管服務(wù)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(jīng)

開始了智慧消防物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)， 并取得了良好的應(yīng)用效果，同時， 隨著消防管理部門對消防信息化建設(shè)的重視， 我國其他城市也大力推廣智慧消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)， 消防工作面臨著從現(xiàn)場監(jiān)督管理到遠(yuǎn)程監(jiān)測服務(wù)的轉(zhuǎn)型。

1 系統(tǒng)設(shè)計

智慧消防系統(tǒng)的架構(gòu)采用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)典型的 4 層架構(gòu)，即感知層、 網(wǎng)絡(luò)層、 數(shù)據(jù)層、 應(yīng)用層 4 層架構(gòu)。 將 4 層架構(gòu)與人體結(jié)構(gòu)相類比， 感知層的主要作用是信息采集與識別，相當(dāng)于五官與皮膚等對外界的感知。 網(wǎng)絡(luò)層將信息進(jìn)行傳遞，相當(dāng)于神經(jīng)傳導(dǎo)系統(tǒng)對信息的傳遞。 數(shù)據(jù)層的主要作用是將信息進(jìn)行存儲并處理， 相當(dāng)于大腦的記憶存儲于處理。 應(yīng)用層是將處理后的信息轉(zhuǎn)化為實際的應(yīng)用， 需要與具體的需求相結(jié)合， 相當(dāng)于四肢對信息的具體執(zhí)行。 基于不同的行業(yè)需求， 不同物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要采集的信息及實現(xiàn)的應(yīng)用功能也不同， 智慧消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要采集消防相關(guān)數(shù)據(jù)， 比如聯(lián)網(wǎng)單位消防設(shè)施狀態(tài)信息、視頻信息、市政消防栓狀態(tài)信息等，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)單位消防狀態(tài)監(jiān)測等消防安全相關(guān)應(yīng)用。 在建立了智慧消防物聯(lián)網(wǎng) 4 層架構(gòu)后還需建立相關(guān)的保障系統(tǒng)， 比如建設(shè)管理體系、 安全保障體系以及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系， 各體系的建立是為了確保智慧消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)正常安全的運(yùn)行。 智慧消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的架構(gòu)如圖 1 所示。

表 1 主要傳感設(shè)備

設(shè)備名稱功能安裝位置物聯(lián)網(wǎng)接入單元連接各類傳感器， 采集傳感器信號， 對設(shè)備開關(guān)狀態(tài)進(jìn)

行監(jiān)控并將信息進(jìn)行傳輸需監(jiān)測消防水位、 水壓、 電壓、 電流、 門開關(guān)等狀態(tài)的位置攝像頭消防值班室工作狀況監(jiān)控以及消費(fèi)重點(diǎn)部位監(jiān)控安裝在吊頂處或墻面較高位置， 能夠巡cha整個監(jiān)控部位水位傳感器監(jiān)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(jiān)測消防管網(wǎng)壓力信息消防水房內(nèi)消防栓及自動噴淋系統(tǒng)分區(qū)管路上電流及電壓互感器監(jiān)測消防配電柜及用電電器消耗電流值消防設(shè)備控制配電柜內(nèi)， 環(huán)孔卡裝在設(shè)備配電電纜上門開關(guān)傳感器監(jiān)測建筑內(nèi)消防門的開關(guān)狀態(tài)固定段在消防門門框下緣； 活動端在消防門門板對應(yīng)位置可燃?xì)怏w探測器監(jiān)測可燃?xì)怏w是否發(fā)生泄漏根據(jù)氣體密度進(jìn)行布置，可燃?xì)怏w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(nèi)部火災(zāi)自動報警系統(tǒng)火災(zāi)報警信息消防控制室中

1.1 感知層

感知層為數(shù)據(jù)的主要來源， 通過移動終端、 攝像頭、 二維碼及 NFC 標(biāo)簽、 各類傳感器等設(shè)備采集實體空間的信息，以及利用圖片識別、 抓取關(guān)鍵字、 快速檢索等技術(shù)獲取虛擬空間信息， 構(gòu)建虛實結(jié)合的城市泛在感知網(wǎng)。

用于信息采集的傳感器設(shè)備與傳感器網(wǎng)關(guān)都屬于感知層范疇。 智慧消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的傳感設(shè)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(guān)傳感器等， 可以采集單位視頻、 消防水箱水位、 管網(wǎng)水壓、 消防用電、 消防門開關(guān)等信息。 對于不同的單位， 其危險隱患有所差別，

需要監(jiān)測的內(nèi)容也不同， 比如有存儲有易燃易爆氣體的單位需要在可燃?xì)怏w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(shè)備如表 1 所示。

對于單位已有的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)信息，DCS 控制系統(tǒng)等可直接將數(shù)據(jù)接入智慧消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)， 以獲取單位消防設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)及生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.2 傳輸層

從整體上看， 可認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)層是層次拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 由下層的接入網(wǎng)將傳感信號接入， 中間的傳輸網(wǎng)對信號進(jìn)行傳輸，后進(jìn)入上層的核心網(wǎng)。

接入網(wǎng)由于各類傳感器及信息采集設(shè)備通信方式不同，主要有 ZigBee、 WiFi、 RFID、 藍(lán)牙、 有線、 3G、 4G 等， 接入網(wǎng)的傳輸協(xié)議比較豐富。 傳輸網(wǎng)實現(xiàn)信息的傳輸與路由，主要有 3G/4G 等移動網(wǎng)絡(luò)、 GPRS、 專網(wǎng)、 寬帶網(wǎng)絡(luò)等通信形式。 核心網(wǎng)的功能主要是提供用戶連接、 對用戶的管理以

及對業(yè)務(wù)完成承載， 作為承載網(wǎng)絡(luò)提供到外部網(wǎng)絡(luò)的接口。

1.3 數(shù)據(jù)服務(wù)層

數(shù)據(jù)服務(wù)層進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲、 管理、 分析等業(yè)務(wù)， 通過對感知層采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚、 清洗、 存儲、 深度挖掘及分析， 形成價值凝聚的深度數(shù)據(jù)和主題數(shù)據(jù)， 服務(wù)層提供分析模型等通用服務(wù)， 一方面在數(shù)據(jù)的支撐下不斷自我學(xué)習(xí)優(yōu)化； 另一方面， 為上層應(yīng)用調(diào)用提供服務(wù)支撐。

數(shù)據(jù)服務(wù)層主要提供的服務(wù)如下。

數(shù)據(jù)預(yù)處理， 包括數(shù)據(jù)清洗、 數(shù)據(jù)修補(bǔ)、 數(shù)據(jù)融合等服務(wù)。 數(shù)據(jù)清洗是針對不同類型數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)質(zhì)量評估模型，實現(xiàn)評估數(shù)據(jù)質(zhì)量， 篩除空白數(shù)據(jù)、 冗余數(shù)據(jù)、 錯誤數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)修補(bǔ)是根據(jù)制定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式， 關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)質(zhì)量評估結(jié)果， 調(diào)用對應(yīng)數(shù)據(jù)修補(bǔ)策略， 對空缺數(shù)據(jù)進(jìn)行自動修補(bǔ)； 數(shù)

據(jù)融合是關(guān)聯(lián)各類數(shù)據(jù)庫， 進(jìn)行深度融合， 去除冗余信息，形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)， 并提供模糊檢索支持。

存儲計算管理包括分布式異構(gòu)存儲管理與動態(tài)計算資源管理。 分布式異構(gòu)存儲管理構(gòu)建分布式 SQL、 non-SQL、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫， 實現(xiàn)對異構(gòu)類信息的存儲和管理。 動態(tài)計算資源管理通過虛擬化構(gòu)建統(tǒng)一計算資源池并針對計算請求進(jìn)行動態(tài)分配管理。

數(shù)據(jù)分析包括火災(zāi)風(fēng)險評估、 監(jiān)督工作指引與消防態(tài)勢預(yù)測 3 項服務(wù)， 火災(zāi)風(fēng)險評估根據(jù)多維特征參數(shù)確定火災(zāi)發(fā)生及災(zāi)損的指數(shù)值及其區(qū)域性、 行業(yè)性分布。 監(jiān)督工作指引是針對建筑、 單位利用風(fēng)險得分計算模型計算風(fēng)險分值并排序， 根據(jù)排序結(jié)果優(yōu)化安排檢查督導(dǎo)工作的人力、 物力。 消

防態(tài)勢預(yù)測是結(jié)合歷史火災(zāi)參數(shù)、建筑特征參數(shù)、地理位置、氣象條件等關(guān)系因子， 總結(jié)歷史規(guī)律并預(yù)測發(fā)展態(tài)勢。

1.4 應(yīng)用層

應(yīng)用層是系統(tǒng)與用戶之間的交互層， 應(yīng)用層基于下層的數(shù)據(jù)和服務(wù)支撐， 提供多樣化功能應(yīng)用， 協(xié)同形成平臺化能力。 應(yīng)用層根據(jù)用戶角色的不同需求開發(fā)不同的應(yīng)用平臺，各平臺之間可進(jìn)行信息交互， 實現(xiàn)各層級用戶之間的協(xié)調(diào)與互動。 應(yīng)用層可通過手機(jī) APP 端、 Web 端等多種形式展現(xiàn)。

根據(jù)用戶層級劃分， 智慧消防物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺包括三大類，即消防主管部門應(yīng)用平臺、 消防用戶單位應(yīng)用平臺以及消防 維保單位應(yīng)用平臺。

1.5 保障體系

智慧消防系統(tǒng)的保障體系包括標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系、 安全保障體系及管理體系。 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系指導(dǎo)和規(guī)范系統(tǒng)的整體建設(shè)，確保智慧消防系統(tǒng)的開放性、 柔性和可擴(kuò)展性； 安全保障體系保證基礎(chǔ)信息網(wǎng)絡(luò)、 核心要害信息及系統(tǒng)的運(yùn)行安全可靠，安全保障體系的建設(shè)主要包括物理安全、 數(shù)據(jù)安全、 網(wǎng)絡(luò)安

全以及應(yīng)用安全 4 點(diǎn)； 管理體系是智慧消防系統(tǒng)順利推進(jìn)及運(yùn)行的重要保障， 管理內(nèi)容主要包括運(yùn)維管理、 運(yùn)營管理及用戶管理 3 個方面。

2 系統(tǒng)功能應(yīng)用

智慧消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)打破了各單位消防系統(tǒng)之間孤立封閉的局面， 在將本單位消防監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至單位消防監(jiān)測系統(tǒng)外， 還將消防監(jiān)督管理部門與維保單位需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳， 實現(xiàn)單位消防安全的全面保障， 針對不同用戶開發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用平臺， 設(shè)置不同的用戶角色與權(quán)限， 實現(xiàn)具有針對性的功能應(yīng)用。 利用智慧消防系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)用戶單位可實現(xiàn)對本單位消防安全狀態(tài)的全面掌握， 及時上傳本單位消防隱患信息， 在火災(zāi)時做到快速上報消防。 消防主管單位可實現(xiàn)對聯(lián)網(wǎng)單位的進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測， 對消防隱患的監(jiān)督整改， 并實現(xiàn)對單位火警的快速響應(yīng)， 在滅火救援時提供決策指導(dǎo)。 維保單位可實現(xiàn)對消防設(shè)施故障的高效處置。

智慧消防平臺的開發(fā)與實施將是對消防設(shè)施管理和監(jiān)管服務(wù)的重要改進(jìn)， 實現(xiàn)了用戶單位、 消防主管部門以及維保單位之間的有效聯(lián)動， 是提高單位自身消防管理水平的有力措施， 與傳統(tǒng)消防工作模式相比具有突出優(yōu)勢。