淺談基于物聯(lián)網(wǎng)與云計算技術(shù)的綜合智慧消防系統(tǒng)

    摘要:近年來,隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,城市面臨的各類風(fēng)險也快速增多,消防任務(wù)較趨繁重艱巨,城市經(jīng)濟社會發(fā)展面臨的矛盾深刻考驗著各地消防工作管理、消防救援和應(yīng)急指揮能力。實施戰(zhàn)略,打造智慧型消防,強化消防部門職能,加快消防工作管理信息化建設(shè),實現(xiàn)消防工作創(chuàng)新已是我們當(dāng)前刻不容緩的工作。
    關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);智慧消防;C/S;B/S;消防監(jiān)測控制;消防單位
    1前言
    智慧消防是以信息為先導(dǎo),整合、引導(dǎo)和分配消防工作管理的各類資源,使消防工作從定性變?yōu)槎俊⑷嵝宰優(yōu)閯傂?、封閉變?yōu)殚_放、靜態(tài)變?yōu)閯討B(tài)、單一變?yōu)榫C合,從而改變以往消防工作存在處置滯后的現(xiàn)象,形成一個及時發(fā)現(xiàn)問題、及時解決問題的良性管理機制。    
    智慧消防提高消防監(jiān)督工作的管理水平,提升了現(xiàn)代城市的消防救援的能力,對消防工作的信息化及發(fā)展具有重要意義。因此,**對智慧消防開展了一系列的深入研究工作。
    目前我國城市中的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)大部分還處于各建筑物獨立報警階段,沒有統(tǒng)一的消防管理,無法完成城市消防設(shè)備管理、消防報警管理、防范管理及消防值班人員管理等集成化功能,消防報警設(shè)施和滅火救援設(shè)施的當(dāng)前狀態(tài)無法及時知曉,火災(zāi)發(fā)生時無法啟動滅火救援的功能。
    因此,要實現(xiàn)綜合智慧消防需要構(gòu)建一個有效的消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。系統(tǒng)可采用消防自動報警系統(tǒng)已有的各種感知設(shè)備、視頻采集設(shè)備等,將感知和采集到的大量現(xiàn)場信息借助消防物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)较乐笓],將過去封閉的、功能單一的火災(zāi)報警系統(tǒng)改造為網(wǎng)絡(luò)化、智能化的跨區(qū)域火災(zāi)報警綜合管理平臺,提高消防管理工作效率,量化消防檢測工作內(nèi)容,提高消防設(shè)施巡檢達到率覆蓋,充分利用視頻檢測功能實現(xiàn)值班人員離崗檢測和消防車道占用檢測。
    物聯(lián)網(wǎng)、云計算技術(shù)結(jié)合移動通信技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù),拓展了消防管理工作,可形成"防消一體’’與"物聯(lián)服務(wù)”相結(jié)合的消防服務(wù),可在滅火救援、消防設(shè)施維保、*監(jiān)督、火災(zāi)預(yù)警等方面發(fā)揮重要作用。
    云計算的理念和思想應(yīng)用于智慧消防,可以實現(xiàn)海量信息和消防應(yīng)急數(shù)據(jù)資源的充分整合,對于實現(xiàn)消防風(fēng)險防控、救援、輔助決策等應(yīng)急指揮具有重大實際意義。在云計算應(yīng)用于消防信息化方面,國內(nèi)學(xué)者做了許多研究應(yīng)用工作。傅永財提出了基于云計算設(shè)計全國消防信息系統(tǒng)框架,參見文獻[2]。丁祥郭提出了一種基于云計算的消防通信指揮信息系統(tǒng),參見文獻[4]。
    2系統(tǒng)設(shè)計
    2.1 設(shè)計思想
    基于上述思想,我們設(shè)計的系統(tǒng)以消防物聯(lián)網(wǎng)綜合管理平臺為**,將火災(zāi)報警、消防聯(lián)動、電氣火災(zāi)、消防設(shè)備電源、氣體滅火、可燃氣體探測、*門監(jiān)控、消防應(yīng)急照明和疏散指示、視頻監(jiān)控、電子巡較等消防和安防子系統(tǒng)以及智能分析技術(shù)深度融合,實現(xiàn)對各子系統(tǒng)的集成與綜合管理。
    綜合管理系統(tǒng)不但可以提供設(shè)備管理、存儲管理等基礎(chǔ)設(shè)備管控功能,還可以通過架構(gòu)優(yōu)化提高系統(tǒng)的整體效能,使平臺對各個智能化子系統(tǒng)的管理較加靈活。各個智能化子系統(tǒng)的統(tǒng)一管理與管理部門之間權(quán)責(zé)界定也實現(xiàn)了**的統(tǒng)一。系統(tǒng)也可共享已建成的圖像綜合管理平臺、119接處警系統(tǒng)、滅火救援指揮系統(tǒng)、滅火救援業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)等資源。
    采用國家相關(guān)部門強制認證的消防報警檢測設(shè)備和技術(shù),對建筑物內(nèi)各重要部位進行早期火災(zāi)報警,并對消防水系統(tǒng)進行實時監(jiān)控,確保水系統(tǒng)正常工作,在滅火階段控制建筑物內(nèi)的公共設(shè)備和**滅火設(shè)備,有效地實施救人、滅火,達到減少損失的目的。
    2.2 設(shè)計原則
    (1)可靠性原則:系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備選型、調(diào)試、安裝等環(huán)節(jié)都嚴格執(zhí)行國家、行業(yè)的有關(guān)標準及公安部門有關(guān)技術(shù)防范的要求,貫徹質(zhì)量條例,保證系統(tǒng)的可靠性。
    (2)友好性原則:系統(tǒng)需要具有更多的人性化功能的體現(xiàn),使管理者和使用者能夠及時掌握設(shè)備的動態(tài)、方便地完成操作。
    (3)集成可擴展性原則:系統(tǒng)能**各部分的**集成,完成動作。充分考慮整體智能系統(tǒng)所涉及的各個子系統(tǒng)的信息共享,確保智能系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的**性、合理性、可擴展性和兼容性。
    (4)標準模塊化原則:嚴格按照國家和地區(qū)有關(guān)標準進行系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備配置,將各子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化和標準化。
    (5)合理性原則:設(shè)備選型和系統(tǒng)設(shè)計要具有技術(shù)上的**性、可行性和實用性,達到功能與經(jīng)濟相統(tǒng)一的優(yōu)化設(shè)計。
    2.3 系統(tǒng)總體方案
    本系統(tǒng)按照物聯(lián)網(wǎng)四層結(jié)構(gòu)進行建設(shè),分為感知層、傳輸層、服務(wù)層、應(yīng)用層,如圖1所示。以消防單位中的各類傳感器系統(tǒng)為感知對象,傳輸采集數(shù)據(jù)至企業(yè)數(shù)據(jù),利用數(shù)據(jù)采集、通信、Web等一系列服務(wù)系統(tǒng)對外提供服務(wù)。采用分級模式進行管理,適合總部、地市、消防控制室各級管理應(yīng)用,采用C/S與B/S相融合的系統(tǒng)架構(gòu),實時采集監(jiān)控單位內(nèi)各類感知設(shè)備的運行狀態(tài)。
    (1)感知層:通過感知識別技術(shù)自動采集消防系統(tǒng)中各類數(shù)據(jù)信息,主要為消防報警各類傳感器網(wǎng)絡(luò)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、無線探測器。
    (2)傳輸層:將感知層獲取到的信息傳遞到服務(wù)層,這些數(shù)據(jù)可以通過移動通信網(wǎng)、TCP/IP**網(wǎng)絡(luò)或公共寬帶網(wǎng)絡(luò)、公用電話網(wǎng)(PSTN)、虛擬專網(wǎng)(*),以及多種方式單獨或混合組網(wǎng)。
    (3)服務(wù)層:處理傳輸層傳遞的數(shù)據(jù)信息,并對外部用戶提供應(yīng)用服務(wù),服務(wù)層在結(jié)合云計算的技術(shù)后為用戶提供較加便捷的云端服務(wù)。
    (4)應(yīng)用層:作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與消防行業(yè)專業(yè)技術(shù)的深度融合,結(jié)合行業(yè)需求實現(xiàn)了消防行業(yè)的智能化,消防物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層利用分析處理后的感知數(shù)據(jù),為用戶提供豐富的特定服務(wù)。
    3系統(tǒng)組成
    3.1 消防監(jiān)測控制系統(tǒng)
    消防監(jiān)測控制系統(tǒng)將建筑的消防功能進行物聯(lián),可以獲取消防設(shè)施狀態(tài)信息和相關(guān)信息,實現(xiàn)信息共享。系統(tǒng)為提高整個社會火災(zāi)防控能力、應(yīng)急處置能力提供基礎(chǔ)性支持與**,是實現(xiàn)智慧消防的一步。消防監(jiān)測控制系統(tǒng)主要由以下各子系統(tǒng)組成:火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)備電源狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)、氣體滅火控制系統(tǒng)、可燃氣體探測報警系統(tǒng)、*門監(jiān)控系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
    3.2 社區(qū)消防智能聯(lián)動系統(tǒng)
    面對日趨嚴峻的高層住宅*防災(zāi)問題,基于Wi-Fi的全無線解決方案,包括了獨立式可燃氣體探測器、獨立式光電感煙火災(zāi)報警器、門磁開關(guān)等在內(nèi)的多門類產(chǎn)品。通過權(quán)限設(shè)置可以完成在特定區(qū)域內(nèi)的統(tǒng)一管理和監(jiān)測,為家庭用戶提供**的同時,也為小區(qū)物業(yè)、消防支隊等上層用戶提供了實時監(jiān)管和數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。
    3.3 應(yīng)急指揮系統(tǒng)
    應(yīng)急指揮系統(tǒng)是基于公有云或私有云平臺的全IP構(gòu)架系統(tǒng),與4G、有線網(wǎng)以及各類專網(wǎng)技術(shù)融合后可輕松完成大范圍內(nèi)不同人員統(tǒng)一通信指揮,實現(xiàn)全員協(xié)同通信、實時視頻指揮、資源GIS管控和圖形化任務(wù)交互。系統(tǒng)具有良好的兼容性、實用性、安全性和可靠性,在異地異網(wǎng)情況下實現(xiàn)全部功能的統(tǒng)一部署和管理。系統(tǒng)實現(xiàn)了平戰(zhàn)結(jié)合,為應(yīng)急指揮提供了廣泛的通信能力、豐富的基礎(chǔ)決策信息和執(zhí)行手段。
    系統(tǒng)可以兼容和利用各類通信手段和設(shè)備,在有線和無線上將語音調(diào)度、視頻監(jiān)控、數(shù)字廣播、多媒體信息、GIS調(diào)度功能融為_體,使得指揮調(diào)度變得簡單。系統(tǒng)支持各類業(yè)務(wù)的無縫對接,實現(xiàn)了業(yè)務(wù)的移動化、實時化和交互化,實現(xiàn)以應(yīng)急業(yè)務(wù)為**的智能調(diào)度。可完成應(yīng)急預(yù)案、值班管理、任務(wù)派發(fā)、執(zhí)行狀態(tài)交互、進度管控、業(yè)務(wù)查詢、數(shù)據(jù)錄入、統(tǒng)計分析等功能
    3.4 地理信息服務(wù)平臺
    地理信息服務(wù)平臺主要是圍繞指揮的日常業(yè)務(wù)工作,結(jié)合移動終端應(yīng)用,實時監(jiān)測警力和警情狀態(tài)信息,從實戰(zhàn)角度出發(fā),以提升指揮常規(guī)警情處置效率和應(yīng)急處突響應(yīng)能力為目標,構(gòu)建可視化、扁平化、點對點的指揮調(diào)度平臺。平臺由桌面端、Web端、移動端三端平臺構(gòu)建,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫聯(lián)動,主要包含:可視化管理、視頻應(yīng)用管理、常態(tài)警情快速處置、重大警情指揮調(diào)度、應(yīng)急預(yù)案系統(tǒng)、研判系統(tǒng)、移動接處警應(yīng)用、巡較檢查等應(yīng)用。
    平臺從實戰(zhàn)出發(fā),結(jié)合指揮的常態(tài)指揮流程和應(yīng)急處置流程,與移動端結(jié)合提供扁平化的指揮調(diào)度。分常態(tài)、戰(zhàn)時兩種狀態(tài)分別建立配套指揮模式與工具,打造上下貫通、協(xié)調(diào)聯(lián)動、反應(yīng)靈敏的實戰(zhàn)指揮架構(gòu)。
    3.5 室外消火栓信息管理平臺
    目前,**消防栓存在著諸多問題。消防栓的安裝位置點多面廣,日常管理成本高,效率低,且對消防栓的內(nèi)部情況無法實時掌握。
    室外消火栓信息管理平臺由信號采集模塊、傳輸臺、水務(wù)指揮平臺和消防移動客戶端四部分構(gòu)成。運用了GPS、GSM和GIS(即地理信息系統(tǒng)是以采集、存儲、管理、分析、描述和應(yīng)用整個或部分地球表面與空間和地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng))三種現(xiàn)代**融合起來,形成一個實用化的專門的水務(wù)、消防物聯(lián)網(wǎng),從而實現(xiàn)科學(xué)水務(wù)、消防實時的智能化管理。平臺結(jié)構(gòu)如圖3所示。
    系統(tǒng)內(nèi)嵌微動監(jiān)測模塊,可實時感應(yīng)消防栓及水壓變化;內(nèi)置防盜、防撞監(jiān)測模塊,及時報警通知維護人員;集成GIS技術(shù),鎖定消防栓位置;采用RFID識別技術(shù),有效識別操作人員身份;支持數(shù)據(jù)訪問,數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定、快速。
    4云計算服務(wù)架構(gòu)
    云計算技術(shù)是消防基礎(chǔ)信息化建設(shè)體系的重要組成部分,實現(xiàn)了計算機應(yīng)用技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)的有效融合,有利于進行消防信息化計算任務(wù)的合理性分配,有利于增強消防信息化建設(shè)的綜合效益。
    本系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,引入云計算技術(shù)構(gòu)建云計算服務(wù),實現(xiàn)了對系統(tǒng)資源的調(diào)度與管理,消防數(shù)據(jù)的海量數(shù)據(jù)存儲、高可擴展性和高可靠性,向各層次用戶提供消防相關(guān)的云服務(wù)。系統(tǒng)充分利用了云計算的良好特性,采用分層思想實現(xiàn)了消防大數(shù)據(jù)存儲、決策服務(wù)和智能分析計算等服務(wù),形成了一個完整的智慧消防云計算服務(wù)體系。服務(wù)架構(gòu)如圖4所示。
    云計算采用分布式計算、并行計算、網(wǎng)絡(luò)存儲、計算機虛擬化的技術(shù),搭建物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)服務(wù),通過建立探測器老化污染程度、系統(tǒng)健康程度等模型,提高系統(tǒng)的智能判斷和智能分析能力,為用戶提供報警服務(wù)、Web服務(wù)、視頻服務(wù)、短信服務(wù)、GIS服務(wù)、檢測值分析、移動終端服務(wù)等。
    終端采用Web瘦客戶端通過瀏覽器進行各類維護監(jiān)督活動,移動端采用主流的APP客戶端方式,功能涵蓋報警及狀態(tài)顯示、資料備份查詢、電子地圖、聯(lián)動控制、泵房狀態(tài)、遠程編程、故障預(yù)測、趨勢分析、短信報警、視頻聯(lián)動、監(jiān)督檢查、戶籍化管理,Web端系統(tǒng)。
    5安科瑞智慧消防監(jiān)控云平臺介紹與選型
    5.1平臺簡介
    安科瑞智慧消防綜合管理云平臺基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等現(xiàn)代信息技術(shù),將分散的火災(zāi)自動報警設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設(shè)備連接形成網(wǎng)絡(luò),并對這些設(shè)備的狀態(tài)進行智能化感知、識別、定位,實時動態(tài)采集消防信息,通過云平臺進行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析,幫助實現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實多元責(zé)任監(jiān)管等目標。填補了原先針對“九小場所”和?;飞a(chǎn)企業(yè)無法有效監(jiān)控的空白,適應(yīng)于所有公建和民建,實現(xiàn)了無人化值守智慧消防,實現(xiàn)智慧消防“自動化”、“智能化”、“系統(tǒng)化”、用電管理“精細化”的實際需求。
    從火災(zāi)預(yù)防,到火情報警,再到控制聯(lián)動,在統(tǒng)一的系統(tǒng)大平臺內(nèi)運行,用戶、安保人員、監(jiān)管單位都能夠通過平臺直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設(shè)備和傳感器的運行狀況,并能夠在出現(xiàn)細節(jié)隱患、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下,在幾秒時間內(nèi),相關(guān)報警和事件信息通過手機短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段,就迅速能夠迅速通知到達相關(guān)人員。同時,通過自動消防滅火控制裝置啟動自動滅火設(shè)備和消防聯(lián)動控制設(shè)備,有效解決用電單位電氣線纜老舊,小微企業(yè)無專業(yè)電工、肉眼無法直觀系統(tǒng)即時排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難等難題,及時排除安全隱患,安科瑞智慧消防監(jiān)控云平臺結(jié)構(gòu)如下圖所示:
    5.2 平臺功能
    平臺登陸
    用戶登錄成功之后進入首頁,如圖所示。主要展示的內(nèi)容有:項目概況、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備分類、設(shè)備報警信息、報警分類、報警統(tǒng)計、設(shè)備臺賬信息等。其中百度地圖可以選配成BIM建筑模型,任何傳感器報警時可以在BIM模型中預(yù)警顯示。 
    實時監(jiān)控
    智慧用電子系統(tǒng)可接入電氣火災(zāi)、故障電弧、電氣火災(zāi)主機、滅弧式保護器探測和母排無線測溫探測等等各類子系統(tǒng),實現(xiàn)對相關(guān)消防系統(tǒng)設(shè)備的信息實時監(jiān)控,一且發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)劇**過風(fēng)險閾值,APP、電話報警統(tǒng)統(tǒng)上陣,通過設(shè)備的標簽、地理位置定位,快速通知,快速處置
    隱患管理
    隱患管理包括隱患巡查、隱患處理、和隱患記錄,隱患巡查的目的是為了系統(tǒng)在產(chǎn)生報警或隱患后,系統(tǒng)可以針對工程人員派發(fā)工單,處理完以后工程人員能夠在系統(tǒng)中填寫相關(guān)工單任務(wù)記錄,以供歷史查詢。隱患統(tǒng)計支持對項目進行日、月、季、年的維度查詢,并能夠自定義時間查詢,將項目下隱患以曲線,圖表的形式展現(xiàn)        
    統(tǒng)計分析
    統(tǒng)計分析包括數(shù)據(jù)匯總和分析報告,數(shù)據(jù)匯總以曲線和表格形式顯示各個月份的報警和故障記錄,同時顯示控制日志,支持按照控制類和參數(shù)設(shè)置類分別顯示,也可以按照操作是否成功分別顯示,包括此次控制的操作情況,項目名稱,設(shè)備信息以及對應(yīng)的操作時間等;分析報告包括總體概況和設(shè)備回路特征分析。
    運維管理
    根據(jù)運維調(diào)度管理的需要,智能調(diào)度技術(shù)人員可以分為不同角色,系統(tǒng)支持*巡檢計劃和巡檢日歷,可支持巡檢人員使用手機NFC芯片巡檢打卡的功能。
    手機APP功能
    手機APP軟件具有IOS版本和安卓版本,并與電腦終端系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步,能展示剩余電流、溫度、電壓、電流等電氣安全參數(shù)的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線、歷史數(shù)據(jù)與變化曲線;短路、斷線、漏電、**溫、過壓、欠壓、過流等電氣故障實時報警數(shù)據(jù)等;能實時顯示項目地理位置、未排除隱患數(shù)、未處理巡檢數(shù)等;通過APP消息推送的方式提醒用戶實時報警信息;可以實現(xiàn)遠程復(fù)位、遠程分閘功能;可以對所有現(xiàn)場探測器進行遠程參數(shù)設(shè)定及修改;可以對所有現(xiàn)場探測器的遠程控制記錄進行查詢;
    5.3產(chǎn)品選型
    電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器
    6結(jié)論
    智慧消防是我國社會發(fā)展對消防工作的實際需求。本文從物聯(lián)網(wǎng)和云計算的技術(shù)層面對傳統(tǒng)消防監(jiān)管系統(tǒng)進行了設(shè)計,提出了基于物聯(lián)網(wǎng)和云計算的綜合智慧消防系統(tǒng),系統(tǒng)分為感知層、傳輸層、服務(wù)層、應(yīng)用層四層。物聯(lián)網(wǎng)和云計算中心構(gòu)成了這一系統(tǒng)的**部分。該系統(tǒng)以消防單位中的各類傳感器系統(tǒng)為感知對象,利用一系列服務(wù)系統(tǒng)對外提供云計算服務(wù),適合總部、地市、消防控制室各級管理應(yīng)用,系統(tǒng)實現(xiàn)了各項信息的快速采集、處理以及共享發(fā)布,為用戶提供了可靠的云計算消防管理服務(wù),提高了社會各部門消防管理工作的效率和質(zhì)量。
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    安科瑞電氣股份有限公司專注于數(shù)據(jù)中心能耗管理,智慧能源綜合服務(wù)平臺,數(shù)據(jù)中心智能配電,能源管理系統(tǒng)等

  • 詞條

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