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云計算背景下的智慧消防建設(shè)與發(fā)展

更新時間：2020-10-29

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霍麗麗

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：文章主要介紹基于云計算的大背景下，將云計算與消防相結(jié)合，衍生出的智慧消防體系，該體系的特點就是將以往的被動救援轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃臃烙�，保障人民的人身和財產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：云計算；智慧消防；建設(shè)

0 引言

近年來，由于發(fā)生火災(zāi)造成的死亡人數(shù)和經(jīng)濟(jì)損失不斷增加，傳統(tǒng)的消防手段無論從輻射面積還是從救援效果來說，都已經(jīng)無法滿足需求。迫切需要一種新的消防體系。與此同時，伴隨互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)的興起，將上述新技術(shù)與消防相結(jié)合，便誕生出了智慧消防的概念。智慧消防不是科技與消防工作的簡單相加，而是有機(jī)結(jié)合，將其他技術(shù)中的特性通過智慧消防體系整合到消防工作中來，從而滿足日益嚴(yán)峻的消防需求。

1 發(fā)展智慧消防的必要性

1.1 傳統(tǒng)的消防手段介紹

通常來說，傳統(tǒng)的消防模式主要秉承“以人為本”的原則，主要采用“人防+物防”的手段來進(jìn)行火災(zāi)的防治。所謂“人防” 主要指專業(yè)的消防隊伍，比如受過專業(yè)訓(xùn)練的消防隊隊員；所謂“物防”，主要是指各種消防器材，常用的就是滅火器、消防栓、消防車、感煙報警器、雨淋噴頭、沙袋、應(yīng)急照明燈、防火毯、防毒面具等等，我國《消防法》對于消防器材的生產(chǎn)和使用都有著明確的規(guī)定。

1.2 傳統(tǒng)消防手段的局限性分析

首先，傳統(tǒng)的消防手段反應(yīng)時間偏慢。從消防隊從接到火警開始到趕到火場的時間，通常為 10 至 15 分鐘，跟大火的燃燒速度比起來，還是不夠快。舉個例子，一間放置價值一千萬海綿墊子的倉庫，在不采取任何防火措施的情況下，從著火到全部燒完，時間不超過 5 分鐘；而在大火產(chǎn)生的濃煙中，人吸上兩三口氣就會失去知覺，呼吸 13 分鐘就會導(dǎo)致死亡。因此迫切需要更快的消防手段。其次，傳統(tǒng)的消防手段滅火成本過高。傳統(tǒng)的滅火手段都受有效期制約，定期需要更換，因此成本較高。以干粉滅火器為例，50 公斤標(biāo)準(zhǔn)的推車式干粉滅火器市場價 600 元左右，購買有效期兩年，兩年之后需要每年做一次年檢，然后重新灌粉測壓力，瓶內(nèi)過期的干粉只能作為廢棄物被丟掉，無形中也造成了成本浪費。每年由于保質(zhì)期到期造成的滅火器內(nèi)物質(zhì)浪費的金額巨大。

傳統(tǒng)的消防手段大都以被動防御為主。傳統(tǒng)的消防流程都是“發(fā)現(xiàn)火災(zāi)報火警滅火”或者“發(fā)現(xiàn)火災(zāi)滅火”，無論哪種流程都是在發(fā)生火災(zāi)之后的被動防御，這也是世界各國火災(zāi)損失一直居高不下的主要原因，因此迫切需要一種主動的消防手段，能夠在火災(zāi)發(fā)生前模擬火災(zāi)的發(fā)生情況，從而在火災(zāi)發(fā)生前及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)危險源，未雨綢繆，降低火災(zāi)發(fā)生的可能性。

1.3 發(fā)展智慧消防的必要性分析

基于以上分析，傳統(tǒng)消防手段已經(jīng)滿足不了現(xiàn)在的需求，需要一種更智能更主動更有效的消防手段來滿足需求，同時伴隨云計算技術(shù)的大面積應(yīng)用，智慧消防的概念便營運而生了。

2 智慧消防概述

2.1 云計算的概念和特點

云計算（cloudcomputing），指的是通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（“云”）將巨大的數(shù)據(jù)計算處理程序分解成無數(shù)個小程序，然后，將這些小程序進(jìn)行并行處理，并將分析這些小程序得到結(jié)果并返回給用戶。具有如下優(yōu)勢與特點：動態(tài)可擴(kuò)展、按需部署、靈活性高、可靠性高、性價比高、可擴(kuò)展性強(qiáng)。

2.2 智慧消防的定義

智慧消防是一個數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)預(yù)警、指揮、優(yōu)化反饋的模塊動態(tài)化過程。

2.3 智慧消防的優(yōu)勢

2017 年 10 月 10 日，當(dāng)時的*發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)“智慧消防”建設(shè)的指導(dǎo)意見》，意見中提出建設(shè)“智慧消防”的任務(wù)和明確工作目標(biāo)。國家部委大力推進(jìn)“智慧” 消防主要是因為智慧消防具有以下優(yōu)勢：

首先，智慧消防有助于新技術(shù)地發(fā)揮新技術(shù)的優(yōu)勢。智慧消防以云計算為基礎(chǔ)，整合了人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)[4]等新興技術(shù)，技術(shù)之間是以信息技術(shù)和算法技術(shù)作為媒介相互關(guān)聯(lián)的，因此不但在技術(shù)上避免了簡單技術(shù)羅列造成的浪費，還能夠發(fā)揮技術(shù)各自的優(yōu)勢。

其次，智慧消防是主動的火災(zāi)防御手段，降低了火災(zāi)發(fā)生的可能性。智慧消防的核心在于利用云計算，將過往的歷史數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成訓(xùn)練集（trainingset）,從而建立自適應(yīng)（自我學(xué)習(xí)）模型，來對未來可能發(fā)展的火災(zāi)進(jìn)行模擬，從而提前預(yù)報的手段，從精度來說，比以往任何一種消防預(yù)測手段都高，因此能夠降低火災(zāi)發(fā)生的可能性。

智慧消防能夠整合消防資源，避免資源浪費。智慧消防是基于云計算中的“算法”這一核心理念的，算法的優(yōu)勢在于消防資源的合理化分配。舉個例子，北京市過去十年電動車火災(zāi)占比占所有火災(zāi)發(fā)生數(shù)量的 1/3，吸煙者比不吸煙者火災(zāi)風(fēng)險高 25 倍，因此通過云計算能夠發(fā)現(xiàn)火災(zāi)發(fā)生的潛在規(guī)律，利用這些規(guī)律能夠更好地整合消防資源，做好消防資源的調(diào)度和分配。

3 云計算背景下的智慧消防建設(shè)

3.1 智慧消防系統(tǒng)建設(shè)背景

通過上述分析，結(jié)合伴隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，城市消防風(fēng)險的不斷上升，城市高層、高層建筑和大型建筑日益增多，建筑消防問題越來越突出。同時消防管理欠缺，消防單位負(fù)責(zé)人消防安全意識淡薄，消防監(jiān)督管理部門人員人數(shù)有限，無法開展消防安全檢查工作。因此需要進(jìn)行云計算背景下的智慧消防建設(shè)。

3.2 智慧消防系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

利用云計算技術(shù)，增強(qiáng)對火災(zāi)的預(yù)測能力，提高救援物資的利用效率[7]、加強(qiáng)對管理活動的監(jiān)控、提升對火災(zāi)的應(yīng)變能力，通過消防信息綜合應(yīng)用系統(tǒng)，達(dá)到整個消防信息資源共享的效果。同時，通過深化火災(zāi)預(yù)防綜合分析、戰(zhàn)斗力評估綜合分析、辦公信息綜合分析、消防事件綜合事件分析等功能，為消防各級*決策和相關(guān)核心業(yè)務(wù)部門、支隊、基層大隊提供消防綜合信息查詢、分析。

3.3 智慧消防系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能

智慧消防系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括一個核心，六大模塊，每部分的含義及功能如下：

首先以云計算為核心。云計算是這個智慧消防系統(tǒng)的核心和大腦，負(fù)責(zé)對火災(zāi)發(fā)生前的模擬和預(yù)警，主要通過現(xiàn)有信息和數(shù)據(jù)，以及計算機(jī)模擬數(shù)據(jù)，對火災(zāi)發(fā)生的可能的地點原因進(jìn)行預(yù)測，幫助人們防患于未然；發(fā)生時對消防資源的調(diào)度和制定滅火方案，提高救援物資的利用效率，減少資源浪費；火災(zāi)結(jié)束后幫助指導(dǎo)災(zāi)后火災(zāi)防范工作，主要通過計算，幫助選擇火災(zāi)風(fēng)險災(zāi)后重建方案。

其次，以六大模塊作為支撐。六大模塊分別是：信息交換和存儲模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊、指揮調(diào)度模塊、模塊、拓展模塊、控制模塊。

信息交換和存儲模塊主要負(fù)責(zé)報警數(shù)據(jù)的接入、調(diào)度信息的傳輸和所有信息的存儲，是各模塊之間的橋梁；物聯(lián)網(wǎng)模塊主要負(fù)責(zé)消防物資、設(shè)備的空間調(diào)配，是消防救援的物理保證；智慧調(diào)度模塊主要負(fù)責(zé)臨場的調(diào)度和遠(yuǎn)程的指揮，有助于使用者從宏觀角度掌控火災(zāi)的救援進(jìn)展；模塊是智慧消防系統(tǒng)自身的，能夠確保系統(tǒng)免于外界的入侵和意外的發(fā)生；拓展模塊主要是為了技術(shù)發(fā)展的需要，便于引進(jìn)能夠提高智慧消防救援效率的新技術(shù)和新方法；控制模塊主要負(fù)責(zé)控制所有的消防設(shè)施，及時準(zhǔn)確地投放消防設(shè)施，并在火災(zāi)發(fā)生時，及時啟動消防設(shè)備，在火災(zāi)結(jié)束后，關(guān)閉消防設(shè)備。

以上一個核心和六大模塊是有機(jī)組成的一個整體，相互地發(fā)揮作用。

3.4 智慧消防系統(tǒng)的工作流程

首先，火災(zāi)預(yù)警的工作流程。云計算根據(jù)變量（比如溫度，吸煙人群分布、火災(zāi)歷史分布等）對火災(zāi)進(jìn)行預(yù)測，然后將預(yù) 測的結(jié)果和應(yīng)對方案經(jīng)信息交換和存儲模塊傳遞給指揮調(diào)度模塊，由指揮調(diào)度模塊發(fā)出指揮調(diào)度命令，在指揮調(diào)度過程中，模塊負(fù)責(zé)守衛(wèi)職能，使系統(tǒng)免于黑客的攻擊和其他風(fēng)險，指揮調(diào)度模塊將指令傳遞給物聯(lián)網(wǎng)模塊，由物聯(lián)網(wǎng)模塊調(diào)度火災(zāi)救援物資，當(dāng)有更好的方案從外界引入時（比如國外的*方案），拓展模塊開始啟動，將國外方案引入智慧消防系統(tǒng)的云計算核心進(jìn)行評估學(xué)習(xí)。

其次，滅火的工作流程。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，云計算核心會迅速計算出滅火方案，信息傳輸和存儲模塊將方案傳遞給控制模塊，再由控制模塊開啟消防設(shè)備將火撲滅。

4 安科瑞智慧消防監(jiān)控云平臺介紹與選型

4.1 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(jìn)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(jìn)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(biāo)。*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(xì)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(xì)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短信、語音、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達(dá)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：

4.2 平臺功能

平臺登陸

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(jī)、滅弧式保護(hù)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)劇超過風(fēng)險閾值，APP、報警統(tǒng)統(tǒng)上陣，通過設(shè)備的標(biāo)簽、地理位置定位，快速通知，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(jìn)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NFC芯片巡檢打卡的功能。

APP功能

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、超溫、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(yuǎn)程復(fù)位、遠(yuǎn)程分閘功能；可以對所有現(xiàn)場探測器進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)定及修改；可以對所有現(xiàn)場探測器的遠(yuǎn)程控制記錄進(jìn)行查詢；

4.3 產(chǎn)品選型

電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器

5 結(jié)束語

智慧消防的出現(xiàn)正是我國消防信息化建設(shè)的縮影[10]，是時代的產(chǎn)物，更體現(xiàn)了我國政府對于消防工作的重視。隨著我國國力的強(qiáng)盛和科技的進(jìn)一步發(fā)展，未來將會有越來越多的智慧消防方案和系統(tǒng)被投入使用，越來越少的火災(zāi)發(fā)生，從而穩(wěn)定社會、造福于民

參考文獻(xiàn)

［1］胡劍飛,丁寧.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧消防中的應(yīng)用研究[J].電子世界.2019(02)

［2］楊玉寶.智慧消防建設(shè)現(xiàn)狀及發(fā)展方向探討[J].消防技術(shù) 與產(chǎn)品信息.2018(10);

［3］楊新星.試論推進(jìn)智慧消防建設(shè)與發(fā)展的策略[J].消防界 (電子版).2018(06);

［4］費芹,梅鵬,吳蒙.智慧消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[J].科技與創(chuàng)新.2018(18);

［5］司戈.瞄準(zhǔn)社會化布局打造立體化消防[J].中國消防.2017 (18);

［6］吳創(chuàng)南.談云計算背景下的智慧消防建設(shè)[J].

［7］安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊 2020.06 版.

作者簡介：霍麗麗,女,安科瑞電氣股份有限公司，主要從事智慧消防監(jiān)控系統(tǒng)