基于NBIOT的城市级智慧消防云平台应用

何群峰

（中国电信股份有限公司泉州分公司 福建省泉州市 362000）

1 项目背景

据统计，全国火灾中有94%发生在三级管理单位（即小微场所、中小企业），其中电气火灾是火灾发生的第一大原因，特别是企业园区的火灾中有56%是因为电气火灾引起。但绝大多数没有安装电气火灾监测、烟感报警装置，是消防监督的重点和难点。在火灾发生后，还可能因为消防设备水压不足导致火灾救险被延误；或因消防设备被擅自拆除、非法迁移、非法盗用，使得监管部门管理被动。泉州市作为我国民营企业工业重镇，辖区范围内有大量的工业企业和商业店铺，面临严峻的火灾隐患形势，泉州市每年的火灾事故数约占全省火灾事故数1/4，有智慧消防建设刚性需求。

针对以上现状，泉州市县两级均已下发相应的建设部署文件，组织开展电气火灾监测设备、智能烟感、电动车智能充电桩等智慧消防建设工作，对相关企业电气火灾监测系统、智慧用电系统等方面的建设提出了要求。

2 智慧消防建设必要性

当前消防安全管理普遍存在以下问题：

2.1 精细化管理不足

党委政府和领导层面对消防安全一贯高度重视，但消防工作压力传递机制不健全，基层自觉性不够高，监管部门常处于“小马拉大车”的困境。

2.2 技术手段建设滞后

消防工作面临的任务压力不断变大。然而消防队伍在力量布局、装备配备、信息化支撑、综合保障等方面与现实需求相比还有一定差距，结合物联网、云计算、大数据能力提升管理不足。

2.3 顶层设计不足

各类应用、厂家，建设模式多样，参差不齐，缺乏统一的平台及规划。

针对以上问题，本文提出了“一体化城市级物联网智慧消防云平台”解决方案。该方案包含有智慧消防综合管理系统以及配套的消防设备，可结合客户的需求按需集成新的消防设备或按需定制开发新的系统功能，可按需输出API 能力接口给第三方平台集成。

3 平台建设思路与方案

3.1 系统架构设计

该解决方案的总体架构主要分感知层、NBIOT 网络传输层、系统层。其中感知层包含有集成传感器及NBIOT 传输模块的电气火灾监测设备、无线烟感和各类智慧消防设备。系统层以SaaS 和PaaS 两种云计算模式互相结合为最终场所用户和第三方应用平台提供服务，可分为接入模块、IotHub 模块（通用设备管理平台、能力开发平台）和应用模块。架构如图1 所示。

3.2 技术方案

平台应用展现方式主要有投影墙、Web 网页和微信公众号等。企业可基于该软件系统实现不同消防设备的管理；电气火灾监测和烟感设备警情的报警、通知、相关管理部门的分级监管和联动；智慧消防设备水压、水流、倾角等方面的监控，火灾出警的路线导航等；人员管理、设备巡检、工单管理等；微信除了有网页版的功能外，还可实现安装、消息通知等方面的功能。

图1：系统架构图

图2：电器火灾检测设备

图3：智能烟感监测

3.2.1 主要实现的功能

该系统主要实现硬件管理（消防设备类型、传感器类型、设备生命周期管理等）、采集数据管理、告警管理（含告警通知、告警派单等）、统计报表、地图展现、分权分域管理、APP 管理。各个模块主要实现的功能：

（1）硬件管理主要实现消防设备类型管理，传感器类型管理，消防设备生命周期管理（生产、出厂、安装使用、故障、废弃等）。

（2）告警管理主要对已激活设备的相关状态进行报警展现。

（3）报表统计主要经过不同维度输出相关统计报表。

（4）用户分权分域管理分为账户管理和代理商管理，主要是设定不同层级的登录账号管理和监控的设备范围。实现设备管理的职能落地、合理授权、层层聚焦。

（5）GIS 地图展现主要实现功能相关消防设备图标、不同颜色的告警图标显示、告警弹屏等。

图4：智能充电桩监测

（6）告警通知主要以信息推送、短信、语音通知等方式实现。（7）微信端的相关管理。

（8）与智慧城市结合通用API 接口提供了电子围栏消防设备管理、小区工厂消防设备管理、故障设备派单闭环管理，后续结合室内和室外消防设备的监控内容再进行功能拓展。

3.2.2 手机微信端实现的功能

主要有以下几个模块：监控设备列表、消息推送、告警信息、定位（地图导航）、账户管理、设备激活二维码扫描等。

3.3 重点子产品功能

3.3.1 电气火灾监测设备

在近两年相关政府单位下发的智慧用电管理要求均有明确说明电气火灾检测的要求，因此电气火灾监测设备的集成是该解决方案的核心。结合相关政策的要求，电气火灾监测设备必须包含有电气火灾监测探测器、漏电传感器、电流传感器、温度传感器，该设备一般安装在配电柜，以实时采集电气线路的剩余电流、导线温度和电流的参数，通过NB-IOT、4G 通信方式把采集的数据参数上传到智慧消防综合管理系统。如图2 所示。

被保护线路中监控装置参数超过报警设定值时，除了现场能发出声光告警外，能实时上传系统后台、微信端，并搭载地图实时推送故障位置。系统后台还可将指定电气监测设备捆绑到指定电气专业人员或责任人的手机，当监测到相关电气参数异常时还可语音、短信通知相关人员及时排查电气火灾隐患，必要时还可通过系统后台或手机端对配电箱实现远程启停或断电功能。将看不见摸不着的电气隐患转换成可视的数据，实时在线监控，大大减少电气火灾发生的机率，将火灾遏制在萌芽阶段。

目前已集成两家本地电气火灾监测设备，可以监测被保护线路中的1 路剩余电流值、4 路温度值、三相电压及三相电流值，可多方位防止电气火灾的发生。

3.3.2 智能烟感设备

智能烟感设备可对初期火灾警情进行监控，当设备发现火情和异常烟雾警情时，第一时间将警情信息通过NB-IoT 网络上报相关人员及时响应。 有效应对火灾初发时期的监管工作，同时可将相关火灾警情信息传送至所要求的监控接警中心。如图3 所示。

3.3.3 智能消防栓或消防闷盖

智能消防栓基于NB-IoT 网络实现水压监测、出水监测、倾斜监测、设备受损监测。当消防设备被启用、遭偷窃、被破坏等情况下，就会触发相应的传感器，通过NB-IOT 传输模块和网络将相关数据传送到智慧消防综合管理系统。

3.3.4 电动车智能充电桩

基于NB-IoT 网络控制充电桩，车主通过APP 或扫描智能插座上二维码给电动车充电；智慧消防综合管理系统能够远程监控电流、电压、温度及充电器异常等，并进行自动断电。可实现过载、短路、漏电保护、断电记忆等功能。如图4 所示。

4 关键创新点

4.1 系统设计关键创新点

（1）平台全开放：平台具有良好的兼容性和拓展性，支持跨厂商设备互联互通，可根据客户实际选型需要灵活对接不同厂商的设备。可赋能更多Saas 化对接服务，降低物联化成本。

（2）能力标准化：支持向第三方平台输出标准能力接口。

（3）功能可拓展：弹性响应需求变更，支持客户个性功能定制扩展，快速促成项目合作。

（4）消防安全的全生命周期管理：可实现物联网设备全生命周期管理；从预防预警、报警响应到分析决策、综合调度，实现事务全流程闭环管理。

（5）技防+人防：通过对各类消防设备状态的实时监控，融合“技防+人防”，多维度、多角色、多状态的及时通知，通过消息推送、短信、语音电话等方式通知相关分级人员，化被动为主动，将场所周期性的被动巡检行为演变为主动的技术运维。建立有效的技术监管手段，推行、固化“网格化、准确化、精细化”的管理理念。

4.2 商务模式创新

（1）平台结合不同的合作对象、合作类型，制定不同的商务合作模式，即可作为一揽子解决方案供应商、也可进行项目型合作。

（2）硬件设备可以由电信提供也可由客户自行采购，平台可一次性买断或收取license 费用或按定制化的功能收费。

4.3 项目运营创新

平台方负责智慧消防系统建设，项目建设完成后交付业主单位进行使用，业主单位下发管理子账号给所辖单位进行责任制管理，业主单位负责监督所辖单位落实建筑消防设施可用性维护及告警排查消除工作，由责任单位负责消防设施具体维护和隐患排查整治工作。

5 项目成效

泉州石狮市鸿山镇在全省乡镇率先应用了“智慧消防云平台”，运用“1+N+3”模式实现企业消防安全全天候、全方位、智能化管控，取得了明显成效，截止目前鸿山智慧消防平台已上线企业71 家，安装烟感556 路，智慧用电67 路，预警音箱30 路，天翼看家监控77 路，智慧电动自行车充电桩30 部。

自平台运行以来，通过企业、镇政府、监管部门三级联动，立体监管，已督促企业消防划线标识15 家、危化品仓库改造2 家、有限空间作业标识10 家。同时，就发现的隐患问题约谈企业6 家、督办1 家，并有38 家企业正积极推进精华版6S 管理的“三清”（移清楚、整清楚、扫清楚）工作，有效消除消防隐患。平台项目目前已经在泉州市4 个乡镇/街道进行了推广，未来仍将结合智慧消防新的发展需求不断优化完善。

6 结语

智慧消防云平台具有广阔的应用前景，带来监管模式的巨大变革。当前智慧消防尚处于发展阶段，未来平台势必朝着更开放、更安全、更智慧的方向发展。基于平台将不断适配应用场景及管理需求，逐级汇聚一体化消防业务信息系统等数据，关联作战对象的地理位置、概况、结构、消防设施等各类信息，为远程监管及应急提供大数据立体式支撑，打造城市智慧消防“升级版”未来可期。