基于物联网技术的消防安全管理创新实践

王培平 陈朝阳 管佳林 尚文权 广龙

(1.东莞新能德科技有限公司 广东东莞 523443； 2.东莞新能源科技有限公司 广东东莞 523808)

0 引言

消防安全管理是企业安全生产管理的重要组成部分，特别是对于石油化工、精细化工、工业涂装、大型物流仓储等高火灾风险行业企业，火灾防控是实现企业安全生产的核心命题之一[1-5]。然而企业在火灾防控方面却面临着两种窘况，一方面是没有充分利用消防设施的功能，经常性将消防设施当作建筑厂房的一次性配件，缺乏实战性的演练操作，使用率低；另一方面，苦于缺乏有效的管理手段，在火警事件发生时才发现消防设施故障或失效，造成灭火时机延误，火灾损失加大[6]。如何充分发挥消防系统的功能并保障其长期有效性，是消防安全管理创新实践的重要课题。

火灾防控最重要的基础性工作就是保障消防系统的有效性，主要包括火灾自动报警系统、消防供水设施和消防联动感应系统。如何及时掌握火灾探测装置、消防供水设施、消防联动主机的状态及早期火警信号，是进行有效消防安全监视管理的核心问题，也是当前消防安全管理中的难点[7]。

当前，物联网、智能手机已经全面普及，已融入到生产、生活的各个方面[8]。为了实现消防安全管理人员对企业火灾自动报警系统、消防供水设施、消防联动感应系统和日常管理工作的实时监控，创新性采用了一套基于物联网的消防监视软件系统，一方面，该软件系统可将企业供水设施水压信号转换为智能手机可以识别的信息，将消防水压不足、消防水泵启闭等重要信号实时传送至消防安全管理人员的智能手机，同时在火灾自动报警系统主机安装信号收发装置，收发信号通过云平台传送至远端处理器进行解译处理，解译出报警系统的信号类型和内容，并实时推送至消防安全管理人员的智能手机；另一方面，将防火巡查、消防维保、安全培训、消防演习等日常消防管理工作通过近距离无线感应或网络传输方式，推送至消防安全管理人员的智能手机。通过这两种监视管理方法，便实现对企业消防设施状态信息的及时、全天候获取。

1 基于物联网的消防监视系统介绍

消防监视系统是利用仪器仪表温度、压力、液位、位置等通讯或诊断传感器将原先需经在线监控或现场巡查方能得知的信息通过物联网模块功能转化为可离线远程监视的信息，物联网模块由消防设施系统端口、智能手机软件系统端口及连接二者的云平台网络组成[8-10]，它是消防监视系统的纽带，可将现场消防设施的信息通过传感器转化传输至电脑或者手机APP平台，从而达到远程监视的目的。

东莞新能源科技有限公司(ATL)和东莞新能德科技有限公司(NVT)结合现代物联网技术原理，针对消防设施系统和日常管理工作的模块内容开展了一系列的科研工作，包括传感器安装、信号采集、信号转换、软件开发以及量程精度和不同地理位置对信号传输的影响，同时对软件嵌入智能手机的硬件系统及配置要求进行了广泛内测，最终成功开发出一套消防监视软件系统，主要包括输入功能和输出指标，如表1所示。同时该软件系统也嵌入了日常管理工作的监视模块，主要包括防火巡查、消防维保、消防安全培训和灭火救援演练，如表2所示。

表1 基于物联网的消防系统功能介绍

表2 基于物联网的消防系统嵌入功能

2 消防设施安全管理创新实践

2.1 火灾自动报警系统实时监控

在消防自动报警系统主机安装信号收发装置，获取火灾自动报警系统的收发信号[11]。收发信号通过云平台传送远端处理器进行解译处理，解译出报警系统的信号类型和内容以及对应的探测点、手动报警按钮、模块点位信息，并实时推送至消防安全管理人员的智能手机。

公司高管和主要消防安全管理人员通过授权，可全天候24 h远程获取消防系统实时信息和消防安全管理工作状态，包括消防系统故障告警、火灾自动报警以及发生点位。如果发生火警事件，便即时启动消防应急响应，及时扑灭初期火灾，排障恢复。火灾自动报警系统发出的报警信号、故障信号支持智能手机APP、微信平台和网络管理平台3种方式推送给消防安全管理人员，如图1所示。

(a)智能手机APP模式 (b)微信资讯模式 (c)电脑网络平台模式图1 基于物联网的火灾自动报警系统实时监控报警方式

同时，鉴于多数企业火灾自动报警系统存在误报警的情况，为了确保对于重点部位火警的100%第一时间确认，将火灾重点部位的探测器点位描述信息进行分类标识，划分为有人值守区域和无人值守区域，对于无人值守区域内探测器报警信号，采用更高等级的响应措施，实现分级响应，优化消防应急管理。

2.2 消防供水设施实时监控

消防供水设施是消防设施的核心，其中消防供水水压是衡量消防供水设施有效性的主要指标之一。为了让消防安全管理人员实时掌握企业消防供水水压状态，在消防水泵房出水段消防管网安装压力传感器和信号转换装置，将管网水压力信号转换为智能手机可以识别的GSM信号。一旦出水管网压力小于设定压力值，如0.35 MPa，信号收发装置将向智能手机发送报警信息，提醒消防安全管理人员，消防安全管理人员可以及时巡查。同时，在消防水泵房内将消防水池的水位监测信息和消防泵的启闭信号转换为智能手机可以识别的GSM信号，例如设定消防水位低于2.1 m或水温高于36 ℃或消防水泵启动时，信号收发装置将向智能手机发送报警信息，提醒消防安全管理人员及时勘查，保障消防供水系统的有效性。监控的信息主要包括消防水池的液位、水温曲线，消防喷淋末端的水压和水温曲线，如图2所示。预警的方式主要是通过降低消防管网、消防栓、喷淋末端和最不利点的压力、水温极值，预警值一般比极值小1～2个楼层压降或者1栋楼横向布置的消防管网摩阻。

(a)液位及水压

(b)水温图2 消防供水设施液位、水压和水温监控预警信息

2.3 现场防火巡查实时监控

企业高管和主要消防安全管理人员最关心的是消防系统是否是可靠的，通过以上两种实时监控方式就可以获取及时有用的信息。这些信息可以证明消防系统是可靠的或者是不可靠的，不可靠的信息来自于报警和预警信息，但这些信息应该不出现或者尽可能少出现才是最好的[12-13]，也就是要能保证消防设施长期有效，那么日常的消防维保和防火巡查就显得极其重要。现场防火巡查的内容一般包括消防设备设施、生产设备设施、危化品、仓库以及其他火灾风险高的区域。

ATL和NVT根据公司火灾风险等级，优先根据高风险区域设施防火巡查点，每个巡查点均设置有SIM卡。由公司专职安全员和车间兼职安全员进行现场防火巡查，确认现场安全状态，并在指定的防火巡查点通过智能手机近距离无线感应，再用云平台将信号传输至消防监视平台，这样公司领导层便同样可以通过智能手机APP清楚知道工厂各重点隐患区域的安全状态、消防设施在线率以及是否存在漏查，如图3、图4所示。另一方面，一旦现场出现发生火灾，便可通过SIM浮点图识别发生火灾的防火巡查点，便于消防安全组织领导快速指挥，开展灭火救援工作。

图3 智能APP查询消防设施在线率

图4 现场防火巡查近距离无线感应

3 创新实践效果分析

建筑消防设施智能化是今后消防设施的发展趋势，而有建筑消防设施的物联网改造也是今后消防安全管理的重要方向。作者基于消防系统安全监视管理的理念，利用已开发的物联网消防监视软件系统，将其成功应用到了ATL和NVT公司生产安全管理中，取得了良好的实践效果，很大程度地提升了企业消防设施的安全管理效率，多方位监视途径确保消防设施的长期有效性。

(1)采用基于物联网监视系统的火灾自动报警实时监控系统，全天候实时掌握企业火灾自动报警系统的运行情况，多个消防安全管理人员能够及时获取火警和故障等信息，同时实现消防维保情况的100%监控。

(2)采用基于物联网监视系统的消防供水设施实时监控系统，全天候实时掌握企业消防供水系统的液位、水压和水温信息，能100%确保水压满足消防灭火设施供水要求和初期火情时灭火水量要求。

(3)采用基于物联网监视系统的现场防火巡查实时监控系统，全天候实时掌握企业消防设施及火灾高风险区域的安全状态，及时发现和消除火灾隐患，确保100%消防设施能及时维保并长期有效。

(4)采用消防监视系统网络平台，实时上传消防维保、安全培训和消防演习记录，及时掌握企业消防安全管理制度执行情况，能有效提升全员安全生产意识和灭火技能。

此外，将火灾重点部位的探测器进行分类标识，划分为有人值守区域和无人值守区域，对于无人值守区域内探测器报警信号，采用更高等级的响应措施，如电气火灾极早期探测报警装置、实时在线视频监控，实现分级响应，优化消防应急管理。

4 结语

通过采用基于物联网监视系统的消防安全管理方法，将企业火灾自动报警系统、消防供水设施和防火巡查的状态信息实时传递给企业消防管理人员的智能手机，有效保障了企业消防供水系统的有效性，消防安全管理人员能够全天候实时掌握重点区域的火警信号以及火警处理反馈信号，极大程度降低企业火灾风险。基于智能手机的消防管理方法，已在ATL和NVT公司获得成功应用，取得了良好的应用效果。为此，积极采用信息化、互联网、物联网等技术是实现企业消防安全科学高效管理的必由之路。