物联网技术在灭火救援通信保障中的应用

舟山消防救援支队 陈建君

物联网是发源于互联网的一种新信息技术，其自身具有明显的技术特征和完整的技术架构，并形成了相对成熟的应用模式，伴随通讯网络和信息技术的发展，中国物联网很快将进入高速发展期间，对各行各业的渗透越来越深发展前景十分广阔物联网在消防队伍救援侦察监测、修建消防设施远程监控、装备物资配备和人员管理等方面的应用，将大幅度提高消防救援队伍各项业务的发展水平，为消防工作的发展带来革命性改变。

现如今，随着社会经济科技的迅速发展，消防工作一直是人们关注和研究的话题。火灾发生往往会造成重大人员伤亡、财产损失与环境污染等问题，给人民群众带来巨大压力甚至威胁到生命安全。灭火救援通信保障系统作为一种有效手段能够快速准确地将危险情况传递出去，以最大限度减少灾害所产生的危害程度及经济损失，这对于提高人们生活质量和社会经济发展具有重要意义。人民生活水平不断提高，人们对各种场所、各类物品都有了更高层次的要求，在这种情况下火灾报警器和消防人员迅速成为重要力量。而我国现阶段所使用的是传统有线电话技术，由于其通信线路短且不稳定等问题严重影响着灭火救援工作效率与质量，同时因为受到布线困难以及后期维护成本高等因素制约，因此对物联网技术在灭火救援通信保障中的应用进行分析和探讨。

1 物联网技术概述

所谓的物联网技术是指通过互联网、无线通信网和射频识别系统等，利用网络设备连接，实现对物品信息进行采集，并利用智能化工具来完成远程监控与管理，在消防控制中心中应用了RFID技术。该方法能够实时获取周围环境温度变化以及烟雾浓度值，一旦发生火情就可以及时通知给附近的救援人员发出警报并且采取相应处理措施将火势扑灭，同时也能通过无线网络对周边建筑进行定位。这种新型网络系统以射频识别、传感网以及互联网为基础，其中一个概念即无线传输。它主要用于实现远距离通讯与远程控制之间的有效结合，其次就是通过各种传感器采集数据并对其分析处理后再发送给终端设备或主机来完成信息交互和通信任务，最后是利用物联网技术进行多节点协同工作，使整个网络系统具有高可靠性。

物联网技术是将各种传感器、射频识别装置和通信网络以及互联网连接起来，形成一个具有完整连接功能的智能系统。它可以应用于很多领域，如：自动控制、工业自动化等。目前我国对火灾报警消防救援通讯设备主要有三种类型即有线电话线(无线)与光纤线路，其中以无线方式为多，而在火情发生时也会通过传统的有线呼叫器来通知灭火人员前往现场进行救助或者直接拨打119求救信息到指挥中心接处警。因此，物联网技术大幅度提高消防队伍各项业务的发展水平，为消防工作的发展带来革命性改变，对灭火救援工作带来了很大的便利。

2 物联网技术在灭火救援通信保障中的意义

灭火救援中，通信保障的应用是非常重要的，它可以在很大程度上降低人员伤亡和财产损失。而当火灾发生时如果没有及时有效地进行报警则会造成很大范围内事故扩大，因此要做好火情监控工作、防止火势蔓延及控制火势等方面工作，同时还应将信息采集系统应用于消防指挥中心或控制中心以便于第一时间了解情况并做出相应的对策。为了能够有效地解决这些问题并使其更快发展壮大，便需要将物联网技术引入到消防救援过程之中来。实现对灭火救灾的目的和效率提高以及降低事故损失等一系列救援活动顺利进行，在火灾发生之前通过利用现代通信手段可以及时准确地向周围环境发出报警信息。

3 灭火救援通信保障系统的应用分析

3.1 灭火救援通信保障系统的功能

火灾报警系统是由传感器、控制器和通信网络两大部分组成，在灭火救援过程中，当探测器探测到火情时，将产生相应的电信号。通过无线传输模块传送到通讯中心进行数据信息传递处理，同时接收并反馈至消防监控室或消防指挥中心后发出指令控制各警点及疏散路线向其他区域人员发送和呼叫相关信息给调度员或者通知人员撤离、救助等工作任务完成，火灾报警系统可以在发生险情之后第一时间启动救灾通信。火灾报警系统的功能，在灭火救援通信保障中，通过使用物联网技术，将消防人员、火情探测装置等设备安装到报警器上，当发生火灾时可以及时发出警醒信号，同时可根据不同情况进行自动警报。例如：当烟雾浓度过高时会导致燃烧或爆炸，烟雾超标会产生光亮现象或者是红外传感温度过低则可能造成误报和漏传信息等问题的出现，该问题也需要完善，以更好地保障灭火救援工作[1]。

（1）无线信号采集模块，火灾报警信息通过该模块向指挥中心发送，并在消防控制中心进行数据传输，实现对现场状态的实时监控。（2）自动喷水和排风装置、烟雾传感器等设备功能及参数设置与手动触发按钮相匹配，同时可根据情况设定预案。（3）无线型通讯模式，利用无线电技术作为传输手段来传送火灾发生时现场人员所散发出烟气或有毒气体等相关情报，同时也为报警系统提供相应数据、指令及信号源。

3.2 灭火救援通信保障系统的实现

消防救援通信保障系统的实现主要是以通讯网络为基础，通过对火灾自动报警、视频监控等设备进行实时监测和数据采集，并将这些信息上传至指挥中心，在火情发生时及时向值班人员发布灭火通知，当现场情况与预设相符合。同时也要加强对火源的动态控制及报警功能，保证整个救援过程不间断运行。在火情高发的地区，通信保障部门会及时向消防指挥中心进行报警，同时通过物联网技术对该区域内的所有建筑物都实现信息监控、定位和管理。当火灾发生时就可以利用现有设备将其扑灭，在灭火救援工作中要注意几点：（1）必须保证整个系统处于正常运行状态；（2）需要确保每个探测器能够接收到火情信号并迅速作出处理措施；（3）要保障通信模块具有良好的抗干扰能力。

3.3 灭火救援通信保障系统的维护

（1）通讯保障设施和监控设备的日常保养，在灭火救援通信保障中，其主要功能是对报警信息进行收集并传递，同时通过无线传输模块将报警信号传输给火情中心控制中心，消防部门可以根据实际情况采取相应措施。首先要确保火灾现场人员能够及时了解到相关消息，其次需要注意的是对于通信通道与控制室之间的连接问题以及相关通讯线路是否有损坏等问题都必须严格按照要求做好检查工作[2]。（2）监控中心与各消防联动站之间要相互联系，并保证其独立运行，在灭火救援过程中进行实时监测及预警工作，在火情发生时及时向调度指挥部门报告情况并且通知采取相应措施来控制火势蔓延范围内扑灭火灾所带来的灾害，同时也可以利用物联网技术对消防控制中心实现远程操作和智能化管理。（3）消防监控设备的维修与保养，为了保证报警信息能快速准确地传输至指挥中心，就必须对其进行定期检查和检修工作并做好记录以便日后查找原因及处理情况。同时还应加强对通信系统的维护管理力度，确保在火灾发生时能第一时间将通讯线路传送到灭火救援指挥中心或调度人员手中[3]。（4）消防应急广播和视频通讯，当火情发生时可通过无线方式向指挥员汇报情况，若是由于人为因素导致火势继续蔓延则需立即启动紧急预案并采取必要的措施来控制事态发展扩大或停止运行，而火灾事故后需要尽快进行现场救援时，则由指挥中心将信息传递给前方灭火救援人员。

3.4 灭火救援通信保障系统的运行

消防应急通信保障系统的运行主要包括：火灾探测、监控报警装置和无线网络三个部分，首先是火源监测。该功能是用于对火灾发生时，各救援单位的人员状态进行实时检测，并通过视频传输至指挥中心，同时将其传回给消防指挥中心，当烟雾浓度超标时会自动开启紧急广播或电话等控制信息设备向消防中心报告情况。其次是监控警报。根据物联网技术在灭火救援中的应用，火灾自动报警系统主要是通过现场烟雾传感器、温度控制器和无线通讯模块实现对火情信息采集及传输。火灾自动报警系统运行状态监测方面；当检测到室内发生燃烧时，蜂鸣器发出警报，同时启动消防泵进行喷水灭火。手动式监控设备方面；可根据火势等级设置不同参数值来控制设备的开启与关闭等操作方式来达到有效预警、防止事故蔓延和减少损失的目的。

4 物联网技术在灭火救援通信保障的系统设计

4.1 系统总体方案设计

火灾报警系统分为自动探测、手动报警和无线监控三个部分。在自动侦测阶段，火情信息被触发，烟雾浓度超过警戒值时发出警报。当探测器检测到的烟雾浓度大于设定值范围或超出预警阈度后蜂鸣器会启动声光警示灯闪烁灭火救援人员，同时将现场数据通过GSM模块发送到消防中心控制中心室进行处理分析判断是否继续实施火灾预防措施、报警时间间隔等情况并在系统中显示出来，以便及时采取应急疏散和防火控制方案[4]。系统总体方案设计的主要内容包括：消防控制中心无线网络布局，火灾报警中心采用了“M”型结构。即由一个节点和两个分支点组成，每个防火控制室都有多个独立的主干线，在整个火情等级划分中具有重要作用的是其与火源监控中心、事故现场通讯等子系统之间能够进行通信联系，而其他子系统则是通过中继器将各分支线连接起来形成一条完整线路链条系统来实现火灾报警救援工作。

4.2 硬件电路

（1）灭火救援通信保障系统中，无线数据传输部分是该功能实现的核心，其工作原理如下：在火灾发生后，通过烟雾传感节点接收到信号之后会立即向消防控制中心发送指令并启动报警装置。当探测到周围是否存在烟雾时就发出警报，同时可利用蜂鸣器对报警信息进行监测，若检测出有火情则将信息发回地面中心控制室处理。（2）探测器方面，感温式烟雾传感器用于探测环境中存在于空气中会对其造成影响的可燃性气体或粉尘，热敏电阻在温度变化时将阻值发生变化，从而使敏感元件失去工作而产生电信号(即电压)并输出低频电流脉冲以实现火灾报警功能，光电耦合器是一种能检测非接触、无损转换过程和光导型半导体，它可以通过控制电路来调节传感器内部烟雾浓度[5]。

4.3 软件部分

火灾报警器的软件部分主要是对系统进行监控、处理，实现自动灭火。在火情发生时，及时将警铃声关闭，同时也可以通过GPS定位模块实时跟踪到当前位置。通过GIS网络传输至各消防控制中心后可直接访问报警装置和视频显示器等设备并显示现场情况，并根据不同探测器的探测距离设置相应区域范围内的阈值。消防人员在进行灭火救援通信保障工作时，必须要使用通用的软件，比如GPS定位系统、报警系统等。这些功能模块能够为公安指挥中心提供准确可靠地信息，例如可以通过对火情预警实现自动火灾警报和手动控制，也可利用视频监控实现远程遥控操作以及实时监测报警功能等。而目前市场上所应用到的消防应急救援通信技术主要是以GPRS作为基本传输方式，即在发生火情时由火警现场传送到灭火控制中心进行处理。

4.4 系统调试

在火灾发生时，可以通过报警系统发出警报，控制室值班人员及时通知火情救援工作。火情预警的实现主要依靠两个方面：(1)根据现场情况进行实时监控并将数据信息传递给指挥中心；(2)对相关设备、传感器等进行综合管理和控制，这些就要求所应用的系统能高效实时的对火灾情况做出反应。

5 结语

总之，在火灾救援中，通信保障是一项重要的工作，发挥着非常重要的作用。而目前火灾情况复杂、人员众多且通讯方式正在初期阶段。为了有效解决这些问题，使其发展更快，需要将物联网技术引入消防救援过程之中，以提高消防救灾的目的和效率，减少事故损失。在火灾发生时，通过利用现代通信手段可以及时准确地向周围环境发出报警信息，以便于尽快采取措施防止火势蔓延扩大、人员疏散路线受阻等。