基于智慧消防技术下的标准化防火平台建设探究

王思莹，于 敏 ，杜旭东

（三亚城市职业学院，海南 三亚 572000）

随着人们生活质量的提高，旅游成为人们重要的精神食粮。但是近几年我国景区时而出现火灾、坍塌等事件，使人们对向往的景区望而却步，2014 年云南省香格里拉独克宗古城发生大火，246 户受灾343栋房屋被烧毁；2017 年四川锦竹市灵宫楼突发大火，这个号称是亚洲第一高木塔的建筑被烧毁，经济损失巨大。很多景区是古代劳动人民的智慧结晶，是国家珍贵的文化遗产，也是消防安全重点单位。针对这些突出的问题，对海南的地理形势进行分析，提出了基于智慧消防技术的景区防火系统，有助于智慧海南的建设，也给游客的安全提供了有力保障。

1 智慧消防的概述及服务对象

1.1 智慧消防的概述

智慧消防，是一种基于物联网、人工智能等信息化技术，针对消防领域的基础设施建设。随着科学技术的不断创新与发展，人们对生活质量的需求也在逐渐增多，在充分考量目前消防领域的发展趋势基础上，提出了一种新模式下的智慧消防理念，智慧消防是新时代下防火策略发展的必然趋势。

1.2 智慧消防服务对象

（1）社会属性单位：辅助公共事业单位、超高层建筑群体、建筑工地、工业企业园区、文物建筑保护、重点景区等社会性单位，实现消防安全的精细化管理。

（2）维保消防单位：通过升级优化消防运营管理平台，与企业单位达成业务系统管理合约，协助消防维保单位更好地履行消防安全服务职能，监测预警企业内部消防安全风险，及时更新企业内的消防设备，确保企业消防安全。

（3）监督管理部门：通过智慧消防应急管理平台，协助相关监督管理机构实现消防安全方面的有效监管，及时消除安全隐患，从而实现监管数据资源的共享、不同组织机构间的联动等。

2 基于智慧消防技术的标准化防火平台建设——以海南景区为例

2.1 海南景区的标准化防火平台总体架构

基于智慧消防技术的海南景区标准化防火平台系统架构，其主要采用低功耗广域网（Low-Power Wide-Area Network，LPWAN）体系中的消防技术模式构建，主要包括4 个模块，即系统终端、网关、服务器、数据应用端。其中，在海南景区内的系统终端模块可设置为内嵌模式，不占用网络系统空间，为其他模块提供更大的活动空间。该景区防火平台选取星型拓扑结构，系统终端设备以单循环模式运行，在系统内部进行数据联通时，其可与单个、多个数据网关进行互通，实现通信“无死角”。

基于上述的详细分析，基于智慧消防技术将海南景区标准化防火平台划分为三个主要部分，即数据信息采集层、数据通信互联层、数据应用分析层。其中数据信息采集层，其主要负责景区内部实时监测、预警危险火灾源、消防设备参数等。数据通信互联层，其主要负责景区内部数据信息的传输和交互，将在景区内获取的危险信息第一时间上报控制中心，以便及时采取应急策略；数据应用分析层，其主要将获取的景区数据信息进行操作处理，生成相应的数据分析表，以便可以在PC 端、移动端及时查看，具体如图1 所示。

图1 基于智慧消防技术的海南景区标准化防火系统架构设计

该系统平台主要通过账户、密码、手机验证码的形式登陆，以LDPA 标准为构建协议依据，使其能够适应多情景模式的应用运行，满足海南景区消防管理的多样化需求，同时系统还引入了加密操作形式，赋予用户3 次“账户密码+手机验证码”的登记机会，一旦验证失败，系统将会自动锁定，需要联系海南景区系统管理员才能再次应用，这样较好地保证了景区系统账户的安全性。

2.2 系统数据信息采集层设计

数据信息采集层位于景区标准化防火平台的前端位置，其主要由温度、光、烟雾等多种类型的传感装置构成，其对海南景区环境进行实时的监测，并获取相应的数据信息，然后将采集的数据信息传输至控制中心，一旦景区发生紧急事件，控制中心警报系统会发出蜂鸣声，以便管理人员能够在第一时间获知景区火灾信息，从而采取应对措施。对于海南景区标准化防火平台的数据信息采集层而言，其中烟感、温感等终端设备是较为常见的采集类设备，大部分都采用内嵌模式，将LoRa 模块装置终端内部，可实现7×24 h 的实时监测。并将监测获取的数据信息，经F8926-L 网关及F8L10GW 基站传输至控制中心，控制中心系统会实时更新数据，具体如图2 所示。

图2 景区系统数据信息采集层设计

通过研究智慧消防平台在景区建立的难易程度，提出智慧数据采集机制，对景区内可燃气体的浓度、燃烧点等数据进行采集和监测。根据目前电气火灾频发的实际状况，可引入专门的电压、电流故障监测装置，将其与景区标准化防火平台系统进行网络连接，实现景区火灾的实时监测。但由于故障监测装置的内部体系结构较为复杂，当获取的相应数据传输至控制中心后，将以分布式形式存储于数据库内，以便控制中心能够实时分析、统计数据，真正实现由原来的“人防”到“人防和技防相结合”再到“以技防为主”的转变，促进整个海南国际旅游岛安全建设迈向新的台阶。

2.3 系统数据通信互联层设计

对于景区火灾等灾害而言，由于其具有突发性特征，而且危害性极其严重，单一化的数据传输模式无法保证通信的及时、有效性，故文章将采取有线、无线双模式的传输线路，其中无线通信作为传输的核心，配置485/CAN 模式辅助有线传输进行远程的数据通信。一般情况下，有线数据传输模式采取串行的总线逻辑，可对传输过程中数据的错误代码进行实时检测，并具有较强的抗干扰能力。

当无线通信设备由于景区外界环境因素影响，而无法保障正常工作运行时，此时可借助有线通信设备将情况上传至控制中心，将干扰因素尽快解决。将获取的数据信息进行分类、汇总后传输至系统服务装置内，然后通过景区服务装置将其传输至控制中心，在确保系统稳定运行的同时，提升系统的整体安全性能，降低黑客、病毒等恶意攻击情况发生的概率。对于景区消防安全数据而言，其相对较为繁琐复杂，内部涵盖的大量数据均需及时地完成系统对接，从而才能在一定程度上保证系统感知、决策的科学合理性。对于景区标准化防火平台的数据通信互联层而言，还基于Web API 环境构建了公共服务数据接口层，主要用来承载Web 网站、移动APP 的数据信息，将采集的数据信息进行加工处理后，传输至数据信息访问层，从而增强系统的稳定性和可靠性。

2.4 系统数据应用分析层设计

对于基于智慧消防技术下的景区标准化防火平台建设而言，其中景区系统数据应用分析层将选取B/S体系架构模式，用户在实际应用过程中无需下载任何客户端，仅通过PC 浏览器即可成功登录平台，其中内置的GIS 地图查询定位功能，支持PC、移动等客户端使用。

系统的核心服务装置还配置了相应的额外备份功能，通过智慧消防技术对景区系统内部的数据节点进行周期性监测，一旦检测到节点数据超过设定的阈值，将自动切换至备用传输线路，这样能够在最大程度上保证数据传输的稳定性，降低数据传输过程中发生丢包的可能性，确保传输数据的完整，具体情况如图3所示。

图3 景区系统数据应用分析层设计

（1）应急救援指挥模块。通过红外感知技术捕捉、定位人体生命体征，加快景区内应急救援速度。同时该系统具有较强的数据分析、操作处理能力，将在现场环境中感知到的气体浓度等数据进行汇集后传输至控制中心，从而生成相应的数据图表，辅助完成相应的景区应急救援指挥工作。

（2）电量感知及风险预警模块。将人工智能技术引入景区标准化防火平台系统，不仅能精准地获取电量测量数据，同时还能通过数据信息采集层获取景区内环境、气象等相关数据。并结合景区环境的实际需求，周期性开展风险预警检测，一旦景区发生危机事件，立即发出警报蜂鸣，以便及时采取解决策略。

（3）消防监督管理模块。当火灾等灾害情况临近时，该模块能够辅助景区标准化防火平台系统完成资源调配功能，通过GIS 技术、数据通信传输技术，与消防车辆总控制中心的GPS 接收装置建立联系。结合景区内火灾实际发生地点的情况，规划出最合理的路线，以便救援力量能够在最快的时间抵达现场。

（4）其他标准化应用模块。该系统建立了公共服务信息查询模块，可通过该模块查询海南景区内智慧消防的相关概况，对其景区内分布的火灾逃生路线等有一定的了解。一旦发生火灾，可通过移动端APP快捷登录系统查询安全逃生通道等，在一定程度上降低火灾对人员健康造成的伤害。

3 结语

消防安全关乎每个人的生命安全，一直备受各级政府的重视，大数据、人工智能等信息化技术的高速发展，推动了智慧消防领域的进步，提升了消防水平的智能化建设。海南景区森林覆盖率较高，消防安全一直是政府关注的重点，建立有效的智慧消防防火平台有助于海南生态文明建设，符合新时代“生态文明建设”的发展需求。文章以分析智慧消防为切入点，并以海南景区为案例，详细分析了基于智慧消防技术的标准化防火平台系统，提出加强景区消防安全建设的主要手段，并根据问题的通病找出提高火灾诊断率的办法，保证平安景区的建立。