物联网技术在数字化消防建设中的应用

方 杰

（宁波市消防救援支队，浙江宁波 315000）

1 物联网技术

1.1 概念

物联网技术旨在通过互联网连接和互相通信的各种物理设备、传感器和对象，使其能够实现数据的采集、交换和分析。物联网的核心思想是将各种设备和物品连接到互联网，从而使其能够相互交流信息，这不仅限于传统的计算机和智能手机，还包括家用电器、车辆、工业机器和城市基础设施。这些物品可以与其他物品交换数据，以实现更智能化、高效的功能，如智能家居、智能交通系统、远程健康监测、智慧烟感系统等。物联网的核心价值在于其能够为人们的生活和工作带来更多便捷、智能和高效的解决方案。

1.2 体系架构

物联网技术体系架构如图1所示。

图1 物联网技术体系架构

（1）应用层。应用层是物联网技术体系架构的顶层，它包括各种应用和服务，这些应用是基于物联网数据的实际解决方案。在应用层，数据被用于满足各种需求，解决各种问题。例如，智能家居、智能城市、工业自动化、健康监测和火灾防控等都是应用层的示例。应用层的目标是使数据有意义，将其转化为用户可用的信息，从而提供智能化的解决方案。

（2）网络层。网络层是位于应用层和感知层之间的中间层，提供了数据在物联网中传输的通道。这一层包括各种通信协议和技术，如Wi-Fi、蓝牙、LoRa、NB-IoT 等。网络层的设计决定了物联网的联通性和效率。其确保设备之间能够互相通信，以及与云端系统或其他设备连接。

（3）感知层。感知层是物联网技术体系架构的基础，包括各种传感器和设备，用于监测和感知物理世界中的数据。如传感器可以用来测量温度、湿度、压力、运动、声音等各种参数，以及监测火警、运动或声音等特定事件。感知层的数据是物联网系统的起点，其在现场采集数据，并将数据传输到网络层，以供进一步处理和分析。

2 数字化消防建设中应用物联网技术的可行性和必要性

2.1 可行性

物联网技术已经取得了巨大的进展，其硬件和软件组件变得更加成熟和可靠。传感器技术的不断创新使得我们能够实时监测温度、烟雾、气体浓度等环境参数，同时能够更好地识别烟雾、明火、高温及其他异常情况。这种先进的感知技术为数字化消防提供了坚实的基础，有助于提前发现火灾风险，增强火灾预防和先期处置的能力。云计算和大数据分析的发展为物联网技术提供了强大的数据存储和处理能力。这意味着云端可以存储大量的消防相关数据，并对其进行实时分析。通过分析这些数据，可以发现趋势、建立火灾模型、预测火灾风险，并提供更有效的火灾响应策略。此外，基于物联网技术打造的数字化消防平台还支持远程监控和应用程序访问，使消防管理者可以随时远程监视设备状态，从而提高响应速度并减少火灾损失。

物联网技术还提供了更好的设备自动化和远程控制功能。通过物联网，消防设备可以自主执行任务，如自动启动灭火系统或关闭通风系统以减少火势蔓延。此外，远程的实时监控功能有助于实现及时的精准干预，例如远程打开对应的喷淋系统、应急广播等服务。总的来说，物联网技术在数字化消防建设中的应用具有高度的可行性，因为其整合了感知、通信、云计算及自动化功能，提高了火灾监测、预防及应对的效率，同时也提供了成本效益。

2.2 必要性

必要性体现在其能够提高火灾预警的精确性和及时性。物联网传感器可以实时监测环境参数。一旦发现异常情况，系统可以立即发出警报，而不必依赖人工巡检。这意味着可以更早地侦测到火警，减少了火灾初期的蔓延风险，提高了火灾的防控效能。数字化消防通过智能化决策支持系统，为消防管理者提供了更多信息，帮助其制订更有效的应对策略。大数据分析可以基于历史数据和实时监测结果，为火灾风险评估提供支持。这有助于分析潜在的火灾爆发趋势，优化资源分配，提前采取行动，从而降低火灾风险和减少火灾损失。

物联网技术的必要性还体现在其能够提高火灾现场的决策支持。消防救援人员可以通过远程监控实时了解火灾现场的情况，获取数据支持，制订最佳的灭火策略。远程控制也有助于在紧急情况下迅速采取行动，及时启动灾害发生区域的固定消防设施。物联网技术在数字化消防中的应用还能够凸显灾害预防及设备维保的功能。物联网技术可以监测设备状态，并提前发现潜在的问题，这降低了设备故障的风险，确保了消防设备的可靠性，同时减少了维修和更换成本。必要性还反映在其能够最大限度地减少“人”的风险。通过远程监测和自动化控制实现以“物”代“人”，可以降低人员在火灾现场的风险，从而提高了消防管理人员和救援人员的安全性。

3 物联网技术在数字化消防建设中的具体应用

3.1 应用于火灾防控预警

物联网技术在火灾防控预警领域发挥着关键作用，其以无缝的数字化方式增强了火灾早期预警能力。这一技术的实施通过广泛的传感器网络，监测各类潜在火灾风险点，如工厂、仓库、住宅区等，为火灾防控提供了有效支持。

在这个智能化的系统中，物联网传感器发挥着关键的作用，包括温度传感器、烟雾传感器、气体浓度传感器等。这些传感器以连续、实时的方式监测环境参数，不仅可以感知火灾的直接迹象，还可以捕捉潜在火灾风险的早期信号。举例而言，温度传感器可以监测环境温度的变化，而烟雾传感器可以检测到烟雾的存在，气体浓度传感器则可探测可燃气体或有毒气体的浓度，压力传感器可以监测管网水压等。这一多传感器的结合使得系统能够全面、多角度地评估环境的安全状况。

一旦这些传感器探测到异常情况，比如温度急剧升高、烟雾浓度急剧增加或特定气体浓度超出安全阈值，相关数据将被传输到中央监控系统。这个系统拥有复杂的数据分析算法，能够即时识别并评估传感器数据中的异常情况。这种数据分析是高度智能化的，经过精心设计以降低误报率，确保火警的触发是准确的。一旦火警被触发，系统立即启动警报程序。这包括声音和光闪烁的警报设备，用来通知建筑内的人员和周围的社区。同时，系统也能够通过网络自动通知相关机构，如消防救援队伍、建筑物管理员及附近的居民。这样，火警可以在最短时间内传达给需要知晓的人们，让其采取及早的逃生或扑救火源的措施。

3.2 应用于灭火救援指挥

物联网技术在灭火救援指挥领域的应用可以为应对火灾处置提供更为智能和高效的方法。物联网技术的应用可以为数字化消防建设带来显著的进步，加强火灾应急响应的能力。利用智能装备和实时数据传输，可以提高火灾现场的救援工作，提供更准确的信息，确保救援工作的高效率和安全性。

在火灾处置中，消防救援人员可以佩戴和应用物联网智能化装备，这些装备充分利用物联网技术，能够实时传输各种关键数据，包括但不限于火势、烟雾密度、气体浓度及救援队员的位置信息等。比如，智能头盔可配备摄像头、温度传感器、气体传感器等，以实时监测救援队员所处的环境状况。比如无人机则可通过不同的挂载，在提供从空中俯瞰的视角同时，还可以监测火场情况、搜索失踪人员、感知火场温度和传递必要的物资等。这些实时数据通过物联网技术传输到现场指挥部及后方指挥中心，使现场及后方的消防指战员能够更全面地了解火灾现场的情况。这为快速做出决策、有效地分配资源和协调救援行动提供了关键信息。后方指战员也可以依托物联网掌握灾害现场的实时情况，了解现场的火灾态势，掌握烟雾密度和有毒气体的分布，以及救援队员的位置。这使得灭火救援现场和灭火救援行动进一步“透明化”，能够根据最新信息做出相应的决策，进一步提升灭火救援的效率和安全性。

此外，物联网技术还有助于加强不同救援机构之间的实时协作。在火灾现场，消防救援人员通常需要与医疗急救、警察和其他救援力量协同工作。物联网技术可以将各个机构的数据整合到一个统一的指挥协作平台，以促进信息共享和协同行动。这意味着不同救援力量之间可以更好地协作，更有效地处理紧急情况，提高了应急响应的协同性。总之，物联网技术可以通过实时数据传输、智能装备和协同协作，为灭火救援指挥提供强大的支撑，确保资源的高效分配，增加救援工作的协调性和安全性，从而更好地保护生命和财产安全。

3.3 应用于消防资源管理

物联网技术可以为消防资源管理方面提供全面而精确的解决方案，从消防车辆和设备到消防队员的实时监测，这一应用领域通过实时数据传输、传感器网络及定位等技术，可以实现消防资源的高效管理和监控。

（1）通过在消防车辆上安装定位设备和传感器，管理人员可以随时追踪消防车辆的位置。这使得指挥中心能够精确了解车辆的实时位置，以便在火灾事件发生时，能够迅速调派最近的消防车辆。此外，传感器还可以监测车辆的健康状态，包括燃料水平、车辆速度、引擎温度等。这有助于确保消防车辆处于良好工作状态，随时待命，以应对紧急情况。

（2）物联网技术还可以扩展到消防救援人员本身。救援人员可以佩戴也可穿戴物联网设备。这些设备可配备各种传感器，可以监测其生理状态，包括体温、心率、呼吸等生命体征。通过实时传输这些数据，指挥中心可以远程监测救援人员的健康状况。如果一个救援人员暴露在极端温度或有毒气体环境中，后方可以立即获得警报，并采取适当的行动，以确保队员的安全。

（3）对消防救援装备进行精准管理。通过在各种消防救援装备上植入物联网设备，可以实现日常和灭火救援行动中消防救援装备的精准调派和实时管理，从而辅助灭火救援工作。

这种实时资源管理带来了多个重要优势，可以实现更快速的响应时间，通过系统就能够实时掌握消防救援“人、车、物”的位置，可以最有效地派遣资源到火灾现场。同时有助于确保资源的最佳分配，避免资源浪费，提高了效率。此外，通过监测队员的生理状态，可以减少他们在危险环境中的风险，提高了救援工作的安全性。此外，物联网技术为消防部门提供了更多数据以进行后续分析和改进。这种数据可以用于评估救援行动的效果，优化资源分配策略，并为将来的火灾处置优化决策支撑。

4 结束语

物联网技术在数字化消防建设中的运用可以为主体单位和消防救援队伍带来有效的增强和改进，使其能够更好地履行保护人民裙子生命和财产安全的使命。这些技术不仅提高了火灾预警的准确性，还改善了灭火救援的响应时间和资源管理，最终实现了更加安全和高效的消防工作。未来，可以期待物联网技术在数字化消防领域的不断发展和创新，以应对日益复杂和多样化的灾情，为社会的安全和福祉作出更大的贡献。