物联网技术在消防监督管理工作中的应用

周惠青

（湖北省鄂州市消防救援支队，湖北 鄂州 436000）

1 引言

物联网是以现代科技为基础衍生、发展而来的新概念，可以在约定协议的支持下将目标物体列为网络连接对象，实现实时化的信息交互和沟通，进而为跟踪、识别、定位、监管等业务的开展提供便利。目前，我国产业格局迭代升级，各行业领域纷纷加快了对物联网技术的引入，消防监督管理领域同样有许多类似的尝试和研究成果。其中，罗静[1]重点讨论了物联网在建筑消防中的优势作用，指出其可以显著增强建筑消防预警能力，保障消防设施平稳运行。刘斐然[2]则讨论了物联网技术在被动消防设施、主动消防设施监管中的应用问题，指出其可以辅助完成疏散照明系统、防火分隔系统等的维护和监测。段晓东[3]先指出了现阶段消防监督管理问题弊病，然后引入物联网技术进行改进优化，指出物联网技术可以提高危险源监管效率、消防执勤战备管理效率等。本文综合吸取已有成果经验，系统论述物联网消防监督管理平台架构设计思路、功能开发思路等，内容更加具体完整，其中融入了RFID 射频识别技术、火眼模型技术等，能较好地提升火灾风险预警精确性，增强火灾预防抢险能力，保障消防监督管理工作的平稳顺畅开展。

2 基于物联网技术的消防监督管理平台架构设计

物联网技术搭建消防监督管理平台要充分考虑实用性和简洁性的特征，在满足使用需求的基础上提升灵敏度，确保响应的快捷性和高效性。本次设计的物联网架构分为3 个层级（见图1），分述如下。

图1 建筑消防物联网监督管理平台

2.1 感知层

主要负责信息识别和采集，运用了无线传感器技术、RFID射频识别技术、视频采集终端技术等，可以在非接触的前提下，对物体进行编码、识别、通信，从而完成自动化的信息采集，为后续的信息化管理提供便利。其中，RFID 射频识别技术采用电子标签管理模式，承载身份信息的电子标签被植入火灾自动报警系统、消防给水及消火栓系统等子系统中，可以实时传递信息，保障监管效能的优化。

2.2 传输层

为确保安全性和可用性，本次物联网平台设计环节采用多渠道设计思路，同时开通了有线、无线公用及专用网络，采用互补设计、备份设计方式，单个通路出现故障拥堵问题，并且超出响应时长时，可以直接切换备用通道进行信息传输，最大限度地保障消防物联网运行的顺畅。考虑到信息传递环节存在被拦截、窃取的可能，该层级还配备了身份认证、传输加密等功能。

2.3 应用层

可以执行数据收集、存储、分析等业务，在人机交互页面上，还开通了多个消防监督管理实用板块，包含建筑身份识别板块、公共消防设施管理板块、消防报警响应板块等，可以将物联网前端感知装置收集到的信息整合、呈现出来，方便调度监管人员分析决策。

3 关于物联网技术的消防监督管理平台功能开发

3.1 建筑身份识别板块

现代高层建筑多具有建设规模大、人员流动频繁等特征，内部构造、平面分布等相对复杂，消防通道、消防闸门等设施信息也较为多样，传统的消防监督管理过程对人工依赖性较大，很难及时、准确地把握所有信息。物联网技术的出现较好地解决了这种问题，消防监管环节可以借助物联网科技搭建和设计一套建筑身份识别系统，以电子档案的形式立体化呈现建筑内部情况，将结构设计、消防器材配备等数据集成整合到同一平台中，方便消防物联网数据中心动态观察。系统搭建环节传感器装置分散布设在建筑走廊、消防门、电力系统、供水系统等内部，可以实时采集相关信息。外部街道以网格形式呈现和划分，依托GIS 系统、BIM 技术等完成可视化，地图支持自由放大和缩小，有助于建筑定位。放大后可以看到建筑单位信息、消防项目信息，以及各类消防器材、消防设施信息等。

3.2 消防报警响应管理平台

物联网设计优化消防监督管理平台重点关注了消防报警响应模块的设计问题，采用多级管理交互思路，底层配备独立式探测报警装置、火灾自动报警系统以及其他报警系统，可以通过用户装置、物联网信息采集装置，以及边缘计算网关等渠道实现上传，通过标准协议接口传送到物联网总控系统之中。系统数据直接上传保存云平台，并通过云同步到政府管理系统、城市应急管理系统中（见图2），若收到火警的3 min 内仍无响应，提醒信号会加强并采用短信通知形式提醒值班人员。在消防报警响应平台设计环节，还引入了火眼识别技术，借助TCP/IP 协议实现通信，可以较为准确、快速地对现场烟雾、火灾信息进行收集和预警。与传统视频监控系统相比，该种技术探测速度更快、抗干扰能力更强，监控区域火灾出现的10 s 之内，就可以实时发出告警信号，且可以较好地规避强光、弱光等光源干扰。即便建筑现场并未产生明火，仅为阴燃产生的烟雾，火眼识别技术也能够较为高效地发出告警信号并传回火灾报警图片，辅助完成火灾原因调查、起火点查找等工作。

图2 关于物联网的建筑消防自动报警系统

3.3 公共消防设施管理板块

公共消防设施监督管理问题极为关键，在日常工作中，需要秉持预防为主的基本理念，定期检测各单位、各街道设消防施情况，消火栓前方务必要保持开阔，严禁设置障碍物，以防影响消火栓门开启。报警控制器、消防水箱等同样要定期检查，其中，水箱水位、阀门启闭状态等均要符合设计要求。检查室内设施时，则要关注消防用电、消防喷淋设施等是否完好无损，确保泵房配电力柜指示正常。在传统模式中，这些工作均需依赖人力完成，工作强度大且检查效率低。因此，本次物联网架构设计环节还开发了公共消防设施管理板块，并对应完善了前端感应装置和设备。在喷淋系统中，主要设置了压力感应芯片，可以远程传输水压信息；消防水泵处设置了开关阀监测芯片，可以掌握消防泵开合状态。消防通道内部则设置有红外感应装置、摄像头装置等，可以远程监视现场信息，避免杂物占用堵塞消防安全通道。该板块直接与安消云平台对接，可以将信息共享到应急指挥平台、决策管理平台，以及消防维保平台（见图3），为消防设施的维保检修提供依据。

图3 关于物联网的公共消防设施管理平台

3.4 消防装备管理板块

为了提升抢险效率、保证抢险安全，在消防救援过程中，消防员经常需要配备各种类型、规格的消防装备，比如，安全钩、消防服、防护手套、战斗服等，只有确保消防装备完好无损，才能为后续抢险救援工作提供保障。鉴于此，利用物联网技术搭建消防监督管理综合平台时，还可以设计开发消防装备管理模块，在装备中植入RFID 智能芯片，对装备情况进行检测识别和接收处理。芯片会源源不断地接收来自RFID 阅读器的数据代码，并且将之与原有代码进行对比，确保监控中心可以较为快速地识别到装备信息，其中既包含消防装备类别信息，也包含数量、位置信息等，一旦消防辖区内出现建筑火灾，物联网管理中心就可以依照部署原则，对可调度装备进行整合分析，为调度效率的提升奠定基础。在完成火场救援任务之后，物联网平台还可以回收装备损耗信息，为后期的装备补充、救援方案优化提供依据。

3.5 消防车辆及人员管理板块

消防监督管理工作既复杂又艰巨，需要在“预防为主、防消结合”理念的引导下，对各部门、单位和居民住宅等展开检查和监督，工作内容既包含消防宣传、消防设计检查、消防设施管控，也包含火灾扑救抢险、火灾原因调查等。在物联网消防监管平台设计过程中，还应当给予消防救援部分更多的关注，充分发挥物联网泛在、互通的特征优势，为消防救援争取更多时间。可以在消防车辆内部安装伺服系统，围绕CPU 中心，对应设置驱动器、陀螺仪等，搭配极化角传感器等无接触物联装置，将信息持续不断地发送出去，借助信号收发系统实现译制和处理，确保车辆定位快捷性。指挥中心以物联网平台为依托，接收和观察车辆移动情况，有助于提升跟踪、调度的有效性（见图4）。在呼吸器等装备上，还可以增设物联传感芯片，通过芯片采集人员血压、心跳等信息，确保救援人员生命安全。

图4 关于物联网的车载通信系统示意图

3.6 危险源管理板块

危险源管理是消防监督管理中极为关键的内容，物联网设计消防监管平台要给予重点关注。要提前把握辖区内部信息，筛选出辖区内化工、天然气等危险品的存放地点，并根据需要对现有物联网进行扩展，将前端感知设备增设到这些场所中去，分阶段、分片区搭建较为完善的物联感应网络。感知系统应当秉持多元化设计原则，不仅可以配置仓储温度、湿度传感器，还可以设置气体浓度传感器、装置压力传感器等，传感器采集到相关信息之后，与设定阈值比较，对于发现的异常数据，能够实时记录和上传告警，有助于提升危险源管理效能，将火灾隐患扼杀在摇篮之中。

4 结语

综上所述，物联网技术具有物物联通、高效交互的鲜明特征，其中的射频识别技术、无线传感技术能够显著提高数据采集效率，网络通信技术还能够进一步加快交互速度，为监督管控、抢险救援争取时间，实践中务必要给予充分重视。要综合运用多种技术手段搭建建筑身份识别系统，以可视化形式完善建筑信息档案，开展建筑消防设施的监管，以多层级理念优化建筑消防报警系统，提升报警响应效率。同时以物联网技术为依托，开辟消防车辆调度、消防装备管理等模块，对装备可调度情况、损耗情况、人员生命体征情况等进行实时化、高效化监控，最大限度地提升消防监督管理的有效性。