基于社会消防安全管理中物联网技术的应用研究

张建平

（黔东南州消防救援支队，贵州凯里 556000）

0 引言

现阶段，物联网技术发展比较快速，应用范围也不断拓展，在消防管理中应用逐渐普遍，切实提升了消防管理的技术水平和效率。物联网技术在我国社会消防安全管理中的应用还处于不断摸索的阶段，虽然已经初步建立管理体系，但是在实际应用过程中仍存在一些突出问题，亟待研究，创新解决措施。

在社会消防安全管理中，借助物联网技术应用，可以有效实现相关社会消防设备、基础设施之间的信息交互，成为社会消防安全信息传递中的重要媒介。将物联网技术应用到社会消防安全管理中，能够实现对消防物品、器材、设备等的定位、识别、状态监测、远程管理等操作，这些功能的实现借助射频识别技术、激光技术、红外技术、传感技术等，确保各功能模块运作。就当前城市的物联网技术在社会消防安全管理中的实践情况来看，并没有实现完全技术覆盖，但是物联网已经渗透到社会消防安全的众多领域，其应用成效也十分突出。

从物联网技术在社会消防安全管理中的应用现状来看，也存在一定的问题。首先，从推广的角度来看，物联网技术是一个发展中的行业，目前应用还不够广泛，推广存在很多障碍。不过，规模化信息是实现物联网消防安全管理的重要基础，而现阶段相关技术发展滞后，规模化发展不足。其次，目前物联网的发展应用还处于初级阶段，没有得到国际组织认证，社会消防管理的相关行业标准尚未完善，行业标准的出台需要一定时间。此外，物联网在社会消防安全管理中的应用问题突出，物联网在应用中需要多个传感器，不同传感器所属领域不同，很多数据安全在发展中面临问题。针对这些问题，需要积极采取措施来解决，确保物联网技术在社会消防安全管理中的有效应用推广。

1 物联网常见技术及社会消防安全管理中的应用原理

物联网技术以网络技术为基础，就物联网技术本身来看，其核心是对电子标签技术（Radio Frequency ID，简称RFID）的应用［1］。该技术在实际应用过程中，只需要将一些带有条码的电子标签贴在消防器材和设备上，就可以对相关产品型号、参数等进行精准识别。通过系统自动化阅读装置获取标签中的信息，便于管理者调度消防设备，确定消防器材设备的位置、状态、检修和保养等情况，为社会消防安全工作开展提供必要依据。这一电子标签中包含1 个集成芯片，这个芯片中存储了消防设备器材的相关信息，芯片可以实现对于社会消防物品相关数据存储功能的有效读取，将电池以及天线在芯片外围接通，就能实现对社会消防物品电子标签进行识别。目前，这一技术在社会消防管理中有很好的应用，技术的适用面十分广泛，可以准确获取相关设备信息，信息读取速度快、准确性高。

就电子标签技术的信息传递原理来看，借助电磁波对于阅读器获取的信息进行发送，而在发射的同时，其中的LC串联谐振电路能够与电磁波信号之间产生共振，这种串联谐振电路和电磁波的频率一致，可以确保电容中的电荷处于满格状态［2］。共振产生后，电容内的电荷借助电子泵实现对其他电容的信号传输目标，而这种传输一旦达到一定数量，就可以将电容作为电源来看待，为相应电力解决电压输送问题，这样才能为系统阅读器数据接收以及数据发射提供能量支持。除此之外，阅读器的使用功能还包含解码，设备能够自动对于发射的信息核验，确保信息正确性后，再将数据信息传输到对应的网络系统中，完成一个完整的信息传输任务。

1 社会消防安全管理中物联网技术应用构建与研究

1.1 管理系统构架

设计基于物联网技术应用的社会消防安全管理系统框架，主要是为了实现社会消防安全管理的智能化。在构建具体的系统架构时，相关政府机构可以与维护单位、系统所有者共同构建云平台架构，设计采用B/S 结构，可以将系统要实现的所有功能放在服务器上，大大简化后续的设计和系统开发，方便后期的运维工作，维护客户端的统一性。基于B/S 框架，以WEB层为基础，确保客户端统一，从客户端出发，可以进入业务层或者是数据访问层，也可以通过管理员身份获取权限，进入系统配置层，获取想要的信息，完成相应信息管理和提取。在此基础上，建设分布式的控制结构，包括视频监控、智慧用电、消防水源监控、独立烟感可燃气体报警、火灾自动报警、消防巡检、简易自动喷淋等功能，实现系统的不同功能操作和控制需要，如图1 所示。

图1 基于物联网构建的社会消防安全管理云平台系统架构

物联网技术在社会消防安全管理中的应用是智慧火灾预警平台。通过安装物联网传感终端，可以监控和管理火灾原因。通过智慧消防平台，可以直接查看联网单位的报警信息和处置完成情况，消防信息化建设将火灾防控的大门前移，减少火灾事故的发生。智能消防火灾预警管理平台通过安装物联网传感终端，对火灾原因进行监控和管理。

1.2 服务平台构建

物联网技术的社会消防安全管理云服务平台，其实就是打造智慧消防远程监控平台，具体由火警、视频监控、消防设备监控、人员监控等组成，确保消防工作人员能够实现对相关区域火灾情况的全面监督和把握，远程管控，第一时间预测火情，精确位置，做好处理。例如，针对消防安全管理构建，D-EYE 大数据分析平台，其对IP 网络数据（移动网、固网）和重要历史客户数据、外部导入数据等进行智能挖掘分析关联，为客户提供智能化和高盈利的完整工业解决方案。该系统能够“快速、准确、全面”挖掘海量数据，挖掘用户最需要的高价值业务线索，实现线索发现、溯源、回收和综合分析。D-EYE 大数据分析平台整体分为4 层，分别是数据采集层、数据平台层、应用支撑层和企业应用层。D-EYE 大数据分析平台通过固定网络、移动网络、网络流量数据和第三方数据的实时和离线采集，可以使用地理信息引擎、建模引擎、标注引擎、动态人工智能知识图谱、自然语言处理引擎、语音和图像识别引擎等对数据进行预处理并存入数据仓库，为用户提供决策支持。

现阶段，智慧城市加速建设，打造消防安全管理远程监控平台也必不可少。通过应用物联网技术，构建火灾报警网络服务体系，完善远程监控平台如图2 所示，大幅提升火灾报警速度，实现人民生命财产安全智能化。

图2 物联网消防安全服务平台

构建物联网的消防安全服务平台，能够建立管理者和建筑不同楼层相关消防设备之间的联系，通过火灾报警控制器、电气火灾控制器以及现场模块接线箱等，对于建筑中的所有消防器材、设备、仪表等进行监测，一旦出现异常的报警信号，用户可以第一时间收到信息，为智慧消防工作提供有效技术支持。

1.3 关键技术设计

1.3.1 数据模型设计

构建社会消防安全管理的数模型，相应模型分为3 层：即感知层、传输层和应用层。感知层由各种具有感知能力的设备组成，包括摄像头、GPS、M2M传感器和终端、传感器网络和传感器网关等［3］，这些设备要么安装在监控区域，要么内置在灭火器和设备中。这部分主要实现物体感知和识别，收集和捕获各种使用场景产生的相关信息，同时执行接收到的各种命令。

1.3.2 远程监管设计

物联网技术在公共消防安全管理中的远程监管，其设计是通过“感、知、传、用”等相关技术手段，利用RFID（射频识别）、云计算、无线传感、大数据、嵌入式等技术，综合各种通信网络实现城市乃至乡村的消防智能化。首先是消防水源的管理，利用物联网技术，在区域内存储一个仿制的水源，并设置压力传感器监测水源状态。一旦发生火灾，物联网系统可以通过传感器收集水源数据，确保消防员能够快速熟悉位置，准确找到水源。利用物联网技术，还可以分析区域内消防水源设置的合理性，对不合适的部分提出整改建议。其次，物联网技术在消防建筑中也有一定的应用，用于公共消防安全管理。借助物联网，建立区域内建筑物的消防监控系统，在各个场所建立消防装置，建设传感器。这样可以实现对消防重点部位信息的及时采集，一旦发生火灾隐患，及时报警、提醒、解决，消除火灾隐患，提高消防管理效率。远程监控设计中，应用的关键技术为Red5 视频监控技术［4］。

1.3.3 自动识别设计

物联网实现对社会消防物品表面电子标签的数据信息采集，使用的是射频识别技术，这种自动识别技术能够通过设定的电子标签芯片，存入社会消防物品相关的信息内容，通过系统扫描，就能够获取芯片存储的信息，自动识别目标。例如：可以在消防安全管理中，安装不同功能的传感和报警设备，确保对于相关火灾信息的精准、动态监控。如，在高层住宅内安装火灾传感器、自动喷淋设备等，这样传感器一旦接触到异常烟雾，就会自动发出警报，提示有火情隐患，以便管理人员及时处理；也可以在消防车内安装压力传感设备以及定位系统，动态监测消防车内的水压、水速等信息，为消防灭火工作指导提供依据，便于统一指挥救灾工作，提高消防工作效率。

1.3.4 安全传感器组网设计

当前，无线网络技术应用比较多，无线传感器网络通过大量静止或移动传感器，通过自组织以及多跳方式构建无线网格，是无线自组网模式，在无线传感网络中，传感器节点一般是任意在被监测区域分布的。就其网络系统结构来看，主要包含传感器节点（Sensor Node）、汇聚节点（Sink Node）、基础设施网络（Internet 或卫星）以及与用户交流的管理节点（Manage Node）4 个主要部分［5］。

就其工作方式来看，在社会消防监测管理中，检测区域或监测对象周边包含众多传感器节点，通过组织形成感知网络，对采集到的数据进行传输和处理，转移汇聚点。在感知网络以及管理节点比较远的情况下，借助卫星、网络等在网络服务器中汇集。

2 物联网在消防管理中的实际运用

（1）在火灾现场使用。通过物联网技术的应用，实现了消防巡逻人员的智能签到。火灾现场的调度对于灾害控制具有重要意义。通过物联网技术，可以影响消防车辆的类型、消防人员的数量和消防设备的规划。通过物联网技术，采集火灾现场的相关信息，在网络层进行数据处理，确保调度准确可靠。通过网络层实现数据处理，可以提供智能调度，做好重点隐患排查工作。如，在火灾发生后，救援人员进入火场前，系统会结合救援人员身上佩戴的芯片感应，确定相关救援人员信息，把握工种，以便做好救援安排，确保救援工作有序开展。

（2）在智能消防管理中的应用。火灾现场情况复杂多变，明确指挥、迅速决策，对于减少火灾损失和人员伤亡具有重要意义。借助物联网技术构建大数据平台，实现现场调度指挥，准确掌握现场数据信息，帮助指挥员和战士利用云计算快速制定消防预案，动态监测火情变化，做好地面指挥工作。借助火情监测系统，及时对现场地形、火灾情况进行分析，并对重要火源点、人员最佳救援位置等进行分析，以便救援科学开展，提升救援工作效率。

（3）远程控制消防用水。基于物联网技术，社会消防安全管理可以搭建一个覆盖整个城市消防系统的动态监管架构，将消防车、全部的建筑内消防器材、设备、区域水域、消防水池数量等信息纳入监控系统，通过网络技术应用搭建系统的信息化监控管理平台，对于相关消防信息全面调控。这样，管理人员不需要对相关消防基础设施、配套设施等进行巡视、统计，工作量减少，只需要通过智能移动终端设备，就可以很快掌控整个区域的消防系统，调配人员和设备资源，进行火灾的救援调度安排，确保消防安全管理高效、便捷，节省人力物力财力［6］。

（4）智能控制楼宇系统。在建筑消防安全管理系统中安装智能芯片，可以让管理人员在工作中，通过智能芯片反馈的信息进行火灾监控，只要火灾发生，就会出现警报，信息直接发送到相关人员的手机上，实现消防安全报警信息及时反应。

3 物联网在消防安全管理运用中应注意事项

在消防安全管理中应用物联网技术，必须要把握物联网技术的应用要点，构建相应的技术应用平台，结合社会消防安全管理工作的实际需要，来设置相应管理系统，设置相关功能模块，确保消防安全管理的整体效益。其次，在物联网的消防安全管理中，要以相关设备、基站建设为基础，所以在发展中，需要聚焦信息基础设施、融合基础设施和创新基础设施三大方向，统布局新型基础设施建设，完善5G 基站建设，确保相应区域实现千兆光纤网络覆盖，5G通达率达到一定比例。实施物联网应用品牌建设工程，重点在工业、农业、消防、能源、环保等传统基础设施中广泛部署智能感知终端，形成一定数量的百万级规模的应用场景［7］。还要加速推进5G 网络建设、网络基础网升级改造、千兆光纤接入项目、一体化大数据中心新建及改造工程等一批信息网络基础设施项目建设，通过不断完善物联网基础设施建设，促进消防安全管理系统的有效构建和应用。

4 结论

消防安全管理的重要性不言而喻。借助物联网技术的应用，可以清晰了解消防安全管理中的资源配置和人员配置，做好远程消防安全监控，及时防患于未然，降低影响和破坏力，有效扑灭火灾，确保居民财产安全和生命安全。通过基于物联网消防服务平台设计，探索物联网技术消防安全管理应用设计，研究实践证明，运用考察动态资源管理设计和远程监管设计，可以组装出一套完整的消防安全物联网管理系统，该系统在具体操作应用中具有多方面功能，其智能化水平较高，将其应用到社会消防安全管理中具有一定的优势、可行性和实用性。