鮑靜君

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214400

　　【摘要】現(xiàn)有消防系統(tǒng)由于基礎數(shù)據(jù)感知點有限，難以實現(xiàn)對消防場所及消防設施的全監(jiān)控和數(shù)據(jù)完善。文中通過對不同制式物聯(lián)網(wǎng)技術進行比較分析，為消防物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建，提供有益的參考。

　　關鍵詞：智慧消防云、消防監(jiān)督、智慧消防物聯(lián)網(wǎng)

　　1背景

　　根據(jù)應急管理部消防救援局網(wǎng)站統(tǒng)計數(shù)據(jù)，近十年全國共發(fā)生了228.2萬起火災，造成死亡超過1.5萬人。伴隨著城市建設的快速發(fā)展，城市消防安全風險的不斷上升，城市高層建筑和大型建筑日益增多，建筑消防安全問題越來越突出。消防工作面臨著的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)工作方式與新形勢、新任務不相適應的矛盾日益凸顯。

　　近年來，隨著信息技術飛速發(fā)展，現(xiàn)代城市的信息化水平有了很大提高，逐步形成了“智慧城市"的建設理念。城市消防安全作為城市建設的重要一環(huán)，逐步形成“智慧城市"相匹配的“智慧消防"。智慧消防已成為大勢所趨。

　　2智慧消防

　　近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等一系列科學技術的發(fā)展，火災科學、消防技術與消防軟科學等領域作為消防科學技術研究的主要方向。智慧消防行業(yè)逐漸向多級啟動、智能化、滅火提效、特殊領域應用等方向發(fā)展。具體來說，智慧消防就是利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、虛擬現(xiàn)實、移動互聯(lián)網(wǎng)+等技術，配合大數(shù)據(jù)云計算平臺、火警智能研判等專業(yè)應用，實現(xiàn)城市的消防的智能化，是智慧城市消防信息服務的數(shù)字化基礎，也是智慧城市智慧感知、互聯(lián)互通、智慧化應用架構(gòu)的重要組成部分。

　　2017年10月10日，公安部消防局發(fā)布了《關于推進“智慧消防"建設的指導意見》，意見中提出建設“智慧消防"的任務和明確工作目標。根據(jù)該指導意見，對智慧消防提出了五大任務：

　?。?）建設城市物聯(lián)網(wǎng)消防遠程監(jiān)控系統(tǒng)；

　?。?）建設基于“大數(shù)據(jù)"“一張圖"的實戰(zhàn)指揮平臺；

　?。?）建設高層住宅智能消防預警系統(tǒng)；

　?。?）建設數(shù)字化預案編制和管理應用平臺；

　?。?）建設“智慧"社會消防安全管理系統(tǒng)；

　　消防物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建作為五大任務之一，對于相關消防信息的獲取至關重要。也是其他任務完成的基礎。

　　3物聯(lián)網(wǎng)相關技術介紹及對比

　　國際電信聯(lián)盟( ITU) 發(fā)布的ITU 互聯(lián)網(wǎng)報告，對物聯(lián)網(wǎng)做了如下定義：通過二維碼識讀設備、射頻識別(RFID) 裝置、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)和激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。

　　物聯(lián)網(wǎng)的無線通信技術很多，主要可以分為兩大類：

　　（1）短距離通信技術：ZIGBEE、WIFI、藍牙、Z－WAVE等；

　　（2）廣域網(wǎng)通信技術：LPWAN，低功耗廣域網(wǎng)。

　　其中低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN，LOW POWER WIDE AREA NETWORK）技術是一種革命性的物聯(lián)網(wǎng)無線接入新技術，與WI-FI、藍牙、ZIGBEE等現(xiàn)有成熟商用的無線技術相比，具有遠距離、低功耗、低成本、覆蓋容量大等優(yōu)點，適合于在長距離發(fā)送小數(shù)據(jù)量且使用電池供電方式的物聯(lián)網(wǎng)終端設備。

　　由于消防設施分布的區(qū)域比較廣，業(yè)務主要適用于廣域網(wǎng)技術。因此本文針對LPWAN，即廣域網(wǎng)通信技術進行對比說明。

　　3.1物聯(lián)網(wǎng)技術對比

　　目前面向物聯(lián)網(wǎng)的LPWAN（低功耗廣域技術）技術可以分為兩類：一是授權(quán)頻段的廣域網(wǎng)技術，以3GPP定義的NB-IOT、LTE 演進技術eMTC等為代表；另一類是非授權(quán)頻段的廣域網(wǎng)技術，包括LoRa、Sigfox等技術，不同類別的LPWAN技術方、部署方式、服務模式均存在差異。

　?。?）NB-IOT ：2017年6月16日，NB-IoT技術協(xié)議獲得了3GPP 無線接入網(wǎng)(RAN)技術規(guī)范組會議通過。同年，工信部發(fā)公告稱， 在已分配的GSM或FDD方式的IMT系統(tǒng)頻段上，電信運營商可根據(jù)需要選擇帶內(nèi)工作模式、保護帶工作模式、獨立工作模式部署NB- IoT系統(tǒng)。頻率使用有效期與相應頻段的公眾移動通信系統(tǒng)頻率有效期一致。即該技術需要應用在運營商已有頻段上。

　?。?）eMTC：基于LTE協(xié)議演進而來。使用授權(quán)頻段，較NB- IOT來說，更適應于滿足中等速率業(yè)務。

　?。?）LoRa：由Semtech公司研發(fā)的低功耗廣域網(wǎng)無線通信技術。使用非授權(quán)頻段，主要包括433 MHz、868 MHz、915 MHz等。

　?。?）Sigfox：Sigfox成立于2009年，主要用于低功耗物聯(lián)網(wǎng)。使用非授權(quán)頻段，法國Sigfox公司對其技術進行嚴格控制，相對封閉，生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建相對緩慢。

　　表3.1 各種制式的物聯(lián)網(wǎng)技術的技術對比

3.2物聯(lián)網(wǎng)技術定位對比

　　各種制式的物聯(lián)網(wǎng)技術的定位對比如表3.2所示。

　　表3.2 各種制式的物聯(lián)網(wǎng)技術的定位對比

　　4物聯(lián)網(wǎng)在智慧消防中的應用

　　消防物聯(lián)網(wǎng)是指通過物聯(lián)網(wǎng)信息傳感與通訊等技術，采用“感、傳、知、用"等物聯(lián)網(wǎng)技術手段，綜合利用 RFID、無線傳感、云計算、大數(shù)據(jù)等技術，通過互聯(lián)網(wǎng)、無線通信網(wǎng)、專網(wǎng)等通信網(wǎng)絡，對消防設施、器材、人員等狀態(tài)進行智能化感知、識別、定位與跟蹤，實現(xiàn)實時、動態(tài)、互動、融合的消防信息采集、傳遞和處理，通過信息處理、數(shù)據(jù)挖掘和態(tài)勢分析。將消防設施通過社會化消防監(jiān)督管理和公安機關消防機構(gòu)滅火救援涉及的各位要素所需的消防信息鏈接起來，實現(xiàn)實時、動態(tài)、互動、融合的消防信息采集，傳遞和處理。為政府及相關機構(gòu)提供必要和可靠的信息，為消防部門提供高價值安全管理解決方案，利用消防物聯(lián)網(wǎng)為消防關鍵業(yè)務流程服務，利用大數(shù)據(jù)智慧輔助消防決策，提升城市消防安全水平。從而促進與提高社會消防監(jiān)督與管理水平，顯著增強公安機關消防機構(gòu)滅火救援的指揮、調(diào)度、決策和處置能力。

　　通過物聯(lián)網(wǎng)技術，構(gòu)建火災自動報警系統(tǒng)、電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)、消防水源監(jiān)控系統(tǒng)、消防設施監(jiān)控系統(tǒng)、消防通道監(jiān)控系統(tǒng)、九小場所監(jiān)控系統(tǒng)等。通過這些系統(tǒng)完成（1）自動信息采集匯總：目標檢測設備、消防設施自動檢測、移動信息采集；（2）分級分類遠程監(jiān)督檢查；（3）滅火救援信息支撐。

　　由于多數(shù)業(yè)務屬于小流量，大連接的業(yè)務，同時考慮安全性、可靠性以及穩(wěn)定性，目前通過租用運營商NB-IOT網(wǎng)絡或自建LoRa 網(wǎng)絡來構(gòu)建消防物聯(lián)網(wǎng)成為可選途經(jīng)。

　　5安科瑞AcrelCloud-6800智慧消防管理云平臺介紹

　　5.1安科瑞智慧消防管理云平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　火災報警子系統(tǒng)

　　消防設備管理子系統(tǒng)

　　消防水子系統(tǒng)

　　電氣火災子系統(tǒng)

　　防排煙子系統(tǒng)

　　消防設備電源子系統(tǒng)

　    防火門子系統(tǒng)

　　視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

　　應急照明和疏散子系統(tǒng)

　　電能管理子系統(tǒng)

　　APP子系統(tǒng)

　　5.2安科瑞智慧消防管理云平臺系統(tǒng)功能介紹

　　消防設備模塊

　　1、系統(tǒng)通過標簽感知消防設施位置狀態(tài)消息

　　2、把消防設施的購買時間、到期時間、安裝時間、負責人、巡檢次數(shù)等信息都錄入到數(shù)據(jù)中心的服務器中

　　3、可以分門別類地對消防設備進行維護和管理；生成消防設備臺賬。

　　消防水模塊

　　1、消防水源的水位和水壓監(jiān)測儀表，通過GSM400上傳

　　2、消防水位水壓探測，判斷是否漏水、開蓋等事件，當消防水壓不夠，管網(wǎng)漏水時，用手機app推送、短信等方式及時通知相關人員及時維修維護，保證消防安全

　　3、實時采集水泵控制柜電源、故障、啟停和手/自動狀態(tài)信息；實時采集主管網(wǎng)實時壓力信息；在各閥門處安裝傳感器，實時采集各閥門狀態(tài)

　　防排煙模塊

　　1、目前可接入鑫豪斯/眾山（UDP）和嘉德/海康威視（NB平臺）的NB煙感，也可以接入485輸出的煙感，通過GSM400上傳

　　2、系統(tǒng)通過高靈敏的無線煙感報警裝置，實現(xiàn)對煙霧、可燃氣體進行監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)超過報警值，通過設備的標簽、地理位置定位，用手機app推送、短信等方式及時通知相關人員，讓相關人員獲知相關位置的火災隱情。

　　消防電源模塊

　　1、實時監(jiān)控消防系統(tǒng)各個部分的電源工作狀態(tài)，確保消防設備供電正常，并對各個回路的過流、短路、斷路等故障報警提示

　　2、可長期記錄電壓電流的歷史曲線，通過一段時間的運行狀態(tài)進行分析，對可能產(chǎn)生問題的隱患進行預測。

　　防火門模塊

　　1、通過與門禁報警、視頻識別的關聯(lián)，實時監(jiān)控消防通道們的關閉及消防通道堆放物的情況

　　2、根據(jù)消防通道們的關閉及消防通道堆放物的情況，可實現(xiàn)緊急情況下的開閉。

　　視頻監(jiān)控模塊

　　1、用?？滴炇破脚_進行接入

　　2、數(shù)據(jù)中心收到感應端各個子系統(tǒng)報警信息后，可調(diào)出報警詳細信息查看報警現(xiàn)場視頻輔助進行火情確認。

　　3、實現(xiàn)各個火災報警子系統(tǒng)之間的結(jié)合，實現(xiàn)了報警點和監(jiān)控點之間的聯(lián)動。

　　5.3安科瑞智慧消防管理云平臺系統(tǒng)設備選型推薦

　　注：以上配置為針對1個回路選型，其中剩余電流互感器應根據(jù)現(xiàn)場回路電流大小選擇，根據(jù)實際三選一。

　　6結(jié)語

　　智慧消防是城市消防建設的必然趨勢，智慧消防物聯(lián)網(wǎng)的建設順應智慧城市的建設潮流，是智慧城市和消防信息化建設的重要內(nèi)容。本文通過對LPWAN（低功耗廣域技術）各種制式技術的對比，以及對智慧消防應用的業(yè)務類型分析，提出相應的網(wǎng)絡選擇策略，為加快推進智慧消防提供有益的思路。