云计算背景下的智慧消防建设与发展

艾优花

安科瑞电气股份有限公司  上海嘉定 201801

 

摘 要：文章主要介绍基于云计算的大背景下，将云计算与消防相结合，衍生出的智慧消防体系，该体系的特点就是将 以往的被动救援转变为主动防御，保障人民的人身和财产。

 

        近年来，由于发生火灾造成的死亡人数和经济损失不断增 加，传统的消防手段无论从辐射面积还是从救援效果来说，都 已经无法满足需求。迫切需要一种新的消防体系。与此同时， 伴随互联网技术的发展，物联网、大数据、云计算技术的兴起， 将上述新技术与消防相结合，便诞生出了智慧消防的概念。 智慧消防不是科技与消防工作的简单相加，而是有机结合， 将其他技术中的特性通过智慧消防体系整合到消防工作 中来，从而满足日益严峻的消防需求。

1.1 传统的消防手段介绍

        通常来说，传统的消防模式主要秉承“以人为本”的原则， 主要采用“人防+物防”的手段来进行火灾的防治。所谓“人防” 主要指专业的消防队伍，比如受过专业训练的消防队队员和 武警战士；所谓“物防”，主要是指各种消防器材，常用的就是灭火器、消防栓、消防车、感烟报警器、雨淋喷头、沙袋、应急照明灯、防火毯、防毒面具等等，我国《消防法》对于消防器材 的生产和使用都有着明确的规定。

1.2 传统消防手段的局限性分析

        首先，传统的消防手段反应时间偏慢。从消防队从接到 火警开始到赶到火场的时间，通常为 10 至 15 分钟，跟大火的燃烧速度比起来，还是不够快。举个例子，一间放置价值一千 万海绵垫子的仓库，在不采取任何防火措施的情况下，从着火到全部烧完，时间不超过 5 分钟；而在大火产生的浓烟中，人吸上两三口气就会失去知觉，呼吸 13 分钟就会导致死亡。因 此迫切需要更快的消防手段。 其次，传统的消防手段灭火成本过高。传统的灭火手段 都受有效期制约，定期需要更换，因此成本较高。以干粉灭火器为例，50 公斤标准的推车式干粉灭火器市场价 600 元左右， 购买有效期两年，两年之后需要每年做一次年检，然后 重新灌粉测压力，瓶内过期的干粉只能作为废弃物被丢掉，无 形中也造成了成本浪费。每年由于保质期到期造成的灭火器 内物质浪费的金额巨大。 

        传统的消防手段大都以被动防御为主。传统的消 防流程都是“发现火灾报火警灭火”或者“发现火灾灭火”，无论哪种流程都是在发生火灾之后的被动防御，这也是世界各国火灾损失一直居高不下的主要原因，因此迫切需要一种主动的消防手段，能够在火灾发生前模拟火灾的发生情况，从而在火灾发生前及时发现火灾危险源，未雨绸缪，降低 火灾发生的可能性。

1.3 发展智慧消防的必要性分析

        基于以上分析，传统消防手段已经满足不了现在的需求， 需要一种更智能更主动更有效的消防手段来满足需求，同时伴 随云计算技术的大面积应用，智慧消防的概念便营运而生了。

2.1 云计算的概念和特点 

        云计算（cloudcomputing），指的是通过网络服务器（“云”） 将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，然后，将这些小程序进行并行处理，并将分析这些小程序得到结果并返 回给用户。具有如下优势与特点：动态可扩展、按需部署、灵活性高、可靠性高、性价比高、可扩展性强。 

2.2 智慧消防的定义 

        智慧消防是一个数据收集、数据分析、数据预警、指挥、优化反馈的模块动态化过程。 

2.3 智慧消防的优势 

        2017 年 10 月 10 日，当时的公安部消防局发布了《关于推进“智慧消防”建设的指导意见》，意见中提出建设“智慧 消防”的任务和明确工作目标。国家部委大力推进“智慧” 消防主要是因为智慧消防具有以下优势： 

        首先，智慧消防有助于新技术地发挥新 技术的优势。智慧消防以云计算为基础，整合了人工智能、大数据、物联网[4]等新兴技术，技术之间是以信息技术和算法技术作为媒介相互联系的，因此不但在技术上避免了简单技术罗列造成的浪费，还能够发挥技术各自的优势。 

        其次，智慧消防是主动的火灾防御手段，降低了火灾发生 的可能性。智慧消防的核心在于利用云计算，将过往的历史 数据转换成训练集（trainingset）,从而建立自适应（自我学习）模型，来对未来可能发展的火灾进行模拟，从而提前预报的手 段，从精度来说，比以往任何一种消防预测手段都高，因此能 够降低火灾发生的可能性。 

        智慧消防能够整合消防资源，避免资源浪费。智慧消防是基于云计算中的“算法”这一核心理念的，算法的优势在于消防资源的合理化分配。举个例子，北京市过去十年电动车火灾占比占所有火灾发生数量的 1/3，吸烟者比不吸烟者火灾风险高 25 倍，因此通过云计算能够发现火灾发生的潜在规律，利用这些规律能够更好地整合消防资源，做好消防资源的调度和分配。

3.1 智慧消防系统建设背景

        通过上述分析，结合伴随着城市建设的快速发展，城市消防风险的不断上升，城市高层、高层建筑和大型建筑日益增多，建筑消防问题越来越突出。同时消防管理欠缺，消防单位负责人消防安全意识淡薄，消防监督管理部门人员人数有限，无法开展消防安全检查工作。因此需要进行云计算背景下的智慧消防建设。 

3.2 智慧消防系统建设目标 

        利用云计算技术，增强对火灾的预测能力，提高救援物资 的利用效率[7]、加强对管理活动的监控、提升对火灾的应变能力，通过消防信息综合应用系统，达到整个消防信息资源共享的效果。同时，通过深化火灾预防综合分析、战斗力评估综合分析、办公信息综合分析、消防事件综合事件分析等功能，为消防各级领导决策和相关核心业务部门、支队、基层大队提供消防综合信息查询、分析。 

3.3 智慧消防系统结构及功能 

        智慧消防系统结构主要包括一个核心，六大模块，每部分 的含义及功能如下： 

        首先以云计算为核心。云计算是这个智慧消防系统的核心和大脑，负责对火灾发生前的模拟和预警，主要通过现有信息和数据，以及计算机模拟数据，对火灾发生的可能的地点原因进行预测，帮助人们防患于未然；发生时对消防资源的调度和制定灭火方案，提高救援物资的利用效率，减少资源浪 费；火灾结束后帮助指导灾后火灾防范工作，主要通过计算， 帮助选择火灾风险灾后重建方案。 

        其次，以六大模块作为支撑。六大模块分别是：信息交换和存储模块、物联网模块、指挥调度模块、模块、拓展模块、控制模块。

        信息交换和存储模块主要负责报警数据的接入、调度信 息的传输和所有信息的存储，是各模块之间的桥梁；物联网模块主要负责消防物资、设备的空间调配，是消防救援的物理保证；智慧调度模块主要负责临场的调度和远程的指挥，有助于 使用者从宏观角度掌控火灾的救援进展；模块是智慧消防系统自身的，能够确保系统免于外界的入侵和意外的发生；拓展模块主要是为了技术发展的需要，便于引进能 够提高智慧消防救援效率的新技术和新方法；控制模块主要 负责控制所有的消防设施，及时准确地投放消防设施，并在火灾发生时，及时启动消防设备，在火灾结束后，关闭消防设备。 

        以上一个核心和六大模块是有机组成的一个整体，相互地发挥作用。

3.4 智慧消防系统的工作流程

        首先，火灾预警的工作流程。云计算根据变量（比如温度，吸烟人群分布、火灾历史分布等）对火灾进行预测，然后将预 测的结果和应对方案经信息交换和存储模块传递给指挥调度 模块，由指挥调度模块发出指挥调度命令，在指挥调度过程中， 模块负责守卫职能，使系统免于黑客的攻击和其他风险，指挥调度模块将指令传递给物联网模块，由物联网模块 调度火灾救援物资，当有更好的方案从外界引入时（比如国外 的先进方案），拓展模块开始启动，将国外方案引入智慧消防 系统的云计算核心进行评估学习。 

        其次，灭火的工作流程。当火灾发生时，云计算核心会迅 速计算出灭火方案，信息传输和存储模块将方案传递给 控制模块，再由控制模块开启消防设备将火扑灭。

4.1 平台简介

        安科瑞智慧消防综合管理云平台基于物联网、大数据、云计算等现代信息技术，将分散的火灾自动报警设备、电气火灾监控设备、智慧烟感探测器、智慧消防用水等设备连接形成网络，并对这些设备的状态进行智能化感知、识别、定位，实时动态采集消防信息，通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析，帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。填补了原先针对“九小场所”和危化品生产企业无法有效监控的空白，适应于所有公建和民建，实现了无人化值守智慧消防，实现智慧消防“自动化”、“智能化”、“系统化”、用电管理“精细化”的实际需求。

        从火灾预防，到火情报警，再到控制联动，在统一的系统大平台内运行，用户、安保人员、监管单位都能够通过平台直观地看到每一栋建筑物中各类消防设备和传感器的运行状况，并能够在出现细节隐患、发生火情等紧急和非紧急情况下，在几秒时间内，相关报警和事件信息通过手机短信、语音电话、邮件提醒和APP推送等手段，就迅速能够迅速通知到达相关人员。同时，通过自动消防灭火控制装置启动自动灭火设备和消防联动控制设备，有效解决用电单位电气线缆老旧，小微企业无专业电工、肉眼无法直观系统即时排查电气隐患、隐蔽工程隐患检查难等难题，及时排除安全隐患，安科瑞智慧消防监控云平台结构如下图所示：

 

4.2 平台功能

 平台登陆

        用户登录成功之后进入首页，如图所示。主要展示的内容有：项目概况、设备状态、设备分类、设备报警信息、报警分类、报警统计、设备台账信息等。其中百度地图可以选配成BIM建筑模型，任何传感器报警时可以在BIM模型中预警显示。

实时监控

        智慧用电子系统可接入电气火灾、故障电弧、电气火灾主机、灭弧式保护器探测和母排无线测温探测等等各类子系统，实现对相关消防系统设备的信息实时监控，一且发现监测数剧超过风险阈值，APP、电话报警统统上阵，通过设备的标签、地理位置定位，快速通知，快速处置

隐患管理

       隐患管理包括隐患巡查、隐患处理、和隐患记录，隐患巡查的目的是为了系统在产生报警或隐患后，系统可以针对工程人员派发工单，处理完以后工程人员能够在系统中填写相关工单任务记录，以供历史查询。隐患统计支持对项目进行日、月、季、年的维度查询，并能够自定义时间查询，将项目下隐患以曲线，图表的形式展现

统计分析

        统计分析包括数据汇总和分析报告，数据汇总以曲线和表格形式显示各个月份的报警和故障记录，同时显示控制日志，支持按照控制类和参数设置类分别显示，也可以按照操作是否成功分别显示，包括此次控制的操作情况，项目名称，设备信息以及对应的操作时间等；分析报告包括总体概况和设备回路特征分析。

运维管理

        根据运维调度管理的需要，智能调度技术人员可以分为不同角色，系统支持指定巡检计划和巡检日历，可支持巡检人员使用手机NFC芯片巡检打卡的功能。

手机APP功能

        手机APP软件具有IOS版本和安卓版本，并与电脑终端系统的数据同步，能展示剩余电流、温度、电压、电流等电气安全参数的实时监测数据及变化曲线、历史数据与变化曲线；短路、断线、漏电、超温、过压、欠压、过流等电气故障实时报警数据等；能实时显示项目地理位置、未排除隐患数、未处理巡检数等；通过APP消息推送的方式提醒用户实时报警信息；可以实现远程复位、远程分闸功能；可以对所有现场探测器进行远程参数设定及修改；可以对所有现场探测器的远程控制记录进行查询；

 

4.3 产品选型

电气火灾监控探测器

 

 

智慧消防的出现正是我国消防信息化建设的缩影[10]，是时 代的产物，更体现了我国政府对于消防工作的重视。随着我 国国力的强盛和科技的进一步发展，未来将会有越来越多的 智慧消防方案和系统被投入使用，越来越少的火灾发生，从而 稳定社会、造福于民

 

［1］ 胡剑飞,丁宁.物联网技术在智慧消防中的应用研究[J].电 子世界.2019(02)

［2］ 杨玉宝.智慧消防建设现状及发展方向探讨[J].消防技术 与产品信息.2018(10); 

［3］ 杨新星.试论推进智慧消防建设与发展的策略[J].消防界 (电子版).2018(06);

［4］ 费芹,梅鹏,吴蒙.智慧消防物联网系统的设计与应用[J].科 技与创新.2018(18);

［5］ 司戈.瞄准社会化布局打造立体化消防[J].中国消防.2017 (18);

［6］ 吴创南.谈云计算背景下的智慧消防建设[J].

［7］ 安科瑞企业微电网设计与应用手册   2020.06 版.

 

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