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云計算背景下的智慧消防建設與發展

更新時間：2020-10-29

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霍麗麗

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：文章主要介紹基于云計算的大背景下，將云計算與消防相結合，衍生出的智慧消防體系，該體系的特點就是將以往的被動救援轉變為主動防御，保障人民的人身和財產。

關鍵詞：云計算；智慧消防；建設

0 引言

近年來，由于發生火災造成的死亡人數和經濟損失不斷增加，傳統的消防手段無論從輻射面積還是從救援效果來說，都已經無法滿足需求。迫切需要一種新的消防體系。與此同時，伴隨互聯網技術的發展，物聯網、大數據、云計算技術的興起，將上述新技術與消防相結合，便誕生出了智慧消防的概念。智慧消防不是科技與消防工作的簡單相加，而是有機結合，將其他技術中的特性通過智慧消防體系整合到消防工作中來，從而滿足日益嚴峻的消防需求。

1 發展智慧消防的必要性

1.1 傳統的消防手段介紹

通常來說，傳統的消防模式主要秉承“以人為本”的原則，主要采用“人防+物防”的手段來進行火災的防治。所謂“人防” 主要指專業的消防隊伍，比如受過專業訓練的消防隊隊員；所謂“物防”，主要是指各種消防器材，常用的就是滅火器、消防栓、消防車、感煙報警器、雨淋噴頭、沙袋、應急照明燈、防火毯、防毒面具等等，我國《消防法》對于消防器材的生產和使用都有著明確的規定。

1.2 傳統消防手段的局限性分析

首先，傳統的消防手段反應時間偏慢。從消防隊從接到火警開始到趕到火場的時間，通常為 10 至 15 分鐘，跟大火的燃燒速度比起來，還是不夠快。舉個例子，一間放置價值一千萬海綿墊子的倉庫，在不采取任何防火措施的情況下，從著火到全部燒完，時間不超過 5 分鐘；而在大火產生的濃煙中，人吸上兩三口氣就會失去知覺，呼吸 13 分鐘就會導致死亡。因此迫切需要更快的消防手段。其次，傳統的消防手段滅火成本過高。傳統的滅火手段都受有效期制約，定期需要更換，因此成本較高。以干粉滅火器為例，50 公斤標準的推車式干粉滅火器市場價 600 元左右，購買有效期兩年，兩年之后需要每年做一次年檢，然后重新灌粉測壓力，瓶內過期的干粉只能作為廢棄物被丟掉，無形中也造成了成本浪費。每年由于保質期到期造成的滅火器內物質浪費的金額巨大。

傳統的消防手段大都以被動防御為主。傳統的消防流程都是“發現火災報火警滅火”或者“發現火災滅火”，無論哪種流程都是在發生火災之后的被動防御，這也是世界各國火災損失一直居高不下的主要原因，因此迫切需要一種主動的消防手段，能夠在火災發生前模擬火災的發生情況，從而在火災發生前及時發現火災危險源，未雨綢繆，降低火災發生的可能性。

1.3 發展智慧消防的必要性分析

基于以上分析，傳統消防手段已經滿足不了現在的需求，需要一種更智能更主動更有效的消防手段來滿足需求，同時伴隨云計算技術的大面積應用，智慧消防的概念便營運而生了。

2 智慧消防概述

2.1 云計算的概念和特點

云計算（cloudcomputing），指的是通過網絡服務器（“云”）將巨大的數據計算處理程序分解成無數個小程序，然后，將這些小程序進行并行處理，并將分析這些小程序得到結果并返回給用戶。具有如下優勢與特點：動態可擴展、按需部署、靈活性高、可靠性高、性價比高、可擴展性強。

2.2 智慧消防的定義

智慧消防是一個數據收集、數據分析、數據預警、指揮、優化反饋的模塊動態化過程。

2.3 智慧消防的優勢

2017 年 10 月 10 日，當時的*發布了《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。國家部委大力推進“智慧” 消防主要是因為智慧消防具有以下優勢：

首先，智慧消防有助于新技術地發揮新技術的優勢。智慧消防以云計算為基礎，整合了人工智能、大數據、物聯網[4]等新興技術，技術之間是以信息技術和算法技術作為媒介相互關聯的，因此不但在技術上避免了簡單技術羅列造成的浪費，還能夠發揮技術各自的優勢。

其次，智慧消防是主動的火災防御手段，降低了火災發生的可能性。智慧消防的核心在于利用云計算，將過往的歷史數據轉換成訓練集（trainingset）,從而建立自適應（自我學習）模型，來對未來可能發展的火災進行模擬，從而提前預報的手段，從精度來說，比以往任何一種消防預測手段都高，因此能夠降低火災發生的可能性。

智慧消防能夠整合消防資源，避免資源浪費。智慧消防是基于云計算中的“算法”這一核心理念的，算法的優勢在于消防資源的合理化分配。舉個例子，北京市過去十年電動車火災占比占所有火災發生數量的 1/3，吸煙者比不吸煙者火災風險高 25 倍，因此通過云計算能夠發現火災發生的潛在規律，利用這些規律能夠更好地整合消防資源，做好消防資源的調度和分配。

3 云計算背景下的智慧消防建設

3.1 智慧消防系統建設背景

通過上述分析，結合伴隨著城市建設的快速發展，城市消防風險的不斷上升，城市高層、高層建筑和大型建筑日益增多，建筑消防問題越來越突出。同時消防管理欠缺，消防單位負責人消防安全意識淡薄，消防監督管理部門人員人數有限，無法開展消防安全檢查工作。因此需要進行云計算背景下的智慧消防建設。

3.2 智慧消防系統建設目標

利用云計算技術，增強對火災的預測能力，提高救援物資的利用效率[7]、加強對管理活動的監控、提升對火災的應變能力，通過消防信息綜合應用系統，達到整個消防信息資源共享的效果。同時，通過深化火災預防綜合分析、戰斗力評估綜合分析、辦公信息綜合分析、消防事件綜合事件分析等功能，為消防各級*決策和相關核心業務部門、支隊、基層大隊提供消防綜合信息查詢、分析。

3.3 智慧消防系統結構及功能

智慧消防系統結構主要包括一個核心，六大模塊，每部分的含義及功能如下：

首先以云計算為核心。云計算是這個智慧消防系統的核心和大腦，負責對火災發生前的模擬和預警，主要通過現有信息和數據，以及計算機模擬數據，對火災發生的可能的地點原因進行預測，幫助人們防患于未然；發生時對消防資源的調度和制定滅火方案，提高救援物資的利用效率，減少資源浪費；火災結束后幫助指導災后火災防范工作，主要通過計算，幫助選擇火災風險災后重建方案。

其次，以六大模塊作為支撐。六大模塊分別是：信息交換和存儲模塊、物聯網模塊、指揮調度模塊、模塊、拓展模塊、控制模塊。

信息交換和存儲模塊主要負責報警數據的接入、調度信息的傳輸和所有信息的存儲，是各模塊之間的橋梁；物聯網模塊主要負責消防物資、設備的空間調配，是消防救援的物理保證；智慧調度模塊主要負責臨場的調度和遠程的指揮，有助于使用者從宏觀角度掌控火災的救援進展；模塊是智慧消防系統自身的，能夠確保系統免于外界的入侵和意外的發生；拓展模塊主要是為了技術發展的需要，便于引進能夠提高智慧消防救援效率的新技術和新方法；控制模塊主要負責控制所有的消防設施，及時準確地投放消防設施，并在火災發生時，及時啟動消防設備，在火災結束后，關閉消防設備。

以上一個核心和六大模塊是有機組成的一個整體，相互地發揮作用。

3.4 智慧消防系統的工作流程

首先，火災預警的工作流程。云計算根據變量（比如溫度，吸煙人群分布、火災歷史分布等）對火災進行預測，然后將預測的結果和應對方案經信息交換和存儲模塊傳遞給指揮調度模塊，由指揮調度模塊發出指揮調度命令，在指揮調度過程中，模塊負責守衛職能，使系統免于黑客的攻擊和其他風險，指揮調度模塊將指令傳遞給物聯網模塊，由物聯網模塊調度火災救援物資，當有更好的方案從外界引入時（比如國外的*方案），拓展模塊開始啟動，將國外方案引入智慧消防系統的云計算核心進行評估學習。

其次，滅火的工作流程。當火災發生時，云計算核心會迅速計算出滅火方案，信息傳輸和存儲模塊將方案傳遞給控制模塊，再由控制模塊開啟消防設備將火撲滅。

4 安科瑞智慧消防監控云平臺介紹與選型

4.1 平臺簡介

安科瑞智慧消防綜合管理云平臺基于物聯網、大數據、云計算等現代信息技術，將分散的火災自動報警設備、電氣火災監控設備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設備連接形成網絡，并對這些設備的狀態進行智能化感知、識別、定位，實時動態采集消防信息，通過云平臺進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監管等目標。*原先針對“九小場所”和危化品生產企業無法有效監控的空白，適應于所有公建和民建，實現了無人化值守智慧消防，實現智慧消防“自動化”、“智能化”、“系統化”、用電管理“精細化”的實際需求。

從火災預防，到火情報警，再到控制聯動，在統一的系統大平臺內運行，用戶、安保人員、監管單位都能夠通過平臺直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設備和傳感器的運行狀況，并能夠在出現細節隱患、發生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內，相關報警和事件信息通過短信、語音、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達相關人員。同時，通過自動消防滅火控制裝置啟動自動滅火設備和消防聯動控制設備，有效解決用電單位電氣線纜老舊，小微企業無專業電工、肉眼無法直觀系統即時排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難等難題，及時排除安全隱患，安科瑞智慧消防監控云平臺結構如下圖所示：

4.2 平臺功能

平臺登陸

用戶登錄成功之后進入首頁，如圖所示。主要展示的內容有：項目概況、設備狀態、設備分類、設備報警信息、報警分類、報警統計、設備臺賬信息等。其中百度地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報警時可以在BIM模型中預警顯示。

實時監控

智慧用電子系統可接入電氣火災、故障電弧、電氣火災主機、滅弧式保護器探測和母排無線測溫探測等等各類子系統，實現對相關消防系統設備的信息實時監控，一且發現監測數劇超過風險閾值，APP、報警統統上陣，通過設備的標簽、地理位置定位，快速通知，快速處置

隱患管理

隱患管理包括隱患巡查、隱患處理、和隱患記錄，隱患巡查的目的是為了系統在產生報警或隱患后，系統可以針對工程人員派發工單，處理完以后工程人員能夠在系統中填寫相關工單任務記錄，以供歷史查詢。隱患統計支持對項目進行日、月、季、年的維度查詢，并能夠自定義時間查詢，將項目下隱患以曲線，圖表的形式展現

統計分析

統計分析包括數據匯總和分析報告，數據匯總以曲線和表格形式顯示各個月份的報警和故障記錄，同時顯示控制日志，支持按照控制類和參數設置類分別顯示，也可以按照操作是否成功分別顯示，包括此次控制的操作情況，項目名稱，設備信息以及對應的操作時間等；分析報告包括總體概況和設備回路特征分析。

運維管理

根據運維調度管理的需要，智能調度技術人員可以分為不同角色，系統支持巡檢計劃和巡檢日歷，可支持巡檢人員使用NFC芯片巡檢打卡的功能。

APP功能

APP軟件具有IOS版本和安卓版本，并與電腦終端系統的數據同步，能展示剩余電流、溫度、電壓、電流等電氣安全參數的實時監測數據及變化曲線、歷史數據與變化曲線；短路、斷線、漏電、超溫、過壓、欠壓、過流等電氣故障實時報警數據等；能實時顯示項目地理位置、未排除隱患數、未處理巡檢數等；通過APP消息推送的方式提醒用戶實時報警信息；可以實現遠程復位、遠程分閘功能；可以對所有現場探測器進行遠程參數設定及修改；可以對所有現場探測器的遠程控制記錄進行查詢；

4.3 產品選型

電氣火災監控探測器

5 結束語

智慧消防的出現正是我國消防信息化建設的縮影[10]，是時代的產物，更體現了我國政府對于消防工作的重視。隨著我國國力的強盛和科技的進一步發展，未來將會有越來越多的智慧消防方案和系統被投入使用，越來越少的火災發生，從而穩定社會、造福于民

參考文獻

［1］胡劍飛,丁寧.物聯網技術在智慧消防中的應用研究[J].電子世界.2019(02)

［2］楊玉寶.智慧消防建設現狀及發展方向探討[J].消防技術與產品信息.2018(10);

［3］楊新星.試論推進智慧消防建設與發展的策略[J].消防界 (電子版).2018(06);

［4］費芹,梅鵬,吳蒙.智慧消防物聯網系統的設計與應用[J].科技與創新.2018(18);

［5］司戈.瞄準社會化布局打造立體化消防[J].中國消防.2017 (18);

［6］吳創南.談云計算背景下的智慧消防建設[J].

［7］安科瑞企業微電網設計與應用手冊 2020.06 版.

作者簡介：霍麗麗,女,安科瑞電氣股份有限公司，主要從事智慧消防監控系統

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