智慧消防物联网系统功能与架构

2019年01月14日 11:34:21智慧消防7353

　　在设置自动消防系统（设施）条件不满足的建筑物或构筑物中，应结合实际设置无线紧急报警按钮、独立式火灾探测报警装置和无线可燃气体探测器等装置。装置应满足以下要求：

　　1 能够独立发射探测数据；

　　2 能够反应异常数据；

　　3 无线通信传输应采用蜂窝、LoRa、NB-IoT等通信方式。

　　消防巡查部位应设置电子标签、物联巡查，电子标签宜采用二维码、NFC、RFID等防水性能良好的材料，并将巡查结果实时与消防户籍化系统打通并数据共享。

　　当需要设置消防物联网系统时，建筑物或构筑物内的消防给水及消火栓系统、自动喷水灭火系统、机械防烟和机械排烟系统、火灾自动报警系统、可燃气体报警系统、电气火灾报警系统应接入消防物联网系统，其他消防设施宜接入消防物联网系统。

　　设有消防物联网系统的建筑或单位应设物联网用户信息装置。物联网用户信息装置的设置除应符合现行国家和行业标准《消防控制室通用技术要求》GB25506、《消防控制室通用技术要求》GA767的有关规定外，还应符合下列要求：

　　1 应设置在消防控制室内。当物联网用户未设有消防控制室时，物联网用户信息装置宜设置在有人值班的场所；

　　2 物联网用户信息装置的设置应与消防设施的服务范围相一致。

　　水系统信息装置、风系统信息装置宜分别设置在消防水泵房、消防风机房或消防控制室。

　　水系统信息装置应包含各类水灭火系统的采集信息，并可包括各类气体灭火系统等其他灭火系统的采集信息。风系统信息装置应包含机械防烟和机械排烟设施系统的采集信息。

　　消防物联网系统的 APP 功能应符合下列规定：

　　1 应支持 IOS操作系统和 Android操作系统；

　　2 应与信息运行中心的数据互通；

　　3 应具有消防设施监测、隐患数据智能分析、自动评分、现场取证、点位记录、现场拍照、定位、信息的查看和确认、自动生成维保报告、月报等功能。

　　消防物联网的数据应用平台、信息运行中心、物联网用户信息装置应采用中文界面。

　　消防物联网系统的性能指标应符合下列要求：

　　1 从物联网用户信息装置、独立式无线紧急报警按钮、独立式火灾探测报警装置等获取火灾报警信息到信息运行中心接收显示的响应时间不应大于 10s；

　　2 信息运行中心向 119报警服务台或江西省各地级市（县）应急联动中心转发经确认后的火灾报警信息的时间不应大于 3s；

　　3 从物联网用户信息装置获取消防水泵、防排烟风机手动、自动状态信息，压力传感器、电气火灾监控探测、可燃气体探测等传感器的异常信息到信息运行中心接受显示的响应时间不应大于 20s；

　　4 压力传感器、电气火灾监控探测、可燃气体探测等传感器以及水系统信息装置、风系统信息装置的数据上传周期不应大于 30min；

　　5 物联网用户信息装置与信息运行中心之间的通信巡检周期不应大于30min；

　　6 采集的信息记录应备份。其保存周期不应小于 1年，视频文件的保存周期不应少于 6 个月；

　　7 信息系统的安全等级必须达到第三级安全保护能力。

　　二、消防物联网系统功能与架构

　　消防物联网的系统体系架构自下而上应由感知层、传输层、应用层、管理层构成（见下图）。

　　1 感知层的数据采集来源可采用传感器、电子标签、视频采集终端、物联监测、物联巡查等。所采集的数据应上传至物联网用户信息装置。消防设施系统宜按不同的消防设施系统分别采集，并应汇总到相应系统的采集装置。传输层应包括传输网络、传输协议和传输安全。网络数据的传输应具有传输效率及响应速度的实时性，并应有身份认证、数据安全加密及数据传输过程中的安全性。

　　2 传输网络可采用有线或者无线传输网络，并宜符合下列规定：

　　对于有线传输网络宜采用光纤。

　　对于无线传输网络宜采用NB-IoT传输。优先选用NB-IoT无线传输网络，可根据应用场所网络条件选用其他蜂窝网络通信技术。

　　3 应用层应采用支撑服务技术，并应通过信息运行中心进行数据应用。支撑服务技术宜采用消息队列、内存计算、负载均衡、并行运算、协议处理、运维管理和实时报警等技术手段。信息运行中心宜采用分布式数据库、分布式文件系统、海量存储和数据分析处理等技术手段。数据应用平台应包括系统运行平台、业主应用平台、物业应用平台和维保应用平台等应用平台。管理层应包括消防数据交换应用中心和管理中心，并应对消防物联网系统监管。

　　信息运行中心的数据库设备应具有主电源、备用电源自动转换功能；备用电源的容量应能保证传输设备连续正常工作时间不小于 24h。信息运行中心的传输能力、处理能力、存储能力应支持在线扩展。其性能应符合下列规定：

　　1 数据安全和存储可靠性应不小于 99.99%；

　　2 所有通讯层的数据传输必须是加密传输，用户信息传输装置应支持多链路的自动切换；

　　3 应支持负载均衡、异地灾备。数据的保存周期不应小于1年，视频文件的保存周期不应小于6个月，且应支持至少 1 个以上的数据备份，备份时间不得大于 24h；

　　4 感知层设备应具备实时数据上传的能力，并应支持从数据应用平台发起的实时数据请求；应支持动态更新、局部快速更新、动态功能扩展，并应确保每日 24h 的服务可用性；应提供基于 HTTP、HTTPS 的数据访问接口，其接口协议应符合本导则第三十九条的规定；

　　5 系统运行平台的信息运行中心应支持 5 000 个以上的建筑物联网实时数据并发接入，并应支持 10 000TPS 以上的并发访问量。

　　信息运行中心收到火灾报警、屏蔽、故障、消音信息后，应能智能分析判断火警、屏蔽、故障屏蔽、消音信息的等级，并应按报警等级相应地选择短信、微信、语音电话、人工客服的方式实时推送给社会单位消控室人员、消防安全管理人、消防安全责任人和消防维保人员。推送的信息可通过 APP 进行相应查看、确认等操作。信息运行中心收到消防联动信息，应能智能分析、判断、统计、汇总相关的联动信息，并应自动生成消防设施运行状态的报告。报告可通过 APP、web 端等方式将信息推送到社会单位、维保单位和行业主管部门。

　　信息中心的设置应符合下列规定：

　　1 应设置在耐火等级为一、二级的建筑物中；

　　2 应符合现行《建筑设计防火规范》GB 50016等国家标准中消防控制室的有关规定；

　　3 不应设置在电磁场干扰较强或其他影响数据正常工作的部位。

　　数据应用平台的性能应具备消防设施基于室内地图的展示功能，并宜支持三维地图展示；应提供 web、APP、数据接口、短信、微信、语音电话等使用方式；应能够查询建筑物基本信息、单位基本信息、人员基本信息、消防设施基本信息、消防设施统计信息、消防设施报警信息、消防设施联动信息、消防设施故障信息、消防设施屏蔽及物联监测信息、消防设施维修信息、消防巡检信息、消防维保信息、人员活动信息、消防设施物联网设备实时运行状态等信息；应支持视频查看，并可通过APP查看实时视频流；应对所有操作进行日志记录。

　　三、消防物联网系统设备功能与性能

　　消防物联网系统宜采用消防电源供电，物联网用户信息装置应采用消防电源供电。消防物联网系统的物品编码应符合现行国家标准《物联网标识体系物品编码Ecode》GB/T 31866 的有关规定。

　　消防物联网设备应通过时间服务器自动同步时间。消防设施数据采集的功能和性能应符合下列规定：

　　1 数据采集应具备准确性和实时性；

　　2 感知设备应具有稳定性。其应能够不受环境因素的干扰，并应能稳定地工作；

　　3 感知设备应具持久性。对于通过电池供电的设备，应保证最短连续工作时间不少于 3 年，且传感器的整体工作寿命应不低于 3 年；

　　4 感知设备的位置设置和数据采集应以不影响现有的消防设施正常运行和不破坏现有消防设备为前提条件，并应符合感知设备的性能要求。

　　消防物联网系统应对物联监测的点位异常状态进行及时报警，并应立即上报。爆炸性、腐蚀性等特殊环境应用的消防物联网传感器等组件和设备应选用满足国家防爆、耐腐蚀检测规定的组件和设备。物联巡查应对消防设施的属性、位置、状态和人员活动记录。

　　消防物联网系统中，消防设施状态的实时显示信息应符合下列规定：

　　1 应显示消防水泵、消防风机、火灾自动报警系统设备的供电电源和备用电源的工作状态信息；

　　2 应显示火灾报警信息、可燃气体探测报警信息、电气火灾监控报警信息以及各系统中的报警信息、屏蔽信息和故障信息；

　　3 应显示消防水泵、消防风机的手动/自动工作状态、启动/停止动作状态、故障状态信息；

　　4 应显示消防水箱（池）水位和管网压力信息以及其报警信息的正常工作状态信息和动作状态信息。

　　消防物联网系统的设备（含传感器）的防护等级应适应所在环境的要求。除与消防水泵设置在同一空间设备的防护等级不应低于IP55外，其余设备的防护等级不应低于IP30。

　　消防物联网系统应采集消防设备供电的主电源和备用电源的交流或直流电源的工作状态信息以及过压、欠压、过流、缺相、短路等故障信息和消防设备电源监控系统本身的程序故障、通讯等故障信息，并应上传至信息运行中心。

　　智慧消火栓管理系统设备的性能应符合下列规定：

　　1 设备应符合国家《消防接口第1部分消防接口通用技术条件GB 12514.1-2005》及《GB 4452-2011室外消火栓》标准；

　　2 应支持NB-IoT传输方式；

　　3 采用低功耗设计待机状态功耗可达4uA。

　　4 具有IP68防水等级、防盐雾、防雷。

　　消防物联网系统应对火灾自动探测报警系统、消防联动控制系统进行物联监测，数据采集的内容应满足现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》。需满足《附录A消防物联网系统运行平台接口的标准定义》的要求。物联网用户信息装置的性能应符合下列规定：

　　1 应符合现行国家标准《城市消防远程监控系统》GB 26875 和《城市消防远程监控系统第 1 部分用户信息传输装置》GB26875.1的相关要求，并应取得消防产品的认证；

　　2 应支持有线宽带传输方式，并应支持 TCP 和 UDP 传输协议模式；

　　3 应内置支持市场主流报警主机的协议通讯，并应支持远程升级；

　　独立式火灾探测报警装置的性能应符合下列规定：

　　1 具备火灾报警信息无线远程上报、远程消音、温度上报和超限报警功能。

　　2 应支持NB-IoT传输方式，在同样的频段下，比现有的网络增益20dB，覆盖面积扩大100倍；

　　3 具备支撑海量连接的能力，NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接；

　　4 应采用低功耗电池，装置模块的电池使用时间应长达10年；

　　5 网络耦合时间应低于10秒以内。

　　无线紧急报警按钮的性能应符合下列规定：

　　1 无线紧急报警按钮应符合国标GB19880-2005《手动火灾报警按钮》，并应取得消防产品的认证；

　　2 无线紧急报警按钮应支持NB-IoT传输方式，具备报警信息无线远程上报、欠压报警无线上报。

　　3 无线手动火灾报警按钮的安装位置应按照现行国家标准《无线组网火灾报警系统设计规范》GB 50116-98的规定执行；每个防火分区应至少设置一只无线手动火灾报警按钮。从一个防火分区内的任何位置到最邻近的无线手动火灾报警按钮的步行距离不应大于30m。无线手动火灾报警按钮宜设置在疏散通道或出入口处。

　　消防物联网系统应对可燃气体报警系统进行物联监测。数据采集的信息应包括已有的可燃气体报警控制器中的数据信息，并应采集可燃气体报警控制器的故障信息。无线可燃气体探测器装置的性能应符合下列规定：

　　1 无线可燃气体探测器装置应符合国标GB15322.2-2003《可燃气体探测器》，并应取得消防产品的认证；

　　2 无线可燃气体探测器装置应支持NB-IoT传输方式。

　　3 应具有上电预热、燃气泄漏报警上报、故障报警、欠压报警无线上报、自检功能。

　　消防物联网系统应对电气火灾监控系统进行物联监测。数据采集的信息应包括已有的电气火灾监控器中的数据信息，并应采集电气火灾监控器的故障信息。智慧安全用电系统设备的性能应符合下列规定：

　　1 宜支持NB-IoT传输方式，并应支持有线或无线传输方式。

　　2 具有实时监测漏电电流、线缆温度等情况，建立智慧电气监测消防预警及远程自动断电功能系统的要求。

　　消防物联网系统传感器的物联监测设置应根据使用功能、应用场所、火灾危险性、扑救难度、现场联网条件等因素确定。感知层的设施数据采集应优先利用原有消防设施已有的感知信息。传感器选择应符合下列规定：

　　1 应满足检查点目标物联监测位置、压力、压差、流量、水位等信息的设计要求；可通过集成传感模块、数模转换模块、数据通信传输模块等信息采集处理功能模块，构成一体化的信息采集传感器，并宜支持远程参数配置；

　　2 传感器的采样频率应不低于 1 次/min，数据传输频率应不低于 2 次/h；应支持NB-IoT传输方式；传感器的工作环境温度、湿度应满足所处环境和系统的设计要求；消防给水的压力传感器量程宜为 0～2.4MPa；传感器应具备零基准点校正功能。

　　消防物联网系统中，消防给水及消火栓系统物联监测的感知设置应符合下列规定：

　　1 应设置水系统信息装置和无线压力传感器；

　　2 试验消火栓处应设置末端无线压力传感器，其他消防给水各分区最不利处的消火栓或试验消火栓宜设压力传感器；

　　3 高位消防水箱、转输消防水箱和消防水池内应设置水位传感器；

　　4 消防水泵的进水总管、出水总管上应设置压力传感器；

　　5 总体消防引入管的消防水表后宜设置压力传感器。

　　消防物联网系统中，自动喷水灭火系统（水喷雾灭火系统、细水雾灭火系统、泡沫灭火系统、固定消防炮灭火系统）物联监测的感知设置应在每个报警阀组控制的最不利点喷头处设置末端无线压力传感器。其他防火分区、楼层宜设压力传感器。自动喷水灭火系统的末端无线压力传感器应符合：当试验排水时，其采集的压力数据应实时上传。

　　消防物联网系统中，机械防烟和机械排烟系统应设置风系统信息装置和消防风机信息监测装置。

　　消防分隔设施物联监测的感知设置应符合下列规定：

　　1 信息采集宜采用电子标签、物联巡查；

　　2 应采集防火卷帘控制器、防火门控制器工作状态、电源状态和故障状态的信息。

　　电子标签可采用 RFID 标签、NFC 标签、二维码标签、蓝牙标签、Wi-Fi 标签；物联巡查的各巡视点应设置电子标签。沿物联巡查路线宜设置在消火栓箱、卷帘门、变配电柜等消防设备的设施部件；电子标签的存储信息应包含设备 ID，并应通过数据映射方法确定唯一的消防设施部件及消防安全重点部位的信息；电子标签采用二维码标签时，宜选用防水性能良好的材料；现场设备状态更新信息宜写入 RFID 标签。RFID 标签可采用被动式类型的标签；6NFC 读取时间不宜大于 2ms，读取次数必须大于 100000 次，读取距离应大于 20mm 且应小于 100mm，工作频率为13.56MHz。

　　消防控制室、消防水泵房宜设置视频采集终端，并应对采集的信息进行监视。视频采集终端可接入原有的安防系统，并应满足消防物联网的远传查看的功能。视频采集终端的选用应符合现行国家行业标准《安全防范视频监控摄像机通用技术要求》GA/T 1127 的规定，并应符合下列规定：

　　1 应能实时监测目标点位的现场状况；

　　2 应至少为高清晰度摄像机，图像质量应不低于 CIF 格式，且应支持日夜模式；

　　3 应具备本机循环存储功能，且存储实时视频图像时间不小于 24h；

　　4 应具备网络接口；应至少支持 IPv4 寻址方式；应具有动态域名解析功能。

　　气体灭火系统和二氧化碳灭火系统物联监测的感知设置应符合下列规定：

　　1 应采集显示气体控制盘手动和自动的信息和系统报警、喷放、故障的信息；

　　2 宜设置系统压力泄漏传感器、灭火剂质量传感器；

　　3 宜设置气体保防护区域的气密性传感器。

　　应急照明和疏散指示标志物联监测的感知设置应符合下列规定：

　　1 应急照明和疏散指示标志宜采用电子标签、物联巡查，并应符合现行国家标准《消防安全标志》GB 13495 和《消防应急照明和疏散指示系统》GB 17945 的有关规定；

　　2 应采集消防应急照明和疏散指示系统的故障状态和应急工作状态的信息。