辽宁智慧消防管理系统(物联网技术在消防管理中的应用)
摘 要：在消防工作中引入射频、传感等物联网技术强化人防、物防和技防措施的落实，保障规章制度和设施设备发挥实效，对提升单位自我管理能力，降低火灾风险，提高行政监管和灭火指挥的效能，实现火灾形势的根本性好转具有重要意义。以辽宁智慧消防管理系统为例，介绍物联网技术在消防管理中的应用。
关键词：物联网 智慧消防 数据挖掘 信息化指挥
一、消防工作中存在的问题
消防工作事关人民生命财产安全，受到党和国家的高度重视，尽管如此，我国社会火灾防控基础薄弱，隐患大量存在，火灾高发的现实依然存在，消防安全形势不容乐观。一方面社会单位是消防安全的责任主体，但是消防管理毕竟属于较为专业的工作，民众消防安全意识不强，单位缺乏有效的管理手段，不会管、管不好等问题依然存在;另一方面社会单位数量较多，消防行政监管警力不足，想管好、管不了的矛盾突出，行政监管缺乏针对性，监管措施落后，监管效率不高的现状依然存在。客观现实的突出矛盾决定了提高单位自我管理能力，提升行政监管效能的问题迫在眉睫。自2011年以来，公安部消防局就开始部署“依法治火，科技强警”的发展战略，拉开了向科学技术要战斗力的序幕。
随着信息化技术的发展，物联网技术的应用有效破解了消防发展的瓶颈问题，通过引入射频通讯、传感器、信息通讯等物联网技术，把隐形的消防问题直观真实地展现在面前，使问题透明。单位一旦发生火灾，消防救援选择什么通行道路，周边有哪些水源可以有效利用，火场环境参数以及参战人员体能等信息都可提供信息化科学指挥。为消防行政监管提供及时的信息，可以对单位进行针对性的指导，帮助单位解决火灾隐患，避免警力不足、失控漏管、人为干扰等因素。
二、辽宁智慧消防管理系统具体方案解读
辽宁智慧消防针对全面分析了消防具体工作任务，梳理了单位法定履行的工作职责、行政监管的职能任务和灭火指挥信息化体系建设等存在的系列问题和其它需要改进的地方，综合引入射频技术、移动通讯、物联网、视频识别、大数据等技术，以推动社会单位自身工作主动性、提高行政监管效能为目标，构建信息化指挥体系探索出此套通过技防措施强化监管效能的有效方法。
(一)整体架构
1. 总体方案
在总体架构设计上，辽宁智慧消防管理系统按照“一个中心、两个平台、八类应用”建设思路，即利用一个指挥中心综合显示指挥调度，构建消防监管平台和灭火指挥平台，面向普通民众、社会单位、行政监管、灭火指挥、数据中心五类终端应用。平台设计如图1所示。
以“智慧消防”为目标，结合人防、物防、技防的三防体系，形成以单位信息、市政资源为基础数据，集人员、信息、设备、机构有机结合的四位一体，实现信息化支撑、科学化指挥的防消一体化的城市消防安全管理体系。
2. 系统架构
(1)展现层
主要负责与用户和外部系统交互，具体提供系统可操作Web功能、数据交换程序或数据接口，并满足不同的场景使用。Web Layer主要用html5、css3、angularjs1.6技术实现;Data Exchange根据需求实现数据交换程序;Data Interface主要基于http1.1协议，用restful 风格API技术实现。
(2)应用层
主要负责系统逻辑计算的实现，提供服务接口给表现层使用。此两层之间通信基于http1.1协议，以提高数据传输效率。根据应用服务职责不同分为两大类，分别为业务应用服务和基础应用服务。本系统应用服务一般使用java平台的通信框架SpringMVC技术实现，个别其它组件除外，Redis缓存组件。
(3)服务层
对于本系统业务数据结构多样化、数据量较大，同时系统面对高并发的访问，采取了缓存的机制提升性能，选用Redis缓存组件实现数据缓存存储。对于非结构化数据存储，比如文档、图片等数据，本系统基于linux平台ext3文件系统实现文档存储和读写功能。
(4)数据层
主要负责系统数据存储、同步、缓存和备份管理。本系统数据分为结构化数据和非结构化数据。对于结构化数据使用mysql5.7以上数据库存储，基于MySQL复制同步的机制，可以进行数据读写分离的实现，提升数据层面的优化。
(二)主要技术创新点
1. 射频技术强化人防措施落实
针对基层单位日常巡查工作不落实、弄虚作假的现象，我们引入射频通讯技术(RFID，Radio Frequency Identification)，通过在单位重点部位设置集成在宣传板内的射频芯片，与移动终端app进行巡查信息的数据交互，按照预先设定的频次，漏查提醒的功能，促进单位巡查人员到达重点部位检查，倒逼单位巡查人员定点、定时、定位地履行巡查职责，及时发现隐患，消除致灾因素，通过技防手段强化人防措施的落实。
2. 设备物联强化物防措施的完好程度
系统通过远程监控设备采集火灾自动报警系统的数据信息，通过在消防水系统设置压力、液位传感器，在消防设施设备上设置电流传感器，通过数据传输装置传送到平台，实现了对消防设施设备的有效物联，消防设备一旦出现异常问题，平台会即时发出预警提示，并把异常信息发送给单位管理人员和维保人员，相关人员根据各自不同的职责第一时间予以处理，及时排除隐患。
3. 数据分析提高管理针对性
在数据传输方面，系统采用无线传输方式，通过自行部署的lora低功耗专用数据传输网络传输物联数据，大大降低了消防物联设备的信息传输成本，实现了日常使用费用几乎为零的目标，为本系统的公益性推广奠定了技术基础。
大数据的驱动力正在引领以政府为主导的公共管理领域的革命性变化。系统对收集的数据信息按照设定的数据模型进行信息分析，并与危险数据模型进行比对，挖掘潜在规律性特征，对单位危险源、火灾风险、抗风险能力等进行综合分析研判，帮助单位找出安全管理工作的短板，通过培训指导，提升整体综合管理水平，实现对火灾风险和安全形势的超前预判和精确预测。行政管理部门可根据区域内单位的总体情况，找出共性特点，发出预警信息，开展有针对性的专项整治、专业培训、宣传演练等措施，可有效构建单位管点、行业管线、政府管面的立体化防控体系和消防社会化工作，结构设计如图5所示。
4. 救援信息采集提高灭火指挥科学性
系统采集了市政消防水源的地理信息和水压环境信息，采集了消防员的体能信息、车辆信息，当建筑发生火灾后，系统依据相关预案调配警力，指挥行车路线，指导就近的可利用水源，避免道路拥挤、水源失效、消防员体能下降等因素影响救援时间和效率，为灭火指挥决策提供数据支撑，实现信息化科学指挥。
三、系统实施应用情况
辽宁属于经济不发达省份，同时也是老工业基地，冬季长隐患多，火灾形势严峻。该系统立足小投入，解决大问题，强化人防、物防、技防相结合的方式扭转火灾多发的现状，自2015年部署至今，在本溪、大连、营口、阜新、朝阳、丹东等市近千家重点单位联网运行，每天接收巡查信息万余条，处理消防问题近千项，充分发挥了系统的信息化优势作用，提高了单位人员的安全意识和履职状况，地区平均年度火灾起数下降了23%以上，行政监管和灭火指挥效能得到大幅提升。
本系统荣获辽宁公安改革创新奖、辽宁公安科技进步奖、公安部消防局科技进步二等奖，公安部“双微”大赛银奖等奖项，系统设计理念、采用的技术措施和具体的实施方案得到了专家、市场和用户的充分认可。
四、消防物联网的未来展望
(一)“物”联范围需要进一步扩大
消防工作涉及到建筑设施、软件管理、人员素质、社会联动等方面，如果单纯满足一个或者几个方面的“物”联，对管理工作和风险管控不会产生根本性的改变，所以物联的概念要有所扩展，通过顶层设计和现代技术把制度的落实情况、单位消防从业人员的能力和素质、社会消防救援力量及装备等信息综合部署，形成综合合力，实现平台化管理运营，充分发挥数据资源的积极作用，是消防物联网的根本和发展方向。
(二)硬件设备需要进一步融合
火灾是小概率事件，单纯为了消防工作而对消防物联网进行大量人员和资金的投入在一定程度上制约其落地应用，这也是目前很多消防物联网公司技术产品推广难度较大的主要原因。物联网技术是一个互联互通的概念，在消防方面也是这样，能够与智能家居、智慧水务、智慧城市等进行融合融通，借助其它系统的推行扩展消防物联网的应用范围，避免数据孤岛，实现数据共享，是扩大消防物联网应用范围，推动相关行业共同发展，真正实现万物互联、数据共享、互融互动的重要途径。
(三)远程控制功能需要进一步完善
目前，物联网技术主要聚焦在数据采集，处于数据单向传输的层面，消防安全具有突发性和快速反映的特点，在紧急状况下尚需对特定设备的工况控制，使设备立即发挥作用，这才是物联的最终目的。例如王先生家要安装智能燃气报警器。如果燃气泄漏，感应器立即感应到异常，把信息发送给王先生，这不是王先生的最终目的，王先生需要的是通过物联设备自动关闭煤气阀，打开通风系统，并向物业、煤气公司等专业部门报警，分析问题，找出症结，采取措施，避免同类隐患再次发生。这就要求在当前物联的状况下实现远程控制的双向通讯控制。
(四)瓶颈问题需要进一步解决
消防物联网技术发展的基础是物联网产业的发展，我国物联网产业的发展，供应需求广泛，潜在市场规模巨大，吸引了众多科研机构和技术公司的参与，但目前尚处于发展阶段，存在诸如缺乏核心技术，通讯芯片、RFID标签等核心元器件依靠国外进口;缺乏规范标准和统筹规划，通讯协议封闭，行业系统形成数据孤岛，资源利用率较低、无序重复建设现象严重等诸多产业发展的现实问题需要进一步解决。
五、结语
物联网技术具有广阔的应用前景，在火灾预防和灭火指挥中具有广泛的应用价值，甚至带来监管模式的巨大变革。我国的物联网技术和应用尚处于发展阶段，技术的不确定性和替代性风险依然存在，需要科研机构和科技公司在实践中探索和完善，就像互联网技术已经改变了我们的生活一样，物联网技术同样也会改变我们的生活，其明显的优势决定了物联网技术在消防工作中的应用势不可挡。
参考文献：
[1]高建华,虎阵宇. 物联网技术在智能建筑中的应用. 建筑技术, 2013(2).
[2]崔骞. 智能建筑火灾自动报警与消防联动系统探讨. 消防科学与技术,2015(11).
[3]许锦标,张振昭. 楼宇智能化技术. 机械工业出版社,2010.
[4]吴军. 智能时代:大数据与智能革命重新定义未来. 中信出版集团, 2016.
[5]公安部科技信息化局. 公安物联网技术发展报告(2016),2017.
[6]GB 26875-2011 城市消防远程监控系统.
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