智慧消防物聯(lián)網(wǎng)-智能消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)-智慧消防平臺
伴隨物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、新一代寬帶網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)的快速發(fā)展和深入應(yīng)用，城市信息化也將向著智慧化方向發(fā)展，這就給智慧消防系統(tǒng)的建設(shè)帶來了機遇，也加快了智慧消防物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)進程。
智能消防物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用提高了現(xiàn)代建筑的安全性，提高了消防系統(tǒng)的有效性，解決了消防單位監(jiān)管困難、系統(tǒng)管理疏于等問題，使消防設(shè)備真正發(fā)揮探測、撲救功能，改善了消防設(shè)施管理與監(jiān)督服務(wù)，提升單位自身的消防管理水平。當前，在北京、上海、深圳、天津、南京等地已開始建設(shè)智慧消防物聯(lián)網(wǎng)，并取得了良好的應(yīng)用效果，同時，由于消防管理部門對消防信息化建設(shè)的重視，我國其他城市也在大力推廣，消防工作正面臨著從現(xiàn)場監(jiān)督管理向遠程監(jiān)控服務(wù)的轉(zhuǎn)變。
一、系統(tǒng)設(shè)計
智能消防系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是以物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的典型4層結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層4層結(jié)構(gòu)。四層構(gòu)架與人體結(jié)構(gòu)相似，知覺層的主要作用是進行信息收集和識別，相當于五官和皮膚等對外界的感知。網(wǎng)路層次將資訊傳送，相當于神經(jīng)傳導(dǎo)系統(tǒng)傳送資訊。資料層的主要功能是儲存和處理信息，就像大腦儲存和處理記憶一樣。應(yīng)用層是將處理過的信息轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用，需要結(jié)合具體要求，相當于肢體對信息的具體執(zhí)行。根據(jù)不同行業(yè)的需求，不同的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)所需采集的信息以及所實現(xiàn)的應(yīng)用功能也各不相同，智慧消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要采集與消防有關(guān)的數(shù)據(jù)，如聯(lián)網(wǎng)單位的消防設(shè)備狀態(tài)信息、視頻信息、市政消防栓狀態(tài)信息等，實現(xiàn)與聯(lián)網(wǎng)單位的消防安全相關(guān)應(yīng)用，如消防監(jiān)控等。構(gòu)建了智慧消防物聯(lián)網(wǎng)四層體系結(jié)構(gòu)之后，還需要構(gòu)建相應(yīng)的保障體系，如建設(shè)管理體系、安全保障體系、標準規(guī)范體系等，每一個體系的建立都是為了保證智慧消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)正常安全運行。圖1顯示了智能消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。
1.感知層
感知層是數(shù)據(jù)的主要來源，它通過移動終端、攝像機、二維碼和NFC標簽，以及各種傳感器和其他設(shè)備來獲取實體空間的信息，并利用圖片識別、關(guān)鍵字抓取和快速檢索等技術(shù)來構(gòu)建虛擬城市泛在知覺網(wǎng)絡(luò)。
傳感設(shè)備和用于信息采集的傳感網(wǎng)關(guān)都屬于感應(yīng)層。該系統(tǒng)的感測設(shè)備主要有攝像機、水位傳感器、水壓傳感器、電流互感器、門式開關(guān)傳感器等，可采集火災(zāi)現(xiàn)場視頻、消防水箱水位、管網(wǎng)中的水壓、消防電力、門式開關(guān)等信息。由于各單元存在不同的危險隱患，需要進行監(jiān)測，如儲存易燃易爆氣體的單元需要在易燃氣體儲罐和管道上增加壓力傳感器和氣體泄漏檢測器。表1顯示了需要訪問的主要傳感器設(shè)備。
對單位現(xiàn)有的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)信息，DCS控制系統(tǒng)等可以將數(shù)據(jù)直接接入智慧消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)對單位消防設(shè)備運行數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集。
1.2.傳輸層
整體而言，可以認為網(wǎng)絡(luò)層為層次化拓撲，感測信號由最下層的接入網(wǎng)接入，中間的傳輸網(wǎng)傳送，最后的核心網(wǎng)接入。
由于各種傳感器和信息采集設(shè)備的通信方式不同，主要有ZigBee,WiFi,RFID，藍牙，有線，3G,4G等，接入網(wǎng)中的傳輸協(xié)議非常豐富。以3G/4G等移動網(wǎng)絡(luò)為主，GPRS、專網(wǎng)、寬帶等通信方式為輔，實現(xiàn)信息的傳輸和路由。核心網(wǎng)的功能主要是提供用戶連接，對用戶進行管理，完成對業(yè)務(wù)的承載，作為承載網(wǎng)絡(luò)向外部網(wǎng)絡(luò)提供接口。
1.3.數(shù)據(jù)事務(wù)層
通過對感知層收集到的數(shù)據(jù)進行匯聚、清洗、存儲、深度挖掘和分析，數(shù)據(jù)服務(wù)層實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的存儲、管理、分析等業(yè)務(wù)，并形成了有價值凝聚的深度數(shù)據(jù)和主題數(shù)據(jù)，服務(wù)層提供了分析模型等通用服務(wù)，一方面可以不斷學習優(yōu)化自身的數(shù)據(jù)支持，另一方面可以為上層應(yīng)用調(diào)用提供服務(wù)支持。
以下是數(shù)據(jù)服務(wù)層提供的主要服務(wù)。
資料的預(yù)處理，包括資料的清理、修補及資料的融合服務(wù)?！皵?shù)據(jù)清洗”就是對不同類型的數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)質(zhì)量評估模型，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)質(zhì)量的評估，對空白數(shù)據(jù)、冗余數(shù)據(jù)和錯誤數(shù)據(jù)進行深入的融合，消除冗余信息，根據(jù)確定的標準數(shù)據(jù)格式，關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)質(zhì)量評估結(jié)果，調(diào)用相應(yīng)的數(shù)據(jù)修補策略，對空缺數(shù)據(jù)進行自動修補;“數(shù)據(jù)融合”就是對各類數(shù)據(jù)庫進行深度融合，消除冗余信息，形成統(tǒng)一的標準基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并提供模糊檢索支持。
存儲器計算管理包括分布式異構(gòu)存儲器管理和動態(tài)計算資源管理。分布異構(gòu)存儲管理構(gòu)建了分布式SQL,non-SQL，內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了異構(gòu)類信息的存儲和管理。通過虛擬化，動態(tài)計算資源管理構(gòu)建統(tǒng)一的計算資源池，并對計算請求進行動態(tài)分配管理。
資料分析包括火災(zāi)風險評估、監(jiān)督工作指導(dǎo)和火災(zāi)態(tài)勢預(yù)測三個方面，火災(zāi)風險評估是通過多維特征參數(shù)來確定火災(zāi)發(fā)生和災(zāi)害的區(qū)域分布和指值。監(jiān)管工作指導(dǎo)方針是針對施工單位，運用風險評分計算模型，計算出風險等級并進行排序，根據(jù)排序結(jié)果合理安排監(jiān)管工作的人力、物力。防火態(tài)勢預(yù)測是將歷史火災(zāi)參數(shù)、建筑物特征參數(shù)、地理位置、氣象條件等相關(guān)因素結(jié)合起來，總結(jié)歷史規(guī)律，預(yù)測發(fā)展態(tài)勢。
1.4應(yīng)用層
應(yīng)用層是系統(tǒng)和用戶之間的交互層，它以底層的數(shù)據(jù)和服務(wù)支持為基礎(chǔ)，提供多種功能的應(yīng)用程序，協(xié)同形成平臺能力。根據(jù)用戶角色的不同需求，應(yīng)用層開發(fā)不同的應(yīng)用平臺，平臺之間可以進行信息交互，從而達到協(xié)調(diào)、互動的目的。通過手機APP端、網(wǎng)絡(luò)端等多種形式，實現(xiàn)應(yīng)用層的顯示。
智慧消防物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺按用戶層次分為三大類：消防主管部門應(yīng)用平臺、消防用戶單元應(yīng)用平臺和消防維保單位應(yīng)用平臺。
1.5保障制度
智能消防系統(tǒng)保障體系主要包括標準規(guī)范體系、安全保障體系和管理體系。標準化的規(guī)范體系指導(dǎo)和規(guī)范了整個系統(tǒng)的建設(shè)，保證了智慧消防系統(tǒng)的開放性、靈活性和可擴展性;安全保障體系保證了基礎(chǔ)信息網(wǎng)絡(luò)、關(guān)鍵信息和系統(tǒng)的運行安全可靠;安全保障體系的建設(shè)主要包括物理安全、數(shù)據(jù)安全、網(wǎng)絡(luò)安全和應(yīng)用安全4點;管理保障體系保證了智慧消防系統(tǒng)的順利推進和運行，管理內(nèi)容主要包括：運行管理、操作管理、用戶管理3個方面。
二、系統(tǒng)功能應(yīng)用
智能消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)打破了各單位消防系統(tǒng)之間孤立封閉的局面，除了將單位消防監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控系統(tǒng)中之外，還將消防監(jiān)督部門和維保單位所需的數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控系統(tǒng)中，以實現(xiàn)單位消防安全的全方位保障，針對不同用戶開發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用平臺，設(shè)定不同的用戶角色和權(quán)限，實現(xiàn)有針對性的功能應(yīng)用。通過使用智能消防系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的用戶單位，可以實現(xiàn)對本單位消防安全狀況的全面掌握，并能及時上傳隱患信息，一旦發(fā)生火災(zāi)能迅速上報。通過對聯(lián)網(wǎng)單位的遠程監(jiān)控、對火災(zāi)隱患的監(jiān)督整改，以及對單位火災(zāi)報警的快速響應(yīng)，可以實現(xiàn)對單位的滅火救援決策的指導(dǎo)。維修單位可以實現(xiàn)對消防設(shè)施故障的有效處理。
開發(fā)和實施智慧消防平臺，是對消防設(shè)施管理和監(jiān)督服務(wù)的重要改進，實現(xiàn)了用戶單位、消防主管部門、維保單位之間的有效聯(lián)動，是提高單位自身消防管理水平的有力措施，比傳統(tǒng)的消防工作模式有明顯的優(yōu)勢。
