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浅析窄带物联网在智慧消防平台中的应用研究

发布时间: 2022-02-17  点击次数: 240次
刘辰
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要:为解决当前“智慧消防"建设中存在的感知层接入硬件种类有限、接入技术手段欠佳等问题,探讨了窄带物联网技术(NB-IoT)在智慧消防建设方面的应用问题,提出了以NB-IoT终端为采集层、以公共物联网、大数据、云计算、区块链和人工智能等技术为网络层,以火灾风险研判、消防监督信息化管理、社会单位自主化管理、消防设备数字化管理及智能化灭火救援为应用层的“智慧消防"建设3层架构模式,以提升全社会消防安全管理的现代化、信息化和智能化水平。
关键词:窄带物联网;智慧消防;消防管理;灭火救援
0引言
       据统计,仅2019年我国共接报火灾23.3万起,造成1335人死亡、837人受伤、直接财产损失达36.12亿元,严重的人员伤亡和财产损失对社会稳定和国民经济的健康、可持续发展造成了不良影响,加强社会火灾防控工作成为当务之急。现有的防火监督、灭火救援和火灾风险管控技术手段相对滞后,已不能适应经济和社会的高速发展以及现代化、信息化的管理需求,加之消防安全主体责任不能有效落实,消防安全管理水平与消防安全需求之间的矛盾凸显,开展“智慧消防"建设日渐成为解决这一矛盾的重要手段之一。
 
1“智慧消防"建设的意义和存在的问题
1.1“智慧消防"的定义
       笔者认为:“智慧消防"是以物联网(IoT)为基础,以消防大数据(BD)、云计算(CloudComputing)、人工智能(AI)、虚拟现实(VR)和区块链(BlockChain)等现代信息技术为支撑的信息化、智能化社会消防管理、消防行政管理和灭火救援的运行、指挥、决策服务体系,是“智慧城市"的重要组成部分。
 
1.2“智慧消防"建设的意义
       开展“智慧消防"建设,限度地优化火灾防控机制,程度地融合消防监督、消防管理和灭火救援等业务的需求,实现“传统消防"向“智慧消防"的转变和跨越,可以解决传统消防监管体制效率低、社会单位主体责任不落实、动态火灾隐患监管不力等问题,使火灾防控工作模式由传统“树状"向新型“网状"模式转变,推动消防管理体制和机制的转型升级,使消防工作做到有的放矢、科学管理,是当前和今后一个时期消防工作实现火灾风险预判、消防安全管理智能化、火灾与应急救援信息化的重要手段和选择。
 
1.3“智慧消防"建设的现实问题
       目前,相关部门和企业对“智慧消防"的认识尚停留在概念认识和理论探讨阶段。“智慧消防"建设的相关规范和标准尚未出台,智慧城市相关建设标准也未对“智慧消防"建设作出明确规定。
2NB-IoT技术与“智慧消防"建设
2.1NB-loT的技术优势
       物联网是“智慧消防"的实施基础。目前,常见的物联网主要使用的技术有NB-IoT、Wi-Fi、Sigfox、LoRa(LongRange)、ZETA、Zigbee(紫蜂协议)和蓝牙等7种。与其他技术相比,NB-IoT技术在“智慧消防"建设中具有五大优势。
       一是网络建设范围广
       二是终端用电功耗低
       三是综合经济成本低
       四是数据安全有保障
       五是参数感知
 
2.2NB-IoT技术的政策优势
       作为我国物联网建设应用的主要技术标准,工信部在2017年就发文要求结合智慧城市建设,加快发展NBIoT在城市公共服务和公共管理中的应用。明确NBIoT网络使用GSM系统的800MHz频段和900MHz频段、FDD-LTE系统的1800MHz频段和2100MHz频段,并新增“140XX~144XX"为物联网网号,2020年NB-IoT正式成为5G技术标准之一,成为5GmMTC场景的核心组成部分,迎来了爆发式发展。
 
2.3NB-loT技术的“智慧城市"建设实践经验
       由于NB-IoT技术的优势使得其在“智慧城市"建设中应用广泛,中国照明学会、国家半导体照明工程研发及产业联盟共同发布了团体标准《基于窄带物联网(NBIoT)的道路照明智能控制系统技术规范》;深圳市、上海市等城市已经开始利用NB-IoT在智能消火栓、智能感烟探测器、智能水位探测器、智能燃气抄表、智能路灯等市政领域开展试点。上述试点工作,积累了一定的技术经验,也取得了良好的社会效益,初步实现了让信息和数据多跑路,让群众少跑腿、让监管和治理预期目标。
 

3实施建议
     加强“智慧消防"建设、运维技术标准和管理制度的制定。要加强“智慧消防"标准化研究,进一步建立健全建设、管理和运维等全过程的法律法规、技术标准、管理制度和政策体系,借鉴相关行业成熟经验,从源头规范统一“智慧消防"建设的指导思想和功能、性能、采集参数等技术参数,促进“智慧消防"规模化、标准化发展。同时,要强化技术支撑,抓紧“产学研"各环节的战略合作,在消防信息化顶层设计、大数据建设等方向开展深度合作、形成自主技术生态产业链,开展研究与应用示范项目建设,占领产业技术制高点,促使“智慧消防"市场健康有序发展。另外,警惕消防大数据时代潜在的安全风险,按照政府授权、企业化管理、明确职能的原则,成立消防大数据技术服务机构,强化对供应商、用户等行为的规范及管理,确保信息安全。
 
4安科瑞智慧消防平台介绍
4.1平台结构
4.2平台主要功能介绍
4.2.1首页
       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。
4.2.2消防子系统
       智慧消防管理云平台包含了智慧用电子系统、防排烟子系统、消防水子系统、消防设备电源子系统、防火门子系统、消防设备管理子系统和视频监控子系统等。智慧用电子系统可以接入电气火灾、孤航电弧、电气火灾主机、灭弧式保护器探测器和无线测温探测器等。点击智慧用电子系统进入智慧用电监控页面,点击菜单显示整个项目的基础信息和该项目下的所有探测器的信息,点击末级节点显示具体探测器的监控页面。
        
       消防水子系统可以接入消防栓、消防水压、水位传感器等,用于实时的监控消防水管网的压力、液位、是否漏水,以及开盖等事件,当消防水压不够,管网漏水时,系统也能实时地发出警报,能让相关人员及时维修维护,保障消防安全。
       防排烟子系统通过高灵敏的无线烟感报警装置,实现对烟雾、有害气体、及气体灭火信息等数据采集,实时秒级检测烟雾,一且发现监测数剧超过风险阈值,APP、短信报警统统上阵,通过设备的标签、地理位置定位,快速通知业主、物业消防单位是哪个位置的火灾隐情。
       消防设备电源子系统实时监控消防系统各个部件(如消防报警主机、楼层显示器、水泵、喷淋泵、电梯等)的电源工作状态,确保消防设备供电正常,并对各个部件电源产生的过压、欠压、过流、短路、断路等故障报警提示。可长期记录电压电流运行参数,自动对消防电源一段时间的运行状态进行分析,对可能产出问题的隐患进行警示。
       防火门子系统通过与门禁报警、视频识别的关联,实时监控消防通道、安全出口、生命通道防火门的开闭及消防通道堆放物情况,实现紧急情况下的开闭控制等功能。确保防火门常闭、不上锁状态及保障火警救援是消防生命通道的畅通等,保障安全的生活、工作环境。
       应急照明与疏散指示子系统可实现对各个应急灯具的实时监控和控制,当发生火灾时,可准确的给出安全的疏散路径指示,智能打开消防应急指示灯的指示方向及应急照明灯,帮助建筑内的人群选择逃生疏散路线,指引安全逃生方向。
       视频监控子系统数据部门收到感应端各子系统报警信息后,可调出报警位置关联的监控摄像头图像,查看报警现场视频辅助进行火情确认。实现火灾报警子系统、消防水子系统、电气火灾子系统、防排烟子系统、消防设备电源子系统、防火门子系统和视频监控子系统的有机结合,实现了报警点和监控点的联动。
       消防设备管理子系统能够将每个建筑、项目节点的所有消防设备和资产纳入管理,对一些消防栓、灭火器、喷淋和消防大队地址等着重标注,日常的巡检和维护都需要纳入计划,在紧急情况下,会联动GIS调度子系统进行调度。
4.2.3隐患管理
       隐患管理功能包括了隐患查询、隐患派发、隐患处理和隐患分析四个模块。可以查看登录用户下的所有项目的隐患信息,并进行派发和处理操作,且对所有隐患进行统计分析。
5.2.4能耗分析
       能耗分析功能包括了能耗概况、能耗同比、能耗环比、能耗报表等五个模块。
4.2.5手机APP
       APP支持Android、iOS操作系统,方便用户查看电气火灾、防排烟、消防水、消防设备电源、防火门、消防设备管理、视频监控、火灾报警等子系统的实时监控数据、报警信息、能耗统计等。
5.推荐配置
5.1平台服务器:建议按照我方推荐配置购买,或者客户自己租用阿里云资源。
推荐硬件配置清单:(如申请阿里云可忽略)
5.2系统现场推荐硬件配置清单:
注:以下配置为针对1个回路选型,其中剩余电流互感器应根据现场回路电流大
5.3产品介绍
电气火灾监控探测器
ARCM300T-Z-2G/4G/NB可选配2G上传、4G上传、NB-IOT网络上传,单表流量说明:
上传间隔一分钟,小于30M/月;
上传间隔二分钟,小于15M/月;
上传间隔五分钟,小于10M/月
 
6结束语
       推广基于NB-IoT技术为基础的、以提高能为核心的“智慧消防"建设模式,创新社会消防安全治理方式,破解城市消防安全管理难题,构建信息化、立体化、全覆盖、智能化的社会火灾防控体系,可以有效避免火灾防控工作顾此失彼、跟在火灾和隐患后面跑的被动局面,进一步提高城乡基本公共消防服务水平,增强群众消防安全感。可以预见,“智慧消防"建设必将深刻改变传统的火灾防控理念和手段,可以使党委政府的领导责任、行业部门的监管责任、社会单位的主体责任、消防救援机构的监督责任等消防安全“四项责任"有效落实,为“智慧城市"和城市安全发展做出创新性贡献。


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