浅析智慧消防在现代城市中的应用
2021-08-19 08:43:52 来源：安科瑞王蒙蒙
摘要 ：传统的消防管理及工作模式滞后并制约消防行业发展的弊端日益凸显，以信息化综合平台为基础，依托物联网、大数据等先进信息管理技术，其中数字预案、精确管理是现代智慧消防建设的关键。实践中出现了顶层设计缺乏完整布局、模块之间缺少信息联通、模块本身仍有改善空间、收集数据易造成信息孤岛、 社会力量参与建设能动性差、科技人才严重短缺等问题。针对这些问题，应实施以人防技防为点、以物防为保障的智慧消防建设战略，从而有效提升现代城市消防安全水平。
关键词：智慧消防 精准指挥 反馈优化
1、引言
2011年，办公厅、国务院办公厅印发《关于深化政务公开加强政务服务的意见》并提出城市建设信息化的发展战略。2014年，国家发改委、财政部等十二部门发布了《关于同意深圳市等80个城市建设信息惠民国家试点城市的通知》；同年，国家发改委、工信部等八部门发布了《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》。由此，智慧消防搭上了智慧城市这趟高速列车。2015年，国务院出台《关于推进“互联网+”行动的指导意见》后，原公安部沈阳消防研究所 （现为应急管理部沈阳消防研究所） 进一步提出了智慧消防建设的总体框架《消防信息化“十三五”总体规划》。2017年，原公安部消防局 （现为应急管理部消防救援局） 出台了《关于推进“智慧消防”建设的指导意见》，从宏观层面提供了智慧消防建设的顶层设计。这些文件的出台为解决日益突出的现代城市消防安全问题提供了新思路、新途径，即以智慧城市建设为契机，建设智慧消防。
目前，我国部分城市和地区在探索与实践中相继建成了符合自身特色的智慧消防平台，比如，山东省烟台市万余家单位接入了“智慧消防安全服务云平台”，达到了对火灾监管的目的，消除了一部分火灾隐患。但是，在取得一定效果的同时，这些平台也逐渐显现出了智慧化和集中化管理、标准化程度、统一性不足的问题；各级消防救援部门、企事业单位、高校等在探索智慧消防的工作模式和运营推广方向上往往偏重单一垂直层面的理论研究，水平层面的智慧消防建设模式实施比较薄弱。
2 、智慧消防的定义
随着社会发展及技术进步，传统的消防管理及工作模式滞后并制约消防行业发展的弊端日益凸显，面对火灾防控“自动化”、*工作“规范化”、灭火指挥“智能化”、队伍管理“精细化”的现代城市消防安全需求，一系列消防安全问题亟待解决。以智慧城市建设热潮为契机，各国逐渐提出了与智慧城市建设相匹配的建设理念，即智慧消防。现如今，越来越多的地区或城市开始研究和实施智慧消防建设。
郐士超、王文青认为智慧消防是基于“互联网＋”、云计算、大数据、物联网、VR等高新技术平台，结合消防侦检、消防报警、消防通信、电气火灾等成熟消防技术手段，把分布于城市各个角落的消防设施加以整合，形成一个覆盖整个城市的消防综合系统；董秋根认为智慧消防是以智能化、分布式数据、大数据应用为核心的应用体系 ；丁宏军则提出智慧消防是基于物联网获取数据，并以数据处理为基础，提高整个社会的火灾防控、应急处置等能力。
实质上，智慧消防的目标是“实现对整个城市的消防安全进行检测、火灾预警、指挥调度，提升整个城市的火灾防控能力、灭火及抢险应急调度指挥能力，同时也大大提高消防救援队伍灭火救援能力及防火监督检查管理水平”。因此，本文认为，智慧消防是一个数据收集、数据分析、数据预警、优化反馈的模块动态化过程 （见下图），即结合互联网技术、数字通信技术、移动定位技术，收集数字化的地理信息、建筑消防设施、灭火及抢险救援应急预案、消防水源以及消防装备等方面的内容，并在数字平台上及时预警、分析并将指令反馈给相关部门，在此过程中也不断自我优化的智能数字化辅助的动态决策系统。
3、智慧消防的发展现状
典型城市智慧消防发展现状。作为一个数据收集、数据分析、数据预警、优化反馈的模块动态化过程，我国四川成都、湖北宜昌、浙江湖州、广西南宁等多个城市均在不同方面具有典型特征。
以四川省成都市为例，其智慧消防建设主要由全程可视化灭火救援辅助决策系统、群防群控服务系统等组成，建设在于“信息处理、数据预警、精准指挥”，基于智慧消防的优势，进一步做到了精准定位、防火力量战略分布、全程可视化指挥等，较好地推动了统筹决策和跨区域协同管理。
湖北省宜昌市的智慧消防系统则由公众服务系统、灭火救援系统、单位系统等部分构成，首先通过“E通消防巡查模块”，主要对住宅、单位的安全出口、消防设施等信息与数据展开收集；与此同时，基于人工巡查、启动整改并对火灾隐患位置实施GPS定位，把相关火灾隐患录入并汇总至“矛盾联动化解系统”，进而进入火灾隐患联动化解工作流程。基于此，不难看出，湖北省宜昌市的智慧消防系统主要侧重于“信息收集与反馈优化”，但主要问题在于缺乏智能化的信息分析、数据分析等，导致智慧消防系统各个模块之间不连通，数据不能及时传递。
浙江省湖州市的智慧消防系统则开发了智慧消防系统中的“信息获取”环节，主要安装了无线智能独立式烟感探测器等硬件设备，这也就意味着，当烟感探测器感知到烟雾后，附于探测器上的蜂鸣器便会自动实现报警，提醒相关人员火情发生；同时也开发了智慧用水系统，一旦某处发生火灾事故，智慧用水系统会快速反应并精准处置，将距起火地点500米范围内的消火栓和天然水源资料呈现在智慧消防平台，供指挥人员参考，进而有效实现精准预警、精确控制、精确防范、精确指挥、精确处置。但其主要问题在于智慧消防硬件及水系统的数据收集、数据处理、精准反馈工作尚未进一步开发。
广西壮族自治区南宁市则将智慧消防纳入智慧城市建设的总体战略规划。在建设过程中，既强调消防救援系统的“纵向贯通”，又强化与政府有关职能部门数据的“横向交换”，形成外部数据收集与传输的共治共享。与此同时，通过技术手段建立涵盖*检查、数据汇总等方面功能的智慧消防的监管平台，着重对火灾风险评估、隐患整治、宣传教育等方面进行数据的分析与应用，并进一步引导社会单位运用移动互联网建立自身的消防管理系统，实现消防安全信息网上录入、内部管理、远程监督、考评研判等，从而有效强化了主体责任意识，但主要问题在于火灾的数据预警、精准指挥、反馈优化等环节有待改善。
智慧消防建设中存在以下问题。
（一）目前智慧消防缺乏战略统筹的完整布局。
自智慧消防建设以来，个别地区消防救援部门的主要领导简单地认为，提请党委、政府加大在执勤车辆、应急装备上的经费投入才是发展的“硬道理”，也是政绩*为直接的体现方式。与此同时，个别地区未结合本地实际和需求，甚至还盲目地搞“一刀切”、照搬照抄、直接套用，从而导致“收效不突出、政绩不明显”的不力局面。政策支持、资金投入也是阻碍智慧消防建设进程的重要因素。
（二）智慧消防系统中各个模块之间缺乏信息联通。
智慧消防建设对于数据处理的要求是纵向贯通、横向交换。在纵向贯通方面，不同层级组织的数据在打通共享通道并与智慧消防平台兼容的过程中都面临着不少障碍；在横向交换方面，由于跨部门调阅数据，如个人通讯、住建等信息，需层层审批，不仅难度系数大，且容易延误时机，会造成不必要的损失。就系统之间的联通性来看，当前个别地区的消防救援部门未与公安、交通、供水、广电等部门建成联动机制，进而使得在灭火救援等方面的分析与决策陷入困境。
（三）智慧消防各个模块的建设仍有较大的改善空间。
国内建设智慧消防的过程中，有300多个城市同时启动了智慧城市战略布局，可谓局面喜人。然而，由于项目体量庞大，且急于上马，导致智慧消防建设收效甚微，甚至造成人力、财力、物力资源的浪费。基于此，智慧消防建设的每个基础模块仍有较大的提升空间。
（四）数据收集上，处理系统分散独立，易造成信息孤岛。
通过智慧消防收集到的数据，存放在不同的处理系统当中，各处理系统相对独立，相互之间关联性较差。与此同时，数据整理与录入方式单一，且由于采集任务相对繁重，造成二次录入等不规范的现象时有发生。此外，智慧消防对现有数据资源缺乏系统化的利用，缺少高层住宅建筑各类监控系统和视频资源，未能形成外部数据“为我所用”、输送数据“共治共享”和打造灭火救援指挥、调度、分析、决策“一张图”，建立智能消防预警系统存在困难。另外，智慧消防建设的重要依托之一是消防物联网的建立及并网，而消防物联网的主力是消防产品生产企业。虽然这些生产企业也承担一定的社会责任，但大部分企业更多地以商业利益为目的。在当地政府尚无明确的优待政策的背景下，社会力量参与建设智慧消防的能动性差，制约了对一些社会单位消防资源的有效利用，成为阻碍智慧消防发展的又一因素。
就软性因素来看，技术性、*性强是智慧消防建设的特点，然而，当前各级消防救援部门在信息化、统计学、工程管理等相关*的人才严重短缺，呈现出人才数量不足、人才结构也不合理的尴尬局面，更没有有力的政策机制保障该项工作的有序运行。与此同时，各级消防救援部门在智慧消防的创新与研究上尚处于起步阶段，复合型人才少之又少。
4、智慧消防的国际发展概况
1984年，Harold提出，通过建筑系统为消防提供信息服务，由此利用传感器采集建筑物信息的技术被广泛应用。2006年，布鲁曼提出，消防发展需要依靠科技创新以及信息收集和分析转变公共消防服务的供给方式，丰富和调整消防部门的职责以满足社会和公众需求。随着互联网、物联网、大数据、云计算等新技术的日渐发展，西方发达国家已率先利用这些新技术探索智慧消防建设。
2006年，由23家欧盟合作伙伴组成的共同体围绕新一代紧急救灾人员用的智能服装的研制，启动了ProeTEX （电子织物保护：供紧急救灾穿戴的微纳米结构光纤系统）项目。2012年，美国标准技术研究院 （NIST） 发起了“Smart Fire
Fighting” （智慧消防） 项目。2013年，NIST开始资助美国消防研究基金会，开展了“Roadmapfor Smart Fire Fighting” （智慧消防线路图） 研究，该研究被列为美国五年计划的重点研究课题。另外，美国还部署了“NationwidePublic Safety Broadband Network” （国家公共安全宽带网络） 和“Smart EmergencyResponse System” （智能应急响应系统） 等项目。总体来讲，发达国家对智慧消防研究进行了细致规划，建立了严密的技术框架，并广泛建了各个技术领域的合作机制。
5、智慧消防的建设策略
基于智慧消防的发展现状，各级党委、政府及其消防救援部门应始终坚持政府领导、统筹规划，始终坚持同步建设、优先保障，以“五大发展理念”为指导，探索一条符合中国特色的智慧消防建设之路。
智慧消防涵盖了政府、社会及公众个体，彼此之间科学整合、有机结合。智慧消防可以从技术层面预防消防安全事故的发生，提高消防救援决策的科学性，保护消防救援人员的人身安全，与此同时，以此为依托提升全民消防安全意识，提高现代城市消防安全水平。具体来说，“人防、物防、技防”的有机结合是智慧消防的发展路径之一，相应地，智慧消防建设与运用应以人防为点、以技防为点、以物防为保障，逐步实现由人防向物防、技防的转变。
以人防为点：强化顶层设计、促进全民参与。
（一）统一思想，强化智慧消防建设顶层设计。
各级党委、政府应充分认识到，智慧城市建设是一项重要的发展工程、民生工程，要把智慧消防纳入智慧城市，同规划、同部署、同建设。与此同时，把智慧消防纳入国民经济和社会发展总体规划，配套出台法规制度，落实经费保障，明确各级政府及职能部门年度责任目标、社会综治考评，逐级逐项明确建设任务，自上而下设计智慧消防建设思路、标准、时间表、技术指标、评估体系等，进一步完善顶层设计。此外，各级党委、政府主要领导或分管领导应将智慧消防调研、走访常态化，根据各地实际条件，选择符合自身特点的有效发展路径，避免建设过程中的“一刀切”和盲目跟风，切实做到“一把手”带头干、亲自抓。
（二）建立全民参与的全面防控体系。
智慧消防强调自身的精细化管理，但这与全民参与并不矛盾。这样能更好地发挥“人脑”和“电脑”有机结合的优势。首先，运用智慧消防公众服务职能开展形式多样的宣教活动，在全社会普及消防安全理念，提高全民消防安全意识，进而在全社会形成“消防安全，人人有责”的浓厚氛围与公共意识。以湖北省襄阳市为例，目前在余岗社区推行“智慧消防宣教示范社区”试点创建，互联网、电信网、广电网的三网融合，使居民能够通过手机、电脑、电视、户外大屏随时随地学习消防知识，实现消防宣传全覆盖。其次，完善智慧消防公众监督机制，配套相应的激励机制，发动全民参与监督和举报火灾隐患。
以技防为点：夯实人才支撑、探索市场机制。
（一）夯实智慧消防建设人才支撑体系。
科技支撑是强化智慧消防的功能性保障，而科技支撑的本质是对高素质、*化人才的需求与使用。因此，落实智慧消防建设必然要求加强专家库建设和*化人才培育建设。首先，建立智慧消防建设专家库，健全专家参与工作的渠道与机制。其次，各级消防救援部门应与应急管理部下设的消防研究所和属地高等院校逐渐建立合作机制，广泛建立“人才孵化器+消防信息化”的模式，进一步抓好人才培养。大力培养消防救援队伍中在科技前沿与创新能力上突出的*技术人才，有计划地组织各类人才参加“653工程”，并采取具有激励导向的选拔机制进一步推进各类人才在*技术等方面的强化与更新。
（二）探索政府领导模式下的市场机制。
智慧消防建设的顶层设计是以政府为领导提出的。政府领导主要体现为整体统筹，技术发展则依赖于市场主体，如社会消防组织、应急救援志愿队伍等。市场主体除了自身承担社会消防公共责任之外，更多的是利用自身的技术谋求经济利益。因此，智慧消防建设应充分发挥政府领导模式下的市场功能，采取购买服务或外包租赁等方式实现社会资本参与智慧消防建设。与此同时，应探索并制定奖优减税、树立典型等有效的优待扶持政策，进一步确保社会力量能动性的可持续化，确保智慧消防有序建设、规范运营、健康发展。
以物防为保障：升级救援装备、完善巡查机制。
（一）升级智能救援装备。
消防救援是一项高危工作，有效地完成救援工作的前提是保障消防救援人员的人身安全。要发展以物防为保障的防控模式，可以从应急救援装备的智能化升级入手。首先，研究开发消防安全救援辅助设备，如基于人工智能与现代成像技术的搜索和识别设备，从而减少消防救援人员的涉险作业量。研发消防救援人员防护设备，如智慧消防头盔、智能定位消防鞋、多功能防护手套等，从而保证消防救援人员的人身安全。可以基于VR技术、真火模拟技术、远程指挥系统技术等，将不同的灭火救援演练手段虚实结合，完善消防救援培训新体系，进一步提升消防救援人员的自身战斗力。
（二）完善巡查长效机制。
智慧消防建设的基础之一是消防物联网，在此网络中各种消防设备与设施的正常运行是确保消防安全的必要条件。为更好地发挥消防物联网的功能，有必要建立与完善对消防物联网的巡查机制，以“精细化管理、网格化管理”为原则，明确消防物联网正常运行的责任主体，定期或不定期检查物联网中的各项设备设施，确保及时发现并消除安全隐患，确保各种消防设备与设施的正常运行，进而推动智慧消防建设的不断完善。
6、安科瑞智慧消防平台介绍
6.1 平台结构
6.2平台主要功能介绍
6.2.1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。其中百度地图可以选配成BIM建筑模型，任何传感器报警时可以在BIM模型中预警显示。
6.2.2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、电话报警统统上阵，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。
6.2.3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。
6.2.4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、能耗报表和能耗预测等五个模块。可以查看登录用户下的所有项目的能耗统计、同环比和报表，且按日、周、月等维度进行能耗预测分析。
6.2.5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。
6.3 推荐配置
6.3.1 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）
6.3.2 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
6.4 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
7、结束语
在“互联网+”的国家发展战略浪潮中，与MAR 2019 FRONTIERS 55智慧城市建设相匹配的智慧消防是国家建设的重要组成部分，现代城市智慧消防建设是一个庞杂的系统工程，需借助一系列的科技力量，在现有配置与设施基础上不断地探索与完善，运用以人防为点、以技防为点、以物防为保障的策略，动员多方面的社会力量，提升现代城市消防安全水平。
参考文献
[1]. 浦天龙；鲁广斌 现代城市智慧消防建设探讨
[2]. 安科瑞AcrelCloud-6800智慧消防管理云平台2020版
[3]. 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版
作者简介
王蒙蒙. 女. 现任职于安科瑞电气股份有限公司，主要从事智慧消防平台的设计与应用。
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