消防聯(lián)動(dòng)控制物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

蔡永聰

（海淀區(qū)消防救援支隊(duì)，北京 100195）

1 消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的現(xiàn)有設(shè)計(jì)與問(wèn)題

時(shí)下的消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)（如圖1），包括了火災(zāi)警情預(yù)警、火災(zāi)信號(hào)探測(cè)、煙感警報(bào)、自動(dòng)噴淋系統(tǒng)、換風(fēng)機(jī)的自動(dòng)關(guān)閉、排煙閥自動(dòng)開(kāi)啟、防火門自行啟動(dòng)（包括電動(dòng)防火門以及防火卷簾門）、非消防電源控制、應(yīng)急逃生指示燈開(kāi)滅、消防電梯控制、其他電梯禁止使用以及相關(guān)自動(dòng)滅火系統(tǒng)的使用。

圖1 傳統(tǒng)消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)

消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，從社區(qū)小區(qū)住宅到大型商超工廠都是必不可少的存在，火情隱患永遠(yuǎn)是當(dāng)下社會(huì)的主流安全危害之一，很多的火情出現(xiàn)財(cái)產(chǎn)損失與人員傷亡都是源自于消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)置不合理或者過(guò)于陳舊。

隨著當(dāng)今社會(huì)智能建筑與智能家居的廣泛應(yīng)用，時(shí)下消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)不能再以單純的機(jī)械化、電路化為主，更加需要引入新思路以及新技術(shù)，火情來(lái)勢(shì)兇猛，很多時(shí)刻雖然機(jī)械化開(kāi)關(guān)比電路化更具有保障性，但是新技術(shù)的引用和嵌入，完全可以本著經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可靠的消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與研究，該文將結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)思路，對(duì)消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究。

1.1 消防聯(lián)動(dòng)控制物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

當(dāng)前社會(huì)智能建筑以及智能設(shè)備的不斷升級(jí)迭代，傳統(tǒng)的老舊消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，已經(jīng)不再符合當(dāng)前所有場(chǎng)景下的消防應(yīng)急救援。設(shè)計(jì)和研究全新的消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)勢(shì)在必行，基于目前智能設(shè)備以及智能建筑的盛行，消防系統(tǒng)不僅僅需要及時(shí)高效、安全可靠，更需要根據(jù)基礎(chǔ)環(huán)境進(jìn)行模塊化組成，不能使用一套標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)對(duì)所有問(wèn)題。

基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)主要包括遠(yuǎn)程應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、緊急制動(dòng)消防裝置、應(yīng)急處理模塊、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)與應(yīng)急方案生成、VR訓(xùn)練及相關(guān)培訓(xùn)等5組模塊，可以根據(jù)環(huán)境的不同增加或者刪減各類型模塊，并根據(jù)消防需求自行組建完成的消防聯(lián)動(dòng)管理系統(tǒng)。

因此，筆者不難得出結(jié)論，在構(gòu)建新消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，不僅要結(jié)合實(shí)地使用環(huán)境和當(dāng)?shù)靥鞖?，更重要的是考量消防基本環(huán)境和火情預(yù)警。人們通常意義上說(shuō)“水火無(wú)情”，重要的問(wèn)題是火情來(lái)勢(shì)兇猛，極容易導(dǎo)致人民財(cái)產(chǎn)損失，也容易出現(xiàn)極端破壞，首先在設(shè)計(jì)系統(tǒng)思路時(shí)就應(yīng)該將防火材料選擇、防火設(shè)施構(gòu)建與消防聯(lián)動(dòng)相結(jié)合，一定要注意避免“幸存者偏差”以及“烏托邦式”的防火構(gòu)想?！靶掖嬲咂睢笔强偨Y(jié)火災(zāi)教訓(xùn)時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的一種“錯(cuò)誤總結(jié)理論”，舉一個(gè)例子，當(dāng)火災(zāi)事故嚴(yán)重出現(xiàn)人員傷亡時(shí)，救援人員會(huì)與幸存者咨詢火災(zāi)中出現(xiàn)的相關(guān)問(wèn)題，幸存者會(huì)將自己的生還歸功于某一種消防設(shè)備或者某一種自保技能，這樣人們就無(wú)法完全正確看待火場(chǎng)的真實(shí)情況，人們沒(méi)有做到位的地方才是火情真正吞噬生命的關(guān)鍵所在。而“烏托邦式”的防火構(gòu)想，則是人們更加要注重的問(wèn)題之一，很多防火設(shè)計(jì)經(jīng)常夸獎(jiǎng)自己的系統(tǒng)智能化程度高、反應(yīng)迅速靈敏，但是一旦真正出現(xiàn)火情，高溫以及快速蔓延的火海會(huì)將這些智能化設(shè)備瞬間摧毀，根本達(dá)不到智能消防的要求，所以烏托邦式的防火構(gòu)想應(yīng)該特別警惕。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)特色

構(gòu)建消防聯(lián)動(dòng)控制物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)思路應(yīng)包括5項(xiàng)模塊自由應(yīng)用、靈活多變的考量。如圖2所示。

圖2 消防聯(lián)動(dòng)控制物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)

2.1 遠(yuǎn)程應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

設(shè)計(jì)系統(tǒng)之初，筆者首先考量火情發(fā)生時(shí)最直接的信號(hào)——“溫度”，時(shí)下針對(duì)溫度感應(yīng)是有效監(jiān)測(cè)火情的重要因素，火災(zāi)監(jiān)測(cè)以紅外溫感監(jiān)測(cè)為主，主要分布在應(yīng)急逃生通道、人員密集區(qū)域、火情易發(fā)生區(qū)域3處，以建筑大火為例5min～10min，除開(kāi)某些特殊環(huán)境之外，某一處監(jiān)測(cè)溫度從600℃直接迅速增溫為1100℃左右，就可以直接認(rèn)定發(fā)生火情，而在2min～5min內(nèi)溫度從200℃飆升為600℃左右，系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)確認(rèn)后就應(yīng)該及時(shí)發(fā)出預(yù)警或警告，筆者可以在系統(tǒng)內(nèi)將這2個(gè)階段的預(yù)警分置成3個(gè)階段，普通環(huán)境中溫度驟然提升超過(guò)68℃并朝200℃不斷升溫的過(guò)程中，發(fā)布第一次警告并觸發(fā)消防噴淋系統(tǒng)，發(fā)布信息對(duì)象為建筑環(huán)境維護(hù)者如物業(yè)、安保等多個(gè)接收端口；第二次系統(tǒng)警告為200℃上升至400℃期間，預(yù)警信息發(fā)布至轄區(qū)監(jiān)管機(jī)構(gòu)、建筑圍護(hù)機(jī)構(gòu)、相關(guān)負(fù)責(zé)人等端口，第三次系統(tǒng)警告在溫度突破600℃時(shí)，直接向當(dāng)?shù)叵罊C(jī)構(gòu)發(fā)布預(yù)警信息，同時(shí)向當(dāng)?shù)鼗鹎橹笓]中心發(fā)布警告提示。這樣可以實(shí)現(xiàn)及時(shí)快速高效火情預(yù)警。

此外該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)在于紅外監(jiān)管設(shè)備可以內(nèi)嵌或外置于各類型建筑、室內(nèi)設(shè)備、家居設(shè)備，紅外監(jiān)測(cè)設(shè)備僅有溫度監(jiān)控與實(shí)時(shí)傳遞2種功能，而所有的預(yù)警設(shè)計(jì)信息都將在云端數(shù)據(jù)庫(kù)完成，即使機(jī)房發(fā)生火情，都可以在第一時(shí)間發(fā)布預(yù)警。同時(shí)紅外溫度監(jiān)測(cè)是多點(diǎn)設(shè)置應(yīng)用，在5m2的區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)溫度上升的情況時(shí)，3條監(jiān)控傳感裝置在感應(yīng)溫升后，進(jìn)行火情預(yù)警，隨即第一時(shí)間發(fā)布火情警報(bào)，第一次為溫度異常警報(bào)，第二次為火情預(yù)警，第三次為火情警報(bào)，同時(shí)第三次的火情警報(bào)需要在消防指揮中心確認(rèn)后第一時(shí)間發(fā)布，避免誤觸或其他原因發(fā)生的火警誤報(bào)。

2.2 緊急制動(dòng)消防裝置

緊急制動(dòng)消防裝置主要包括噴淋系統(tǒng)以及電源管理系統(tǒng)，電起火是時(shí)下火災(zāi)發(fā)生的最主要原因之一。在正式發(fā)布火警后，除正常照明以及緊急照明逃生供電外，系統(tǒng)將自動(dòng)完成電梯電源、高負(fù)荷電源、高溫易燃區(qū)域電源的斷電工作，防止引起連環(huán)起火以及發(fā)生其他相關(guān)燃爆事件。其次是消防噴淋系統(tǒng)的構(gòu)建，在基于物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)動(dòng)消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，筆者從人工控制和自動(dòng)控制系統(tǒng)中選取自動(dòng)控制型的噴淋系統(tǒng)，以求達(dá)到高速響應(yīng)、及時(shí)止損等要求。在商場(chǎng)、住宅通道、酒店、停車場(chǎng)等場(chǎng)所中，噴淋系統(tǒng)采用噴頭鍍鉻，溫度超過(guò)68℃時(shí)，噴淋管道內(nèi)的消防用水就會(huì)在消防水箱的水壓作用下自動(dòng)開(kāi)始工作，同時(shí)如果設(shè)置有消防滅火彈等物品也將在溫度超過(guò)200℃后自動(dòng)使用，為消防工作爭(zhēng)取時(shí)間。

緊急制動(dòng)消防裝置的反應(yīng)模組以及物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)同樣嵌入云端，可以并網(wǎng)溫度傳感監(jiān)測(cè)裝置，在啟動(dòng)相關(guān)模塊后，繼續(xù)提供區(qū)域監(jiān)測(cè)溫度數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)傳導(dǎo)至物業(yè)負(fù)責(zé)人、火情指揮管理中心、消防隊(duì)警車PDA等多種模塊之上，提供第一時(shí)間的火情現(xiàn)場(chǎng)狀況，如果監(jiān)控設(shè)備未失靈的情況下也應(yīng)該提供一手視頻資料，便于消防隊(duì)快速查找火源以及開(kāi)展定位受災(zāi)人群的救援工作。

2.3 應(yīng)急處理模塊

特殊場(chǎng)合下的需要配備應(yīng)急處理模塊，包括但不限于工廠、倉(cāng)庫(kù)、車站、碼頭等多種特殊場(chǎng)合，這些場(chǎng)合之中有的可能存放大量易燃易爆?；?、有的可能具有大人流量的背景，因此消防工作必須從提前預(yù)防、嚴(yán)格審核、精準(zhǔn)控制、應(yīng)急預(yù)案等多個(gè)角度出發(fā)。

針對(duì)特殊物品存放的倉(cāng)庫(kù)和貨運(yùn)碼頭，應(yīng)該設(shè)置大型的消防緊急設(shè)備，強(qiáng)化人員消防意識(shí)，定期由消防安監(jiān)部門聯(lián)合巡檢做到消防工作有審查有預(yù)案，避免類似“8·12天津?yàn)I海新區(qū)爆炸事故”的悲劇再次發(fā)生。同時(shí)對(duì)消防預(yù)案應(yīng)該結(jié)合過(guò)往案例和國(guó)內(nèi)外類似環(huán)境下的消防事故以及營(yíng)救措施緊急形成預(yù)案，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)云端進(jìn)行存儲(chǔ)和定時(shí)更新，一旦出現(xiàn)事故，系統(tǒng)將提供最優(yōu)預(yù)案和臨時(shí)緊急預(yù)案，供現(xiàn)場(chǎng)消防指戰(zhàn)員作為參考。

應(yīng)急模塊應(yīng)該包括消防用品、消防設(shè)施、消防預(yù)案、消防審查記錄、消防審核提醒等多個(gè)方面，做到線上報(bào)備、線下審核、事故預(yù)警、火災(zāi)應(yīng)急等多種功能，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及特殊環(huán)境要求完成應(yīng)急模塊的設(shè)置與調(diào)整。

2.4 物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)與應(yīng)急方案生成

消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)中的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)與應(yīng)急方案生成主要包括監(jiān)測(cè)設(shè)備、定向培訓(xùn)、特殊環(huán)境審核、火災(zāi)事故報(bào)告、應(yīng)急基礎(chǔ)方案生成、消防設(shè)備監(jiān)控、歷次火災(zāi)事故預(yù)案等多個(gè)方面，設(shè)備監(jiān)測(cè)包括了紅外溫度監(jiān)測(cè)、生命探測(cè)等多種設(shè)備，以便在火災(zāi)事故現(xiàn)場(chǎng)完成撲滅及搜救任務(wù)，同時(shí)定向的培訓(xùn)也應(yīng)該成為消防預(yù)警的重要措施，人們應(yīng)該總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，歷次火災(zāi)的發(fā)生往往就是因?yàn)楹鲆暳思?xì)節(jié)。

該模塊應(yīng)該在系統(tǒng)中生成2個(gè)接入口，其中消防事故報(bào)告和定向培訓(xùn)等入口直接對(duì)外，對(duì)消防器械的使用、火災(zāi)事故的警惕以及相關(guān)消防工作的要求，將為普通單位帶來(lái)非常良好的培訓(xùn)和警示作用。用戶可以通過(guò)手機(jī)端口直接完成培訓(xùn)、在線培訓(xùn)、消防視頻觀看和消防工作照片上傳。

在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，由于場(chǎng)所環(huán)境的不同、內(nèi)里存放物品的不同甚至人員位置和數(shù)量的不同都會(huì)影響消防員的決策與救援，消防指戰(zhàn)員需要匯總的信息非常之多，非常考驗(yàn)廣大消防指戰(zhàn)員的臨場(chǎng)應(yīng)變能力，而火情刻不容緩，給予消防指戰(zhàn)人員的時(shí)間非常緊迫，如果增加消防PDA和類似的消防事故數(shù)據(jù)以及其相關(guān)救援方案，將會(huì)為消防之戰(zhàn)人員帶來(lái)非常及時(shí)的策略信息，方便消防指戰(zhàn)員制定滅火方案和營(yíng)救方案。

2.5 VR訓(xùn)練及相關(guān)培訓(xùn)

在消防訓(xùn)練過(guò)程中，消防隊(duì)員們將經(jīng)常面臨一個(gè)難題，只擁有基礎(chǔ)設(shè)施很難應(yīng)對(duì)復(fù)雜的現(xiàn)代建筑環(huán)境，而現(xiàn)代消防建筑的環(huán)境并不是可以隨時(shí)用來(lái)訓(xùn)練，比如大型商超、巨型碼頭、客運(yùn)站等位置，時(shí)常開(kāi)展訓(xùn)練即不現(xiàn)實(shí)也無(wú)法有效的提升消防工作的效率。

但是VR頭盔設(shè)備顯然能夠幫助消防隊(duì)員在訓(xùn)練時(shí)更好高效地完成消防工作，主要的VR頭盔訓(xùn)練分成2種，一種是環(huán)境訓(xùn)練，一種是營(yíng)救訓(xùn)練，根據(jù)消防工作相應(yīng)的覆蓋地區(qū)，針對(duì)消防工作管控內(nèi)地形復(fù)雜、建筑規(guī)模較大、客流量較多、人口密集等區(qū)域進(jìn)行虛擬環(huán)境訓(xùn)練，錄入真實(shí)場(chǎng)地環(huán)境熟悉路徑將在日后的火災(zāi)突發(fā)過(guò)程中為消防營(yíng)救工作帶來(lái)便利。同時(shí)消防隊(duì)員的VR訓(xùn)練數(shù)據(jù)也將生成打分和審核系統(tǒng)，為消防隊(duì)員的訓(xùn)練完成指標(biāo)考評(píng)。

當(dāng)然VR系統(tǒng)不僅僅是應(yīng)用在訓(xùn)練上，也可以應(yīng)用在培訓(xùn)中，很多企業(yè)在做消防培訓(xùn)時(shí)由于無(wú)法請(qǐng)到專業(yè)的消防人士進(jìn)行，往往敷衍了事，這種應(yīng)對(duì)方式在平時(shí)看不出問(wèn)題，一旦真正出現(xiàn)火情，有沒(méi)有認(rèn)真經(jīng)歷消防培訓(xùn)或許直接決定生命的存活與否。培訓(xùn)后的數(shù)據(jù)也將實(shí)時(shí)同步到系統(tǒng)，對(duì)于重點(diǎn)消防管控區(qū)域的單位或者企業(yè)，消防相關(guān)部門將依據(jù)培訓(xùn)數(shù)據(jù)重點(diǎn)考核和審查，避免“應(yīng)對(duì)”式的消防培訓(xùn)工作的發(fā)生。

3 案例分析

案例：2021年9月20日凌晨，北京市通州區(qū)玉橋街道幸福藝居小區(qū)一居民住宅發(fā)生火災(zāi)，造成5人死亡，包含1名10歲兒童。

而造成此次消防嚴(yán)重事故的就是近年來(lái)被接連詬病的電動(dòng)車爆燃問(wèn)題，目前據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全北京市保有電動(dòng)車459萬(wàn)輛，而日均發(fā)生的火災(zāi)更是達(dá)到了驚人的1.5起/日。而從調(diào)研情況統(tǒng)計(jì)，52%以上的電動(dòng)車被用來(lái)接送學(xué)生上下學(xué)。

由于電動(dòng)車其操控難度低、制造成本低、不易受交通擁堵影響等優(yōu)點(diǎn)深受許多家長(zhǎng)以及上班族的青睞，而充電就成為了其最大的安全隱患，電動(dòng)自行車出現(xiàn)的安全隱患最重要的問(wèn)題就是超標(biāo)電動(dòng)車的大量存在，還有電池超標(biāo)、超規(guī)格等等諸多問(wèn)題。若有針對(duì)性地匹配物聯(lián)網(wǎng)消防控制系統(tǒng)，將如何快速解決該類型問(wèn)題？

大量電動(dòng)自行車存量問(wèn)題是不可能很快就解決的，應(yīng)從兩端出發(fā)，首先是市場(chǎng)售賣端的管理，市場(chǎng)安監(jiān)部門從電動(dòng)車質(zhì)檢層面出發(fā)，而針對(duì)不合格品牌的售賣及商品去向都應(yīng)該被直接納入物聯(lián)網(wǎng)消防管理的警示模塊，保有此類電動(dòng)車的使用人及周邊區(qū)域應(yīng)該被嚴(yán)格監(jiān)管，并給予獨(dú)立的App推送宣傳，盡快替換或者處理存在安全質(zhì)量隱患的相關(guān)車輛。

其次，熱感檢測(cè)相關(guān)儀器也將重點(diǎn)標(biāo)注，針對(duì)溫度異常升高或者驟然提升，給予第一時(shí)間的報(bào)警響應(yīng)和預(yù)警提醒。再次，針對(duì)消防安全中最重要的逃生安全通道，特別是重點(diǎn)監(jiān)管區(qū)域內(nèi)的商場(chǎng)、居民社區(qū)等位置都要重點(diǎn)檢查，防止安全通道堵塞。

最后，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管系統(tǒng)，定期推送消防安全知識(shí)，并提醒社區(qū)、物業(yè)、居委會(huì)等單位及時(shí)普及當(dāng)電動(dòng)車輛爆燃火災(zāi)或者其他相關(guān)危險(xiǎn)事故發(fā)生時(shí)，應(yīng)做出及時(shí)處理，采取逃生方式。

4 系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)及相關(guān)數(shù)據(jù)

消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)初衷是為了應(yīng)對(duì)時(shí)下流行的智能家居、智能建筑等新型消防環(huán)境的出現(xiàn)，設(shè)置云端系統(tǒng)避免在傳統(tǒng)消防控制系統(tǒng)的中樞機(jī)房遭到破壞時(shí)無(wú)法完成相應(yīng)的消防工作。結(jié)合當(dāng)下智能家居數(shù)據(jù)易采集、模塊易植入、網(wǎng)絡(luò)覆蓋全等數(shù)據(jù)，綜合物聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢(shì)做到預(yù)防預(yù)警為主、消防管控為輔的全新消防管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)真正的智能化、數(shù)據(jù)化，根據(jù)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)傳播速度和系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，每周可以增加消防培訓(xùn)萬(wàn)次以上，縮短消防知識(shí)講座和培訓(xùn)等準(zhǔn)備時(shí)間，直接隨時(shí)隨地開(kāi)始消防相關(guān)培訓(xùn)和指導(dǎo)工作，強(qiáng)化智慧消防建設(shè)，最終形成將智慧消防推向智慧消防運(yùn)營(yíng)策略的轉(zhuǎn)變。生命只有一次，消防安全問(wèn)題刻不容緩，隨著全球變暖問(wèn)題的日益增長(zhǎng)，火災(zāi)、暴雨、地震等自然災(zāi)害問(wèn)題，人員踩踏、電動(dòng)車輛爆燃等人為因素出現(xiàn)的安全事故都在日益增長(zhǎng)，我們要利用科技的力量進(jìn)一步提升安全生活生產(chǎn)環(huán)境，加強(qiáng)安全消防意識(shí)和相關(guān)知識(shí)，為保障人民安全貢獻(xiàn)每一分力量！