基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧消防在崇明農(nóng)村地區(qū)的應(yīng)用探討

摘要：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展提升了消防工作科技化、信息化、智能化水平，激發(fā)了消防管理模式的創(chuàng)新。本文根據(jù)現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展及已經(jīng)在城市消防業(yè)務(wù)中的實(shí)際應(yīng)用案例，分析了智慧消防對傳統(tǒng)消防管理帶來的變化，重點(diǎn)探討基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧消防如何落地農(nóng)村，解決崇明廣大農(nóng)村地區(qū)消防瓶頸問題，帶動(dòng)廣大農(nóng)村地區(qū)的消防管理工作實(shí)現(xiàn)突破，減少崇明農(nóng)村地區(qū)火災(zāi)和亡人火災(zāi)事故。

關(guān)鍵詞：消防;物聯(lián)網(wǎng);智慧消防;農(nóng)村

近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)理論研究的突破、標(biāo)準(zhǔn)體系不斷建立，越來越多的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)被不斷地攻克，智慧交通、智能電網(wǎng)、智慧環(huán)保、智慧農(nóng)業(yè)、智慧公安等，均是物聯(lián)網(wǎng)理論體系和技術(shù)的具體應(yīng)用。近年來，上海市大力推動(dòng)消防物聯(lián)網(wǎng)、智慧消防項(xiàng)目落地，2020年，上海市委辦公廳、市政府辦公廳印發(fā)《關(guān)于深化我市消防執(zhí)法改革的實(shí)施意見》（滬委辦〔2020〕29號），推進(jìn)智慧消防監(jiān)管，明確將智慧消防建設(shè)納入上海市“一網(wǎng)通辦”“一網(wǎng)統(tǒng)管”管理體系，加強(qiáng)與城市網(wǎng)格化綜合管理平臺對接互通，加快融入上海政務(wù)信息化系統(tǒng)，提升工作效能，以此應(yīng)對上海超大型城市日益復(fù)雜多變的消防安全形勢。

然而，與上海市中心城區(qū)高度城鎮(zhèn)化不同的是，在郊區(qū)一帶還有廣大農(nóng)村地區(qū)，其消防工作依然十分薄弱，消防安全管理依然是老辦法、老思路，長年困擾農(nóng)村消防工作的瓶頸問題沒有得到有效的解決。

1? 崇明農(nóng)村地區(qū)消防安全現(xiàn)狀

上海市崇明區(qū)包含崇明、長興、橫沙三島，總面積約1411平方公里，其中崇明島地域面積最廣，為中國第三大島嶼。全區(qū)共有人口約67.8萬人，其中80%以上生活、居住在農(nóng)村地區(qū)。而崇明區(qū)老齡化程度非常高，素有“長壽之鄉(xiāng)”之稱。在分析近五年崇明區(qū)火災(zāi)數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，60%的火災(zāi)發(fā)生在農(nóng)村地區(qū)，92%的亡人火災(zāi)也是發(fā)生在農(nóng)村地區(qū)，且在火災(zāi)中死亡的人員絕大部分是60歲以上的老人，孤寡獨(dú)居、傷病、殘疾以及臥床吸煙等不良生活習(xí)慣讓他們成為火災(zāi)事故的主要受害者。

分析原因主要有以下幾方面：

一是農(nóng)村地區(qū)消防基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)薄弱。崇明島經(jīng)歷了大興農(nóng)場建設(shè)以及改革開放大發(fā)展等歷史進(jìn)程，沒有統(tǒng)一的整體規(guī)劃，常常沿河或道路兩側(cè)連片修建，缺乏防火間距和消防車道。農(nóng)村地區(qū)房屋結(jié)構(gòu)多為磚木結(jié)構(gòu)，屋頂使用木板、油氈等可燃材料的大有存在。消防水源主要依賴天然水源，受季節(jié)及潮汐等氣候影響，可靠性不高，用于消防車停靠的取水碼頭不足，車輛難以停靠，火場供水能力大打折扣。

二是農(nóng)村不良生活習(xí)慣容易引發(fā)火災(zāi)。隨著改革開放的加快，近年來崇明農(nóng)村生活條件有了很大的改觀，但農(nóng)村家庭在裝修過程中，大量使用木扣板、塑料扣板裝修等情況普遍存在，大量農(nóng)村家庭喜歡用木柴和秸稈生火做飯，屋前屋后堆放大量柴草，農(nóng)忙期間私自焚燒秸稈的行為屢禁不止。孤寡老人常在家中堆放撿拾的垃圾、廢品，有點(diǎn)香供佛、臥床吸煙、酗酒等生活習(xí)慣，稍有不慎便會(huì)引發(fā)火災(zāi)事故。

三是崇明區(qū)老齡化程度較高。崇明區(qū)60周歲以上老年人口約有24.6萬人，占其總?cè)丝诘?6.3%〔1〕。但崇明老人生活、居住地相對偏遠(yuǎn)，周邊消防水源不足，居住房屋防火等級低，抵御火災(zāi)能力薄弱。受農(nóng)村散戶散居和傳播媒介少的影響，老年人防火意識淡薄，家內(nèi)常年使用廉價(jià)電器、燃?xì)猱a(chǎn)品，臥床吸煙、焚燒秸稈等農(nóng)村陳規(guī)陋習(xí)屢禁不止，火災(zāi)隱患突出。與此同時(shí)，由于子女進(jìn)城務(wù)工，留下大量和子女分離的“空巢老人”，這些老年人遇到火災(zāi)時(shí)，受自身行動(dòng)能力限制，加上缺乏周邊幫助，往往很難自救逃生。

上述問題嚴(yán)重制約農(nóng)村消防工作發(fā)展，而多數(shù)又是硬性問題，難以在短時(shí)間內(nèi)得到改善，有些還涉及消防規(guī)劃，如何確保崇明農(nóng)村地區(qū)消防安全形勢的平穩(wěn)可控需要依托當(dāng)前新技術(shù)、新方法來加以解決。

2? 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧消防模式帶來的消防管理革新

2.1? 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧消防系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)是通過傳感器網(wǎng)絡(luò)物理世界客觀信息，將信息進(jìn)行處理后通過以太網(wǎng)等技術(shù)，匯總至綜合信息管理平臺，通過數(shù)據(jù)分析和平面展示，實(shí)現(xiàn)物理世界的全面透徹感知。國家973計(jì)劃物聯(lián)網(wǎng)首席科學(xué)家劉海濤提出智慧城市“通過物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，構(gòu)建了一個(gè)具有高感知度的城市基礎(chǔ)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)城市內(nèi)及時(shí)、互動(dòng)、整合的信息感知、傳遞和處理，以提高民眾生活幸福感、企業(yè)競爭力和城市可持續(xù)發(fā)展能力”[2]。

智慧消防是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對火災(zāi)監(jiān)控、消防設(shè)施維護(hù)管理、設(shè)施遠(yuǎn)程控制操作等消防重要環(huán)節(jié)進(jìn)行業(yè)務(wù)模式重構(gòu)，將社會(huì)化消防監(jiān)督管理和消防部隊(duì)滅火救援所涉及的各類消防信息有機(jī)銜接起來，改“分散型”監(jiān)管為“集中型”監(jiān)管，構(gòu)建覆蓋現(xiàn)場的消防傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)消防工作全程的無遺漏監(jiān)管。通過云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，進(jìn)行消防信息查詢處理、數(shù)據(jù)挖掘、融合研判與態(tài)勢分析，變“被動(dòng)式”事件觸發(fā)式管理為“主動(dòng)式”計(jì)劃管理，為防火監(jiān)督管理和滅火救援提供可靠的信息支撐，達(dá)到事前預(yù)警、事中預(yù)案處置、事后可復(fù)盤。

2.2? 具體應(yīng)用探討

通過基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧消防系統(tǒng)，廣泛的消防感知網(wǎng)絡(luò)，能有效解決崇明廣大農(nóng)村地區(qū)居民居住分散、火災(zāi)發(fā)現(xiàn)晚、到場處置不及時(shí)、水源不穩(wěn)定的現(xiàn)狀，為農(nóng)村地區(qū)消防安全管理、火災(zāi)防控及火場撲救提供有效的技術(shù)支撐。下面選取崇明兩處典型農(nóng)村場景進(jìn)行探討。

農(nóng)村應(yīng)用場景一：相對集中的分散居住、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)耕作的應(yīng)用場景——三星鎮(zhèn)新安村。

新安村位于崇明島的中西部腹地，四周與其他村莊接壤。本村由兩個(gè)自然村合并組成，面積3300余畝，總?cè)丝诩s1270人，550余戶，沿路呈自然分布狀態(tài)。村民主要以耕地、糧田為生，年輕者則就近到市區(qū)勞作。

農(nóng)村應(yīng)用場景二：成片集中居住，新型農(nóng)村商業(yè)發(fā)達(dá)的應(yīng)用場景——陳家鎮(zhèn)瀛東村。

陳家鎮(zhèn)瀛東村位于崇明島的東南角，是一個(gè)以集體經(jīng)濟(jì)模式為主的新農(nóng)村，形成了淡水養(yǎng)殖業(yè)、綠化種植業(yè)和生態(tài)旅游業(yè)的產(chǎn)業(yè)格局。隨著崇明區(qū)世界級生態(tài)島的建設(shè)，瀛東村“漁家樂”生態(tài)旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，建有餐廳、賓館和32幢酒店式別墅。

上述兩村的住戶分布、住房條件截然不同，但戶內(nèi)消防需求一致，只是傳輸組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)方式根據(jù)傳感器接口數(shù)據(jù)和信息單元位置分布有所不同。農(nóng)村地區(qū)的消防處于智慧消防系統(tǒng)前端，在物聯(lián)網(wǎng)參考體系結(jié)構(gòu)中對應(yīng)的主要是感知層、網(wǎng)絡(luò)層，以及部分應(yīng)用系統(tǒng)〔3〕?，F(xiàn)結(jié)合農(nóng)村實(shí)際，以上述兩村為例，探討農(nóng)村地區(qū)的智慧消防前端系統(tǒng)方案。

2.2.1? 網(wǎng)絡(luò)層

在兩種應(yīng)用場景中網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案基本相似：

瀛東村住房均是別墅，布局及結(jié)構(gòu)一致性較好，可在村委會(huì)設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)信息采集傳輸主機(jī)，每棟別墅設(shè)消防控制主機(jī)，管理所有信息單元;根據(jù)需要設(shè)智能協(xié)議轉(zhuǎn)換器，物聯(lián)網(wǎng)信息采集傳輸主機(jī)和智能協(xié)議轉(zhuǎn)換器采集的所有信息通過LSN基站上傳到消防數(shù)據(jù)中心。新安村住房一致性較差一些，且沿路相對集中、自然成塊，推廣住戶安裝帶通信功能的獨(dú)立式煙霧報(bào)警器，在住房自然成塊集中處設(shè)置智能協(xié)議轉(zhuǎn)換器，將就近接入的所有信息單元通過LSN基站上傳到消防數(shù)據(jù)中心。

瀛東村的農(nóng)家樂規(guī)模小且相對分散，主要采用獨(dú)立式煙霧報(bào)警器，通過智能協(xié)議轉(zhuǎn)換器將所有信息采集上傳到消防數(shù)據(jù)中心。別墅住宿區(qū)域，信息單元集中，在每棟別墅設(shè)控制主機(jī)，管理所有信息單元，住宿區(qū)域設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)信息采集傳輸主機(jī)，所采集的信息通過LSN基站上傳到消防數(shù)據(jù)中心。

本案例中考慮到農(nóng)村建筑物和電磁環(huán)境，采用了LSN基站通信。其具有信號覆蓋范圍廣、繞射能力強(qiáng)、功耗低的技術(shù)優(yōu)勢;具有安裝簡便，不需長期支付通信費(fèi)用，具有減少組網(wǎng)綜合成本的優(yōu)勢。

2.2.2? 感知層

感知層技術(shù)實(shí)現(xiàn)基本相同，只是根據(jù)需求不同調(diào)整相關(guān)傳感器設(shè)置。前端感知探測功能塊主要有：

燃?xì)庑孤┍O(jiān)測：監(jiān)測廚房等燃?xì)庑孤?

用電負(fù)荷情況監(jiān)測：監(jiān)測用電電流及主要配電設(shè)備、線纜溫度變化;

煙霧監(jiān)測：布設(shè)于農(nóng)家樂客房、廚房、餐廳等經(jīng)營性場所，農(nóng)村獨(dú)居老人、行動(dòng)不便人群，監(jiān)測煙霧的發(fā)生;

天然水源監(jiān)測：監(jiān)測天然河道水位變化，掌握實(shí)時(shí)水位數(shù)據(jù)，為應(yīng)急處置提供輔助信息;

溫濕度檢測：布設(shè)在林地，根據(jù)溫、濕度指標(biāo)及其他相關(guān)信息預(yù)警火災(zāi)隱患風(fēng)險(xiǎn)等級;

消防設(shè)施監(jiān)管：布設(shè)傳感器監(jiān)測自動(dòng)消防設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)，利用現(xiàn)有或新增監(jiān)控探頭對處于公共區(qū)域的消防栓、取水碼頭、消防車道等消防設(shè)施進(jìn)行管理。

2.2.3? 應(yīng)用層

智慧消防的業(yè)務(wù)應(yīng)用層涉及農(nóng)村現(xiàn)場的系統(tǒng)主要有：

GIS系統(tǒng)：所有信息點(diǎn)物理位置信息及設(shè)施編號均映射到GIS地圖上，并與其屬性、實(shí)時(shí)信息等顯示關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)火場位置顯示、現(xiàn)場視頻映射以及消防車路徑導(dǎo)航等功能。

微型消防站管理系統(tǒng)：建立微型消防站管理檔案，掌握微站實(shí)有隊(duì)伍、裝備及值班備勤等情況，推動(dòng)微站日常防火檢查、宣傳及初起火災(zāi)撲救三項(xiàng)職能落地，并實(shí)現(xiàn)支隊(duì)接出警平臺統(tǒng)一調(diào)派管理。

消防監(jiān)管App協(xié)同軟件：主要針對村委會(huì)管理人員或微站站長。接收隱患報(bào)送、整改反饋、實(shí)時(shí)警情、故障等各種消防信息，具備電子地圖和關(guān)聯(lián)信息顯示，能發(fā)布預(yù)警信息和宣傳提示等。

綜上所述，智慧消防在崇明農(nóng)村地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜唸D如下：

2.3? 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧消防給農(nóng)村消防安全工作帶來的變化

2.3.1? 解決農(nóng)村地區(qū)火災(zāi)發(fā)現(xiàn)慢、報(bào)警慢的問題

通過布設(shè)在獨(dú)居老人、行動(dòng)不便人員等重點(diǎn)人群及農(nóng)村視頻監(jiān)控等各類傳感器，構(gòu)建廣泛的傳感器網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)采集視頻、溫度、煙氣、燃?xì)獾认嚓P(guān)數(shù)據(jù)信息，歸納匯總到數(shù)據(jù)信息平臺，盡早發(fā)現(xiàn)生活用火不慎、隨意焚燒秸稈等農(nóng)村常見火情，及時(shí)調(diào)動(dòng)周邊微型消防站力量到場處置。

2.3.2? 解決自動(dòng)消防設(shè)施“在崗不作為”、微型消防站人員不在崗的問題

通過物聯(lián)網(wǎng)信息采集自動(dòng)消防設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)備報(bào)警、故障等信息，上傳到消防物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管平臺，實(shí)現(xiàn)對自動(dòng)消防設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)管;通過視頻監(jiān)控探頭或手機(jī)App，實(shí)現(xiàn)微型消防站運(yùn)行情況可視化，掌握日常管理的主動(dòng)權(quán)。

2.3.3? 解決農(nóng)村地區(qū)火災(zāi)事故快速響應(yīng)問題

處置農(nóng)村地區(qū)火災(zāi)事故，早一分鐘到場，就意味著少一分人員傷亡。通過GIS系統(tǒng)，能夠清晰標(biāo)定農(nóng)村地區(qū)微型消防站、消防取水碼頭、事發(fā)位置，以及周邊關(guān)聯(lián)、輔助信息，并且實(shí)時(shí)掌握其狀況;通過指揮調(diào)度系統(tǒng)能即時(shí)掌握各類消防資源情況，同預(yù)案管理系統(tǒng)協(xié)同提升消防作戰(zhàn)指揮調(diào)度水平，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)指揮調(diào)度，快速應(yīng)急處置。

3? 結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)村地區(qū)消防安全管理，實(shí)現(xiàn)崇明農(nóng)村智慧消防系統(tǒng)，能有效解決農(nóng)村地區(qū)火災(zāi)和亡人火災(zāi)高發(fā)、頻發(fā)瓶頸，減少“小火亡人”事故，但也要清醒的認(rèn)識到，廣大農(nóng)村地區(qū)同城市的消防工作的環(huán)境差異較大，特別是消防意識相對淡薄、科技文化水平相對較低，在推行智慧消防系統(tǒng)時(shí)仍然存在不少困難。同時(shí)，智慧消防的產(chǎn)出更多是從社會(huì)效益、間接經(jīng)濟(jì)效益層面體現(xiàn)，不能混同于一般建設(shè)投入來考量經(jīng)濟(jì)效益。這也導(dǎo)致了建設(shè)成本承擔(dān)人、維護(hù)成本承擔(dān)人、系統(tǒng)維護(hù)方、監(jiān)管方和消防工作利益獲得方之間的權(quán)、責(zé)不好清晰劃分，這就需要屬地政府將智慧消防建設(shè)納入城市綜合管理平臺，實(shí)現(xiàn)“一網(wǎng)統(tǒng)管”。

參考文獻(xiàn)：

[1]張振利，陳翔鋒.加強(qiáng)農(nóng)村消防基礎(chǔ)建設(shè) 避免亡人火災(zāi)事故頻發(fā) 崇明縣消防工作實(shí)踐與思考[J].新安全東方消防，2013（5）：28-29.

[2]劉海濤.物聯(lián)網(wǎng)之感知社會(huì)論[J].上海：華東師范大學(xué)出版社，2011.

[3]GB/T 33474-2016.物聯(lián)網(wǎng) 參考體系架構(gòu)[S].2016.

Discussion on application of

intelligent fire protection based on internet

of things technology in Chongming rural areas

Chen Xiangfeng

Chongming District Fire and Rescue Brigade of Shanghai

Abstract：The development of the internet of things technology has promoted the technological， informatization， and intelligent level of fire protection work， and stimulated the innovation of fire management models. Based on the current development of the internet of things technology and actual application cases that have been used in urban fire protection services， this paper analyzes the changes brought by smart fire protection to traditional fire management， focuses on how smart fire protection based on the internet of things technology can land in rural areas， solves the fire protection bottleneck problem in Chongming rural areas， drives the fire management work to achieve breakthroughs and reduces fire accidents in Chongming rural areas.

Keywords：fire protection; internet of things; intelligent fire protection; rural areas