基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧消防在高校平安校園中的應(yīng)用研究

康秀謙　郭承湘　陳景霞

摘要：針對高校規(guī)模擴(kuò)大、多校區(qū)辦學(xué)、新建樓宇等復(fù)雜的消防安全形勢，依托云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和5G等新技術(shù)構(gòu)建高校智慧消防平臺體系，解決傳統(tǒng)消防管理中運(yùn)維效率低、運(yùn)行成本高、處置速度慢、缺乏有效聯(lián)動等問題，實(shí)現(xiàn)校園消防智慧監(jiān)控、集中管理。

關(guān)鍵詞：智慧消防;平安校園;物聯(lián)網(wǎng)

公安部消防局于2017年發(fā)布《關(guān)于全面推進(jìn)“智慧消防”建設(shè)指導(dǎo)意見》指出消防建設(shè)應(yīng)綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)等新興信息技術(shù)，加快推進(jìn)“智慧消防建設(shè)”。在新技術(shù)、新要求和新服務(wù)模式應(yīng)用條件下，高校應(yīng)創(chuàng)建新型消防安全管理服務(wù)體系，貫穿消防管理工作全過程，形成火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)常態(tài)化防控能力，保證校園火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)始終維持在較低水平。

一、高校傳統(tǒng)消防系統(tǒng)面臨的問題

目前，國內(nèi)高校均按照消防要求安裝了諸多消防監(jiān)控設(shè)備，如消防水滅火系統(tǒng)、煙感探測器、電氣火災(zāi)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)等諸多設(shè)備[1]。在傳統(tǒng)消防系統(tǒng)中，各類消防設(shè)備一般是通過通信總線連接至各樓宇消防中控室的主機(jī)，消防設(shè)備將告警信息傳送至中控主機(jī)，告警的處理主要依靠現(xiàn)場值班人員，各消防中控室主機(jī)相互獨(dú)立，缺乏有效聯(lián)動。隨著高校規(guī)模擴(kuò)大、多校區(qū)辦學(xué)、新建樓宇、貴重實(shí)驗(yàn)設(shè)備、建筑物老化及使用功能變更等動態(tài)變化，傳統(tǒng)消防工作方式的不足之處日漸顯露[2]。

各高校消防系統(tǒng)突出問題主要有：消防維保效率、及時性不足，過度依賴人工排查消防設(shè)施故障，在隱患排查的廣度和專業(yè)性上有所欠缺;消防安全管理缺乏有效技術(shù)工具和可視化監(jiān)控平臺，值班人員只能在消防控制室查看和處置各類告警;消防監(jiān)管缺位，日常監(jiān)管長期依賴人工巡查，消防盲區(qū)大[3];各樓宇消防中控室主機(jī)缺乏聯(lián)動，每個消防中控室都相互獨(dú)立，散落在校園各樓宇中，沒有將點(diǎn)聯(lián)結(jié)成面，每個孤立點(diǎn)都需安排專人值守，運(yùn)行成本高。

二、我校智慧消防平臺體系構(gòu)建

（一）智慧消防平臺建設(shè)思路

依托云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和4/5G等新技術(shù)，將分散的消防設(shè)施（火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、消防水系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、消防電源系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)終端探測設(shè)備等）接入“智慧消防”平臺，以“智慧消防”平臺為核心，將火災(zāi)報(bào)警、消防水監(jiān)測、電氣火災(zāi)、消防設(shè)備電源、氣體滅火、可燃?xì)怏w探測、消防應(yīng)急照明和疏散指示、消防聯(lián)動等消防子系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)和5G等新技術(shù)深度融合。從設(shè)備、人、操作行為、消防系統(tǒng)環(huán)境入手，加強(qiáng)既有消防設(shè)施管理，補(bǔ)足消防監(jiān)測盲區(qū)，規(guī)范學(xué)校建筑消防運(yùn)維管理，創(chuàng)新消防管理模式，再造消防管理流程，進(jìn)一步提高學(xué)校消防管理服務(wù)水平和管理服務(wù)效率。

針對我校樓宇多、消防設(shè)施復(fù)雜的情況，對相鄰留學(xué)生樓安防監(jiān)控室距離不超過100米的明秀校區(qū)圖書館采取將消防主機(jī)物理搬遷的形式整合，通過路面開挖重新布線將消防通信總線部署至留學(xué)生樓安防監(jiān)控室；對距離超過100米的仙葫校區(qū)圖書館、科學(xué)實(shí)驗(yàn)中心、動物實(shí)驗(yàn)樓采用物聯(lián)網(wǎng)和4/5G技術(shù)整合，消防信息統(tǒng)一匯聚到“智慧消防”平臺。

（二）智慧消防平臺系統(tǒng)架構(gòu)

針對傳統(tǒng)消防系統(tǒng)面臨的痛點(diǎn)問題，建立我校智慧消防云，將散落在校園各樓宇中的消防中控室由點(diǎn)聯(lián)結(jié)成面。通過物聯(lián)網(wǎng)和4/5G等技術(shù)獲取分散在校園內(nèi)各建筑樓宇的消防安全基礎(chǔ)信息，包括消防設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)信息、消防日常管理信息、火災(zāi)告警信息、隱患信息、消防水信息等，形成消防大數(shù)據(jù)，為消防安全管理提供整體監(jiān)控預(yù)警平臺和輔助決策數(shù)據(jù)支撐，實(shí)時了解消防安全狀況、形成聯(lián)動處置機(jī)制。智慧消防平臺系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示：

（三）智慧消防平臺的構(gòu)建

基于物聯(lián)網(wǎng)的消防移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)是智慧消防系統(tǒng)能順利建設(shè)起來的基礎(chǔ)，通過利用各類智能終端設(shè)備和大數(shù)據(jù)技術(shù)將消防信息內(nèi)容進(jìn)行收集和分析，以此對各樓宇的消防情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和感知[4]。相鄰距離較遠(yuǎn)的仙葫校區(qū)圖書館、科學(xué)實(shí)驗(yàn)中心、動物實(shí)驗(yàn)樓，采用加裝信息傳輸裝置實(shí)時采集消防主機(jī)中的各類告警信息，解決消防主機(jī)與智慧消防平臺適配問題。消防監(jiān)控盲區(qū)如圖書館天面水箱、留學(xué)生樓消防水箱、泵房水箱、泵房噴淋泵、泵房室內(nèi)消火栓等加裝物聯(lián)網(wǎng)消防傳感器，通過校內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)直接接入智慧消防平臺。智慧消防云平臺管理界面如下圖所示：

1.消防控制室整合。消防控制室分散在學(xué)校各樓宇中，需安排專人24小時值班，這造成了資源和成本的極大浪費(fèi)，同時各消防控制室主機(jī)相互獨(dú)立，無法形成相互聯(lián)動機(jī)制。通過智慧消防平臺可有效整合消防控制室，充分利用現(xiàn)有消防基礎(chǔ)設(shè)施，在分散在各樓宇中的消防主機(jī)上安裝用戶信息傳輸裝置，實(shí)時采集主機(jī)中的各類告警信息，實(shí)現(xiàn)消防傳感器的遠(yuǎn)程無線接入和各站點(diǎn)之間的互連通信[5]。通過建立全校統(tǒng)一的消防監(jiān)控中心，把學(xué)校分散在各樓宇火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆茢?shù)據(jù)中心，實(shí)行統(tǒng)一監(jiān)控和管理。出現(xiàn)火情告警時，在消防監(jiān)控中心統(tǒng)一調(diào)度附近的值班人員現(xiàn)場處置，各消防控制室形成有效的聯(lián)動機(jī)制。

2.消防水源監(jiān)測系統(tǒng)。消防水源是火情發(fā)生后有效處置火情最重要的設(shè)施，對水泵、水位的巡查尤為重要。傳統(tǒng)的人工巡檢費(fèi)時費(fèi)力，采用定時巡檢方式無法實(shí)時掌握消防水源是否正常，存較大安全隱患。建立消防水源監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測每個水泵、水箱的水壓、水位情況。在每個校區(qū)的消防水泵房加裝物聯(lián)網(wǎng)水位/水壓傳感器，第一是監(jiān)測消防栓水泵進(jìn)出水管的實(shí)時壓力以及室內(nèi)室外消火栓各管網(wǎng)最不利點(diǎn)的實(shí)時壓力，第二是監(jiān)測消防水池與高位水箱的水位。當(dāng)水壓、水位超出設(shè)定閾值或設(shè)備發(fā)生故障時自動報(bào)警、跟蹤位置并通過消息分發(fā)告知相關(guān)責(zé)任人。

3.消防設(shè)備實(shí)時監(jiān)測。煙感、溫感等消防設(shè)備存在數(shù)量多、分布廣的特點(diǎn)，設(shè)備損壞后常常難以排查和發(fā)現(xiàn)。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以很好解決消防設(shè)備維護(hù)難問題。一是通過物聯(lián)網(wǎng)收集各樓宇的煙感、溫感等火情探測設(shè)備告警，統(tǒng)一將告警信息傳輸?shù)健爸腔巯馈逼脚_。當(dāng)設(shè)備發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障、硬件故障及時發(fā)送故障提醒信息給管理人員，方便管理人員或維保人員及時排查及維修。二是對火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)告警信息實(shí)時監(jiān)測，采取手機(jī)APP+消防中控室大屏結(jié)合，一旦出現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警信息，消防中控室大屏立即發(fā)現(xiàn)彈出醒目信息并發(fā)出警報(bào)，同時通過APP發(fā)送信息至手機(jī)上通過鈴聲和振動并彈出紅色告警提醒值班人員立即赴現(xiàn)場處置。

4.運(yùn)行數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建與建模分析。數(shù)據(jù)的分析可以為學(xué)校消防安全決策和管理提供數(shù)據(jù)支撐。將運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)完成數(shù)據(jù)化整理，打通數(shù)據(jù)信息收集通道，完成消防數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建。充分利匯集來的數(shù)據(jù)，進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，并通過條形圖、餅圖、柱狀圖等方式完成直觀呈現(xiàn)。按月或年生成安全評估報(bào)告，為學(xué)校消防安全管理及決策提供依據(jù)。

5.消防管理人員素質(zhì)提升。基于新一代物聯(lián)網(wǎng)、5G技術(shù)的智慧消防平臺深度應(yīng)用需要管理人員具有較高的信息素養(yǎng)，否則再好的系統(tǒng)也會成為擺設(shè)。一是通過系統(tǒng)上線前反復(fù)的現(xiàn)場演示、培訓(xùn)，讓每位消防管理人員都能掌握使用方法，并且能夠熟練獨(dú)立操作。二是制定相應(yīng)的操作流程上墻，讓每位值班人員都清楚知道如何處置各類告警。三是程序界面設(shè)計(jì)盡量簡潔明了，一鍵式開啟系統(tǒng)，一鍵式處置告警，方便系統(tǒng)推廣使用。

（四）我校智慧消防平臺運(yùn)行情況及存在問題

通過對兩個校區(qū)4個消防泵房、明秀校區(qū)2個消防控制室、仙葫校區(qū)3個消防控制室進(jìn)行整合，初步建成了我校的智慧消防云平臺。采用消防安全集中管理、協(xié)作聯(lián)動模式，可省減消防管理人員18人，一年可節(jié)支60多萬元。

智慧消防云平臺提高了學(xué)校消防管理服務(wù)水平和管理服務(wù)效率，但在使用過程中還是存在諸多問題。一是傳感器通過電池供電，需同時考慮并解決系統(tǒng)須長時間待機(jī)、能源消耗以及在惡劣環(huán)境下系統(tǒng)斷電的問題[6]；二是水泵房一般設(shè)置在負(fù)一層，4/5G信號較弱，部分設(shè)備存在信號卡頓或掉線情況；三是部分樓宇消防設(shè)施尚未接入智慧消防平臺，還未實(shí)現(xiàn)全校統(tǒng)管[7]。

結(jié)語

高校消防安全涉及廣大師生的生命財(cái)產(chǎn)安全，智慧消防平臺建設(shè)可以有效提高消防管理服務(wù)水平和效率，同時要加強(qiáng)和落實(shí)消防制度建設(shè)，通過“人防”+“技防”有效保障平安校園環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

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[7]劉晴.“智慧消防”建設(shè)過程中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效運(yùn)用[J].消防界（電子版），2021（20）.

作者簡介：康秀謙（1982- ），男，漢族，廣西靈川人，本科，高級工程師，研究方向：高校信息化建設(shè)。

基金項(xiàng)目：基于物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的平安校園應(yīng)用研究（項(xiàng)目編號：2022XXH0003）。