基于智慧消防技術(shù)下的標(biāo)準(zhǔn)化防火平臺(tái)建設(shè)探究

王思瑩，于 敏 ，杜旭東

（三亞城市職業(yè)學(xué)院，海南 三亞 572000）

隨著人們生活質(zhì)量的提高，旅游成為人們重要的精神食糧。但是近幾年我國(guó)景區(qū)時(shí)而出現(xiàn)火災(zāi)、坍塌等事件，使人們對(duì)向往的景區(qū)望而卻步，2014 年云南省香格里拉獨(dú)克宗古城發(fā)生大火，246 戶受災(zāi)343棟房屋被燒毀；2017 年四川錦竹市靈宮樓突發(fā)大火，這個(gè)號(hào)稱是亞洲第一高木塔的建筑被燒毀，經(jīng)濟(jì)損失巨大。很多景區(qū)是古代勞動(dòng)人民的智慧結(jié)晶，是國(guó)家珍貴的文化遺產(chǎn)，也是消防安全重點(diǎn)單位。針對(duì)這些突出的問(wèn)題，對(duì)海南的地理形勢(shì)進(jìn)行分析，提出了基于智慧消防技術(shù)的景區(qū)防火系統(tǒng)，有助于智慧海南的建設(shè)，也給游客的安全提供了有力保障。

1 智慧消防的概述及服務(wù)對(duì)象

1.1 智慧消防的概述

智慧消防，是一種基于物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息化技術(shù)，針對(duì)消防領(lǐng)域的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，人們對(duì)生活質(zhì)量的需求也在逐漸增多，在充分考量目前消防領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)基礎(chǔ)上，提出了一種新模式下的智慧消防理念，智慧消防是新時(shí)代下防火策略發(fā)展的必然趨勢(shì)。

1.2 智慧消防服務(wù)對(duì)象

（1）社會(huì)屬性單位：輔助公共事業(yè)單位、超高層建筑群體、建筑工地、工業(yè)企業(yè)園區(qū)、文物建筑保護(hù)、重點(diǎn)景區(qū)等社會(huì)性單位，實(shí)現(xiàn)消防安全的精細(xì)化管理。

（2）維保消防單位：通過(guò)升級(jí)優(yōu)化消防運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)，與企業(yè)單位達(dá)成業(yè)務(wù)系統(tǒng)管理合約，協(xié)助消防維保單位更好地履行消防安全服務(wù)職能，監(jiān)測(cè)預(yù)警企業(yè)內(nèi)部消防安全風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)更新企業(yè)內(nèi)的消防設(shè)備，確保企業(yè)消防安全。

（3）監(jiān)督管理部門：通過(guò)智慧消防應(yīng)急管理平臺(tái)，協(xié)助相關(guān)監(jiān)督管理機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)消防安全方面的有效監(jiān)管，及時(shí)消除安全隱患，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)管數(shù)據(jù)資源的共享、不同組織機(jī)構(gòu)間的聯(lián)動(dòng)等。

2 基于智慧消防技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化防火平臺(tái)建設(shè)——以海南景區(qū)為例

2.1 海南景區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)化防火平臺(tái)總體架構(gòu)

基于智慧消防技術(shù)的海南景區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化防火平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)，其主要采用低功耗廣域網(wǎng)（Low-Power Wide-Area Network，LPWAN）體系中的消防技術(shù)模式構(gòu)建，主要包括4 個(gè)模塊，即系統(tǒng)終端、網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器、數(shù)據(jù)應(yīng)用端。其中，在海南景區(qū)內(nèi)的系統(tǒng)終端模塊可設(shè)置為內(nèi)嵌模式，不占用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)空間，為其他模塊提供更大的活動(dòng)空間。該景區(qū)防火平臺(tái)選取星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，系統(tǒng)終端設(shè)備以單循環(huán)模式運(yùn)行，在系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)聯(lián)通時(shí)，其可與單個(gè)、多個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行互通，實(shí)現(xiàn)通信“無(wú)死角”。

基于上述的詳細(xì)分析，基于智慧消防技術(shù)將海南景區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化防火平臺(tái)劃分為三個(gè)主要部分，即數(shù)據(jù)信息采集層、數(shù)據(jù)通信互聯(lián)層、數(shù)據(jù)應(yīng)用分析層。其中數(shù)據(jù)信息采集層，其主要負(fù)責(zé)景區(qū)內(nèi)部實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)警危險(xiǎn)火災(zāi)源、消防設(shè)備參數(shù)等。數(shù)據(jù)通信互聯(lián)層，其主要負(fù)責(zé)景區(qū)內(nèi)部數(shù)據(jù)信息的傳輸和交互，將在景區(qū)內(nèi)獲取的危險(xiǎn)信息第一時(shí)間上報(bào)控制中心，以便及時(shí)采取應(yīng)急策略；數(shù)據(jù)應(yīng)用分析層，其主要將獲取的景區(qū)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行操作處理，生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析表，以便可以在PC 端、移動(dòng)端及時(shí)查看，具體如圖1 所示。

圖1 基于智慧消防技術(shù)的海南景區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化防火系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)平臺(tái)主要通過(guò)賬戶、密碼、手機(jī)驗(yàn)證碼的形式登陸，以LDPA 標(biāo)準(zhǔn)為構(gòu)建協(xié)議依據(jù)，使其能夠適應(yīng)多情景模式的應(yīng)用運(yùn)行，滿足海南景區(qū)消防管理的多樣化需求，同時(shí)系統(tǒng)還引入了加密操作形式，賦予用戶3 次“賬戶密碼+手機(jī)驗(yàn)證碼”的登記機(jī)會(huì)，一旦驗(yàn)證失敗，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)鎖定，需要聯(lián)系海南景區(qū)系統(tǒng)管理員才能再次應(yīng)用，這樣較好地保證了景區(qū)系統(tǒng)賬戶的安全性。

2.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息采集層設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)信息采集層位于景區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化防火平臺(tái)的前端位置，其主要由溫度、光、煙霧等多種類型的傳感裝置構(gòu)成，其對(duì)海南景區(qū)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，并獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，然后將采集的數(shù)據(jù)信息傳輸至控制中心，一旦景區(qū)發(fā)生緊急事件，控制中心警報(bào)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出蜂鳴聲，以便管理人員能夠在第一時(shí)間獲知景區(qū)火災(zāi)信息，從而采取應(yīng)對(duì)措施。對(duì)于海南景區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化防火平臺(tái)的數(shù)據(jù)信息采集層而言，其中煙感、溫感等終端設(shè)備是較為常見(jiàn)的采集類設(shè)備，大部分都采用內(nèi)嵌模式，將LoRa 模塊裝置終端內(nèi)部，可實(shí)現(xiàn)7×24 h 的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。并將監(jiān)測(cè)獲取的數(shù)據(jù)信息，經(jīng)F8926-L 網(wǎng)關(guān)及F8L10GW 基站傳輸至控制中心，控制中心系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)，具體如圖2 所示。

圖2 景區(qū)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息采集層設(shè)計(jì)

通過(guò)研究智慧消防平臺(tái)在景區(qū)建立的難易程度，提出智慧數(shù)據(jù)采集機(jī)制，對(duì)景區(qū)內(nèi)可燃?xì)怏w的濃度、燃燒點(diǎn)等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和監(jiān)測(cè)。根據(jù)目前電氣火災(zāi)頻發(fā)的實(shí)際狀況，可引入專門的電壓、電流故障監(jiān)測(cè)裝置，將其與景區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化防火平臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)景區(qū)火災(zāi)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。但由于故障監(jiān)測(cè)裝置的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，當(dāng)獲取的相應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸至控制中心后，將以分布式形式存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，以便控制中心能夠?qū)崟r(shí)分析、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，真正實(shí)現(xiàn)由原來(lái)的“人防”到“人防和技防相結(jié)合”再到“以技防為主”的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)整個(gè)海南國(guó)際旅游島安全建設(shè)邁向新的臺(tái)階。

2.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信互聯(lián)層設(shè)計(jì)

對(duì)于景區(qū)火災(zāi)等災(zāi)害而言，由于其具有突發(fā)性特征，而且危害性極其嚴(yán)重，單一化的數(shù)據(jù)傳輸模式無(wú)法保證通信的及時(shí)、有效性，故文章將采取有線、無(wú)線雙模式的傳輸線路，其中無(wú)線通信作為傳輸?shù)暮诵模渲?85/CAN 模式輔助有線傳輸進(jìn)行遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)通信。一般情況下，有線數(shù)據(jù)傳輸模式采取串行的總線邏輯，可對(duì)傳輸過(guò)程中數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤代碼進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并具有較強(qiáng)的抗干擾能力。

當(dāng)無(wú)線通信設(shè)備由于景區(qū)外界環(huán)境因素影響，而無(wú)法保障正常工作運(yùn)行時(shí)，此時(shí)可借助有線通信設(shè)備將情況上傳至控制中心，將干擾因素盡快解決。將獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類、匯總后傳輸至系統(tǒng)服務(wù)裝置內(nèi)，然后通過(guò)景區(qū)服務(wù)裝置將其傳輸至控制中心，在確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，提升系統(tǒng)的整體安全性能，降低黑客、病毒等惡意攻擊情況發(fā)生的概率。對(duì)于景區(qū)消防安全數(shù)據(jù)而言，其相對(duì)較為繁瑣復(fù)雜，內(nèi)部涵蓋的大量數(shù)據(jù)均需及時(shí)地完成系統(tǒng)對(duì)接，從而才能在一定程度上保證系統(tǒng)感知、決策的科學(xué)合理性。對(duì)于景區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化防火平臺(tái)的數(shù)據(jù)通信互聯(lián)層而言，還基于Web API 環(huán)境構(gòu)建了公共服務(wù)數(shù)據(jù)接口層，主要用來(lái)承載Web 網(wǎng)站、移動(dòng)APP 的數(shù)據(jù)信息，將采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加工處理后，傳輸至數(shù)據(jù)信息訪問(wèn)層，從而增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

2.4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)用分析層設(shè)計(jì)

對(duì)于基于智慧消防技術(shù)下的景區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化防火平臺(tái)建設(shè)而言，其中景區(qū)系統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)用分析層將選取B/S體系架構(gòu)模式，用戶在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中無(wú)需下載任何客戶端，僅通過(guò)PC 瀏覽器即可成功登錄平臺(tái)，其中內(nèi)置的GIS 地圖查詢定位功能，支持PC、移動(dòng)等客戶端使用。

系統(tǒng)的核心服務(wù)裝置還配置了相應(yīng)的額外備份功能，通過(guò)智慧消防技術(shù)對(duì)景區(qū)系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行周期性監(jiān)測(cè)，一旦檢測(cè)到節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)超過(guò)設(shè)定的閾值，將自動(dòng)切換至備用傳輸線路，這樣能夠在最大程度上保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，降低數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中發(fā)生丟包的可能性，確保傳輸數(shù)據(jù)的完整，具體情況如圖3所示。

圖3 景區(qū)系統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)用分析層設(shè)計(jì)

（1）應(yīng)急救援指揮模塊。通過(guò)紅外感知技術(shù)捕捉、定位人體生命體征，加快景區(qū)內(nèi)應(yīng)急救援速度。同時(shí)該系統(tǒng)具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析、操作處理能力，將在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中感知到的氣體濃度等數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集后傳輸至控制中心，從而生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)圖表，輔助完成相應(yīng)的景區(qū)應(yīng)急救援指揮工作。

（2）電量感知及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模塊。將人工智能技術(shù)引入景區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化防火平臺(tái)系統(tǒng)，不僅能精準(zhǔn)地獲取電量測(cè)量數(shù)據(jù)，同時(shí)還能通過(guò)數(shù)據(jù)信息采集層獲取景區(qū)內(nèi)環(huán)境、氣象等相關(guān)數(shù)據(jù)。并結(jié)合景區(qū)環(huán)境的實(shí)際需求，周期性開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警檢測(cè)，一旦景區(qū)發(fā)生危機(jī)事件，立即發(fā)出警報(bào)蜂鳴，以便及時(shí)采取解決策略。

（3）消防監(jiān)督管理模塊。當(dāng)火災(zāi)等災(zāi)害情況臨近時(shí)，該模塊能夠輔助景區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化防火平臺(tái)系統(tǒng)完成資源調(diào)配功能，通過(guò)GIS 技術(shù)、數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)，與消防車輛總控制中心的GPS 接收裝置建立聯(lián)系。結(jié)合景區(qū)內(nèi)火災(zāi)實(shí)際發(fā)生地點(diǎn)的情況，規(guī)劃出最合理的路線，以便救援力量能夠在最快的時(shí)間抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。

（4）其他標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用模塊。該系統(tǒng)建立了公共服務(wù)信息查詢模塊，可通過(guò)該模塊查詢海南景區(qū)內(nèi)智慧消防的相關(guān)概況，對(duì)其景區(qū)內(nèi)分布的火災(zāi)逃生路線等有一定的了解。一旦發(fā)生火災(zāi)，可通過(guò)移動(dòng)端APP快捷登錄系統(tǒng)查詢安全逃生通道等，在一定程度上降低火災(zāi)對(duì)人員健康造成的傷害。

3 結(jié)語(yǔ)

消防安全關(guān)乎每個(gè)人的生命安全，一直備受各級(jí)政府的重視，大數(shù)據(jù)、人工智能等信息化技術(shù)的高速發(fā)展，推動(dòng)了智慧消防領(lǐng)域的進(jìn)步，提升了消防水平的智能化建設(shè)。海南景區(qū)森林覆蓋率較高，消防安全一直是政府關(guān)注的重點(diǎn)，建立有效的智慧消防防火平臺(tái)有助于海南生態(tài)文明建設(shè)，符合新時(shí)代“生態(tài)文明建設(shè)”的發(fā)展需求。文章以分析智慧消防為切入點(diǎn)，并以海南景區(qū)為案例，詳細(xì)分析了基于智慧消防技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化防火平臺(tái)系統(tǒng)，提出加強(qiáng)景區(qū)消防安全建設(shè)的主要手段，并根據(jù)問(wèn)題的通病找出提高火災(zāi)診斷率的辦法，保證平安景區(qū)的建立。