物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在消防監(jiān)督管理中的應(yīng)用實(shí)踐

葉高銘 張凌

摘要：為克服傳統(tǒng)消防監(jiān)督管理的局限性，有必要在消防監(jiān)督管理中引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以此拓寬消防監(jiān)督管理的維度、提升消防監(jiān)督管理的精度、降低消防監(jiān)督管理的成本。在實(shí)踐中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可應(yīng)用于多種消防監(jiān)督管理場景中，例如，救援調(diào)度指揮、消防監(jiān)督滅火、消防設(shè)備管理等。在上述場景中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)消防監(jiān)督管理現(xiàn)代化的關(guān)鍵之一，是推進(jìn)消防監(jiān)督管理智能化的核心環(huán)節(jié)，需要消防監(jiān)督管理機(jī)構(gòu)和人員思考并引入到本職工作中。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；消防監(jiān)督管理；價(jià)值；應(yīng)用場景

中圖分類號(hào)：D035.36? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ?文章編號(hào)：2096-1227（2024）02-0085-03

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于消防監(jiān)督管理中，既是順應(yīng)信息化時(shí)代的要求，也是實(shí)現(xiàn)消防監(jiān)督管理現(xiàn)代化和智能化的關(guān)鍵。尤其是在高層建筑和大型綜合體建筑數(shù)量增多，傳統(tǒng)消防監(jiān)督管理面對(duì)日益復(fù)雜的環(huán)境漸感不足的情況下，更是需要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來創(chuàng)新消防監(jiān)督管理，以此實(shí)現(xiàn)消防監(jiān)督管理的高質(zhì)量發(fā)展?；诖耍囄鑫锫?lián)網(wǎng)技術(shù)在消防監(jiān)督管理中應(yīng)用的價(jià)值，并就物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在消防監(jiān)督管理中的應(yīng)用場景加以論述，以期為從業(yè)人員提供一定的思考和借鑒。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在消防監(jiān)督管理中應(yīng)用的價(jià)值

1.1? 拓寬消防監(jiān)督管理的維度

傳統(tǒng)的消防監(jiān)督管理是縱向管理，僅對(duì)消防相關(guān)工作負(fù)責(zé)。這種工作模式固然保證了消防監(jiān)督管理工作的專業(yè)性，但是，也讓消防監(jiān)督管理工作的流程日趨繁瑣，并且無法與其他部門和機(jī)構(gòu)進(jìn)行及時(shí)溝通互動(dòng)，整體工作效率較低。隨著城市環(huán)境的復(fù)雜化、城市建設(shè)的智能化，為了實(shí)現(xiàn)更加高效和有彈性的消防監(jiān)督管理，不僅需要考慮消防監(jiān)督管理的過程創(chuàng)新，還需要制定智能和自動(dòng)化的管理與維護(hù)計(jì)劃，解決傳統(tǒng)消防監(jiān)督管理效率較低的問題。在實(shí)際中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特別適用于基于事件的跟蹤，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化和分析處理，并通過自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化，與其他系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)信息的交換[1]。因此，考慮到如今幾乎每個(gè)地方都有攝像頭和閉路電視監(jiān)控，街道、購物中心、公園、建筑物等基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)完全互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，從通過攝像頭和閉路電視可視化物體和活動(dòng)到物聯(lián)網(wǎng)的幫助監(jiān)控，已經(jīng)有可能將物聯(lián)網(wǎng)的最新技術(shù)與現(xiàn)有的消防監(jiān)督管理結(jié)合起來，以便進(jìn)行滅火救災(zāi)規(guī)劃、消防設(shè)備管理、火災(zāi)救援支持、消防員健康監(jiān)測(cè)和火場受困人員信息收集等。換句話說，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的參與下，傳統(tǒng)消防監(jiān)督管理的維度得以拓寬，指揮中心和滅火救災(zāi)人員之間能夠做到信息的及時(shí)有效溝通，也可為日常的消防設(shè)備管理提供實(shí)時(shí)監(jiān)管。

1.2? 提升消防監(jiān)督管理的精度

傳統(tǒng)消防監(jiān)督管理是基于熱方法、光度學(xué)和化學(xué)檢測(cè)的探測(cè)器，為防止火災(zāi)事故的發(fā)生而發(fā)出警報(bào)。然而，這些方法的主要缺點(diǎn)是需要足夠的煙霧或火焰來感知和觸發(fā)，不能用于森林、街道、游樂場等戶外探測(cè)，且誤觸發(fā)率高。因此，傳統(tǒng)的消防監(jiān)督管理是粗放式的，且日常管理的精度不高，無法采取針對(duì)性措施，有必要開發(fā)創(chuàng)新解決方案和具體的技術(shù)方法來應(yīng)對(duì)和克服這些挑戰(zhàn)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用克服了傳統(tǒng)消防監(jiān)督管理使用的探測(cè)器所面臨的問題。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以提高探測(cè)器的魯棒性、快速性和可靠性。此外，這些探測(cè)器還能夠用于戶外環(huán)境中，具備較少的錯(cuò)誤觸發(fā)和更快的響應(yīng)時(shí)間（因?yàn)闊熿F的積累不是這種探測(cè)器的必要要求）。在實(shí)際中，大多數(shù)火災(zāi)探測(cè)傳感器，如離子型、紅外型和光學(xué)傳感器，必須靠近熱源、輻射源（紅外線）、火災(zāi)或煙霧來激活[2]。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，新型火災(zāi)探測(cè)器可以根據(jù)煙霧的顏色和形狀特征提取圖像和視頻，進(jìn)而識(shí)別煙霧和火災(zāi)，不但減少了手動(dòng)特征提取的需要，而且可以直接從圖像中自動(dòng)提取特征。同時(shí)，基于深度傾斜（DL）視覺的火災(zāi)探測(cè)器具有更高的探測(cè)精度、更低的假觸發(fā)率、更高的魯棒性和更高的可靠性，可以為消防監(jiān)督管理提供及時(shí)且準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。換句話說，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于消防監(jiān)督管理中，可以更好地反饋出消防監(jiān)督管理的細(xì)節(jié)，確保精細(xì)化目標(biāo)的達(dá)成，能夠提升消防監(jiān)督管理的精度，為營救工作奠定基礎(chǔ)。

1.3? 降低消防監(jiān)督管理的成本

在消防監(jiān)督管理中，對(duì)消防設(shè)備的管理和維護(hù)是十分重要的工作內(nèi)容，直接關(guān)系到未來滅火救災(zāi)的成效，同時(shí)，對(duì)消防設(shè)備的管理和維護(hù)也是消防監(jiān)督管理工作中的重要支出。然而，傳統(tǒng)的消防監(jiān)督管理制度和體系存在一些問題，使得消防維保的整體質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。同時(shí)，傳統(tǒng)模式并未重視一些細(xì)節(jié)的成本問題，比如材料和人工，會(huì)使得很多的資源被浪費(fèi)。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，可使消防監(jiān)督管理成為一個(gè)活的有機(jī)體，能夠理解和應(yīng)對(duì)實(shí)時(shí)的變化，這也正是彈性管理的核心要素，因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實(shí)現(xiàn)消防監(jiān)督管理的人員參與、可持續(xù)性和適應(yīng)性等彈性特征方面顯示出巨大潛力。在實(shí)際中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以與彈性管理相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)消防設(shè)備的自動(dòng)和智能監(jiān)控，進(jìn)而使消防監(jiān)督管理的維修費(fèi)用和運(yùn)行成本把控更加到位，真正控制了不必要的支出。例如，可以將不同的消防監(jiān)督管理決策納入HBIM模型，以在實(shí)際工作完成之前顯示利益相關(guān)者的時(shí)間表、成本和要執(zhí)行的新工作，這將有助于消防監(jiān)督管理決策制定，降低消防監(jiān)督管理面臨的成本控制風(fēng)險(xiǎn)，并避免任何可能發(fā)生的管理惡化[3]。此外，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使用的過程中，還能減少管理方面的工作量，解決資源緊張的問題。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在消防監(jiān)督管理中的應(yīng)用場景

2.1? 救援調(diào)度指揮中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

作為危機(jī)管理的一部分，要求消防監(jiān)督管理能夠提供救援調(diào)度服務(wù)，通過指揮中心，及時(shí)為火災(zāi)應(yīng)急管理提供滅火救災(zāi)用品以及醫(yī)療、搜索和救援支持等。因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在消防監(jiān)督管理中的首要任務(wù)，是增加可用于改進(jìn)消防救援調(diào)度指揮的信息來源數(shù)量，接收火場實(shí)時(shí)信息以改進(jìn)滅火救援計(jì)劃，監(jiān)控消防隊(duì)伍的健康狀況和能力，并用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備增強(qiáng)消防隊(duì)伍的信息收集和處理能力。在實(shí)際中，為了提升消防監(jiān)督管理工作的效率和有效性，消防指揮中心需要依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)從火場幸存的基礎(chǔ)設(shè)施，包括傳感器、執(zhí)行器和通信設(shè)備，例如帶有交通流量監(jiān)控?cái)z像頭的交通燈柱、智能交通網(wǎng)絡(luò)和智能電網(wǎng)等，獲取有效數(shù)據(jù)，并通過長距離（LoRa）無線電協(xié)議發(fā)送關(guān)于事件和當(dāng)前狀態(tài)的信息，每位消防人員都能從屬于該單位的傳感器接收數(shù)據(jù)，包括用于重量傳感器、語音識(shí)別、目標(biāo)跟蹤、援助和火災(zāi)應(yīng)急管理等[4]。

此外，消防指揮中心還需要在火場關(guān)鍵地點(diǎn)部署自己的傳感器，包括團(tuán)隊(duì)感知工具包（TAK）服務(wù)器（FreeTAK）、安卓團(tuán)隊(duì)感知工具包（ATAK）、智能城市應(yīng)用編程接口（API）、可部署的氣體傳感器、運(yùn)動(dòng)傳感器、射頻（RF）傳感器、空氣質(zhì)量傳感器以及目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別（通過攝像頭）傳感器等。這些傳感器所獲取的數(shù)據(jù)可以與滅火救援人員共享，并用于建立一個(gè)共同的物聯(lián)網(wǎng)指揮環(huán)境。在這個(gè)場景中，考慮到執(zhí)行特定任務(wù)的多消防人員指揮，可以在任務(wù)分配期間，使用各種類型的可穿戴傳感器，如標(biāo)準(zhǔn)脈搏血氧儀或?qū)ｉT設(shè)計(jì)的心電圖（ECG）傳感器（如可穿戴健康貼片RFID） 等，確保消防指揮中心能夠接收到關(guān)于消防人員的健康、疲勞、壓力的最新數(shù)據(jù)點(diǎn)集。這種情況下，每個(gè)單位的消防人員都可以看作是消防指揮中心的分布式網(wǎng)絡(luò)的延伸，在執(zhí)行滅火救災(zāi)任務(wù)期間，可確保指揮中心短時(shí)間內(nèi)掌握現(xiàn)場狀態(tài)，為救援工作的開展和保障消防員的安全提供支持。

2.2? 消防監(jiān)督滅火中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

時(shí)至今日，包括無人機(jī)在內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)：①執(zhí)行目標(biāo)檢測(cè)操作并將數(shù)據(jù)發(fā)送到最近的存儲(chǔ)在IPFS中的網(wǎng)關(guān)；②執(zhí)行目標(biāo)檢測(cè)操作，通過LoRa發(fā)送一個(gè)JSON數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)到最近的網(wǎng)關(guān)，并可能將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在IPFS中。如果消息被發(fā)送到一個(gè)LoRa網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)必須被配置為將數(shù)據(jù)發(fā)送到消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸（Message Queuing Telemetry Transport，MQTT）服務(wù)器，例如HiveMQ服務(wù)器[5]。因此，與傳統(tǒng)的基于傳感器的技術(shù)相比，將這些技術(shù)與更精確的基于視覺的火災(zāi)探測(cè)技術(shù)結(jié)合起來，可以構(gòu)建更強(qiáng)大、更有效的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，允許精確定位，并與來自各種傳感器的傳感器信息的 MQTT 中間件一起使用，解析傳感器信息或從本地傳感器系統(tǒng)解析傳感器信息，進(jìn)而在消防監(jiān)督滅火中實(shí)現(xiàn)工作實(shí)效的有效提升。

此外，物聯(lián)網(wǎng)涉及廣泛的硬件產(chǎn)品、軟件解決方案、框架和平臺(tái)。在實(shí)際中，這些技術(shù)支持可以分為功能性支持、安全性支持和輔助性支持。在消防監(jiān)督管理中，這些來自物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)支持帶來了以下好處：①降低消防設(shè)備的單點(diǎn)故障；②保證收集的傳感器數(shù)據(jù)和發(fā)布的驅(qū)動(dòng)命令的完整性；③保證智能分布式應(yīng)用程序之間的協(xié)議透明度和訪問控制?；谏鲜龊锰?，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能為消防監(jiān)督滅火工作的技術(shù)互操作性問題找到創(chuàng)新的解決方案。物聯(lián)網(wǎng)在滅火救災(zāi)行動(dòng)和部門協(xié)作彈性管理中扮演著重要角色，將物聯(lián)網(wǎng)覆蓋到消防監(jiān)督滅火的全生命過程，能夠及時(shí)了解火災(zāi)現(xiàn)場的火情信息以及火勢(shì)發(fā)展?fàn)顩r，及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行定位和導(dǎo)航，在最短時(shí)間內(nèi)控制火勢(shì)發(fā)展。

2.3? 消防設(shè)備管理中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

眾所周知，大部分消防設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境較為惡劣，或者在日常的運(yùn)維中疏于管理，由此導(dǎo)致消防設(shè)備的故障率和損壞率較高，影響消防設(shè)備發(fā)揮在救火滅災(zāi)中的有效作用。因此，在日常的消防監(jiān)督管理中，要及時(shí)監(jiān)測(cè)和分析與消防設(shè)備相關(guān)的關(guān)鍵性能指標(biāo)和物理參數(shù)，提高消防設(shè)備有限壽命部件的安全性和使用率，減少非計(jì)劃維護(hù)和人工檢查，同時(shí)減少未發(fā)現(xiàn)的故障。在這方面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)一種低成本的消防設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)。例如，通過物聯(lián)網(wǎng)記錄和監(jiān)測(cè)消防設(shè)備的振動(dòng)和溫度條件，并通過無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)記錄中心，就可以打造一個(gè)開放的系統(tǒng)。該系統(tǒng)采集、分析消防設(shè)備、消防安全隱患、消防巡檢人員等各個(gè)模塊的數(shù)據(jù)，對(duì)各個(gè)板塊進(jìn)行實(shí)時(shí)全面的監(jiān)控，從超過預(yù)定義設(shè)定值的傳感器輸入值中識(shí)別異常的消防設(shè)備狀態(tài)[6]。當(dāng)消防設(shè)備接近異常狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)通過移動(dòng)報(bào)警通知用戶進(jìn)行強(qiáng)制檢測(cè)。在此期間，警報(bào)系統(tǒng)一直處于激活狀態(tài)，直到檢查員檢查消防設(shè)備。

此外，在消防設(shè)備管理中，從部署在計(jì)劃位置的火災(zāi)傳感器收集數(shù)據(jù)，到資源限制的情況下處理數(shù)據(jù)并做出明智的決策，再到將收集的數(shù)據(jù)發(fā)送到云端，這突出了物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)在消防監(jiān)督管理物理環(huán)境中的作用。物聯(lián)網(wǎng)允許傳感器和執(zhí)行器通過互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序提供嵌入式計(jì)算設(shè)備的互連。例如，通過部署的火災(zāi)傳感器來收集數(shù)據(jù)，再將這些數(shù)據(jù)使用通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)送到托管在云環(huán)境中的消防監(jiān)督分析服務(wù)，是一種更有效率、更有彈性和更智能的消防監(jiān)督管理模式。通過將大量傳感器連接到互聯(lián)網(wǎng)，將它們用于有效的消防監(jiān)督資源管理，是一種優(yōu)化管理過程以節(jié)省可用于應(yīng)對(duì)其他挑戰(zhàn)的資金的方法。因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了消防設(shè)備的動(dòng)態(tài)管理，能夠保證消防設(shè)備維護(hù)的實(shí)效性，確保多個(gè)消防設(shè)備狀態(tài)信息的自動(dòng)生成、上傳與備案。

3 結(jié)束語

綜上所述，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于消防監(jiān)督管理中，有助于拓寬消防監(jiān)督管理的維度、提升消防監(jiān)督管理的精度、降低消防監(jiān)督管理的成本，為此，消防監(jiān)督管理部門和從業(yè)人員要在日常工作中加深對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的理解，提升物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在消防監(jiān)督管理工作中的普及率，進(jìn)而提升消防監(jiān)督管理效率。

參考文獻(xiàn)

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