智慧城市背景下的智慧消防系統(tǒng)研究

摘要：在介紹智慧城市與智慧消防概念的基礎(chǔ)上，分析數(shù)字地理信息技術(shù)、移動定位系統(tǒng)、數(shù)字通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件平臺等智慧消防技術(shù)與工具在智慧消防系統(tǒng)中的關(guān)鍵作用，并進(jìn)一步對智慧消防系統(tǒng)建設(shè)的內(nèi)容進(jìn)行分析，以期為智慧消防的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：智慧城市；智慧消防；數(shù)字地理信息技術(shù)；移動定位系統(tǒng)

中圖分類號：X913.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-1227（2024）08-0054-03

在智慧城市建設(shè)背景下，城市各系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化不僅能為人們的生活質(zhì)量提供支持，同時(shí)也加速了社會各領(lǐng)域的發(fā)展速度。在學(xué)術(shù)研究方面，國外學(xué)者提出了許多關(guān)于智慧城市安全管理、消防技術(shù)應(yīng)用等方面的理論和方法，如歐洲的“安全社會”理論和美國的“智慧消防”概念。國內(nèi)多個(gè)城市積極響應(yīng)國家政策，加快智慧消防系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用。例如，上海市在多個(gè)地鐵站、商場、寫字樓等場所開展智慧消防應(yīng)用試點(diǎn)；廣州市通過建設(shè)智慧監(jiān)控、智慧預(yù)警、智慧調(diào)度、智慧救援等系統(tǒng)，提高了城市消防保障能力。除了地鐵車站和商業(yè)區(qū)外，智慧消防系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用到城市交通、醫(yī)院、學(xué)校、賓館等場所。主要應(yīng)用方向包括火災(zāi)預(yù)防、火災(zāi)監(jiān)測、火災(zāi)報(bào)警、火災(zāi)調(diào)度和火災(zāi)救援等環(huán)節(jié)。通過數(shù)據(jù)分析和智能化調(diào)度，智慧消防系統(tǒng)能夠更快速、更準(zhǔn)確地響應(yīng)火災(zāi)事件，提高城市消防安全水平。

1 智慧城市與智慧消防的概念

智慧城市是指利用信息技術(shù)與智能化手段，對城市各項(xiàng)運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化與智能化管理，以提升城市運(yùn)行效率、資源利用效率和人民生活質(zhì)量的現(xiàn)代城市形態(tài)。其特征包括信息化、智能化、綠色低碳、人本性和可持續(xù)性等。

智慧消防是基于數(shù)字地理信息技術(shù)，結(jié)合移動定位系統(tǒng)、數(shù)字通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件平臺，為城市火災(zāi)防控、應(yīng)急救援、消防救援管控等工作的開展，建立相應(yīng)的消防裝備、預(yù)案、水源、設(shè)施等信息采集、匯集、分析、決策的智能化消防數(shù)字平臺。其主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)消防安全監(jiān)測預(yù)警、處置智慧化等，以提升滅火救援能力和防火管理水平，進(jìn)而加強(qiáng)城市的防災(zāi)效果。

智慧城市建設(shè)與智慧消防密不可分，智慧城市建設(shè)為智慧消防提供了發(fā)展空間和技術(shù)支撐，而智慧消防又是智慧城市建設(shè)的重要組成部分。智慧消防通過數(shù)字化、智能化手段，為智慧城市的公共安全提供了保障，促進(jìn)了城市安全管理水平的提升和城市發(fā)展的可持續(xù)性。智慧城市建設(shè)與智慧消防的良性互動將為城市的安全、發(fā)展和民生福祉提供有力支撐[1]。

2 智慧消防技術(shù)與工具

2.1 數(shù)字地理信息技術(shù)的應(yīng)用

通過地理信息系統(tǒng)（GIS）的應(yīng)用，消防部門可以準(zhǔn)確獲取城市地圖數(shù)據(jù)，包括建筑結(jié)構(gòu)、道路網(wǎng)絡(luò)、水源位置等。利用GIS技術(shù)，消防人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)測火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的火災(zāi)隱患，并對城市火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行精細(xì)化評估。數(shù)字地理信息技術(shù)還能夠優(yōu)化消防資源的配置，通過空間分析技術(shù)，確定最佳的消防車輛調(diào)度路徑，提高滅火救援的效率和響應(yīng)速度。最重要的是，數(shù)字地理信息技術(shù)為消防指揮中心提供了實(shí)時(shí)、可視化的數(shù)據(jù)支持，使指揮人員能夠準(zhǔn)確把握火情，科學(xué)決策，提升了應(yīng)急指揮的能力。

2.2 移動定位系統(tǒng)的應(yīng)用

移動定位系統(tǒng)利用全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（如GPS、北斗等）和地面基站，實(shí)現(xiàn)了消防人員和車輛的精確定位和實(shí)時(shí)監(jiān)控。這使得指揮中心可以準(zhǔn)確知曉每個(gè)消防人員的位置，及時(shí)派遣最近的隊(duì)員前往事故現(xiàn)場，最大程度縮短了救援響應(yīng)時(shí)間，提高了救援效率。移動定位系統(tǒng)還能夠?qū)ο儡囕v進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)度，保證消防資源的合理配置和調(diào)度，提高了整個(gè)救援過程的協(xié)調(diào)性和效率。移動定位系統(tǒng)還具有軌跡回放功能，可以對消防人員的行動軌跡進(jìn)行記錄和分析，為事故后的救援評估和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)提供數(shù)據(jù)支持。

2.3 數(shù)字通信技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字通信技術(shù)提供了穩(wěn)定、高效的通信網(wǎng)絡(luò)，如LTE、5G等技術(shù)，為消防指揮中心與現(xiàn)場指揮人員之間的實(shí)時(shí)通信提供了可靠的支持。使用視頻會議、語音通話等功能，消防指揮人員能夠快速、準(zhǔn)確地與現(xiàn)場人員進(jìn)行溝通，協(xié)調(diào)救援行動，提高救援效率。數(shù)字通信技術(shù)支持消防指揮中心與消防人員之間的位置共享和定位服務(wù)。消防人員配備的智能終端設(shè)備可以實(shí)時(shí)上傳位置信息，指揮中心可以隨時(shí)了解到各個(gè)救援人員的具體位置，有助于指揮員做出更準(zhǔn)確的調(diào)度決策。數(shù)字通信技術(shù)還支持消防人員之間的信息共享和協(xié)同工作。

2.4 計(jì)算機(jī)軟件平臺的支持

智慧消防系統(tǒng)依賴于各種專業(yè)化的軟件平臺，如消防指揮調(diào)度系統(tǒng)、火災(zāi)模擬仿真軟件等，這些軟件平臺能夠?qū)ο蕾Y源進(jìn)行綜合管理和調(diào)度，實(shí)現(xiàn)對火災(zāi)事故的實(shí)時(shí)監(jiān)測和指揮。計(jì)算機(jī)軟件平臺還具備數(shù)據(jù)處理和分析的功能，能夠?qū)⒋罅康南罃?shù)據(jù)進(jìn)行整合和分析，為消防指揮決策提供科學(xué)依據(jù)。例如，利用火災(zāi)模擬仿真軟件，可以模擬火災(zāi)場景的發(fā)展過程，評估災(zāi)情的嚴(yán)重程度，制定相應(yīng)的救援方案。計(jì)算機(jī)軟件平臺還能夠?qū)崿F(xiàn)對消防人員和車輛的實(shí)時(shí)跟蹤和調(diào)度，提高了救援效率和準(zhǔn)確性。計(jì)算機(jī)軟件平臺支持消防指揮中心和現(xiàn)場指揮人員之間的信息共享和協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)了指揮決策的科學(xué)化和智能化[2]。

3 智慧消防系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容

3.1 火災(zāi)預(yù)警自動化建設(shè)內(nèi)容

3.1.1 城市火災(zāi)自動預(yù)警中心建設(shè)

城市火災(zāi)自動預(yù)警中心是智慧消防系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分，其建設(shè)旨在提高城市火災(zāi)預(yù)警的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，從而降低火災(zāi)造成的損失。該中心整合了各種火災(zāi)監(jiān)測設(shè)備，如火災(zāi)報(bào)警器、攝像頭等，以及先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理和分析系統(tǒng)。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測城市各個(gè)區(qū)域的溫度、煙霧、氣體等指標(biāo)，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和火災(zāi)模擬算法，能夠準(zhǔn)確預(yù)測火災(zāi)的發(fā)生概率和可能影響范圍。一旦監(jiān)測到火災(zāi)跡象，預(yù)警中心會立即發(fā)出警報(bào)，并將相關(guān)信息傳送給消防部門和居民，以便及時(shí)采取應(yīng)對措施。

3.1.2 建筑消防設(shè)施管理備案平臺建設(shè)

建筑消防設(shè)施管理備案平臺的建設(shè)旨在實(shí)現(xiàn)對城市建筑消防設(shè)施的統(tǒng)一管理和監(jiān)管，確保建筑物的消防設(shè)施完善、有效，并隨時(shí)可用于火災(zāi)應(yīng)急。該平臺整合了建筑消防設(shè)施的相關(guān)信息，包括建筑物結(jié)構(gòu)、消防水源、消防器材等，同時(shí)記錄了每一處設(shè)施的檢測、維護(hù)和更新情況。

3.1.3 區(qū)域火災(zāi)分析評估系統(tǒng)建設(shè)

區(qū)域火災(zāi)分析評估系統(tǒng)的建設(shè)是智慧消防系統(tǒng)中的重要組成部分，旨在對城市各個(gè)區(qū)域的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行精確評估，提前預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生并制定相應(yīng)的防范措施。該系統(tǒng)整合了各種數(shù)據(jù)源，包括城市地形、氣象條件、建筑結(jié)構(gòu)、人口密度等信息，并結(jié)合先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析算法，對各個(gè)區(qū)域的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定量化評估和分級分類。

3.1.4 重點(diǎn)區(qū)域的消防安全自動提示系統(tǒng)建設(shè)

旨在針對城市中的重點(diǎn)區(qū)域（如人員密集場所、化工廠區(qū)等）建設(shè)智能化的消防安全提示系統(tǒng)，及時(shí)向相關(guān)人員發(fā)布與消防安全相關(guān)的信息，提高火災(zāi)預(yù)防和應(yīng)急處理的效率。該系統(tǒng)通過在重點(diǎn)區(qū)域內(nèi)部布置智能傳感器和監(jiān)控設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測環(huán)境參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)，并結(jié)合預(yù)設(shè)的安全指標(biāo)和算法，自動識別潛在的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)和安全隱患，及時(shí)發(fā)出警報(bào)并向相關(guān)責(zé)任人發(fā)送預(yù)警信息。系統(tǒng)還可以根據(jù)不同情況發(fā)布應(yīng)對措施和逃生路線等提示，幫助人員迅速做出反應(yīng)，降低火災(zāi)造成的損失。

3.2 滅火應(yīng)急救援智能化建設(shè)內(nèi)容

3.2.1 火災(zāi)應(yīng)急救援信息共享系統(tǒng)建設(shè)

火災(zāi)應(yīng)急救援信息共享系統(tǒng)是智慧消防系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分，旨在實(shí)現(xiàn)各相關(guān)部門之間火災(zāi)信息的及時(shí)共享和協(xié)同應(yīng)對，提高應(yīng)急處置的效率和準(zhǔn)確性。該系統(tǒng)整合了消防部門、醫(yī)療救援、交通管理等相關(guān)部門的資源和信息，建立了統(tǒng)一的信息平臺。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)事件時(shí)，系統(tǒng)能夠自動收集并分析火災(zāi)現(xiàn)場的情況，包括火勢大小、人員傷亡情況等，并將這些信息實(shí)時(shí)傳輸給相關(guān)部門，以便他們能夠快速做出應(yīng)對措施。系統(tǒng)還具備數(shù)據(jù)分析和預(yù)測功能，可以通過歷史數(shù)據(jù)和算法預(yù)測火災(zāi)發(fā)展趨勢，提前做好準(zhǔn)備和部署。

3.2.2 作戰(zhàn)人員編程模塊系統(tǒng)建設(shè)

作戰(zhàn)人員編程模塊系統(tǒng)是智慧消防系統(tǒng)中的重要組成部分，旨在為參與滅火救援的人員提供有效的指導(dǎo)和支持，以提高滅火救援工作的效率和準(zhǔn)確性。該系統(tǒng)通過將火災(zāi)現(xiàn)場的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和信息輸入到系統(tǒng)中，結(jié)合先進(jìn)的算法和模型，為消防救援人員提供最佳的行動方案和路線規(guī)劃。系統(tǒng)可以根據(jù)火災(zāi)的不同情況和條件，對參與救援的人員進(jìn)行編組和編程，合理分配資源和任務(wù)，確保救援工作的有序進(jìn)行。作戰(zhàn)人員編程模塊系統(tǒng)還具備實(shí)時(shí)監(jiān)測和反饋功能，能夠隨時(shí)了解救援人員的位置和行動情況，及時(shí)調(diào)整指揮和部署[3]。

3.2.3 調(diào)度智慧智能系統(tǒng)建設(shè)

調(diào)度智慧智能系統(tǒng)是智慧消防系統(tǒng)中的核心組成部分，旨在通過先進(jìn)的技術(shù)手段和智能算法，實(shí)現(xiàn)對消防資源的優(yōu)化調(diào)度和高效指揮，以應(yīng)對火災(zāi)等突發(fā)事件。該系統(tǒng)集成了大數(shù)據(jù)分析、人工智能、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測和分析火災(zāi)現(xiàn)場情況、資源分布以及救援人員的狀態(tài)，為指揮中心提供科學(xué)決策支持。調(diào)度智慧智能系統(tǒng)能夠根據(jù)火災(zāi)的嚴(yán)重程度、救援資源的可用性和火場的地理位置等因素，自動調(diào)配救援力量，確保最佳的救援效果。

3.2.4 消防移動智能指揮系統(tǒng)建設(shè)

消防移動智能指揮系統(tǒng)是智慧消防系統(tǒng)的重要組成部分，旨在提供移動化、智能化的指揮平臺，以便消防指揮人員能夠隨時(shí)隨地對災(zāi)情進(jìn)行監(jiān)測、指揮和調(diào)度。該系統(tǒng)通常由移動終端設(shè)備和后臺指揮平臺組成，能夠?qū)崿F(xiàn)消防車輛、裝備以及人員的實(shí)時(shí)定位和AVZ/YCCUA3IGbmcHY+0elQ==監(jiān)控，提供火災(zāi)現(xiàn)場圖像傳輸、語音通信、視頻會議等功能，為消防指揮決策提供科學(xué)依據(jù)。

3.2.5 數(shù)字無線通信系統(tǒng)建設(shè)

數(shù)字無線通信系統(tǒng)是智慧消防系統(tǒng)的重要組成部分，其作用在于提供高效、可靠的通信手段，以支持消防人員在滅火應(yīng)急救援過程中的信息傳輸和溝通。該系統(tǒng)利用數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)無線通信，包括數(shù)字對講機(jī)、數(shù)據(jù)傳輸、視頻傳輸?shù)裙δ?，為消防指揮、救援行動提供了及時(shí)、準(zhǔn)確的信息支持。

數(shù)字對講機(jī)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，建立數(shù)字對講機(jī)網(wǎng)絡(luò)覆蓋城市各個(gè)重點(diǎn)區(qū)域，實(shí)現(xiàn)消防人員之間的語音通信，包括語音調(diào)度、緊急呼叫等功能。數(shù)據(jù)傳輸和信息交換，利用數(shù)字通信技術(shù)，建立數(shù)據(jù)傳輸通道，支持消防指揮中心與現(xiàn)場指揮人員之間的信息交換，包括文字信息、圖片、地圖等數(shù)據(jù)的傳輸。視頻傳輸系統(tǒng)，配置視頻傳輸設(shè)備，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)現(xiàn)場實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控和傳輸，提供指揮中心對災(zāi)情的全面了解，以便及時(shí)調(diào)配救援力量。

3.2.6 現(xiàn)場圖像傳輸系統(tǒng)建設(shè)

現(xiàn)場圖像傳輸系統(tǒng)是智慧消防系統(tǒng)中的重要組成部分，通過高清晰度圖像的傳輸和分析，為滅火救援行動提供重要的視覺支持和決策參考。該系統(tǒng)利用先進(jìn)的圖像傳輸技術(shù)，將火災(zāi)現(xiàn)場的實(shí)時(shí)圖像傳輸至指揮中心，為指揮決策提供全面、準(zhǔn)確的信息。

高清晰度圖像采集設(shè)備，在城市各個(gè)重點(diǎn)區(qū)域設(shè)置高清晰度攝像頭，全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測火災(zāi)現(xiàn)場的情況，并將采集到的圖像數(shù)據(jù)傳輸至指揮中心。圖像傳輸通道建設(shè)，建立穩(wěn)定、高效的圖像傳輸通道，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將火災(zāi)現(xiàn)場的圖像實(shí)時(shí)傳輸至指揮中心，并確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性。圖像分析與處理系統(tǒng)，配備圖像分析與處理軟件，對傳輸過來的火災(zāi)現(xiàn)場圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，識別火災(zāi)位置、燃燒程度、人員分布等關(guān)鍵信息，并生成可視化報(bào)告[4]。

4 結(jié)束語

在智慧城市建設(shè)中，智慧消防系統(tǒng)的作用愈發(fā)凸顯，它不僅提高了城市公共安全水平，還為城市發(fā)展提供了有力支撐。通過數(shù)字化、智能化手段，智慧消防系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了火災(zāi)預(yù)警、滅火救援等工作的智能化管理，提高了應(yīng)急處置的效率和準(zhǔn)確性。智慧消防系統(tǒng)的建設(shè)仍面臨諸多挑戰(zhàn)，需要政府、企業(yè)和社會各界共同努力，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新、加大投入力度，不斷完善系統(tǒng)功能和提升應(yīng)用水平，以更好地保障居民的生命財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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