物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)在高校消防安全監(jiān)測中的應(yīng)用探索

摘要：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，其在高校消防安全監(jiān)測中的應(yīng)用逐漸成為研究熱點?；诖?，本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的概念，分析了高校消防安全監(jiān)測中存在的問題和傳統(tǒng)監(jiān)測手段的局限性，詳細闡述了物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)在高校消防安全監(jiān)測中的應(yīng)用方案，并通過案例分析驗證了物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)在高校消防安全監(jiān)測中的有效性。研究表明，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用能顯著提高消防安全監(jiān)測的準確性，為高校消防安全管理提供有力支持。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)；高校消防安全監(jiān)測；智能傳感器；無線通信網(wǎng)絡(luò)；數(shù)據(jù)分析

一、引言

在物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的各種應(yīng)用領(lǐng)域中，高校消防安全監(jiān)測因其自身的特殊性，成了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用研究的熱點。高校作為人員密集、知識密集的場所，消防安全問題直接關(guān)系到師生的生命財產(chǎn)安全。傳統(tǒng)消防安全監(jiān)測系統(tǒng)依賴于人工巡查和固定監(jiān)控，存在監(jiān)測盲區(qū)、響應(yīng)速度慢、信息孤島等問題。物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)為高校消防安全監(jiān)測帶來了革命性的變化。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能實現(xiàn)對消防設(shè)施的實時監(jiān)控，其通過傳感器收集溫度、煙霧、氣體濃度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，結(jié)合無線通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心，有利于工作人員及時發(fā)現(xiàn)火情，分析預(yù)測潛在的安全隱患，從而實現(xiàn)預(yù)防為主、防治結(jié)合的消防安全管理策略。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與人工智能、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)結(jié)合，有助于進一步提升消防安全監(jiān)測的智能化水平，如通過機器學習算法分析歷史數(shù)據(jù)，科學預(yù)測火災(zāi)發(fā)生的可能性，從而輔助相關(guān)人員提前采取防范措施。同時，智能化的應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)能在火災(zāi)發(fā)生時，自動啟動滅火設(shè)備、疏散人員，并及時通知消防部門，從而最大限度地減少損失。

二、案例分析

某高校的消防設(shè)施主要包括仙湖校區(qū)和明秀校區(qū)的四個消防泵房、五個消防控制室。該校將這些消防設(shè)施融為一體，打造為一個完善的智慧消防云平臺。在該平臺的輔助下，該校每年節(jié)約消防安全管理經(jīng)費60余萬元，同時，通過采取協(xié)同聯(lián)動模式和消防安全歸口管理的方式，減少消防管理人員18名。值得注意的是，智能消防云平臺雖然有效提升了學校的管理服務(wù)效率和消防管理水平，但由于傳感器需要使用電池才能正常供電，因此，在實際使用過程中存在如下問題：第一，要解決系統(tǒng)長時間待機、系統(tǒng)斷電、能源消耗等問題；第二，水泵房通常設(shè)置在負一層，整體信號較弱，甚至偶爾出現(xiàn)掉線的情況，導致一些消防設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)信號卡頓的情況；第三，個別建筑的消防設(shè)施與智能消防平臺無法銜接，沒有做到整校消防安全管理系統(tǒng)的齊抓共管。

三、物聯(lián)網(wǎng)通信中的關(guān)鍵技術(shù)分析

（一）傳感技術(shù)

傳感器技術(shù)是指利用物理、化學、生物效應(yīng)，將被測量信息轉(zhuǎn)換成可用輸出信號。在高校消防安全監(jiān)測中，傳感器通常用于實時監(jiān)測火災(zāi)的早期跡象，如通過煙霧、溫度、火焰等參數(shù)變化，及時發(fā)現(xiàn)潛在的火災(zāi)風險，從而輔助相關(guān)人員及時采取有效的應(yīng)對措施。煙霧傳感器檢測空氣中的煙霧顆粒，一旦檢測到異常，就會立即發(fā)出警報，通知相關(guān)人員進行處理。這種傳感器通常安裝在教室、實驗室、宿舍等人員密集區(qū)域，保證在火災(zāi)發(fā)生初期就能被發(fā)現(xiàn)；溫度傳感器實時監(jiān)測環(huán)境溫度，當溫度超過預(yù)設(shè)的安全閾值時，傳感器會自動報警，從而有效預(yù)防因電器過熱引起的火災(zāi)問題；火焰?zhèn)鞲衅魍ǔＥc其他傳感器結(jié)合使用，其通過檢測火焰發(fā)出的特定波長的光波實現(xiàn)火情預(yù)警，有助于提高火災(zāi)監(jiān)測的準確性。除了上述傳感器外，氣體傳感器、壓力傳感器等多種傳感器技術(shù)也在高校消防安全監(jiān)測中發(fā)揮重要的作用，這些傳感器通過物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)相互連接，形成智能化的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，能實時傳輸數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對校園消防安全的遠程監(jiān)控和管理。

（二）無線通信技術(shù)

無線通信技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的重要組成部分，對于實現(xiàn)高效的消防安全監(jiān)測具有關(guān)鍵性的意義。其通過無線電波進行信息傳輸，不需要進行物理連接即可實現(xiàn)遠距離的數(shù)據(jù)傳輸。在高校消防安全監(jiān)測中，無線通信技術(shù)通常應(yīng)用在火災(zāi)報警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測等方面。通過無線通信技術(shù)實時傳輸火災(zāi)報警信號、監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)、消防設(shè)施的運行狀態(tài)，確保消防安全信息傳輸?shù)募皶r性。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量分布在監(jiān)測區(qū)域的傳感器節(jié)點組成，這些節(jié)點感知環(huán)境參數(shù)，如溫度、煙霧濃度等，通過無線通信的方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒肟刂葡到y(tǒng)，實時監(jiān)測各個區(qū)域的火災(zāi)風險。一旦檢測到異常情況，立即發(fā)出警報，并通知相關(guān)人員采取措施。無線寬帶通信技術(shù)提供高速的數(shù)據(jù)傳輸能力，支持視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)的實時傳輸，為消防安全監(jiān)測提供強有力的技術(shù)支持。但值得注意的是，無線通信技術(shù)的安全性也是高校消防安全監(jiān)測中不可忽視的問題。由于無線信號容易受到干擾，工作人員要采取加密、認證等安全措施，全面保護通信數(shù)據(jù)的安全。通過使用先進的加密算法和安全協(xié)議，有效防止數(shù)據(jù)泄露和非法訪問，確保消防安全監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定運行[1]。

（三）數(shù)據(jù)處理技術(shù)

在高校消防安全監(jiān)測中，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備會收集大量的數(shù)據(jù)，包括火災(zāi)報警信息、煙霧濃度、溫度變化等，如果不能及時處理這些數(shù)據(jù)，就無法為消防安全提供準確的預(yù)警決策支持。因此，數(shù)據(jù)處理技術(shù)是確保物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)在消防安全監(jiān)測中發(fā)揮作用的關(guān)鍵。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備要實時采集環(huán)境中的各種參數(shù)，并對采集到的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，包括數(shù)據(jù)清洗、格式轉(zhuǎn)換等，提高數(shù)據(jù)的可用性。處理后的數(shù)據(jù)被有效地進行存儲。通過數(shù)據(jù)庫技術(shù)，如關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的使用，可為工作人員進行后續(xù)的分析和查詢提供保障。通過挖掘存儲的數(shù)據(jù)，運用統(tǒng)計分析、機器學習等數(shù)據(jù)分析技術(shù)，發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患。將分析結(jié)果以圖表、地圖等形式直觀展示，有助于消防安全管理人員快速理解和響應(yīng)。例如：通過分析歷史火災(zāi)數(shù)據(jù)和實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，建立火災(zāi)風險評估模型，預(yù)測火災(zāi)發(fā)生的可能性，并及時向消防安全管理人員發(fā)出預(yù)警，幫助其優(yōu)化消防資源的配置，提高應(yīng)急響應(yīng)的效率[2]。

四、智慧消防安全監(jiān)測平臺體系構(gòu)建

（一）建設(shè)思路

隨著城市化進程的不斷加快，傳統(tǒng)消防安全管理模式已無法滿足現(xiàn)代城市消防安全的需求，智慧消防安全監(jiān)測平臺應(yīng)運而生。該平臺依托云計算、物聯(lián)網(wǎng)、4/5G等新技術(shù)，將分散的消防設(shè)施高效整合，實現(xiàn)消防安全的智能化、網(wǎng)絡(luò)化管理。智慧消防安全監(jiān)測平臺依托云計算技術(shù)，實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的存儲與處理；通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將各類消防設(shè)施如煙感、溫感、水壓監(jiān)測等設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，實時收集數(shù)據(jù)；利用4/5G網(wǎng)絡(luò)的高速傳輸能力，確保數(shù)據(jù)的即時性和準確性。平臺需要集成消防設(shè)施的監(jiān)測、預(yù)警、應(yīng)急響應(yīng)等多個功能模塊，形成一個完整的消防安全管理體系，實現(xiàn)對消防設(shè)施狀態(tài)的實時監(jiān)控，快速響應(yīng)異常情況。同時，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，深度挖掘收集到的消防數(shù)據(jù)，預(yù)測潛在的安全風險，為消防安全管理提供科學依據(jù)，輔助優(yōu)化消防資源的配置，提高消防安全管理效率。平臺應(yīng)具備良好的用戶交互界面，方便消防管理人員、學生、教師等不同用戶群體的使用。通過移動終端等設(shè)備，用戶可隨時隨地獲取消防安全信息，參與消防安全管理[3]。仍以某校區(qū)的智慧消防安全監(jiān)測平臺體系實際部署為例，針對該校區(qū)內(nèi)樓宇數(shù)量較多、消防設(shè)施復雜等問題，利用消防主機物理搬遷方式，在距離留學生樓安防監(jiān)控室小于100m的明秀校區(qū)圖書館進行操作，采用路面開挖重新布線的方式，將消防通信總線設(shè)置在留學生樓安防監(jiān)控室；鑒于仙湖校區(qū)圖書館、動物實驗樓、科學實驗中學距離留學生樓安防監(jiān)控室超過100m，要整合物聯(lián)網(wǎng)和4/5G技術(shù)，將所有消防信息集中在智慧消防安全監(jiān)測平臺[4]。

（二）系統(tǒng)架構(gòu)

結(jié)合傳統(tǒng)消防系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的問題，建立智慧消防安全監(jiān)測平臺系統(tǒng)，通過物聯(lián)網(wǎng)和4/5G等先進技術(shù)，將散落在校園各樓宇中的消防中控室由點聯(lián)結(jié)成面，實時監(jiān)控校園內(nèi)各建筑樓宇內(nèi)的消防安全基礎(chǔ)信息。系統(tǒng)架構(gòu)核心在于構(gòu)建集中的數(shù)據(jù)處理中心。該中心通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與校園內(nèi)的各消防中控室相連，實時收集來自各個樓宇的消防報警信號、視頻監(jiān)控圖像、消防設(shè)施狀態(tài)等關(guān)鍵信息，并通過4/5G網(wǎng)絡(luò)迅速傳輸至數(shù)據(jù)處理中心。數(shù)據(jù)處理中心對數(shù)據(jù)經(jīng)過智能分析和處理后，及時發(fā)現(xiàn)潛在的消防安全隱患，并迅速做出響應(yīng)。同時，智慧消防安全監(jiān)測平臺具備遠程控制功能。管理人員可遠程操作各種消防設(shè)施，如啟動噴淋系統(tǒng)、關(guān)閉電源等，確保在火災(zāi)發(fā)生時能迅速進行處置[5]。系統(tǒng)可自動生成詳細的消防安全報告，幫助校園管理部門進行消防安全管理（如圖1所示）。通過這種系統(tǒng)架構(gòu)，校園消防安全管理實現(xiàn)了從被動應(yīng)對到主動預(yù)防的轉(zhuǎn)變，大幅度提高了消防安全管理效率，為師生提供了安全的教學環(huán)境。

（三）構(gòu)建過程

1.消防控制室整合

傳統(tǒng)消防監(jiān)控系統(tǒng)分散在各個樓宇，信息孤島現(xiàn)象嚴重，不利于快速響應(yīng)和資源調(diào)配。為了解決這一問題，構(gòu)建集中的智慧消防安全監(jiān)測平臺顯得尤為重要。該平臺能整合全校的消防資源，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的集中管理和實時監(jiān)控，從而提高消防安全的管理效率。為了實現(xiàn)全校消防監(jiān)控的統(tǒng)一化管理，要對現(xiàn)有的消防控制室進行整合，包括對硬件設(shè)備的升級改造、安裝高性能的服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、優(yōu)化軟件系統(tǒng)的性能。通過整合確保所有樓宇的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)能無縫接入全校統(tǒng)一的消防監(jiān)控中心[6]。整合后的消防控制室通過高速網(wǎng)絡(luò)將各樓宇的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)數(shù)據(jù)實時傳輸至云數(shù)據(jù)中心。云數(shù)據(jù)中心具有強大的數(shù)據(jù)處理能力和充足的存儲空間，能對海量的消防數(shù)據(jù)進行存儲。通過云數(shù)據(jù)中心，全校消防監(jiān)控中心統(tǒng)一監(jiān)控所有樓宇的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。監(jiān)控中心工作人員可實時查看各樓宇的消防狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即啟動應(yīng)急預(yù)案，調(diào)配資源進行處置[7]。

2.消防水源監(jiān)測系統(tǒng)

在每個校區(qū)的消防水泵房中加裝物聯(lián)網(wǎng)水位/水壓傳感器是實現(xiàn)智慧消防水源監(jiān)測的關(guān)鍵步驟。這些傳感器能實時監(jiān)測消防栓水泵進出水管的水壓，確保消防水泵在需要時能提供足夠的壓力。同時，還能監(jiān)測室內(nèi)外消火栓各管網(wǎng)最不利點的實時壓力，確保其在火災(zāi)發(fā)生時水流迅速到達每一個角落，從而有效控制火勢。消防水池與高位水箱的水位監(jiān)測也是不可忽視的環(huán)節(jié)，通過安裝物聯(lián)網(wǎng)水位傳感器，實時監(jiān)控水位變化，讓消防水池和高位水箱始終保持充足的水量，為消防滅火提供持續(xù)的水源保障。一旦水位低于安全閾值，系統(tǒng)將自動報警，并通知相關(guān)人員及時處理，避免因水源不足而影響滅火工作。智慧消防安全監(jiān)測平臺系統(tǒng)的構(gòu)建，能夠有效提高消防水源的管理效率，且通過數(shù)據(jù)分析和預(yù)警機制，有助于管理人員提前發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，為校園消防安全提供強有力的技術(shù)支持[8]。

3.消防設(shè)備實時監(jiān)測

該系統(tǒng)通過在各樓宇安裝煙感、溫感等火情探測設(shè)備，實時收集火災(zāi)隱患信息。一旦探測設(shè)備檢測到異常，如煙霧濃度超標或溫度異常升高，系統(tǒng)會立即發(fā)出告警信號。這些告警信息通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，統(tǒng)一傳輸?shù)街腔巯榔脚_，實現(xiàn)信息的集中管理和快速響應(yīng)。智慧消防平臺實時監(jiān)測火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的告警信息，通過手機App和消防中控室大屏相結(jié)合的方式，將告警信息及時推送給相關(guān)人員。手機App的便攜性使得消防人員和管理人員能隨時隨地接收告警信息，并及時作出響應(yīng)。而消防中控室大屏則提供直觀的信息展示，方便消防指揮人員進行現(xiàn)場調(diào)度。

五、結(jié)束語

綜上所述，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷完善，其在高校消防安全監(jiān)測中的應(yīng)用已經(jīng)成為提升校園安全管理水平的重要手段。本文通過對物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)在高校消防安全監(jiān)測中的應(yīng)用的深入研究，旨在為高校消防安全管理提供科學、有效的技術(shù)支持。未來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為構(gòu)建和諧、安全的校園環(huán)境做出更大的貢獻。

作者單位：薛宇飛 南京郵電大學

參考文獻

[1]陳銳.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的消防通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與實現(xiàn)研究[J].消防界，2023，9（10）：34-36.

[2]唐劍.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在消防監(jiān)督管理工作中的運用研究[J].華東科技，2023，（01）：96-98.

[3]李彬.基于鴻蒙操作系統(tǒng)的消防泵APP遠程監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)[D].上海：東華大學，2023.

[4]張燕.5G通信技術(shù)在消防救援工作中的應(yīng)用分析[J].網(wǎng)絡(luò)安全和信息化，2023，（03）：14-15.

[5]董高超.網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在高層建筑消防調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].模型世界，2023，（34）：101-103.

[6]陳晗，蘇理.新時期消防監(jiān)督檢查業(yè)務(wù)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用[J].中國科技縱橫，2023，（23）：57-59.

[7]趙民生. 基于物聯(lián)網(wǎng)ZigBee技術(shù)的消防報警系統(tǒng)的設(shè)計與研究[J].今日消防，2021，6（01）：39-41.

[8]郝越，馬義松，李健，等.基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的無人值班變電站消防遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)[J].通信電源技術(shù)，2023，40（24）：7-9.