孫德斌

(泰州市消防支隊，江蘇 泰州 225300)

城市消防設(shè)施聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析與應(yīng)用

孫德斌

(泰州市消防支隊，江蘇 泰州 225300)

城市消防設(shè)施聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)將原本各建筑物內(nèi)獨立的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，并綜合應(yīng)用地理信息系統(tǒng)、數(shù)字視頻監(jiān)控等技術(shù)，在監(jiān)控中心實現(xiàn)所有聯(lián)網(wǎng)建筑物的火災(zāi)報警情況的實時監(jiān)測，以及消防設(shè)施的集中管理。在介紹了城市消防設(shè)施聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對城市消防設(shè)施聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)進行了分析，并對各關(guān)鍵技術(shù)在消防聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用進行了闡述。

消防監(jiān)測；物聯(lián)網(wǎng)；地理信息系統(tǒng)；視頻監(jiān)控

0 引言

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和人們生活水平的日益提高，各種高層建筑如雨后春筍般拔地而起。然而在這些建筑物興起的同時，火災(zāi)隱患也在不斷增加，人民群眾的安全需求愈來愈高，火災(zāi)越來越受到社會的廣泛關(guān)注。根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB 50016—2006)和《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB 50045—95，2005年版)的要求，城市里的大部分建筑都已經(jīng)安裝了火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)等消防設(shè)施。發(fā)生火災(zāi)時，值班人員從報警主機中讀取報警信息，然后人工撥打電話報警。但是由于缺乏有效的監(jiān)督手段，常因人為因素導(dǎo)致漏報、遲報、瞞報與誤報。2014年10月11日凌晨2時59分，北京石景山區(qū)喜隆多商場發(fā)生火災(zāi)，造成2名消防官兵犧牲?；馂?zāi)發(fā)生后，商場內(nèi)的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)多次響起警報，而消防控制室值班人員卻多次關(guān)閉報警信號，且消防水泵處于手動狀態(tài)，致使火災(zāi)發(fā)生后自動消防設(shè)施未能及時啟動滅火，火勢迅速蔓延擴大。另外，通過119電話語音報警，報警時間長，火災(zāi)地點報告不夠準確，不能及時反應(yīng)環(huán)境、建筑和交通狀況，將嚴重影響公安消防部隊的快速反應(yīng)能力[1]。

建立聯(lián)網(wǎng)的建筑消防設(shè)施檢查系統(tǒng)，可以將報警主機接收到的火警信息實時傳遞到城市消防指揮中心，解決人為報警不及時、遲報、瞞報、誤報等情況，加快報警速度和對著火點的準確判斷，為滅火救援贏得時間；同時通過現(xiàn)場視頻監(jiān)控，提供最佳疏散通道；另外，應(yīng)用消防聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，還可以實現(xiàn)對火災(zāi)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控設(shè)備的自動巡檢，從而加強單位內(nèi)部消防設(shè)施的管理[2]。

在國外，消防聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測技術(shù)起步較早，德國、美國、日本等發(fā)達國家已經(jīng)建立了城市火災(zāi)自動報警網(wǎng)絡(luò)，重點保護單位的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)直接與消防指揮中心聯(lián)網(wǎng)，并由指揮中心直接負責(zé)管理網(wǎng)絡(luò)和處置報警呼叫。根據(jù)對國外消防安全設(shè)施應(yīng)用的調(diào)查，美國、加拿大、英國、德國、日本等發(fā)達國家的火災(zāi)自動報警設(shè)備聯(lián)網(wǎng)后，消防指揮中心能夠快速準確地判斷火災(zāi)地點、火災(zāi)類型，并迅速調(diào)度消防力量到達現(xiàn)場。在國內(nèi)，一些城市從20世紀80年代末開始嘗試消防聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)，有些城市的消防聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)初具規(guī)模。建設(shè)部于2007年頒布了《城市消防遠程監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》(GB 50440—2007)[3]，進一步規(guī)范了城市消防遠程監(jiān)測系統(tǒng)的實施。但由于投資主體不明確、建設(shè)經(jīng)費難落實、系統(tǒng)軟件不統(tǒng)一、單位信息難溝通等原因，實際正常運轉(zhuǎn)的聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)較少，有的已停止運營，有的勉強維持。2013年初，江蘇省將城市消防設(shè)施聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)作為公共消防設(shè)施的組成部分，按照“政府投資建設(shè)、消防機構(gòu)運行、單位免費接入”的模式進行建設(shè)，全省設(shè)有消防控制室的社會單位將全部實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測。

1 城市消防設(shè)施聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)

城市消防設(shè)施聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，綜合應(yīng)用先進的火災(zāi)報警技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計算機控制技術(shù)和多媒體顯示技術(shù)，通過公用電話網(wǎng)、局域/廣域網(wǎng)、無線網(wǎng)等多種傳輸方式，實時采集監(jiān)控現(xiàn)場的各類報警信號、故障信號、圖像信息以及其他信息，并及時可靠地將上述信息傳送到城市消防設(shè)施聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測中心。如圖1所示，消防設(shè)施聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)主要由監(jiān)控管理中心、通信網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控終端三部分組成。系統(tǒng)中的終端設(shè)備可以快速、準確地將火災(zāi)自動報警設(shè)備的火警、運行狀態(tài)等信息，通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送至聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心，監(jiān)控管理中心根據(jù)掌握的火警信息、地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，GIS)提供的信息及滅火預(yù)案為消防部門快速反應(yīng)提供輔助決策，通過相關(guān)信息實現(xiàn)對火災(zāi)真?zhèn)蔚呐袛?，達到早期發(fā)現(xiàn)火警，快速撲救火災(zāi)的目的[4]。

圖1 城市消防設(shè)施聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖

設(shè)有火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)用戶通過用戶信息傳輸裝置實時監(jiān)測火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并將報警信息通過報警傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)測中心[5]；對于未設(shè)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)用戶，通過對報警按鈕或者自動觸發(fā)裝置的操作、動作的監(jiān)測，將觸發(fā)信息通過報警傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)測中心。報警傳輸網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)用戶信息傳輸裝置與監(jiān)測中心之間的通信。用戶信息傳輸裝置能夠接收監(jiān)測中心下發(fā)的指令信息。

2 消防設(shè)施聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)探析

消防設(shè)施聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)通過通信網(wǎng)絡(luò)將原本各建筑物獨立的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，并綜合應(yīng)用地理信息系統(tǒng)、數(shù)字視頻監(jiān)控等信息技術(shù)，在監(jiān)測中心內(nèi)實現(xiàn)所有聯(lián)網(wǎng)建筑物的火災(zāi)報警情況的實時監(jiān)測，以及消防設(shè)施的集中管理。消防設(shè)施聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括數(shù)據(jù)通信技術(shù)、GIS技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)等，下面將分別進行分析，并對相關(guān)技術(shù)在消防設(shè)施聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用進行簡要說明[6]。

2.1 數(shù)據(jù)通信技術(shù)

在消防設(shè)施聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)中，涉及多種數(shù)據(jù)通信技術(shù)。既包括各建筑物的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)與城市監(jiān)測中心之間通過城市公共通信網(wǎng)絡(luò)的通信，也包括119指揮中心與上級指揮中心、城市消防監(jiān)控中心之間的專線連接通信方式。應(yīng)用城市公共通信網(wǎng)絡(luò)通信的優(yōu)勢是不需要額外進行投資，但通信速率與可靠性不能得到保障；專線連接通信的優(yōu)勢是通信的速率與可靠性較高，但需要額外投資。

根據(jù)通信數(shù)據(jù)傳輸時有無線纜連接，通信可分為有線通信和無線通信兩種方式，在實際應(yīng)用中可以根據(jù)需要進行選擇。通常來說，為了適應(yīng)通信技術(shù)的發(fā)展和滿足應(yīng)用的需求，聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)具有采用多種通信網(wǎng)絡(luò)的能力。由于發(fā)生火災(zāi)時，有線通信線路可能會被燒毀，因此系統(tǒng)可以同時采用有線和無線兩種通信方式，實現(xiàn)通信鏈路的冗余備份，提高系統(tǒng)的可靠性[7]。

近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的消防監(jiān)控技術(shù)也得到了空前發(fā)展。為了實現(xiàn)公共消防區(qū)域場所火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的資源和服務(wù)共享，消防部門依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)了消防信息數(shù)據(jù)平臺，讓公共區(qū)域或重點單位出現(xiàn)的情況及時傳遞給消防部門，改變了過去每一個場所只是一個“孤島”的不利局面。

基于物聯(lián)網(wǎng)的消防監(jiān)控系統(tǒng)可以劃分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層包括已經(jīng)安裝在建筑物中的火警感應(yīng)設(shè)備、報警監(jiān)控設(shè)備和自動滅火設(shè)備，其感知和采集的是建筑火災(zāi)報警信息和視頻監(jiān)控信息；網(wǎng)絡(luò)層通過有線或無線傳輸將感知層的險情隱患信息傳遞到應(yīng)用層，并將應(yīng)用層的消防指令傳回感知層；應(yīng)用層則對應(yīng)監(jiān)控中心。一旦出現(xiàn)火情，感知層將啟動報警裝置，通過有線、無線通信或?qū)＞€將信息傳至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心立刻確定發(fā)生火情的詳細位置，并可直接啟動火災(zāi)地點的消防水泵等滅火系統(tǒng)及人員救生系統(tǒng)，同時聯(lián)系119指揮中心出警。

2.2 GIS技術(shù)

早在1963年，加拿大科學(xué)家就嘗試將計算機技術(shù)和信息系統(tǒng)技術(shù)綜合應(yīng)用于地理科學(xué)中，第一次提出了地理信息系統(tǒng)概念。GIS技術(shù)是對空間數(shù)據(jù)進行采集編輯、存儲管理、查詢分析、顯示制圖、綜合應(yīng)用等的綜合性技術(shù)。它以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，依靠計算機技術(shù)的支持，通過獲取地理空間數(shù)據(jù)并將信息進行存儲、處理、傳輸、檢索、分析和顯示，構(gòu)建以空間為對象，進行決策和研究的系統(tǒng)。

消防部門擔(dān)負著保護生命和財產(chǎn)安全的重任，為了實現(xiàn)滅火救援的快速反應(yīng)，消防設(shè)施聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)需要實現(xiàn)火警定位、路徑選擇、水源和建筑物查詢等功能；為了日常的防火管理，聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)需要掌握人員密集場所的消防通道、危險物品存放地點等。所有這些功能的實現(xiàn)，都需要消防地理信息系統(tǒng)來輔助管理決策?！断劳ㄐ胖笓]系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB 50313—2000)規(guī)定：消防通信指揮系統(tǒng)必須建設(shè)消防地理信息系統(tǒng)。

目前，我國城市消防指揮中心大都引進了地理信息系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)通過空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，存儲和管理所有與地圖有關(guān)的信息。GIS可以提供廣域消防地圖、接警消防地圖、滅火救援戰(zhàn)區(qū)地圖、滅火預(yù)案圖等，其通過信息可視化技術(shù)，為其他系統(tǒng)提供地圖和相關(guān)信息支持，從而能方便、直觀、高效的進行分析和輔助決策，為快速撲救火災(zāi)提供必要條件[8]。

2.3 視頻監(jiān)控技術(shù)

根據(jù)《城市消防遠程監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》，城市消防聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)采用先進的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化信號傳輸系統(tǒng)，將各個分散、獨立的圖像采集點進行聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)全網(wǎng)范圍內(nèi)的監(jiān)控管理與資源共享。

發(fā)生火災(zāi)時，視頻監(jiān)控錄像是對火災(zāi)發(fā)生、發(fā)展和熄滅過程客觀的真實記錄，從而可以為火災(zāi)調(diào)查人員對火災(zāi)事故現(xiàn)場勘驗提供有利的幫助信息。有不少應(yīng)用視頻監(jiān)控資料作為證據(jù)或補充證據(jù)來認定火災(zāi)原因的成功案例：如2010年1月6日凌晨，浙江省某廠發(fā)生火災(zāi)，造成9人死亡?；鹫{(diào)人員在現(xiàn)場勘驗過程中由于目擊者證詞不一、現(xiàn)場情況復(fù)雜等無法確定起火點在哪個樓層。后通過查看兩段視頻，結(jié)合火災(zāi)現(xiàn)場物證，起火點最終被鎖定。2013年6月7日廈門BRT公車起火事故，造成47人死亡，34人受傷，通過某處監(jiān)控錄像鎖定犯罪嫌疑人陳某，并在火災(zāi)現(xiàn)場找到關(guān)鍵證物[9]。2015年2月6日，廣東省惠州市惠東縣平山街道辦惠東大道義烏商品城四樓倉庫發(fā)生火災(zāi)事故，造成17人死亡，1名消防隊員重傷。通過查看視頻監(jiān)控錄像，認定火災(zāi)原因系人為縱火。

從理論上講，視頻監(jiān)控在消防安全管理中的作用主要有：(1)對故意縱火行為具有威懾作用，違法人員擔(dān)心被攝像而主動放棄縱火；(2)可以實時獲取火災(zāi)現(xiàn)場的火情及救援情況，為消防指揮員及火災(zāi)事故救援提供實況信息；(3)火災(zāi)現(xiàn)場記錄及火災(zāi)現(xiàn)場查閱再現(xiàn)的作用；(4)可以對火災(zāi)事故現(xiàn)場或消防安全重點單位進行遠程實時監(jiān)控和遠程遙控管理；(5)視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以復(fù)核火災(zāi)事故報警，當(dāng)消防自動控制系統(tǒng)發(fā)出自動報警后，可以通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)復(fù)核火災(zāi)報警的真實性；(6)視頻監(jiān)控錄像有助于火災(zāi)原因的認定，視頻監(jiān)控錄像所記錄的事件具有客觀真實性，其證據(jù)作用要比證人證言、現(xiàn)場勘驗更直觀、更具可信力[10]。

由于起火時有線通信系統(tǒng)可能遭到破壞，為了實現(xiàn)火場信息的有效即時傳輸，一些城市消防指揮中心采用了3G無線圖像傳送方式。基于3G的城市消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，面對復(fù)雜的火場形勢，3G無線圖像傳輸系統(tǒng)能夠及時進行分析，并協(xié)助制定最有效的救援方案。隨著3G通信技術(shù)與視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，相信在不久的將來，基于3G技術(shù)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)必將在我國消防事業(yè)中發(fā)揮重大作用，為人民造福。

3 結(jié)束語

近年來，各地消防部門在推動城市消防聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)方面做了許多積極的探索和努力，上海、天津、杭州、南京等地相繼建立了城市消防聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測中心。這些系統(tǒng)在提升社會單位防控火災(zāi)能力和消防工作社會化水平中發(fā)揮了重要作用。但從全國范圍來看，這項工作的開展還處于起步階段，亟待進一步向深度和廣度發(fā)展。

圖2 基于3G的城市消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)《城市消防遠程監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》，城市消防設(shè)施聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)采用先進的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，將各個分散的消防監(jiān)控單位進行聯(lián)網(wǎng)。本文重點討論了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信、地理信息系統(tǒng)、數(shù)字視頻監(jiān)控等技術(shù)在城市消防遠程監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，并對各關(guān)鍵技術(shù)在消防設(shè)施聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用進行了闡述。只有在更廣泛的范圍內(nèi)部署城市消防設(shè)施聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，才能提高社會單位消防安全管理水平，從而進一步提高整個城市防控火災(zāi)的能力。

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(責(zé)任編輯 馬 龍)

The Analysis and Application of Key Technologies in a City Fire Remote Monitoring System

SUN Debin

(TaizhouMunicipalFireBrigade,JiangSuProvince225300,China)

In a city fire remote monitoring system, automatic fire alarm systems in each building are networking to the control centre. Kinds of technologies such as geographic information systems, digital video surveillance, etc., are used to realize the real-time monitoring and centralized management. In this paper, the composition and structure of city fire remote monitoring system is described, and the key techniques of the system are analyzed based on it. After that, applications of the technologies in Nanjing fire monitoring system are discussed in detail.

fire monitoring; internet of things; geographic information system; video surveillance

2015-03-19

孫德斌(1970— )，男，江蘇揚州人，高級工程師。

X924.4

A

1008-2077(2015)06-0018-04