安一寧

摘要：近些年來，我國建筑行業(yè)發(fā)展勢頭迅猛，建筑經(jīng)濟(jì)在整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)體系中扮演著十分重要的角色。對于建筑物而言，消防安全問題十分關(guān)鍵，其直接影響著居住者或流動人口的生命安全，因此，做好建筑物的消防安全工作變得極為重要。新時(shí)期，伴隨著信息技術(shù)與科學(xué)技術(shù)的不斷革新，物聯(lián)網(wǎng)不斷衍生，將其應(yīng)用到建筑物消防安全之中是正確選擇，能在建筑物受到安全威脅時(shí)，及時(shí)響應(yīng)、預(yù)警并進(jìn)行消防急救，能大大減少經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡。對此，本文就物聯(lián)網(wǎng)在建筑物消防安全中的應(yīng)用展開了相關(guān)的分析與研究。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);建筑物;消防安全;應(yīng)用

Abstract： In recent years， China’s construction industry has developed rapidly， and the construction economy has played a very important role in the entire national economic system. For buildings， fire safety is critical， which directly affects the lives and safety of residents or floating population. Therefore， it is extremely important to do a good job of fire safety in buildings. In the new era， with the continuous innovation of information technology and science and technology， the Internet of Things is constantly being derived. It is the correct choice to apply it to building fire safety. When the building is threatened by safety， it can respond， warn and give first aid in time， which can greatly reduce economic loss and casualties. So this article analyzes and studies the application of the Internet of Things in building fire safety.

Keywords： Internet of Things; building; fire safety; application

一、前言

如今，大部分建筑物上都安裝了火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)以及自動噴水滅火系統(tǒng)等設(shè)施，其在很大程度上可以發(fā)揮火災(zāi)預(yù)警的作用。此類設(shè)施在探知、撲滅火災(zāi)等方面優(yōu)勢明顯，能大大提升建筑物的火災(zāi)抵御性能，以保證建筑物的消防安全，從而保證人們的生命安全與財(cái)產(chǎn)安全。

然而，經(jīng)過時(shí)間的推移，消防設(shè)施超期服役、老化等問題突出，再加之由于人為原因?qū)ο嚓P(guān)消防設(shè)備的管理不到位，對自動報(bào)警系統(tǒng)的維護(hù)不夠，或者是設(shè)備或系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)未及時(shí)維修，使得系統(tǒng)處于帶故障運(yùn)行，會嚴(yán)重影響消防設(shè)施的應(yīng)用效率。面對該問題，企業(yè)可將物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)知識滲透其中，構(gòu)建消防設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)對城市建筑物中的消防設(shè)備開展實(shí)時(shí)化的監(jiān)控。

在保證原本建筑消防設(shè)施運(yùn)行的條件下，可將消防設(shè)備的基本運(yùn)行情況通過網(wǎng)絡(luò)平臺傳輸至城市的消防監(jiān)控與管理中心，主要對消防設(shè)備的基本運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)化監(jiān)控，以實(shí)現(xiàn)對消防設(shè)備的全方位管理。

二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)概述

（一）物聯(lián)網(wǎng)的概念與發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)（如圖1）主要是建立在互聯(lián)網(wǎng)的概念之上，主要是一種網(wǎng)絡(luò)概念，它不斷地將用戶終端擴(kuò)展和擴(kuò)展到項(xiàng)目以及項(xiàng)目之間，以實(shí)現(xiàn)信息通信和交換。具體而言，物聯(lián)網(wǎng)基于各種信息傳感設(shè)備，例如射頻識別，全球定位系統(tǒng)，紅外傳感器和激光掃描儀。根據(jù)相關(guān)協(xié)議，將物品有效地連接到Internet上以實(shí)現(xiàn)信息通信和交換，以實(shí)現(xiàn)智能定位、識別、監(jiān)視、反跟蹤和管理的網(wǎng)絡(luò)概念。

2005年，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了“ITU2005互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告：物聯(lián)網(wǎng)”，該報(bào)告曾指出，物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代即將到來，世界上的物體均可通過因特網(wǎng)主動進(jìn)行交換[1]。

（二）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本特征

物聯(lián)網(wǎng)主要是從應(yīng)用角度出發(fā)，借助無線通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)等平臺把用戶的終端設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，以形成了一個(gè)終端物品信息實(shí)時(shí)化共享與互換的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)相比，物聯(lián)網(wǎng)的特征更加明顯。

1.物聯(lián)網(wǎng)使用各種傳感技術(shù)

在物聯(lián)網(wǎng)上部署了各種類型的傳感器，每個(gè)傳感器都是重要的信息源。傳感器的類型不同，捕獲的信息的格式和內(nèi)容也不同。傳感器獲得的數(shù)據(jù)是實(shí)時(shí)的，它會根據(jù)相應(yīng)的頻率定期收集信息，從而不斷更新數(shù)據(jù)和信息[2]。

2.它是一個(gè)基于Internet的無處不在的網(wǎng)絡(luò)

對于物聯(lián)網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)是其重要的基礎(chǔ)和核心。它主要通過各種有線和無線網(wǎng)絡(luò)與Internet集成在一起，因此相關(guān)信息可以實(shí)時(shí)傳輸。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)不僅提供傳感器的連接功能，還具有一定的智能處理能力，可以智能地控制對象。物聯(lián)網(wǎng)主要是把傳感器與智能處理進(jìn)行緊密的結(jié)合，借助模式識別、云計(jì)算等職能技術(shù)來對應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行有效的擴(kuò)充。從傳感器獲得的海量信息中，工作人員可選擇出那些有價(jià)值的數(shù)據(jù)加以處理、加工與分析，旨在使用用戶不同層面的需求，進(jìn)而逐步發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用模式與應(yīng)用領(lǐng)域。

（三）物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)

從技術(shù)架構(gòu)層面來看，物聯(lián)網(wǎng)主要分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層[3]，如圖2所示。

1.感知層

主要是由傳感器網(wǎng)關(guān)、各類傳感器而構(gòu)成的，包括溫度傳感器、CO2濃度傳感器、濕度傳感器、二維碼標(biāo)簽、RFID標(biāo)簽和讀寫器、GPS、攝像頭等感知終端[4]。一般來講，感知層就相當(dāng)于人的皮膚、眼睛、耳朵、鼻子與喉嚨等神經(jīng)末梢，其是物聯(lián)網(wǎng)識別物體、采集信息的重要來源，其主要的功能就是識別物體與采集信息。

2.網(wǎng)絡(luò)層

是由互聯(lián)網(wǎng)、私人網(wǎng)絡(luò)、有線與無線通信網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算平臺與網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)而組成的，其代表著人的大腦與神經(jīng)中樞，主要負(fù)責(zé)處理與傳遞感知層所獲取的信息。

3.應(yīng)用層

是物聯(lián)網(wǎng)與用戶的重要接口，其要充分結(jié)合行業(yè)的基本需求，從而實(shí)現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)的智能化應(yīng)用[5]。

（四）物聯(lián)網(wǎng)的核心與關(guān)鍵技術(shù)

從本質(zhì)上來講，物聯(lián)網(wǎng)主要是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)建立起來的，主要是將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、寬帶接入傳輸、無線通信進(jìn)行有效的結(jié)合，進(jìn)而形成了一個(gè)寬帶移動的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，然后再與物品進(jìn)行聯(lián)系，就形成了物聯(lián)網(wǎng)。由此可見，物聯(lián)網(wǎng)中所涉及的技術(shù)比較多。

當(dāng)下，物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)主要有RFID技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、感知節(jié)點(diǎn)與終端技術(shù)、業(yè)務(wù)支撐與智能處理技術(shù)[6]。在諸多技術(shù)中，RFID技術(shù)是最為關(guān)鍵的技術(shù)，其主要是利用射頻信號通過空間耦合來達(dá)到無接觸信息傳遞，并且通過所傳遞的信息來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)識別與數(shù)據(jù)交換，該過程不會受到環(huán)境的干擾，具有非接觸、無磨損、壽命長、數(shù)據(jù)讀取速度快、使用便捷等多種優(yōu)勢。此外，RFID技術(shù)還具有防沖突功能，可對多張卡片進(jìn)行同時(shí)處理。

三、物聯(lián)網(wǎng)在建筑物消防安全中應(yīng)用的必要性

而今，伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市化進(jìn)程在逐步推進(jìn)，諸多高層、大型、地下等建筑類型不斷涌現(xiàn)，且此類場所大部分以商場為主，聚集的人員多、財(cái)產(chǎn)高、物資多，容易引發(fā)火災(zāi)。以往人為消防管理的模式與靠外部救援的方式無法滿足當(dāng)下的需求。盡管當(dāng)前實(shí)現(xiàn)了消防設(shè)備的自動化，但是由于多種因素的影響，使得城市建筑物的消防設(shè)施執(zhí)行效率不高，嚴(yán)重影響消防救援質(zhì)量。

面對此種問題，開發(fā)人員應(yīng)做到與時(shí)俱進(jìn)，將現(xiàn)代信息技術(shù)、科學(xué)技術(shù)與消防設(shè)施管理充分結(jié)合起來，打造新型的消防設(shè)備電子監(jiān)控系統(tǒng)，主要是對建筑物匯中的消防設(shè)備開展遠(yuǎn)程的實(shí)時(shí)化監(jiān)控，能及時(shí)了解消防設(shè)施的基本運(yùn)行狀態(tài)、是否存在故障等，一旦發(fā)現(xiàn)問題，可及時(shí)通知相關(guān)部門進(jìn)行維修或處理，以便讓消防設(shè)備恢復(fù)到正常狀態(tài)，隨時(shí)處于待命狀態(tài)。

在此種情況下，建筑物中一旦發(fā)生災(zāi)情，消防系統(tǒng)可以快速啟動，能大大節(jié)省時(shí)間，能大大提高營救質(zhì)量，將各項(xiàng)損失與傷害降至最低。消防物聯(lián)網(wǎng)是提高建筑物消防安全管理水平與火災(zāi)防控的重要舉措，也能提高政府部門的公共消防服務(wù)水平[7]。

同時(shí)，相關(guān)部門應(yīng)重視對消防物聯(lián)網(wǎng)的深度研發(fā)與應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)對消防安全的集中化管理與網(wǎng)絡(luò)管理，實(shí)現(xiàn)自動火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)胡同，形成火災(zāi)自動報(bào)警與監(jiān)控管理系統(tǒng)，主要是借助安防視頻的監(jiān)控設(shè)備來掌握火災(zāi)現(xiàn)場的實(shí)況，把探測報(bào)警系統(tǒng)與通信指揮、消防監(jiān)管、滅火救援等進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，進(jìn)而更大程度上提高救援質(zhì)量。因此，將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到建筑物消防安全中具有必要性。

四、物聯(lián)網(wǎng)在建筑物消防安全中的應(yīng)用

以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)開展建筑物消防設(shè)施設(shè)計(jì)工作，應(yīng)做到以安全為基礎(chǔ)，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對消防設(shè)施的智能化監(jiān)控與管理。一般來講，建筑物中的消防設(shè)施主要有消防泵、消火栓、消防噴淋、煙感、安全疏散標(biāo)志、溫感以及消防安全門等。消防設(shè)施能夠可以正常的使用直接影響著火災(zāi)撲救效果，怎樣確保消防設(shè)施處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，必須要對消防設(shè)施進(jìn)行再三的檢查與落實(shí)，以避免出現(xiàn)疏漏，以求為險(xiǎn)情救援時(shí)刻做好準(zhǔn)備。以下我們就基于物聯(lián)網(wǎng)的建筑物消防安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述。

（一）打造消防安全系統(tǒng)

消防安全系統(tǒng)主要是由網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層與感知層而組成的。感知層主要是由各種具有一定感知性能的設(shè)備組成的，如攝像頭、GPS、M2M終端、傳感器網(wǎng)關(guān)與傳感器網(wǎng)絡(luò)等[8]。此類設(shè)備可以安裝到監(jiān)測區(qū)域或潛入到消防設(shè)備與消防用具之中。傳感器主要是更好的感知與識別物體，對消防設(shè)備的基本情況進(jìn)行采集與捕捉，還要及時(shí)執(zhí)行相關(guān)的命令。例如，工作人員可為建筑物安裝上報(bào)警監(jiān)控設(shè)備、火警感應(yīng)裝置與自動滅火裝置;為消防車安裝上感壓與GPS定位傳輸設(shè)備，主要是及時(shí)獲取車輛的出水流量、壓力與速度等相關(guān)參數(shù)，進(jìn)而及時(shí)向監(jiān)控中心輸送數(shù)據(jù);在消防頭盔上安裝傳感器與集成芯片。

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能使得消防員、消防車與消防指揮中心實(shí)現(xiàn)聯(lián)絡(luò)的暢通性與交互性，能達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控、實(shí)時(shí)傳輸現(xiàn)場數(shù)據(jù)、定位消防員的生命體征等的效果，以便實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一救災(zāi)與指揮，也能大大提升消防員的自我保護(hù)能力。

網(wǎng)絡(luò)層主要是通過有線或者無線網(wǎng)絡(luò)把感知層所得到的險(xiǎn)情隱患數(shù)據(jù)傳輸至應(yīng)用層，還要把應(yīng)用層的具體消防指令及時(shí)傳回到感知層。應(yīng)用層主要包含防火重點(diǎn)部門、消防部門、管理人員與火災(zāi)工作人員的整個(gè)信息化系統(tǒng)。由于應(yīng)用層所涉及的內(nèi)容比較，所以操作起來也相對較難。

1.對于現(xiàn)場的滅火器、消防栓等相關(guān)的滅火設(shè)施實(shí)施RFID電子標(biāo)簽管理模式，這就需要做好實(shí)時(shí)查驗(yàn)、定期保養(yǎng)與隨時(shí)的測試。

2.消防監(jiān)控中心要和各個(gè)重點(diǎn)監(jiān)測站、各樓層等實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的通信，還要通過一定的消防對講機(jī)與消防廣播的方式來與119報(bào)警中心、消防中隊(duì)取得聯(lián)系，此時(shí)，消防中隊(duì)則是通過遠(yuǎn)程控制方式來啟停消防設(shè)施，以便實(shí)現(xiàn)緊急出警。

3. 消防監(jiān)控中心需要同步通知可能處于火災(zāi)的人員及其家屬火災(zāi)的實(shí)時(shí)情況，并指導(dǎo)被圍困人員相應(yīng)的逃生通道。

（二）科學(xué)設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能

通常來講，物聯(lián)網(wǎng)的主要功能主要表現(xiàn)在應(yīng)用層方面，因此，建筑物消防安全系統(tǒng)（如圖3）的功能就是針對應(yīng)用層的實(shí)際需求來進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)用層主要涉及消防管理部門、監(jiān)控指揮中心以及建筑物等。為獲得理想的效果，系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)需要充分結(jié)合不同用戶的實(shí)際需求。對于整個(gè)消防安全系統(tǒng)而言，監(jiān)控指揮中心是整個(gè)系統(tǒng)的中樞，消防監(jiān)控中心用戶能夠使用與配置系統(tǒng)內(nèi)的全部信息與數(shù)據(jù)，其主要的功能表現(xiàn)為火警實(shí)時(shí)監(jiān)控功能、聯(lián)動視頻監(jiān)控功能、地理信息系統(tǒng)定位功能、消防值班人員巡查功能、消防設(shè)備管理與監(jiān)督功能以及安全管理信息查詢功能。

消防管理部門既要及時(shí)獲取相關(guān)的火警信息，以便及時(shí)安排出警，還能使用消防安全系統(tǒng)平臺來監(jiān)控建筑物的自身消防安全管理狀況，能大大提高消防監(jiān)控的有效性。消防管理部門的主要功能有食品監(jiān)控、實(shí)時(shí)火警聯(lián)動、設(shè)備管理與監(jiān)督與安全管理信息查詢功能。

建筑物是消防服務(wù)的主要受益者，也是重要的監(jiān)控對象，通過消防安全系統(tǒng)來管理值班人員的考勤情況，及時(shí)查看消防設(shè)施的基本運(yùn)行情況，不斷學(xué)習(xí)最新的消防業(yè)務(wù)知識，進(jìn)而提高消防安全管理水平。具體來講，建筑物使用功能主要表現(xiàn)為考勤管理、安全管理信息查詢、消防業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)查詢以及設(shè)施管理功能。

（三）實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的不斷升級

1.在疏散人員時(shí)，工作人員可選擇RFID技術(shù)來開展井然有序的救援。

2.借助無線傳感網(wǎng)絡(luò)來對救援人員開展迅速移動定位與狀態(tài)監(jiān)測，同時(shí)，救援人員還要結(jié)合建筑物各個(gè)場地的實(shí)際情況，選擇重要區(qū)域來自主投放一些輔助性定位設(shè)施，是提高定位精度的重要途徑。

3.工作人員應(yīng)重視對智能火災(zāi)探測器的設(shè)計(jì)，要求此類探測器可以實(shí)現(xiàn)早期的火災(zāi)預(yù)警，能快速的將重要數(shù)據(jù)上傳并儲存，還要具備誤報(bào)率的功能。

救援人員可以在救援現(xiàn)場借助空中接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線提取，以更好的分析災(zāi)情，監(jiān)控中心以監(jiān)控截面的形式對災(zāi)害區(qū)域開展危險(xiǎn)分區(qū)，進(jìn)而提高指揮與救援的實(shí)際效率。

五、結(jié)束語

綜上所述，為順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展趨勢，建筑行業(yè)應(yīng)做到與時(shí)俱進(jìn)，在消防工作上給予高度重視，對以往的消防系統(tǒng)進(jìn)行升級，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來控制與管理消防設(shè)備，能大大提高消防設(shè)備的管理效率，也就能更大程度上確保消防安全。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在建筑物消防安全中的應(yīng)用，是時(shí)代發(fā)展的必然產(chǎn)物，也是時(shí)代發(fā)展的必然要求，通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對消防設(shè)備的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，能及時(shí)了解消防設(shè)備的一切情況，以便發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)完善，使得消防設(shè)施始終處于準(zhǔn)備狀態(tài)，這樣一旦發(fā)生險(xiǎn)情，消防人員可及時(shí)做出反應(yīng)，可大大提高救援效率。

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